perencanaan struktur baja pada bangunan refinery …

193
PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY DAN FRAKSINASI DELAPAN LANTAI   TUGAS AKHIR  Diajukan untuk Melengkapi Syarat Penyelesaian Pendidikan Sarjana Teknik Sipil  Disusun oleh :  AHMAD AMANU SURYA SOEMAKARYA 11 0404 102        BIDANG STUDI STRUKTUR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2016  UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Upload: others

Post on 15-Oct-2021

14 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …

PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN

REFINERY DAN FRAKSINASI DELAPAN LANTAI

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk Melengkapi Syarat Penyelesaian Pendidikan Sarjana Teknik Sipil

Disusun oleh

AHMAD AMANU SURYA SOEMAKARYA 11 0404 102

BIDANG STUDI STRUKTUR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

2016

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

i

ABSTRAK

Struktur baja (steel structure) adalah material yang banyak digunakan dalam bangunan industri khususnya bangunan dengan fungsi sebagai refinery dan fraksinasi Namun dibutuhkan perencanaan yang optimum agar kinerja dari bangunan tersebut dapat memenuhi standart keamanan dan kenyamanan

Penelitian ini menggunakan struktur baja sebagai rangka utama struktur di analisa sebagai open frame dengan diafragma kaku pada elevasi +58 m dan diafragma flexible pada elevasi lain nya Beban mati di hitung berdasarkan berat jenis beban hidup dan beban angin di hitung berdasarkan peraturan pembebanan Indonesia untuk gedung 1983 sedangkan beban gempa di hitung dengan tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur bangunan gedung dan non gedung (SNI 17262012) Struktur baja sendiri di hitung dengan spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural (SNI 17292015) Analisa struktur untuk struktur sekunder dilakukan dengan manual sedangkan untuk struktur primer dilakukan dengan menggunakan bantuan software etabs 2015 Sambungan momen mengunakan momen plastis profil sebagai momen ultimate perencanaan sambungan dan di disain dengan metode plastis tanpa mengakibatkan efek prying sedangkan sambungan geser mengunakan tahanan geser ultimate dari profil sebagai gaya geser ultimate sambungan dan di disain dengan mengunakan tahanan material terendah dari material sambungan dan elemen yang disambung

Dari hasil penelitian diperoleh dimensi struktur sekunder berupa pelat lantai floordeck pelat lantai chekered balok pengakudan balok anak untuk struktur primer diperoleh dimensi balok kolom yang memenuhi standart keamanan dan kenyamanan Struktur primer juga di disain dengan batas daktailitas sehingga pada saat terjadi gempa simpangan antar lantai tidak terlalu jauh

Kata kunci struktur baja kinerja ultimate kinerja layan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

ii

KATA PENGANTAR

Syukur Alhamdulillah saya panjatkan atas kehadirat Allah Subhanahu Wa Tarsquoala

yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya kepada saya sehingga tugas akhir ini

dapat diselesaikan dengan baik Tugas akhir ini merupakan syarat untuk mencapai gelar

sarjana Teknik Sipil bidang struktur Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sumatera Utara dengan judul ldquoPerencanaan Struktur Baja Pada

Bangunan Refinery Dan Fraksinasi Delapan Lantairdquo

Saya menyadari bahwa dalam menyelesaikan tugas akhir ini tidak terlepas dari

dukungan bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak Oleh karena itu saya ingin

menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada beberapa pihak yang

berperan penting yaitu

1 Bapak Ir Besman Surbakti MT selaku pembimbing yang telah banyak

memberikan dukungan masukan bimbingan serta meluangkan waktu tenaga dan

pikiran dalam membantu saya menyelesaikan tugas akhir ini

2 Bapak Prof Dr Ing Johannes Tarigan selaku Ketua Departemen Teknik Sipil

Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara

3 Bapak Ir Syahrizal MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas

Teknik Universitas Sumatera Utara

4 Bapak Ir Sanci Barus MT selaku koordinator pada subjurusan Struktur

Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara

5 Bapak Ir Torang Sitorus MT Bapak M Agung Putra Handana ST MT selaku

Dosen Pembanding atas saran dan masukan yang diberikan kepada penulis

terhadap Tugas Akhir ini

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

iii

6 BapakIbu seluruh staff pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sumatera Utara

7 Teristimewa dihati buat keluarga saya terutama kepada kedua orang tua saya

Bapak Pudjijono dan Ibu Aswita yang telah memberikan doa motivasi semangat

dan nasehat kepada saya Terima kasih atas segala pengorbanan cinta kasih sayang

dan dorsquoa yang tiada batas untuk saya Saudara-saudara tercinta Guru guru yang

saya hormati dan cintai Orang tua yang saya hormati dan adik adik yang saya

sayang Asilah maisun kurniasih yang telah banyak membantu dan mendukung

saya selama ini terima kasih atas doanya Dan keluarga besar yang selalu memberi

semangat kepada saya Fazray syah player yang selalu berbagi ilmu terima kasih

atas dukungan moril maupun materil

8 Pegawai Administrasi yang telah memberikan bantuan dalam penyelesaian

administrasi Terima kasih atas bantuannya selama awal kuliah sampai saat ini

9 Rekan-rekan mahasiswa Jurusan Teknik Sipil Angkatan 2011 Ahmad Syarief

Barly Dhika Swandana Eky Hilman wardana Philips napitupulu Yogie

Zulfuadli Michael Tambunan lsquo010 Yusriawan lsquo010 bang MHafizrsquo08 bang

Ucuprsquo08 bang Ibnursquo08 bang Siddiqrsquo08 bang bang Ozzyrsquo08 abang-abang dan

kakak senior dan adik-adik angkatan 2012 Ahmed nanda dkk adik-adik angkatan

2013 alby novran dkk adik-adik angkatan 2014 Ridho Rajib dkk dan bagi kawan-

kawan serta adek-adek yang belum tersebutkan namanya saya mohon maaf yang

sebesar-besarnya Miskin harta manusiawi miskin hati jangan apalagi miskin ilmu

maka dari itu tetaplah berkarya

Saya menyadari bahwa dalam penyusunan tugas akhir ini masih jauh dari kata

sempurna yang disebabkan keterbatasan pengetahuan dan kurangnya pemahaman saya

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

iv

Oleh karena itu saya mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari para

pembaca demi perbaikan menjadi lebih baik

Akhir kata saya mengucapkan terima kasih dan semoga tugas akhir ini dapat

bermanfaat bagi para pembaca

Medan November 2016

Penulis

Ahmad Amanu SS

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

v

DAFTAR ISI

Halaman

ABSTRAK i

KATA PENGANTAR ii

DAFTAR ISI v

DAFTAR TABEL viii

DAFTAR GAMBAR xi

DAFTAR NOTASI xiv

BAB I PENDAHULUAN 1

11 Latar Belakang 1

12 Perumusan Masalah 2

13 Tujuan Penelitian 3

14 Mamfaat Penelitian 3

15 Pembatasan Masalah 3

16 Sistematika Penulisan 4

BAB II DASAR TEORI 6

21 Dasar Perencanaan 6

211 Jenis Pembebanan 6

2111 Beban Mati 6

2112 Beban Hidup 8

2113 Beban Angin 12

2114 Beban Gempa 13

212 Kombinasi Pembebanan 32

22 Kinerja Struktur Gedung 34

221 Kinerja Batas Layan 34

222 Kinerja Batas Kekuatan 38

2221 Perencanaan Pelat Floor Deck 38

2222 Perencanaan Pelat Chekered 41

2223 Perencanaan Batang Tekan 41

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

vi

2224 Perencanaan Batang Lentur 42

2225 Perencanaan Balok Kolom 48

2226 Perencanaan Balok Komposit 48

2227 Perencanaan Sambungan Las 59

2228 Perencanaan Sambungan Baut 63

23 Disain untuk Stabilitas 72

BAB III METODE PENELITIAN 79

31 Persiapan 79

32 Bagan Alir 79

321 Mulai 80

322 Pengumpulan Data 80

323 Studi Literatur 80

324 Tahap Disain Data 81

325 Pengolahan Data 82

326 Hasil Dan Pembahasan 82

327 Kesimpulan dan saran 82

328 Selesai 82

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 83

41 Disain Struktur Sekunder 83

411 Pelat Floor Deck 83

412 Balok Anak Pelat Floor Deck 86

413 Pelat Chekered 91

414 Siku Pengaku Pelat Chekered 93

415 Balok Anak Pelat Chekered 95

416 Gording 97

417 Sagrod 103

418 Ikatan Angin 105

419 Tangga 108

42 Disain Struktur Primer 111

421 Beban Beban Yang Bekerja 111

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

vii

4211 Beban Grafitasi 111

4212 Beban angin 112

4213 Beban Gempa 113

4214 Beban Notional 118

422 Kombinasi Beban 118

423 Kontrol Drift 119

424 Kontrol Profil 121

4241 Kolom 350 x 350 x 12 x 19 121

4242 Kolom 300 x 300 x 10 x 15 125

4243 Kolom 200 x 200 x 8 x 12 129

4244 Balok Komposit 300 x 150 x 65 x 9 133

4245 Balok Komposit 350 x 175 x 7 x 11 141

425 Dimensi Sambungan 149

4251 Sambungan Balok Kolom 149

4252 Sambungan Balok Balok 161

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 171

51 Kesimpulan 171

52 Saran 173

DAFTAR PUSTAKA 174

LAMPIRAN A

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

viii

DAFTAR TABEL

Tabel 21 Berat jenis bahan bangunan 6

Tabel 22 Beban Mati Tambahan (komponen gedung) 7

Tabel 23 Beban Hidup Pada Lantai Bangunan 9

Tabel 24 Beban Hidup Pada Atap 10

Tabel 25 Koefisien reduksi beban hidup 11

Tabel 26 Koefisien Beban Angin 13

Tabel 27 Kategori risiko bangunan gedung dan non gedung untuk beban

gempa 15

Tabel 28 Faktor keutamaan gempa 17

Tabel 29 Faktor R Cd dan Ω0 untuk sistem penahan gaya gempa 19

Tabel 210 Klasifikasi situs 24

Tabel 211 Koefisien situs Fa 26

Tabel 212 Koefisien situs Fv 27

Tabel 213 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan pada

perioda pendek 28

Tabel 214 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan

pada perioda 1 detik 28

Tabel 215 Nilai parameter perioda pendekatan Ct dan x 31

Tabel 216 Koefisien untuk batas perioda struktur 32

Tabel 217 Persyaratan untuk masing-masing tingkat yang menahan lebih dari

35 persen gaya geser dasar 34

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

ix

Tabel 218 Simpangan antar lantai ijin 37

Tabel 219 Tebal Minimum balok non-prategang atau pelat satu arah bila

lendutan tidak dihitung 38

Tabel 220 Rasio Tulangan Minimum Pada Pelat 40

Tabel 221 Nilai kekuatan lentur berdasarkan SNI 1729 2015 42

Tabel 222 Batas Lendutan Maksimum 46

Tabel 223 Nilai untuk Rg dan Rp untuk setiap kasus Kapasitas untuk angkur

steel headed stud 59

Tabel 224 Tebal minimum las sudut 61

Tabel 225 Pratarik baut minimum kN 64

Tabel 226 Kekuatan nominal pengencang dan bagian yang berulir ksi (MPa) 66

Tabel 227 Dimensi Lubang Nominal mm 66

Tabel 228 Jarak tepi minimum dari pusat lubang standar ke tepi dari bagian

yang disambung 67

Tabel 229 Kapasitas sambungan end-pelat menurut AISC 2003 70

Tabel 41 Beban mati struktur (rangka) 115

Tabel 42 Beban mati struktur (Atap partisi diafragma dll) 115

Tabel 43 Beban hidup struktur 116

Tabel 44 Waktu getar alami dan partisipasi massa 116

Tabel 45 Base Reaction 117

Tabel 46 Simpangan antar lantai akibat gempa X 119

Tabel 47 Simpangan antar lantai akibat gempa Y 120

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

x

Tabel 48 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 350 x 350 x 12 x 19 123

Tabel 49 Resume gaya geser Kolom 350 x 350 x 12 x 19 125

Tabel 410 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 300 x 300 x 10 x 15 127

Tabel 411 Resume gaya geser Kolom 300 x 300 x 10 x 15 129

Tabel 412 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 200 x 200 x 8 x 12 131

Tabel 413 Resume gaya geser Kolom 200 x 200 x 8 x 12 133

Tabel 414 Resume Gaya luar envelope balok komposit 300 x 150 x 65 x 9 134

Tabel 415 Resume Gaya luar envelope balok komposit 350 x 175 x 7 x 11 141

Tabel 51 Resume gaya luar dan stress ratio kolom 172

Tabel 52 Resume gaya luar dan stress ratio balok komposit 172

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 21 Jalur Cincin Api dan Gunung Berapi Sebagai Pusat Gempa 14

Gambar 22 Peta Gempa Pada SNI 1726 2012 14

Gambar 23 Respon Spektrum Gempa Rencana Wilayah Medan (SNI-03-

1726-2012) 17

Gambar 24 Penentuan simpangan antar lantai 36

Gambar 25 Diagram tegangan momen positif floor deck 39

Gambar 26 Diagram tegangan momen negatif floor deck 41

Gambar 27 Kuat Momen Lentur Nominal Akibat Tekuk Torsi Lateral 45

Gambar 28 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan

ẏ lt (ts - hfd) 50

Gambar 29 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan

ẏ gt (ts - hfd) 50

Gambar 210 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan

ẏ lt (ts + tf) 52

Gambar 211 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan

ẏ gt (ts + tf) 53

Gambar 212 Diagram tegangan balok komposit momen negatif dengan

ts gt ẏ gt (ts + tf) 55

Gambar 213 Diagram tegangan balok komposit momen negatif dengan

ẏ gt (ts + tf) 56

Gambar 214 Tebal efektif las sudut 60

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xii

Gambar 215 Panjang las longitudinal 61

Gambar 216 Momen plastis siklik pada sambungan pemikul momen 63

Gambar 217 Sambungan pemikul momen menurut AISC 2003 67

Gambar 218 Lokasi sendi plastis 68

Gambar 219 Menentukan Muc 68

Gambar 220 Geometri sambungan end-plate 68

Gambar 221 Momen kopel baut tarik terhadap sayap tekan 69

Gambar 222 Sambungan balok anak ke balok induk 72

Gambar 223 Pengaruh Orde ke-2 (AISC 2010) 74

Gambar 31 Diagram Alir Penelitian 79

Gambar 41 Tributari area elevasi +580 m 83

Gambar 42 Distribusi momen untuk pelat satu arah 84

Gambar 43 Diagram tegangan momen kopel (positif) floor deck 84

Gambar 44 Diagram tegangan momen kopel (negatif) floor deck 85

Gambar 45 Tributari area elevasi +1070 m 91

Gambar 46 Distribusi momen untuk pelat satu arah 92

Gambar 47 Rencana atap elevasi +1250 m dan +3550 m 97

Gambar 48 Kecepatan angin 98

Gambar 49 Rencana sagrod 103

Gambar 410 Tributari area ikatan angin 105

Gambar 411 Rencana tangga 108

Gambar 412 Respon spectra rencana 113

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xiii

Gambar 413 Beban notional pada etabs 2015 118

Gambar 414 Grafik simpangan antar lantai VS elevasi akibat gempa ndash X 120

Gambar 415 Grafik simpangan antar lantai VS elevasi akibat gempa ndash Y 121

Gambar 416 Rencana sambungan balok kolom IWF 350 x 175 x 7 x 11 149

Gambar 417 Rencana sambungan balok kolom IWF 300 x 150 x 65 x 9 155

Gambar 418 Rencana sambungan balok balok IWF 300 x 150 x 65 x 9 161

Gambar 419 Detail sambungan balok balok IWF 300 x 150 x 65 x 9 163

Gambar 420 Rencana sambungan balok balok IWF 250 x 125 x 6 x 9 164

Gambar 421 Detail sambungan balok balok IWF IWF 250 x 125 x 6 x 9 166

Gambar 422 Rencana sambungan balok balok IWF 200 x 100 x 55 x 8 167

Gambar 423 Detail sambungan balok balok IWF 200 x 100 x 55 x 8 169

Gambar 424 Rencana sambungan balok balok L 70 x 70 x 7 170

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xiv

DAFTAR NOTASI

A luas penampang beton (mm2)

A B luas penampang baut (mm2)

As luas tulangan tarik (mm2)

Asrsquo luas tulangan tekan (mm2)

Av luas tulangan geser dalam daerah sejarak s (mm2)

Aw luas badan profil

Cb faktor midifikasi tekuk torsi lateral untuk diagram momen tidak merata

Cd faktor amplifikasi defleksi

Cu koefisien batas prioda struktur

Cs koefisien respons seismik

Ct koefisien prioda struktur pendekatan

Cw konstanta warping

Eh gaya gempa horizontal

Ev gaya gempa vertikal

Es modulus elastisitas baja (MPa)

Ec modulus elastisitas beton (MPa)

I momen inersia (mm4)

Ie faktor keutamaan gempa

J konstanta torsi

K koefisien panjang efektif

Lp panjang plastis

Lr panjang batas untuk kondisi inelastis

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xv

Lb panjang profil tak terkekang

Mu momen maksimum pada komponen struktur (Nmm)

Mn momen tahanan nominal profilpenampang

Mux momen lentur terfaktor terhadap sumbu-x

Muy momen lentur terfaktor terhadap sumbu-y

Muc momen rencana sambungan

Mnx kuat nominal lentur penampang terhadap sumbu-x

Mny kuat nominal lentur penampang terhadap sumbu-y

N jumlah tingkat

Ni gaya notional yang bekerja pada level i

Pr gaya tekan hasil kombinasi LRFD

Pe gaya menurut euler

Pn gaya terkoreksi menurut SNI 1729 2015

Ptr Kuat tarik baut

R faktor modifikasi respons

SDS parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang perioda

pendek

S1 parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang sebesar

10 detik

Ta waktu getar struktur pendekatan

Tc waktu getar struktur analisa modal

nV kuat geser nominal (N)

Vu gaya geser hasil kombinasi LRFD

V1 gaya geser dasar nominal sebagai respons dinamik ragam yang

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xvi

pertama saja

Vt gaya geser dasar nominal yang didapat dari hasil analisis ragam

spektrum respons yang telah dilakukan

W berat seismik efektif

Y konstanta tebal end-plate

a tinggi blok tegangan (mm)

b lebar balok (mm)

c jarak serat tekan terluar ke garis netral (mm)

cv koefisien geser

d jarak dari serat tekan terluar ke titik berat tulangan tarik tinggi efektif (mm)

drsquo jarak dari serat tekan terluar ke titik berat tulangan tekan (mm)

g percepatan grafitasi

hfd tinggi floor deck

frsquoc kuat tekan beton (MPa)

ffd tegangan floor deck

fy tegangan leleh baja (MPa)

fnt tegangan tarik baut (MPa)

fnv tegangan geser baut (MPa)

h tinggi balok (mm)

kv koefisien tekuk geser pelat badan

qDL beban akibat berat sendiri (kNm)

qLL beban akibat beban hidup (kNm)

qWL beban akibat tekanan angin (kNm)

r jari jari inersia (mm4)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xvii

Δ defleksi pada elemen global

1 konstanta yang merupakan fungsi dari kelas kuat beton

δ defleksi pada elemen lokal

λ kelangsingan =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

1

BAB I

PENDAHULUAN

11 Latar Belakang

Perkembangan industri pengolahan kelapa sawit yang pesat di

Indonesia khususnya sumatera utara ahkir ahkir ini memicu pertumbuhan dan

pembangunan pabrik refinery (pemurnian) dan Fraksinasi (pemisahan) kelapa

sawit dimana pabrik refinery dan fraksinasi tersebut mendorong para

perencana bangunan untuk membuat bangunan pabrik tingkat tinggi yang

tahan gempa Dimana berdasarkan geografis Indonesia terletak di antara dua

lempeng dunia yang aktif yaitu Eurasia dan Australia Hal ini

mengkibatkan Indonesia merupakan daerah rawan gempa Akhir ndash akhir ini

gempa yang mengguncang pulau sumatera terjadi dalam skala besar tahun

2004 gempa Aceh (26 desember Skala 92) yang disertai Tsunami dan gempa

padang (30 September 2009 Skala 76) yang masih sering terjadi hingga saat

ini sehingga mengakibatkan kerusakan pada bangunan tingkat tinggi yang

cukup parah

Kondisi itu menyadarkan kita bahwa Indonesia merupakan daerah

rawan terjadinya gempa Untuk mengurangi resiko bencana yang terjadi

diperlukan konstruksi bangunan tahan gempa Hal ini pula yang menuntut

seorang perencana agar membuat perencanaan struktur bangunan tingkat tinggi

agar dapat menahan gaya yang diakibatkan oleh gempa bumi tersebut

Struktur yang kuat biasanya memiliki dimensi yang besar tetapi tidak

ekonomis jika diterapkan pada bangunan bertingkat tinggi Perhitungan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

2

dimensi biasanya didasarkan pada kolom atau balok struktur yang menanggung

beban paling besar Untuk mendapatkan dimensi penampang yang optimal

maka besar gaya-gaya yang bekerja pada struktur perlu diketahui analisa balok

maupun kolom

Dengan adanya pengaruh beban-beban yang bekerja maka kapasitas

momen akan dideformasikan merata ke seluruh elemen Apabila struktur lentur

maka pembebanan pada balok perlu diperhitungkan deformasi momennya

Tugas akhir ini merupakan studi untuk merencanakan bangunan tingkat

tinggi dengan struktur baja Dimana bangunan tingkat tinggi tersebut harus

mampu bertahan terhadap gaya gempa dan gaya grafitasi yang terjadi

12 Perumusan Masalah

Dari latar belakang dapat dirumuskan suatu permasalahan sebagai berikut

1 Bagaimana merencanakan dimensi gording terhadap momen akibat gaya

grafitasi dan angin

2 Bagaimana merencanakan tebal floor deck terhadap momen akibat gaya

grafitasi

3 Bagaimana merencanakan dimensi balok anak terhadap momen akibat

gaya grafitasi

4 Bagaimana merencanakan tangga terhadap momen akibat gaya grafitasi

5 Bagaimana merencanakan lantai dengan checkered mild steel

6 Bagaimana merencanakan dimensi kolom dan dimensi balok pada sistem

rangka pemikul momen akibat gaya gravitasi dan gaya gempa

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

3

7 Bagaimana pemodelan dan menganalisa struktur dengan menggunakan

program bantu ETABS 2015

13 Tujuan Penelitian

Adapun maksud dan tujuan penulisan tugas akhir ini adalah

1 Merencanakan dimensi gording terhadap momen akibat gaya grafitasi dan

angin

2 Merencanakan tebal floor deck terhadap momen akibat gaya grafitasi

3 Merencanakan dimensi balok anak terhadap momen akibat gaya grafitasi

4 Merencanakan tangga terhadap momen akibat gaya grafitasi

5 Merencanakan lantai dengan checkered mild steel

6 Merencanakan dimensi kolom dan dimensi balok pada sistem rangka

pemikul momen akibat gaya gravitasi dan gaya gempa

7 Memodelan dan menganalisa struktur dengan menggunakan program bantu

ETABS 2015

14 Mamfaat Penelitian

Tugas akhir ini diharapkan dapat menambah ilmu dan pengetahuan tentang

perencanaan struktur baja pada bangunan yang berfungsi sebagai pabrik dengan

SNI-03-1729-2015 dan SNI-03-1726-2012

15 Pembatasan masalah

Dalam penelitian ini permasalahan dibatasi ruang lingkupnya agar tidak

terlalu luas Pembatasan masalah meliputi

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

4

a Gaya yang bekerja pada struktur utama adalah gaya gravitasi dan gempa

b Tekanan angin pada atap dihitung antara kecepatan angin maximum atau

tekanan minimum

c Jumlah Lantai 8 tingkat

d Fungsi bangunan adalah sebagai pabrik

e Mesin mempunyai struktur dan pondasi sendiri

f Gedung terletak di medan dan digunakan respons spectrum kota medan

pada SNI-03-1726-2012 pada jenis tanah keras

g Tidak meninjau struktur bawah

h Mengunakan pedoman perencanaan pembebanan untuk rumah dan gedung

(SKBI-1353-1987) sebagai acuan beban gravitasi dan beban angin

16 Sistematika Penulisan

BAB I Pendahuluan

Bab ini mencakup latar belakang penelitian tujuan penelitian

pembatasan masalah mekanisme percobaan metodologi penelitian

manfaat penelitian dan sistematika penulisan

BAB II Dasar teori

Pada bab ini berisikan tentang dasar-dasar teori yang berkaitan tentang

penelitian

BAB III Metode perencanaan

Pada bab ini berisikan tentang data spesifikasi dan perencanaan mutu

baja yang digunakan mutu beton yang di gunakan spefisikasi teknis

yang di gunakan dan metode perencanaan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

5

BAB IV Hasil dan Pembahasan

Pada bab ini membahas tentang hasil dari perencanaan struktur

sekunde perencanaan sistem rangka utama shear conector sambungan

dan gambar teknik

BAB V Kesimpulan dan Saran

Pada bab ini berisikan kesimpulan dari hasil penelitian yang diperoleh

dan saran-saran mengenai penelitian yang dilakukan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

6

BAB II

DASAR TEORI

21 Dasar Perencanaan

211 Jenis Pembebanan

Perencanakan struktur pada suatu bangunan bertingkat berdasarkan pada

gaya gaya yang akan bekerja pada bangunan tersebut struktur yang didisain harus

mampu mendukung berat bangunan beban hidup akibat fungsi bangunan tekanan

angin maupun beban khusus berupa gempa dll Beban-beban yang bekerja pada

struktur dihitung menurut Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983

2111 Beban Mati (qDL)

Beban mati adalah berat dari semua bagian dari suatu gedung yang bersifat tetap

termasuk segala unsur tambahan penyelesaianndashpenyelesaian mesin mesin serta

peralatan tetap yang merupakan bagian tak terpisahkan dari gedung ituUntuk

merencanakan gedung ini beban mati yang terdiri dari berat sendiri bahan

bangunan dan komponen gedung adalah

Tabel 21 Berat jenis bahan bangunan

No Material Berat Keterangan 1 Baja 7850 kgm3

2 Batu alam 2600 kgm3

3 Batu belah batu bulatbatu gunung 1500 kgm3 berat tumpuk 4 Batu karang 700 kgm3 berat tumpuk

5 Batu pecah 1450 kgm3

6 Besi tuang 7250 kgm3

7 Beton 2200 kgm3

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

7

Tabel 21 Berat jenis bahan bangunan (lanjutan)

No Material Berat Keterangan 8 Beton bertulang 2400 kgm3

9 Kayu 1000 kgm3 kelas I

10 Kerikil koral 1650 kgm3 kering udara sampai

11 Pasangan bata merah 1700 kgm3

12 Pasangan batu belah batu bulat 2200 kgm3

13 Pasangan batu cetak 2200 kgm3

14 Pasangan batu karang 1450 kgm3

15 Pasir 1600 kgm3 kering udara sampai

16 Pasir 1800 kgm3 jenuh air

17 Pasir kerikil koral 1850 kgm3 kering udara sampai

18 Tanah lempung dan lanau 1700 kgm3 kering udara sampai

19 Tanah lempung dan lanau 2000 kgm3 basah

20 Timah hitam timbel) 11400 kgm3

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

Tabel 22 Beban Mati Tambahan (komponen gedung)

No Material Berat Keterangan

1 Adukan per cm tebal

21

kgm2

- dari semen

- dari kapur semen merahtras 17 kgm2

2 Aspal per cm tebal 14 kgm2

3 Dinding pasangan bata merah

450

kgm2

- satu batu

- setengah batu 250 kgm2

4

Dinding pasangan batako - berlubang tebal dinding 20 cm (HB 20) tebal dinding 10 cm (HB 10)

200120

kgm2

kgm2

- tanpa lubang tebal dinding 15 cm tebal dinding 10 cm

300

200

kgm2

kgm2

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

8

Tabel 22 Beban mati tambahan (komponen gedung) (lanjutan)

No Material Berat Keterangan

5

Langit-langit amp dinding terdiri

- semen asbes (eternit) tebal

maks 4 mm

- kaca tebal 3-5 mm

11

10

kgm2

kgm2

termasuk rusuk-rusuk

tanpa pengantung atau

pengaku

6 Lantai kayu sederhana dengan 40 kgm2 tanpa langit-langit bentang

7 Penggantung langit-langit (kayu) 7 kgm2 bentang maks 5 m jarak

8 Penutup atap genteng 50 kgm2 dengan reng dan usuk kaso

9 Penutup atap sirap 40 kgm2 dengan reng dan usuk kaso

10 Penutup atap seng gelombang 10 kgm2 tanpa usuk

11 Penutup lantai ubin cm tebal 24 kgm2 ubin semen portland teraso

12 Semen asbes gelombang (5 mm) 11 kgm2

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

2112 Beban Hidup (qLL)

Beban hidup adalah semua beban yang terjadi akibat penghuni atau pengguna suatu

gedung termasuk beban ndash beban pada lantai yang berasal dari barang ndash barang yang

dapat berpindah mesin ndash mesin serta peralatan yang merupakan bagian yang tidak

terpisahkan dari gedung dan dapat diganti selama masa hidup dari gedung itu

sehingga mengakibatkan perubahan pembebanan lantai dan atap tersebut

Khususnya pada atap beban hidup dapat termasuk beban yang berasal dari air hujan

(PPIUG 1983)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

9

Beban hidup merupakan baban-beban gravitasi yang bekerja pada saat struktur

telah berfungsi namun bervariasi dalam besar dan lokasinya Contohnya adalah

beban orang furnitur perkakas yang dapat bergerak kendaraan dan barang-barang

yang dapat disimpan Secara praktis beban hidup bersifat tidak permanen

sedangkan yang lainnya sering berpindah-pindah tempatnya Karena tidak

diketahui besar lokasi dan kepadatannya besar dan posisi sebenarnya dari beban-

beban semacam itu sulit sekali ditentukan (Salmon dan Johnson 1992)

Beban hidup untuk bangunan terdiri dari beban hidup lantai dan beban hidup atap

yang bervariasi bergantung pada fungsi bangunan tersebut

Tabel 23 Beban Hidup Pada Lantai Bangunan

No Fungsi Beban Hidup

a Lantai dan tangga rumah tinggal kecuali disebut no b 200 kgm2

b Lantai amp tangga rumah tinggal sederhana dan gudang gudang tidak penting yang bukan untuk toko pabrik atau bengkel

125 kgm2

c Lantai sekolah ruang kuliah Kantor Toko toserba Restoran Hotel asrama Rumah Sakit

250 kgm2

d Lantai ruang olahraga 400 kgm2

e Lantai ruang dansa 500 kgm2

f Lantai dan balkon dalam dari ruang pertemuan yang lain dari pada yang disebut dalam a sd e seperti masjid gereja ruang pagelaranrapat bioskop dengan tempat duduk tetap

400 kgm2

g Lantai panggung dengan tempat duduk tidak tetap atau untuk penonton yang berdiri

500 kgm2

h Lantai Tangga bordes tangga dan gang dari yang disebut dalam c

300 kgm2

i Lantai Tangga bordes tangga dan gang dari yang disebut dalam d e f dan g

500 kgm2

j Lantai ruang pelengkap dari yang disebut dalam c d e f dan g

250 kgm2

k

Lantai Pabrik bengkel gudang Perpustakaan ruang arsiptoko buku toko besi ruang alat alat dan ruang mesin harus direncanakan terhadap beban hidup ditentukan tersendiri dengan minimum

400 kgm2

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

10

Tabel 23 Beban Hidup Pada Lantai Bangunan (lanjutan)

No Fungsi Beban Hidup

l Lantai gedung parkir bertingkat - Lantai bawah - Lantai tingkat lainnya

800 kgm2

400 kgm2

m Lantai balkon-balkon yang menjorok bebas keluar harus direncanakan terhadap beban hidupdari lantai ruang berbatasan dengan minimum

300 kgm2

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

Tabel 24 Beban Hidup Pada Atap

No Fungsi Beban Hidup

a Atap bagiannya dapat dicapai orang termasuk kanopi dan atap dak

100 kgm2

b Atap bagiannya tidak dapat dicapai orang (diambil min) - beban hujan - beban terpusat

20 kgm2 100 kg

c Balokgording tepi kantilever 200 kgm2

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

Berhubung peluang untuk terjadi beban hidup penuh yang membebani semua

bagian dan semua unsur struktur pemikul secara serempak selama unsur gedung

tersebut adalah sangat kecil maka pada perencanaan balok induk dan portal dari

system pemikul beban dari suatu struktur gedung beban hidupnya dikalikan

dengan suatu koefisien reduksi yang nilainya tergantung pada penggunaan

gedung yang ditinjau dan yang dicantumkan pada tabel 25

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

11

Tabel 25 Koefisien reduksi beban hidup

Penggunaan gedung

Koefisien Reduksi Beban HidupPerencanaan balok

induk dan portal Peninjauan

gempa

PERUMAHANPENGHUNIAN

Rumah tinggal asrama hotel rumah sakit

075 030

PENDIDIKAN Sekolah Ruang kuliah

090

050

PERTEMUAN UMUM Mesjid gereja bioskop restoran ruang dansa ruang pagelaran

090 050

KANTOR Kantor Bank 060 030

PERDAGANGAN

Toko toserba pasar 080 080

PENYIMPANAN

Gudang perpustakaan ruang arsip 080 080

INDUSTRI Pabrik bengkel 100 090

TEMPAT KENDARAAN

Garasi gedung parkir 090 050

GANG amp TANGGA - Perumahanpenghunian - Pendidikan kantor - Pertemuan umum perdagangan - Penyimpanan industri tempat

kendaraan

075 075 090

030 050 050

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

12

2113 Beban Angin (qWL)

Besarnya beban angin yang bekerja pada struktur bangunan tergantung dari

kecepatan angin rapat massa udara letak geografis bentuk dan ketinggian

bangunan serta kekakuan struktur Bangunan yang berada pada lintasan angin

akan menyebabkan angin berbelok atau dapat berhenti Sebagai akibatnya energi

kinetik dari angin akan berubah menjadi energi potensial yang berupa tekanan atau

hisapan pada bangunan Beban Angin adalah semua beban yang bekerja pada

gedung atau bagian gedung

Beban Angin ditentukan dengan menganggap adanya tekanan positif dan tekanan

negatif (hisapan) yang bekerja tegak lurus pada bidang yang ditinjau Besarnya

tekanan positif dan negatif yang dinyatakan dalam kgm2 ini ditentukan dengan

mengalikan tekanan tiup dengan koefisien ndash koefisien angin Tekan tiup harus

diambil minimum 25 kgm2 kecuali untuk daerah di laut dan di tepi laut sampai

sejauh 5 km dari tepi pantai Pada daerah tersebut tekanan hisap diambil minimum

40 kg m2 (dimana V adalah kecepatan angin dalam mdet yang harus ditentukan

oleh instansi yang berwenang Sedangkan koefisien angin ( + berarti tekanan dan ndash

berarti isapan ) beban tekanan angin disederhanakan dalam bentuk koefisen angin

yang di rangkum dalam tabel 26

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

13

Tabel 26 Koefisien Beban Angin

No Jenis Gedung Struktur Posisi Tinjauan Koefisien 1 Gedung tertutup

a Dinding vertikal b Atap segitiga

c Atap segitiga majemuk

- di pihak angin - di belakang angin - sejajar arah angin

- di pihak angin (α lt 65o)

- di pihak angin (65o lt α lt90o) - di belakang angin (semua sudut)

- bidang atap di pihak angin (α lt 65o ) - bidang atap di pihak angin

(65oltαlt90o) - bidang atap di belakang angin (semua sudut)

- bidang atap vertikal di belakang angin (semua sudut)

+ 09 - 04 - 04

( 002α - 04)

+ 09 - 04

( 002α - 04)

+ 09

- 04

+ 04

2 Gedung terbuka sebelah Sama dengan No1 dengan tambahan

- bid dinding dalam di pihak angin

- bid dinding dalam di belakang angin

+ 06

- 03

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

2114Beban Gempa

Perhitungan beban gempa dilakukan dengan standart Tata Cara Perencanaan

ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 1726 2012 Pada

peraturan tersebut menggunakan percepatan permukaan tanah (PGA) sebagai acuan

dasar standart Percepatan permukaan tanah adalah percepatan tanah yang sampai

ke lokasi bangunan tersebut akibat adanya gempa dari pusat gempa Variasi

percepatan permukaan tanah bervariasi tergantung jarak dari pusat gempa

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

14

Sumber httpekspedisikompascomcincinapiindexphpinfografis39

Gambar 21 Jalur Cincin Api dan Gunung Berapi Sebagai Pusat Gempa

Gambar 22 Peta Gempa Pada SNI 1726 2012

Beban Gempa rencana pada SNI 1726 2012 ditetapkan sebagai gempa dengan

kemungkinan terlewati besaran nya selama umur struktur bangunan 50 tahun

sebesar 2 Untuk berbagai kategori risiko struktur bangunan gedung dan non

gedung sesuai Tabel 1 pengaruh gempa rencana terhadapnya harus dikalikan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

15

dengan suatu faktor keutamaan Ie menurut Tabel 2 Khusus untuk struktur

bangunan dengan kategori risiko IV bila dibutuhkan pintu masuk untuk

operasional dari struktur bangunan yang bersebelahan maka struktur bangunan

yang bersebelahan tersebut harus didesain sesuai dengan kategori risiko IV

Tabel 27 Kategori risiko bangunan gedung dan non gedung untuk beban

gempa

Jenis pemanfaatan Kategori risiko

Gedung dan non gedung yang memiliki risiko rendah terhadap jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan termasuk tapi tidak dibatasi untuk antara lain

- Fasilitas pertanian perkebunan perternakan dan perikanan - Fasilitas sementara - Gudang penyimpanan - Rumah jaga dan struktur kecil lainnya

I

Semua gedung dan struktur lain kecuali yang termasuk dalam kategori risiko IIIIIV termasuk tapi tidak dibatasi untuk

- Perumahan - Rumah toko dan rumah kantor - Pasar - Gedung perkantoran - Gedung apartemen rumah susun - Pusat perbelanjaan mall - Bangunan industri - Fasilitas manufaktur - Pabrik

II

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

16

Tabel 27 Kategori risiko bangunan gedung dan non gedung untuk beban

gempa (lanjutan)

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

Jenis pemanfaatan Kategori risiko

Gedung dan non gedung yang memiliki risiko tinggi terhadap jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan termasuk tapi tidak dibatasi untuk

- Bioskop - Gedung pertemuan - Stadion - Fasilitas kesehatan yang tidak memiliki unit bedah dan unit gawat darurat - Fasilitas penitipan anak - Penjara - Bangunan untuk orang jompo

Gedung dan non gedung tidak termasuk kedalam kategori risiko IV yang memiliki potensi untuk menyebabkan dampak ekonomi yang besar danatau gangguan massal terhadap kehidupan masyarakat sehari-hari bila terjadi kegagalan termasuk tapi tidak dibatasi untuk

- Pusat pembangkit listrik biasa - Fasilitas penanganan air - Fasilitas penanganan limbah - Pusat telekomunikasi

Gedung dan non gedung yang tidak termasuk dalam kategori risiko IV (termasuk tetapi tidak dibatasi untuk fasilitas manufaktur proses penanganan penyimpanan penggunaan atau tempat pembuangan bahan bakar berbahaya bahan kimia berbahaya limbah berbahaya atau bahan yang mudah meledak) yang mengandung bahan beracun atau peledak di mana jumlah kandungan bahannya melebihi nilai batas yang disyaratkan oleh instansi yang berwenang dan cukup menimbulkan bahaya bagi masyarakat jika terjadi kebocoran

III

Gedung dan non gedung yang ditunjukkan sebagai fasilitas yang penting termasuk tetapi tidak dibatasi untuk

- Bangunan-bangunan monumental - Gedung sekolah dan fasilitas pendidikan - Rumah sakit dan fasilitas kesehatan lainnya yang memiliki fasilitas bedah

dan unit gawat darurat - Fasilitas pemadam kebakaran ambulans dan kantor polisi serta garasi

kendaraan darurat - Tempat perlindungan terhadap gempa bumi angin badai dan tempat

perlindungan darurat lainnya - Fasilitas kesiapan darurat komunikasi pusat operasi dan fasilitas lainnya

untuk tanggap darurat - Pusat pembangkit energi dan fasilitas publik lainnya yang dibutuhkan pada

saat keadaan darurat - Struktur tambahan (termasuk menara telekomunikasi tangki penyimpanan

bahan bakar menara pendingin struktur stasiun listrik tangki air pemadam kebakaran atau struktur rumah atau struktur pendukung air atau material atau peralatan pemadam kebakaran ) yang disyaratkan untuk beroperasi pada saat keadaan darurat

Gedung dan non gedung yang dibutuhkan untuk mempertahankan fungsi struktur bangunan lain yang masuk ke dalam kategori risiko IV

IV

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

17

Tabel 28 Faktor keutamaan gempa

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

lokasi proyek berada pada daerah wilayah medan (045g = 441 ms2) sehingga

di digunakan spectrum rencana sebagai berikut

Sumber httppuskimpugoidAplikasidesain_spektra_indonesia_2011

Gambar 23 Respon Spektrum Gempa Rencana Wilayah Medan

(SNI-03-1726-2012)

Kategori risiko Faktor keutamaan gempa Ie

I atau II 10III 125IV 150

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

18

Sistem penahan gaya gempa lateral dan vertikal dasar harus memenuhi salah

satu tipe yang ditunjukkan dalam Tabel 9 atau kombinasi sistem seperti dalam

722 723 dan 724 Pembagian setiap tipe berdasarkan pada elemen vertikal

yang digunakan untuk menahan gaya gempa lateral Sistem struktur yang

digunakan harus sesuai dengan batasan system struktur dan batasan ketinggian

struktur yang ditunjukkan dalam Tabel 9 Koefisien modifikasi respons yang

sesuai R faktor kuat lebih sistem 0 Ω dan koefisien amplifikasi defleksi d C

sebagaimana ditunjukkan dalam Tabel9 harus digunakan dalam penentuan

geser dasar gaya desain elemen dan simpangan antarlantai tingkatdesain

Setiap sistem penahan gaya gempa yang dipilih harus dirancang dan didetailkan

sesuai dengan persyaratan khusus bagi sistem tersebut yang ditetapkan dalam

dokumen acuan yang berlaku seperti terdaftar dalam Tabel 9 dan persyaratan

tambahan yang ditetapkan dalam 714 Sistem penahan gaya gempa yang tidak

termuat dalam Tabel 9 diijinkan apabila data analitis dan data uji diserahkan

kepada pihak yang berwenang memberikan persetujuan yang membentuk

karakteristik dinamis dan menunjukkan tahanan gaya lateral dan kapasitas

disipasi energi agar ekivalen dengan sistem struktur yang terdaftar dalam Tabel

9 untuk nilainilai ekivalen dari koefisien modifikasi respons R koefisien kuat-

lebih sistem Ω0 dan factor amplifikasi defleksi Cd (SNI 17262012)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

19

Tabel 29 Faktor R Cd dan Ω0 untuk sistem penahan gaya gempa

Sistem penahan-gaya seismik

Koefisien modifika

si respons

Ra

Faktor kuat- lebih sistem

Ω0g

Faktor

pembesaran defleksi

Cdb

Batasan sistem struktur dan batasan

tinggi struktur h (m) c

Kategori desain seismik

B C D

d E d

F e

A Sistem dinding penumpu 711 712 713 714 715 716 717 718

1 Dinding geser beton bertulang khusus 5 2frac12 5 TB TB 48 48 30

2 Dinding geser beton bertulang biasa 4 2frac12 4 TB TB TI TI TI

3 Dinding geser beton polos didetail 2 2frac12 2 TB TI TI TI TI

4 Dinding geser beton polos biasa 1frac12 2frac12 1frac12 TB TI TI TI TI

5 Dinding geser pracetak menengah 4 2frac12 4 TB TB 12k 12k 12k

6 Dinding geser pracetak biasa 3 2frac12 3 TB TI TI TI TI

7 Dinding geser batu bata bertulang khusus 5 2frac12 3frac12 TB TB 48 48 30

8 Dinding geser batu bata bertulang h

3frac12 2frac12 2frac14 TB TB TI TI TI

9 Dinding geser batu bata bertulang biasa 2 2frac12 1frac34 TB 48 TI TI TI

10Dinding geser batu bata polos didetail 2 2frac12 1frac34 TB TI TI TI TI

11Dinding geser batu bata polos biasa 1frac12 2frac12 1frac14 TB TI TI TI TI

12Dinding geser batu bata prategang 1frac12 2frac12 1frac34 TB TI TI TI TI

13Dinding geser batu bata ringan (AAC) bertulang biasa

2 2frac12 2 TB 10 TI TI TI

14Dinding geser batu bata ringan (AAC) polos biasa

1frac12 2frac12 1frac12 TB TI TI TI TI

15Dinding rangka ringan (kayu) dilapisidengan panel struktur kayu yang ditujukanuntuk tahanan geser atau dengan lembaran baja

6frac12 3 4 TB TB 20 20 20

16Dinding rangka ringan (baja canai dingin)yang dilapisi dengan panel struktur kayuyang ditujukan untuk tahanan geser ataudengan lembaran baja

6frac12 3 4 TB TB 20 20 20

17 Dinding rangka ringan dengan panel geser dari semua material lainnya

2 2frac12 2 TB TB 10 TI TI

18Sistem dinding rangka ringan (baja canai dingin) menggunakan bresing strip datar

4 2 3frac12 TB TB 20 20 20

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

20

Tabel 29 Faktor R Cd dan Ω0 untuk sistem penahan gaya gempa (lanjutan)

Sistem penahan-gaya seismik

Koefisien modifikasi respons

Ra

Faktor kuat- lebih sistem

Ω0g

Faktor

pembesarandefleksi

Cdb

Batasan sistem struktur dan batasan

tinggi struktur h (m) c

Kategori desain seismik

B C D d E

d F

e

B Sistem rangka bangunan

1 Rangka baja dengan bresing eksentris 8 2 4 TB TB 48 48 30

2 Rangka baja dengan bresing konsentris 6 2 5 TB TB 48 48 30 3 Rangka baja dengan bresing konsentris biasa 3frac14 2 3frac14 TB TB 10j 10j TIj

4 Dinding geser beton bertulang khusus 6 2frac12 5 TB TB 48 48 30

5 Dinding geser beton bertulang biasa 5 2frac12 4 TB TB TI TI TI 6 Dinding geser beton polos detail 2 2frac12 2 TB TI TI TI TI

7 Dinding geser beton polos biasa 1frac12 2frac12 1 TB T TI TI TI

8 Dinding geser pracetak menengah 5 2frac12 4 TB TB 12k 12k 12k

9 Dinding geser pracetak biasa 4 2frac12 4 TB TI TI TI TI 10Rangka baja dan beton komposit

dengan bresing eksentris 8 2 4 TB TB 48 48 30

11Rangka baja dan beton komposit dengan bresing konsentris khusus

5 2 4frac12

TB TB 48 48 30

12Rangka baja dan beton komposit dengan bresing biasa

3 2 3 TB TB TI TI TI

13Dinding geser pelat baja dan beton komposit 6frac12 2frac12 5 TB TB 48 48 30

14Dinding geser baja dan beton komposit 6 2frac12 5 TB TB 48 48 30

15Dinding geser baja dan beton komposit biasa 5 2frac12 4 TB TB TI TI TI

16Dinding geser batu bata bertulang khusus 5frac12 2frac12 4 TB TB 48 48 30

17Dinding geser batu bata bertulang menengah 4 2frac12 4 TB TB TI TI TI

18Dinding geser batu bata bertulang biasa 2 2frac12 2 TB 48 TI TI TI

19Dinding geser batu bata polos didetail 2 2frac12 2 TB TI TI TI TI

20Dinding geser batu bata polos biasa 1frac12 2frac12 1 TB T TI TI TI

21Dinding geser batu bata prategang 1frac12 2frac12 1 TB T TI TI TI

22Dinding rangka ringan (kayu) yang dilapisi dengan panel struktur kayu yangdimaksudkan untuk tahanan geser

7 2frac12 4frac12 TB TB 22 22 22

23Dinding rangka ringan (baja canai dingin)yang dilapisi dengan panel struktur kayuyang dimaksudkan untuk tahanan geser atau dengan lembaran baja

7 2frac12 4frac12 TB TB 22 22 22

24Dinding rangka ringan dengan panel geser dari semua material lainnya

2frac12 2frac12 2frac12 TB TB 10 TB TB

25Rangka baja dengan bresing terkekang terhadap tekuk

8 2frac12 5 TB TB 48 48 30

26Dinding geser pelat baja khusus 7 2 6 TB TB 4 48 30

C Sistem rangka pemikul momen

1 Rangka baja pemikul momen khusus 8 3 5frac12 TB TB T TB TB

2 Rangka batang baja pemikul momen khusus 7 3 5frac12 TB TB 48 30 TI

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

21

Tabel 29 Faktor R Cd dan Ω0 untuk sistem penahan gaya gempa (lanjutan)

Sistem penahan-gaya seismik

Koefisien

modifikasi respons

Ra

Faktor kuat- lebih sistem

Ω0g

Faktor

pembesaran defleksi

Cdb

Batasan sistem struktur dan batasan

tinggi struktur h (m) c

Kategori desain seismik

B C Dd E

d F

e

3 Rangka baja pemikul momen menengah 4frac12 3 4 TB 1TB 10hi TIh TIi

4 Rangka baja pemikul momen biasa 3frac12 3 3 TB TB TIh TIh TIi

5 Rangka beton bertulang pemikul momen khusus

8 3 5frac12 TB TB TB TB TB

6 Rangka beton bertulang pemikul momen menengah

5 3 4frac12 TB TB TI TI TI

7 Rangka beton bertulang pemikul momen 3 3 2frac12 TB TI TI TI TI

8 Rangka baja dan beton komposit pemikul momen khusus

8 3 5frac12 TB TB TB TB TB

9 Rangka baja dan beton komposit pemikul momen menengah

5 3 4frac12 TB TB TI TI TI

10Rangka baja dan beton komposit terkekang parsial pemikul momen

6 3 5frac12 48 48 30 TI TI

11Rangka baja dan beton komposit pemikul momen biasa

3 3 2frac12 TB TI TI TI TI

12 Rangka baja canai dingin pemikul momen khusus dengan pembautan

3frac12 3o 3frac12 10 10 10 10 10

D Sistem ganda dengan rangka pemikul momen khusus yang mampu menahan paling sedikit 25 persen gaya gempayang ditetapkan

1 Rangka baja dengan bresing eksentris 8 2frac12 4 TB TB TB TB TB

2 Rangka baja dengan bresing konsentris khusus

7 2frac12 5frac12 TB TB TB TB TB

3 Dinding geser beton bertulang khusus 7 2frac12 5frac12 TB TB TB TB TB

4 Dinding geser beton bertulang biasa 6 2frac12 5 TB TB TI TI TI

5 Rangka baja dan beton komposit dengan bresing eksentris

8 2frac12 4 TB TB TB TB TB

6 Rangka baja dan beton komposit dengan bresing konsentris khusus

6 2frac12 5 TB TB TB TB TB

7 Dinding geser pelat baja dan beton 7frac12 2frac12 6 TB TB TB TB TB

8 Dinding geser baja dan beton komposit 7 2frac12 6 TB TB TB TB TB

9 Dinding geser baja dan beton komposit 6 2frac12 5 TB TB TI TI TI 10Dinding geser batu bata bertulang khusus 5frac12 3 5 TB TB TB TB TB

11Dinding geser batu bata bertulang 4 3 3frac12 TB TB TI TI TI

12Rangka baja dengan bresing terkekang terhadap tekuk

8 2frac12 5 TB TB TB TB TB

13Dinding geser pelat baja khusus 8 2frac12 6frac12 TB TB TB TB TB

E Sistem ganda dengan rangka pemikul momen menengah mampu menahan paling sedikit 25 persen gayagempayang ditetapkan

1 Rangka baja dengan bresing

konsentris khususf

6 2frac12 5 TB TB 10 TI TIhk

2 Dinding geser beton bertulang khusus 6frac12 2frac12 5 TB TB 48 30 30

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

22

Tabel 29 Faktor R Cd dan Ω0 untuk sistem penahan gaya gempa (lanjutan)

Sistem penahan-gaya seismik

Koefisien

modifikasi respons

Ra

Faktor kuat- lebih sistem

Ω0g 0

Faktor

pembesaran defleksi

Cdb

Batasan sistem struktur dan batasan

tinggi struktur h (m) c

Kategori desain seismik

B C Dd E d F e

3 Dinding geser batu bata bertulang biasa 3 3 2frac12 TB 48 TI T TI 4 Dinding geser batu bata bertulang 3frac12 3 3 TB TB TI TI TI

5 Rangka baja dan beton komposit dengan bresing konsentris khusus

5frac12 2frac12 4frac12 TB TB 48 30 TI

6 Rangka baja dan beton komposit dengan bresing biasa

3frac12 2frac12 3 TB TB TI TI TI

7 Dinding geser baja dan betonkomposit 5 3 4frac12 TB TB TI TI TI

8 Dinding geser beton bertulang biasa 5frac12 2frac12 4frac12 TB TB TI TI TI

F Sistem interaktif dinding geser-rangka dengan rangka pemikul momen beton bertulang biasa dan dinding geser beton bertulang biasa

4frac12 2frac12 4 TB TI TI TI TI

G Sistem kolom kantilever didetail untuk memenuhi persyaratan

1 Sistem kolom baja dengan kantilever khusus

2frac12 1frac14 2frac12 10 10 10 10 10

2 Sistem kolom baja dengan kantilever biasa 1frac14 1frac14 1frac14 10 10 TI TIhi TIh

i3 Rangka beton bertulang pemikul momen

khusus 2frac12 1frac14 2frac12 10 10 10 10 10

4 Rangka beton bertulang pemikul momen menengah

1frac12 1frac14 1frac12 10 10 TI TI TI

5 Rangka beton bertulang pemikul momen biasa

1 1frac14 1 10 TI TI TI TI

6 Rangka kayu 1frac12 1frac12 1frac12 10 10 10 TI TI

H Sistem baja tidak didetail secara khusus untuk ketahanan seismik tidak termasuk sistem kolom kantilever

3 3 3 TB TB TI TI TI

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

Bekerjanya beban untuk bangunan bertingkat berlaku sistem gravitasi yaitu

elemen struktur yang berada di atas akan membebani elemen struktur di

bawahnya atau dengan kata lain elemen struktur yang mempunyai kekuatan

lebih besar akan menahan atau memikul elemen struktur yang mempunyai

kekuatan lebih kecil

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

23

Dengan demikian sistem bekerjanya beban untuk elemen ndash elemen struktur

gedung bertingkat secara umum dapat dinyatakan sebagai berikut beban pelat

lantai didistribusikan terhadap balok anak dan balok portal beban balok portal

didistribusikan ke kolom dan beban kolom kemudian diteruskan ke tanah dasar

melalui pondasi

Dalam perumusan kriteria desain seismik suatu bangunan di permukaan tanah

atau penentuan amplifikasi besaran percepatan gempa puncak dari batuan dasar

ke permukaan tanah untuk suatu situs maka situs tersebut harus diklasifikasikan

terlebih dahulu Profil tanah di situs harus diklasifikasikan sesuai dengan Tabel

210 berdasarkan profil tanah lapisan 30 m paling atas Penetapan kelas situs

harus melalui penyelidikan tanah di lapangan dan dilaboratorium yang

dilakukan oleh otoritas yang berwewenang atau ahli desain geoteknik

bersertifikat dengan minimal mengukur secara independen dua dari tiga

parameter tanah yang tercantum dalam Tabel 210 Dalam hal ini kelas situs

dengan kondisi yang lebih buruk harus diberlakukan Apabila tidak tersedia data

tanah yang spesifik pada situs sampai kedalaman 30 m maka sifat-sifat tanah

harus diestimasi oleh seorang ahli geoteknik yang memiliki sertifikatijin

keahlian yang menyiapkan laporan penyelidikan tanah berdasarkan kondisi

getekniknya Penetapan kelas situs SA dan kelas situs SB tidak diperkenankan

jika terdapat lebih dari 3 m lapisan tanah antara dasar telapak atau rakit fondasi

dan permukaan batuan dasar (SNI 17262012)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

24

Tabel 210 Klasifikasi situs

Kelas situs vs (mdetik) N atau N ch su (kPa)

SA (batuan keras) gt1500 NA NA SB (batuan) 750 sampai 1500 NA NA SC (tanah keras sangat padat dan batuan lunak)

350 sampai 750 gt50

2100

SD (tanah sedang) 175 sampai 350 15sampai 50 50 sampai100 lt 175 lt15 lt 50SE (tanah lunak) Atau setiap profil tanah yang mengandung lebih dari 3 m tanah dengan

karateristik sebagai berikut 1 Indeks plastisitas PI gt 20 2 Kadar air w 2 40 3 Kuat geser niralir su lt 25 kPa

SF (tanah khusus)

Setiap profil lapisan tanah yang memiliki salah satu atau lebih dari karakteristik berikut - Rawan dan berpotensi gagal atau runtuh akibat beban gempa seperti

mudah likuifaksi lempung sangat sensitif tanah tersementasi lemah - Lempung sangat organik danatau gambut (ketebalan H gt 3 m)

- Lempung berplastisitas sangat tinggi (ketebalan H gt 75 m dengan

Indeks Plasitisitas PI gt 75 ) Lapisan lempung lunaksetengah teguh dengan ketebalan H gt 35 m

dengan su lt 50 kPa

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

- Kecepatan rata-rata gelombang geser Vs

Dimana

di = tebal setiap lapisan antara kedalaman 0 sampai 30 meter

Vsi = kecepatan gelombang geser lapisan i dinyatakan dalam meter per

detik (mdetik)

- Tahanan penetrasi standar lapangan rata-rata N

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

25

Dimana

di = tebal setiap lapisan antara kedalaman 0 sampai 30 meter

Ni = tahanan penetrasi standar 60 persen energy ( N60 ) yang terukur

langsung di lapangan tanpa koreksi dengan nilai tidak lebih dari

305 pukulanm

- Kuat geser niralir rata-rata Su

Dimana

dc = jumlah ketebalan total dari lapisan - lapisan tanah kohesif di

dalam lapisan 30 meter paling atas

Sui = kuat geser niralir (kPa) dengan nilai tidak lebih dari 250 kPa

Untuk penentuan respons spektral percepatan gempa MCER di permukaan tanah

diperlukan suatu faktor amplifikasi seismik pada perioda 02 detik dan perioda 1

detik Faktor amplifikasi meliputi faktor amplifikasi getaran terkait percepatan pada

getaran perioda pendek (Fa) dan faktor amplifikasi terkait percepatan yang

mewakili getaran perioda 1 detik (Fv) Parameter spektrum respons percepatan pada

perioda pendek (SMS) dan perioda 1 detik (SM1) Yang disesuaikan dengan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

26

pengaruh klasifikasi situs (SNI 17262012) harus ditentukan dengan perumusan

berikut ini

SMS = Fa Ss

SM1 = Fv S1

Dimana

Ss = parameter respons spektral percepatan gempa MCER terpetakan untuk

perioda pendek

S1 = parameter respons spektral percepatan gempa MCER terpetakan untuk

perioda 10 detik

dan koefisien situs Fa dan Fv mengikuti Tabel 211 dan Tabel 212

Tabel 211 Koefisien situs Fa

Kelas situs

Parameter respons spektral percepatan gempa (MCER) terpetakan padaperioda pendek T=02 detik Ss

Ss s 025 Ss = 05 Ss = 075 Ss = 10 Ss 2 125 SA 08 08 08 08 08SB 10 10 10 10 10SC 12 12 11 10 10SD 16 14 12 11 10SE 25 17 12 09 09SF SSb

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

CATATAN

- Untuk nilai-nilai antara Ss dapat dilakukan interpolasi linier

- SS = Situs yang memerlukan investigasi geoteknik spesifik dan analisis respons situs spesifik

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

27

Tabel 212 Koefisien situs Fv

Kelas situs

Parameter respons spektral percepatan gempa MCER terpetakan padaperioda 1 detik S1

S1 s 01 S1 = 02 S1 = 03 S1 = 04 S1 2 05 SA 08 08 08 08 08SB 10 10 10 10 10SC 17 16 15 14 13SD 24 2 18 16 15SE 35 32 28 24 24SF SSb

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

CATATAN

- Untuk nilai-nilai antara Ss dapat dilakukan interpolasi linier

- SS = Situs yang memerlukan investigasi geoteknik spesifik dan analisis respons situs spesifik Struktur harus ditetapkan memiliki suatu kategori desain seismik Struktur dengan

kategori risiko I II atau III yang berlokasi di mana parameter respons spektral

percepatan terpetakan pada perioda 1 detik S1 lebih besar dari atau sama dengan

075 harus ditetapkan sebagai struktur dengan kategori desain seismik E Struktur

yang berkategori risiko IV yang berlokasi di mana parameter respons spektral

percepatan terpetakan pada perioda 1 detik S1 lebih besar dari atau sama dengan

075 harus ditetapkan sebagai struktur dengan kategori desain seismik F Semua

struktur lainnya harus ditetapkan kategori desain seismiknya berdasarkan kategori

risikonya dan parameter respons spektral percepatan desainnya SDS dan SD1

Masing-masing bangunan dan struktur harus ditetapkan ke dalam kategori desain

seismik yang lebih parah dengan mengacu pada Tabel 213 atau 214 terlepas dari

nilai perioda fundamental getaran struktur T (SNI 17262012)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

28

Tabel 213 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan pada perioda pendek

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

Tabel 214 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons

percepatan pada perioda 1 detik

Nilai S D1 Kategori risiko

I atau II atau III IV

SD1 lt 0167 A A

0067 lt SD1 lt 0133 B C

0133 lt SD1 lt 020 C D

020 lt SD1 D D (Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung

dan non gedung SNI 17262012)

Geser dasar seismik V dalam arah yang ditetapkan harus ditentukan sesuai

dengan persamaan berikut

V = Cs W

Keterangan

Cs = koefisien respons seismik

W = berat seismik efektif

Berat seismik efektif struktur W menurut SNI 17262012 harus menyertakan

seluruh beban mati dan beban lainnya yang terdaftar di bawah ini

Nilai SDS Kategori risiko

I atau II atau III IV

SDS lt 0167 A A

0167 lt SDS lt 033 B C

033 lt SDS lt 050 C D

050 lt SDS D D

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

29

1 Dalam daerah yang digunakan untuk penyimpanan minimum sebesar 25

persen beban hidup lantai (beban hidup lantai di garasi publik dan struktur

parkiran terbuka serta beban penyimpanan yang tidak melebihi 5 persen

dari berat seismik efektif pada suatu lantai tidak perlu disertakan)

2 Jika ketentuan untuk partisi disyaratkan dalam desain beban lantai diambil

sebagai yang terbesar di antara berat partisi aktual atau berat daerah lantai

minimum sebesar 048 kNm2

3 Berat operasional total dari peralatan yang permanen

4 Berat lansekap dan beban lainnya pada taman atap dan luasan sejenis

lainnya

Koefisien respons seismik Cs harus ditentukan sesuai dengan

Cs =

Dimana

SDS = parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang perioda

pendek

R = faktor modifikasi respons dalam Tabel 29

Ie = faktor keutamaan gempa yang ditentukan sesuai Tabel 28

Nilai Cs yang dihitung sesuai dengan Persamaan diatas tidak perlu melebihi Cs dari

persamaan di bawah

Cs =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

30

Cs yang di dapatkan harus tidak kurang dari

Cmin = 0044 SDS Ie gt 001

Sebagai tambahan untuk struktur yang berlokasi di daerah di mana 1 S sama

dengan atau lebih besar dari 06g maka Cs harus tidak kurang dari

Cs =

Dimana

SDS = parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang perioda

pendek

SD1 = parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang sebesar

10 detik

R = faktor modifikasi respons dalam Tabel 29

Ie = faktor keutamaan gempa yang ditentukan sesuai Tabel 28

T = perioda fundamental struktur (detik)

Perioda fundamental pendekatan Ta dalam detik harus ditentukan dari

Ta = Ct

Dimana

hn = ketinggian struktur dalam (m)

Ct = koefisien prioda struktur pendekatan yang ditentukan dalam tabel 213

x = koefisien ketinggian yang ditentukan dalam tabel 213

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

31

Tabel 215 Nilai parameter perioda pendekatan Ct dan x

Tipe struktur Ct x

Sistem rangka pemikul momen di mana rangka memikul 100 persen gaya gempa yang disyaratkan dan tidak dilingkupi atau dihubungkan dengan komponen yang lebih kaku dan akan mencegah rangka dari defleksi jika dikenai gaya gempa

Rangka baja pemikul momen 00724 a 08

Rangka beton pemikul momen 00466 a 09

Rangka baja dengan bresing eksentris 00731 a 075

Rangka baja dengan bresing terkekang terhadap tekuk 00731 a 075

Semua sistem struktur lainnya 00488 a 075

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

Sebagai alternatif menurut SNI 17262012 untuk menentukan perioda fundamental

pendekatan Ta dalam detik dari persamaan berikut untuk struktur dengan

ketinggian tidak melebihi 12 tingkat di mana sistem penahan gaya gempa terdiri

dari rangka penahan momen beton atau baja secara keseluruhan dan tinggi tingkat

paling sedikit 3 m

Ta = 01N

Dimana

N = jumlah tingkat (m)

Perioda fundamental struktur harus dibatasi dengan

Tmax = Cu Ta

Dimana

Ta = waktu getar struktur dalam (m)

Cu = koefisien batas prioda struktur yang ditentukan dalam tabel 214

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

32

Tabel 216 Koefisien untuk batas perioda struktur

Parameter percepatan respons spektral desain pada 1 detik S D1

Koefisien Cu

gt 04 14 03 14 02 15

015 16

lt 01 17 (Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur

gedung dan non gedung SNI 17262012)

212 Kombinasi Pembebanan

komponen-elemen struktur dan elemen-elemen fondasi menurut SNI

17262012 harus dirancang sedemikian hingga kuat rencananya sama atau melebihi

pengaruh beban-beban terfaktor dengan kombinasi-kombinasi sebagai berikut

1 14D

2 12D + 16L + 05(Lr atau R)

3 12D + 16(Lr atau R) + (L atau 05W)

4 12D + 10 W + L + 05(Lr atau R)

5 12D + 10 E + L

6 09D + 10 W

7 09D + 10 E

8

Pengaruh beban gempa E harus ditentukan sesuai dengan berikut ini

1 Untuk penggunaan dalam kombinasi beban 5 dalam

E = Eh + Ev

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

33

2 Untuk penggunaan dalam kombinasi beban 7

E = Eh - Ev

Keterangan

E = pengaruh beban gempa

Eh = pengaruh beban gempa horisontal

Ev = pengaruh beban gempa vertikal

Pengaruh beban gempa horisontal Eh harus ditentukan sesuai dengan Persamaan

sebagai berikut

E h = ρQh

Keterangan

Q = pengaruh gaya gempa horisontal dari V atau F p

ρ = faktor redundansi

Untuk struktur yang dirancang untuk kategori desain seismik D E atau Fm

SNI 17262012 mengatur ρ harus sama dengan 13 kecuali jika satu dari dua

kondisi berikut dipenuhi di mana p diijinkan diambil sebesar 10

a Masing-masing tingkat yang menahan lebih dari 35 persen geser dasar dalam

arah yang ditinjau harus sesuai dengan Tabel 212

b Struktur dengan denah beraturan di semua tingkat dengan sistem penahan gaya

gempa terdiri dari paling sedikit dua bentang perimeter penahan gaya gempa

yang merangka pada masing-masing sisi struktur dalam masing-masing arah

ortogonal di setiap tingkat yang menahan lebih dari 35 persen geser dasar

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

34

Jumlah bentang untuk dinding geser harus dihitung sebagai panjang dinding

geser dibagi dengan tinggi tingkat atau dua kali panjang dinding geser dibagi

dengan tinggi tingkat hsx untuk konstruksi rangka ringan

Tabel 217 Persyaratan untuk masing-masing tingkat yang menahan lebih

dari 35 persen gaya geser dasar

Elemen penahan gaya lateral

Persyaratan

Rangka dengan bresing

Pelepasan bresing individu atau sambungan yang terhubung tidak akan mengakibatkan reduksi kuat tingkat sebesar lebih dari 33 persen atau sistem yang dihasilkan tidak mempunyai ketidakteraturan torsi yang berlebihan (ketidakteraturan struktur horisontal Tipe 1b)

Rangka pemikul momen

Kehilangan tahanan momen di sambungan balok ke kolom di kedua ujung balok tunggal tidak akan mengakibatkan lebih dari reduksi kuat tingkat sebesar33 persen atau sistem yang dihasilkan tidak mempunyai ketidakteraturantorsi yang berlebihan (ketidakteraturan struktur horisontal Tipe 1b)

Dinding geser atau pilar dinding dengan rasio tinggi terhadap panjang lebih besar dari 10

Pelepasan dinding geser atau pier dinding dengan rasio tinggi terhadap panjang lebih besar dari 10 di semua tingkat atau sambungan kolektor yang terhubung tidak akan mengakibatkan lebih dari reduksi kuat tingkat sebesar 33 persen atau sistem yang dihasilkan mempunyai ketidakteraturan torsi yang berlebihan (ketidakteraturan struktur horisontal Tipe 1b)

Kolom kantilever Kehilangan tahanan momen di sambungan dasar semua kolom kantilever tunggal tidak akan mengakibatkan lebih dari reduksi kuat tingkat sebesar 33 persen atau sistem yang dihasilkan mempunyai ketidakteraturan torsi yang berlebihan (ketidakteraturan struktur horisontal Tipe 1b)

Lainnya Tidak ada persyaratan

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

22 Kinerja Struktur Gedung

221 Kinerja Batas Layan

Kinerja batas layan struktur gedung ditentukan oleh simpangan antar tingkat

akibat pengaruh gempa rencana yaitu untuk membatasi terjadinya pelelehan baja

dan peretakan beton yang berlebihan di samping untuk mencegah kerusakan

nonstruktur dan ketidaknyamanan penghuni Simpangan antar-tingkat ini harus

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

35

dihitung dari simpangan struktur gedung tersebut akibat pengaruh gempa nominal

yang telah dibagi Faktor Skala

Faktor Skala =

gt 1

Dimana

V1 = Gaya geser dasar nominal sebagai respons dinamik ragam yang

pertama saja

Vt = Gaya geser dasar nominal yang didapat dari hasil analisis ragam

spektrum respons yang telah dilakukan

Gaya geser dasar nominal yang didapat dari hasil spektrum respons Analisis harus

dilakukan untuk menentukan ragam getar alami untuk struktur Analisis harus

menyertakan jumlah ragam yang cukup untuk mendapatkan partisipasi massa

ragam terkombinasi sebesar paling sedikit 90 persen dari massa aktual dalam

masing-masing arah horisontal ortogonal dari respons yang ditinjau oleh model

Parameter respons ragam untuk masing-masing parameter desain terkait gaya yang

ditinjau termasuk simpangan antar lantai tingkat gaya dukung dan gaya elemen

struktur individu untuk masing-masing ragam respons harus dihitung menggunakan

properti masing-masing ragam dan spectrum respons dibagi dengan kuantitas (R

Ie) Parameter respons terkombinasi untuk perpindahan dan kuantitas simpangan

antar lantai harus dikalikan dengan kuantitas (CdIe) Nilai untuk masing-masing

parameter yang ditinjau yang dihitung untuk berbagai ragam harus

dikombinasikan menggunakan metoda akar kuadrat jumlah kuadrat (SRSS) atau

metoda kombinasi kuadrat lengkap (CQC) sesuai dengan SNI 17262012 Metoda

CQC harus digunakan untuk masing-masing nilai ragam di mana ragam berjarak

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

36

dekat mempunyai korelasi silang yang signifikan di antara respons translasi dan

torsi

Kinerja batas ultimit struktur gedung ditentukan oleh simpangan antar-tingkat

maksimum struktur gedung akibat pengaruh gempa rencana dalam kondisi struktur

gedung di ambang keruntuhan yaitu untuk membatasi kemungkinan terjadinya

keruntuhan struktur gedung yang dapat menimbulkan korban jiwa manusia dan

untuk mencegah benturan berbahaya antar-gedung atau antar bagian struktur

gedung yang dipisah dengan sela pemisah (sela delatasi) simpangan antar-tingkat

ini harus dihitung dari simpangan struktur gedung akibat pembebanan gempa

nominal (SNI 17262002) Penentuan simpangan antar lantai tingkat desain ( ∆ )

harus dihitung sebagai perbedaan defleksi pada pusat massa di tingkat teratas dan

terbawah yang ditinjau Lihat Gambar 24 Apabila pusat massa tidak terletak

segaris dalam arah vertikal diijinkan untuk menghitung defleksi di dasar tingkat

berdasarkan proyeksi vertikal dari pusat massa tingkat di atasnya (SNI 17262012)

Gambar 24 Penentuan simpangan antar lantai

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

37

Defleksi pusat massa di tingkatx (δx) (mm) harus ditentukan sesuai dengan

persamaan berikut

δx =

Dimana

Cd = faktor amplifikasi defleksi dalam Tabel 29

δxe = defleksi pada lokasi yang disyaratkan pada pasal ini yang ditentukan

dengan analisis elastis

Ie = faktor keutamaan gempa yang ditentukan sesuai dengan tabel 28

Simpangan antar lantai tingkat desain ∆ tidak boleh melebihi simpangan antar

lantai tingkat ijin ∆a seperti didapatkan dari Tabel 213 untuk semua tingkat

Tabel 218 Simpangan antar lantai ijin

Struktur

Kategori risiko

I atau II III IV

Struktur selain dari struktur dinding geser batu bata 4 tingkat atau kurang dengan dinding interior partisi langit-langit dan sistem dinding eksterior yang telah didesain untuk mengakomodasi simpangan antar lantai tingkat

0025h c

sx 0020 hsx 0015 hsx

Struktur dinding geser kantilever batu batad 0010 hsx 0010 hsx 0010 hsx

Struktur dinding geser batu bata lainnya 0007 hsx 0007 hsx 0007 hsx

Semua struktur lainnya 0020 hsx 0015 hsx 0010 hsx

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

Dua bagian struktur gedung yang tidak direncanakan untuk bekerja sama sebagai

satu kesatuan dalam mengatasi pengaruh Gempa Rencana harus dipisahkan yang

satu terhadap yang lainnya dengan suatu sela pemisah (sela delatasi) yang lebarnya

paling sedikit harus sama dengan jumlah simpangan masing-masing bagian struktur

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

38

gedung pada taraf itu Dalam segala hal lebar sela pemisah tidak boleh ditetapkan

kurang dari 75 mm (SNI 17262012)

222 Kinerja Batas kekuatan

2221 Perencanaan Pelat Floor Deck

Floor deck pada pelat menggantikan fungsi tulangan Tarik pada daerah

lapangan Analisis pelat floor deck meggunakan metode pelat satu arah Bila pelat

mengalami rotasi bebas pada tumpuan pelat dan tumpuan sangat kaku terhadap

momen puntir maka pelat itu dikatakan jepit penuh Bila balok tepi tidak cukup

kuat untuk mencegah rotasi maka dikatakan terjepit sebagian Tebal minimum

yang ditentukan dalam Tabel 214 berlaku untuk konstruksi satu arah yang tidak

menumpu atau tidak disatukan dengan partisi atau konstruksi lain yang mungkin

akan rusak akibat lendutan yang besar kecuali bila erhitungan lendutan

menunjukkan bahwa ketebalan yang lebih kecil dapat digunakan tanpa

menimbulkan pengaruh yang merugikan

Tabel 219 Tebal Minimum Balok Non-Prategang Atau Pelat Satu Arah Bila

Lendutan Tidak Dihitung Tebal minimum h

Komponen struktur Tertumpu Satu ujung Kedua ujung Kantilever

Komponen struktur tidak menumpu atau tidak dihubungkan dengan partisi ataukonstruksi lainnya yang mungkin rusak oleh lendutan yang besar

Pelat masif satu-arah 20

24

28

10

Balok atau pelat rusuk satu-arah 16

185

21

8

(Sumber Tata cara perhitungan struktur beton untuk bangunan gedung SNI 28472002)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

39

CATATAN Panjang bentang dalam mm Nilai yang diberikan harus digunakan langsung untuk komponen struktur dengan beton normal dan tulangan tulangan Mutu 420 MPa Untuk kondisi lain nilai di atas harus dimodifikasikan sebagai berikut a Untuk struktur beton ringan dengan berat jenis (equilibrium density) w di antara 1440 sampai

1840 kgm3 nilai tadi harus dikalikan dengan (165 ndash 00003wc) tetapi tidak kurang dari 109

b Untuk fy selain 420 MPa nilainya harus dikalikan dengan (04 + fy700)

a Disain pada Momen Positif

Disain pada momen positif gaya Tarik disumbangkan oleh metal deck dan

gaya tekan disumbangkan oleh beton Dalam hal ini penampang beton

berbentuk persegi panjang

Gambar 25 Diagram tegangan momen positif floor deck

Penulangan lentur dihitung analisa tulangan tunggal dengan langkah-langkah

sebagai berikut

Mn =

Dimana ϕ= 08

Rn =

m =

ρ = 1 ndash 1 ndash

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

40

As PERLU = ρ b d

rasio tulangan minimum menggunakan syarat tulangan susut dan tulangan

suhu sebagai acuan dan di tabelkan sebagai berikut

Tabel 220 Rasio Tulangan Minimum Pada Pelat

Jenis Pelat ρmin

Pelat yang menggunakan batang tulangan ulir mutu 300 00020

Pelat yang menggunakan batang tulangan ulir atau jaring kawat las 00018

Pelat yang menggunakan tulangan dengan tegangan leleh melebihi 00018 x 400 fy

(Sumber Tata cara perhitungan struktur beton untuk bangunan gedung SNI 28472002)

Persyaratan lain yang harus dipenuhi dalam mendisain pelat satu arah adalah

jarak tulangan maximum Pasal 12 SNI 03-2847-2002 butir 64 jarak tulangan

adalah

S = ndash 25 Cc

Dimana

fs = 60 fy

Cc = Selimut Beton

b Disain pada Momen Negatif

Disain pada momen positif gaya Tarik disumbangkan oleh wiremesh dan gaya

tekan disumbangkan oleh beton Dalam hal ini penampang beton berbentuk

sebagai berikut

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

41

Gambar 26 Diagram tegangan momen negatif floor deck

2222 Perencanaan Pelat Chekered

Pelat metal didisain menggunakan metode pelat satu arah syarat batas yang

harus di penuhi pelat metal adalah

ϕMn gt Mu

dimana

ϕMn = momen nominal = Zx fy

Mu = momen ultimate

2223 Perencanaan Batang Tekan

Kekuatan tekan disain harus nilai terendah yang diperoleh berdasarkan

keadaan batas dari tekuk lentur tekuk torsi dan tekuk torsi lentur Profil dengan

dominan keruntuhan tekuk lentur kekuatan nominal nya adalah

ϕPn = 09 fcr A

tegangan kritis fcr ditentukan sebagai berikut

a Bila lt 471 ( atau lt 225 )

fcr =0658 fy

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

42

b Bila gt 471 ( atau gt 225 )

fcr =0877 fe

fe =

Dimana

K = faktor panjang efektir

L = panjang profil

r = jari jari inersia

fcr = tegangan kritis

fe = tegangan euler

λ = kelangsingan =

2224 Perencanaan Batang Lentur

Pembebanan balok disesuaikan dengan peraturan pembebanan Indonesia

untuk gedung (PPIUG) 1983 sedangkan pemakaian profil dihitung sesuai dengan

SNI 03-1729-2015

Tabel 221 Nilai kekuatan lentur berdasarkan SNI 1729 2015

PROFIL q Lr Lp MP Mr Vn

kgm m m KN m KN m KN

WF 150 x 75 x 5 x 7 1400 316 084 2354 1509 10800

WF 150 x 100 x 6 x 9 2110 530 120 3609 2346 12787

WF 200 x 100 x 45 x 7 1820 346 112 4089 2720 12830

WF 200 x 100 x 55 x 8 2130 378 112 4802 3128 15840

WF 200 x 150 x 6 x 9 3060 637 182 7108 4688 16762

WF 250 x 125 x 5 x 8 2570 420 141 7327 4845 17856

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

43

Tabel 221 Nilai kekuatan lentur berdasarkan SNI 1729 2015 (lanjutan)

PROFIL q Lr Lp MP Mr Vn

kgm m m KN m KN m KN

WF 250 x 125 x 6 x 9 2960 446 141 8443 5508 21600

WF 300 x 150 x 55 x 8 3200 475 167 10920 7208 23602

WF 300 x 150 x 65 x 9 3670 497 167 12528 8177 28080

WF 350 x 175 x 6 x 9 4140 553 197 16538 10897 29894

WF 350 x 175 x 7 x 11 4960 593 200 20179 13175 35280

WF 400 x 200 x 7 x 11 5660 646 227 26100 17170 39917

WF 400 x 200 x 8 x 13 6600 684 230 30861 20230 46080

WF 450 x 200 x 9 x 14 7600 667 223 38913 25330 58320

WF 500 x 200 x 10 x 16 8960 669 219 50311 32470 72000

WF 600 x 200 x 11 x 17 10600 628 209 68714 44030 95040

HB 100 x 100 x 6 x 8 1720 724 125 2018 1300 8640

HB 125 x 125 x 65 x 9 2380 806 158 3578 2312 11700

HB 150 x 150 x 7 x 10 3150 895 190 5748 3723 15120

HB 175 x 175 x 75 x 11 4020 981 222 8628 5610 18900

HB 200 x 200 x 8 x 12 4990 1072 255 12314 8024 23040

HB 250 x 250 x 9 x 14 7240 1255 319 22483 14739 32400

HB 300 x 300 x 10 x 15 9400 1376 381 35152 23120 43200

HBC 350 x 350 x 12 x 19 13700 1718 449 59834 39100 60480

HBC 400 x 400 x 13 x 21 17200 1903 513 86402 56610 74880

WFC 600 x 300 x 12 x 20 15100 1045 348 103413 68340 101606

WFC 700 x 300 x 13 x 24 18500 1041 344 149968 97920 131040

WFC 800 x 300 x 14 x 26 21000 1010 336 191889 123930 161280

WFC 900 x 300 x 16 x 28 24300 984 324 244178 155380 207360

- Profil I dan Kanal

a Kontrol Momen

ϕMn = 09 Mn

- Apabila L lt Lp

Mn = Mp = Zx fy

- Apabila Lp lt L lt Lr

Mn = Cb Mp ndash ( Mp- Mr)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

44

Apabila L gt Lr

Mn = Mcr = radic 1

=

lt 23

=

= 4 2

=

1 1

= 176

Untuk profil I konstanta torsi dan konstanta warping adalah

J = [ 2b + h ]

Cw =

Untuk profil kanal konstanta torsi dan konstanta warping adalah

J = [ 2b + h ]

Cw = [

]

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

45

Gambar 27 Kuat Momen Lentur Nominal Akibat Tekuk Torsi Lateral

b Kontrol Geser

Untuk profil I

= 060 fyw Aw lt Vu

Persamaan diatas dapat dipenuhi bila syarat kelangsingan untuk tebal pelat web

sebagai berikut

lt

c Kontrol Lendutan

Batas-batas lendutan untuk keadaan kemampuan-layan batas harus sesuai

dengan struktur fungsi penggunaan sifat pembebanan serta elemen-elemen

yang didukung oleh struktur tersebut Batas lendutan maksimum diberikan

dalam Tabel dibawah

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

46

Tabel 222 Batas Lendutan Maksimum

Komponen struktur dengan beban tidak Beban tetap Beban

Balok pemikul dinding atau finishing yang getas L360 - Balok biasa L240 - Kolom dengan analisis orde pertama saja h500 h200 Kolom dengan analisis orde kedua h300 h200

(Sumber Tata cara perencanaan struktur baja untuk bangunan gedung SNI 17292002)

- Profil Siku

a Kontrol Momen

ϕMn = 09 Mn

- Momen Leleh

Mn = 15 My

Dimana

My = momen leleh di sumbu lentur

- Momen dengan tekuk torsi lateral

1 Bila Me lt My

Mn = [ 092 -

] Me

2 Bila Me gt My

Mn = [ 192 ndash 117 ] Me lt 15 My

Lentur di sumbu utama major dari baja siku kaki sama

Me =

Dimana

Lb = Panjang profil tak terkekang

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

47

b = lebar siku

E = elastisitas profil siku

t = tebal profil siku

Me = momen tekuk lateral-torsi elastis

b kontrol geser

ϕVn = 09 06 Aw fy cv

Dimana Vn = kekuatan geser penampang Aw = luas badan = b x t fy = tegangan leleh profil siku Nilai cv dari persamaan diatas ditentukan dengan

- Bila

lt 11

cv = 1

- Bila

11

lt lt 137

cv = 11

x

- Bila

gt 137

cv =

x

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

48

2225 Perencanaan Balok Kolom

Komponen struktur yang mengalami momen lentur dan gaya aksial harus

direncanakan memenuhi ketentuan sebagai berikut

Untuk

gt 02

+ (

+

) lt 1

Untuk

lt 02

+ (

+

) lt 1

Dimana

Pu = Gaya aksial (tarik atau tekan) terfaktor N

Pn = Kuat nominal penampang N

ϕ = Faktor reduksi kekuatan

= 09 untuk aksial tarik

= 09 untuk aksial tekan

Mux = Momen lentur terfaktor terhadap sumbu-x

Muy = Momen lentur terfaktor terhadap sumbu-y

Mnx = Kuat nominal lentur penampang terhadap sumbu-x

Mny = Kuat nominal lentur penampang terhadap sumbu-y

ϕb = Faktor reduksi kekuatan lentur = 09

2226 Perencanaan Balok Komposit

Menurut SNI 17292015 lebar efektif balok komposit adalah

- seperdelapan dari bentang balok pusat-ke-pusat tumpuan

- setengah jarak ke sumbu dari balok yang berdekatan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

49

- jarak ke tepi dari pelat

Kekuatan Lentur Positif balok komposit bisa di disain secara plastis jika memenuhi

lt 376 Jika gt 376 maka momen harus di tentukan dengan

superposisi tegangan elastis (SNI 17292015) Nilai ultimate dari momen lentur

dapat di tinjau dari 2 kondisi yaitu

1 Sumbu netral jatuh pada pelat beton

Besar nya gaya tekan pada kondisi ultimate adalah

C = 085 a be

Gaya tarik pada profil baja adalah

T = As fy

Gaya tarik floor deck adalah

T = Afd fu

Jika ẏ gt (tf - hfd) keseimbangan gaya C = T maka diperoleh

a =

Lengan kopel terhadap gaya tekan

d1 = ts ndash ċ -

d2 = + ts -

Kuat momen lentur nominal positif balok komposit adalah

ϕMn = 09 [ As fy ( d2 ) + Afd fu ( d1 ) ]

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

50

Gambar 28 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan ẏ lt (ts - hfd)

Gambar 29 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan ẏ gt (ts - hfd)

Jika ẏ lt (tf - hfd) gaya tarik floor deck adalah

T = Aefd fu

keseimbangan gaya C = T maka diperoleh

a =

Lengan kopel terhadap gaya tekan

d1 = ts ndash ċ -

d2 = + ts -

Kuat momen lentur nominal positif balok komposit adalah

ϕMn = 09 [ As fy ( d2 ) + Aefd fu ( d1 ) ]

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

51

2 Sumbu netral jatuh pada baja profil

Besar nya gaya tekan pada kondisi ultimate adalah

Cc = 085 a be

Gaya tarik pada profil baja adalah

T = As fy

Keseimbangan gaya diperoleh

Trsquo = Cc + Cs

Besarnya Trsquo sekarang lebih kecil daripada Asfy yaitu

Trsquo = As fy - Cs

Sehingga gaya tekan profil baja

Cc + Cs = As fy - Cs

2Cs = Cc + As fy

Cs =

Jika ẏ lt (ts + tf) Pusat tarik profil

ӯ = ẏ ẏ

lengan kopel terhadap pusat tarik

d1 = d ndash ӯ - (ẏ - ts)

d2 = d ndash ӯ + pusat tekan beton

kapasitas lentur positif nominal

ϕMn = 09 [ Cc ( d2 ) + Cs ( d1 ) ]

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

52

Gambar 210 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan ẏ lt (ts + tf)

Jika (ts+ d) gt ẏ gt (ts + tf) Pusat tarik profil adalah

ӯ

ndash ẏ ẏ

Lengan kopel terhadap gaya tarik

d1 = d ndash ӯ - tf

d2 = d ndash ӯ ndash tf - (ẏ - tf)

d3 = d ndash ӯ + pusat tekan beton

kapasitas lentur positif nominal

ϕMn = 09 [ Cc ( d3 ) + Csf ( d2 ) + Csw ( d1 ) ]

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

53

Gambar 211 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan ẏ gt (ts + tf)

Dimana

As = Luas baja profil mm2

Afd = Luas floor deck mm2

Aefd = Luas efektif floor deck mm2

a Tinggidariluasantekanbetonmm

bE Lebarefektifbeton

C = Gaya tekan KN

Ċ = Titik berat floor deck mm

d = Tinggi baja profil mm

= Tegangan leleh baja profil

= Tegangan ultimate floor deck

hfd = Tinggi floor deck

ts = Tebal pelat lantai mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

54

Kapasitas momen lentur negative menurut SNI 17292015 dapat di tentukan dari

kapasitas momen nominal dari profil baja itu sendiri sebagai alternatif dapat

ditentukan kapasitas momen negatif dari distribusi plastis penampang komposit

untuk keadaan leleh asalkan menenuhi

- Balok baja adalah penampang kompak dan dibreising secara cukup

- Steel headed stud atau angkur kanal baja yang menyambungkan pelat ke

balok baja pada daerah momen negatif

- Tulangan pelat yang paralel pada balok baja di lebar efektif pelat

diperhitungkan dengan tepat

Nilai ultimate dari momen lentur negatif komposit adalah

Gaya tarik tulangan

Tsr = Asr fyr

Gaya tarik floor deck

Tfd = Afd fu

Gaya tarik total

T = Tsr + Tfd

Gaya tekan maximum profil baja

Cmax = As fy

Jika Cmax gt T maka titik berat berada pada profil baja

T + Ts = Cmax ndash Ts

2Ts = Cmax ndash T

Ts = (Cmax ndash T)

Jika sumbu netral jatuh di sayap maka

b t fy = Ts

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

55

Gambar 212 Diagram tegangan balok komposit momen negatif dengan ts gt ẏ gt (ts + tf)

tc =

Pusat gaya tekan

ӯ = ẏ ẏ

Lengan kopel terhadap gaya tekan

d1 = d ndash ӯ ndash tc

d2 = d ndash ӯ + Ċ

d3 = d ndash ӯ + ts ndash selimut pelat - empty

Momen nominal

ϕMn = 09 [Mn1 + Mn2 + Mn3]

= Tsr d3 + Tfd d2 + t fy d1

Jika sumbu netral jatuh di web maka

h tw fy = Ts - Tf

hrsquo =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

56

Gambar 213 Diagram tegangan balok komposit momen negatif dengan ẏ gt (ts + tf)

Pusat gaya tekan

ӯ ndash

Lengan kopel terhadap gaya tekan

d1 = d ndash ӯ ndash tf - hrsquo

d2 = d ndash ӯ ndash tf

d3 = d ndash ӯ + Ċ

d4 = d ndash ӯ + ts ndash selimut pelat - empty

Momen nominal

ϕMn = 09 [Mn1 + Mn2 + Mn3 + Mn4]

= Tsr d4 + Tfd d3 + tf fy d2 + hrsquo tw fy d1

Kekuatan geser yang tersedia dari balok komposit dengan steel headed stud atau

angkur kanal baja harus ditentukan berdasarkan properti dari penampang baja

sendiri Kekuatan geser nominal satu angkur steel headed stud yang ditanam pada

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

57

suatu pelat beton solid atau pada suatu pelat komposit dengan dek harus ditentukan

sebagai berikut

Qn = 05 Asc lt Rg Rp Asc fu

Dimana

Asc = Luas penampang shear conector

fcrsquo = Kuat tekan beton

Ec = Modulus elastisitas beton

fu = kuat putus shear conektor

Rg = 10 untuk

a Satu angkur steel headed stud yang di las pada suatu rusuk

dek baja dengan dek yang diorientasikan tegak lurus terhadap

profil baja

b Sejumlah dari angkur steel headed stud di suatu lajurbaris

secara langsung terhadap profil baja

c Sejumlah dari angkur steel headed stud yang di las pada

suatu lajur sampai dek baja dengan dek diorientasikan paralel

terhadap profil baja dan rasio dari lebar rusuk rata-rata

terhadap kedalaman rusuk ge 15

085 untuk

a Dua angkur steel headed stud yang dilas pada suatu rusuk

dek baja dengan dek diorientasikan tegak lurus terhadap

profil baja

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

58

b Satu angkur steel headed stud yang di las melewati dek baja

dengan dek diorientasikan paralel terhadap profil baja dan

rasio dari lebar rusuk rata-rata terhadap kedalaman rusuk lt

15

07 untuk tiga atau lebih angkur steel headed stud yang dilas pada

suatu rusuk dek baja dengan dek yang diorientasikan tegak lurus

terhadap profil baja

Rp = 075 untuk

a Angkur steel headed stud yang dilas secara langsung pada

profil baja

b Angkur steel headed stud yang dilas pada suatu pelat komposit

dengan dek yang diorientasikan tegak lurus terhadap balok dan

emid-ht ge 2 in (50 mm) Angkur steel headed stud yang dilas

melewati dek baja atau lembaran baja yang digunakan sebagai

material pengisi gelagar dan ditanam pada suatu pelat

komposit dengan dek diorientasikan paralel terhadap balok

tersebut

06 untuk angkur steel headed stud yang di las pada suatu pelat

komposit dengan dek diorientasikan tegak lurus terhadap balok

dan emid-ht lt 2 in (50 mm)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

59

emid-ht = jarak dari tepi kaki angkur steel headed stud terhadap

badan dek baja diukur di tengahtinggi dari rusuk dek

dan pada arah tumpuan beban dari angkur steel headed

stud (dengan kata lain pada arah dari momen maksimum

untuk suatu balok yang ditumpu sederhana)

Tabel 223 Nilai untuk Rg dan Rp untuk setiap kasus Kapasitas untuk angkur steel headed stud

Kondisi Rg Rp

Tanpa dek 10 10 Dek diorientasi paralel terhadap profil baja

gt 15 lt 15

10

085

075

075

Dek diorientaskan tegak lurus terhadap profil

10

06

baja Jumlah dari angkur steel headed stud yangmemiliki rusuk dek yang sama

1 2 085 06

+3 atau lebih 07 06+

(Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015) Catatan Wr = lebar rata-rata dari rusuk atau voute beton hr = tinggi rusuk nominal untuk suatu angkur steel headed stud tunggal nilai ini dapat ditingkatkan sampai 075 bila emid-ht gt 51 mm

2227 Perencanaan Sambungan Las

Luas efektif dari suatu las sudut adalah panjang efektif dikalikan dengan throat

efektif Throat efektif dari suatu las sudut merupakan jarak terpendek (garis tinggi)

dari perpotongan kaki las ke muka las diagrammatik Suatu penambahan dalam

throat efektif diizinkan jika penetrasi konsisten di luar jarak terpendek (garis tinggi)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

60

dari perpotongan kaki las ke muka las diagrammatik yang dibuktikan melalui

pengujian dengan menggunakan proses produksi dan variabel prosedur Untuk las

sudut dalam lubang dan slot panjang efektif harus panjang dari sumbu las

sepanjang pusat bidang yang melalui throat Pada kasus las sudut yang

beroverlap luas efektif tidak boleh melebihi luas penampang nominal dari lubang

atau slot dalam bidang permukaan lekatan (SNI 17292015)

Sumber httpwwwtwi-globalcomtechnical-knowledgejob-knowledgedesign-part-2-091

Gambar 214 Tebal efektif las sudut Ukuran minimum las sudut menurut SNI 17292015 harus tidak kurang dari ukuran

yang diperlukan untuk menyalurkan gaya yang dihitung atau ukuran seperti yang

tertera dalam Tabel 223 Ukuran maksimum dari las sudut dari bagian-bagian yang

tersambung harus

a Sepanjang tepi material dengan ketebalan kurang dari frac14 in (6 mm) tidak

lebih besar dari ketebalan material

b Sepanjang tepi material dengan ketebalan frac14 in (6 mm) atau lebih tidak

lebih besar dari ketebalan material dikurangi 116 in (2 mm) kecuali las

yang secara khusus diperlihatkan pada gambar pelaksanaan untuk

memperoleh ketebalan throat-penuh Untuk kondisi las yang sudah jadi

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

61

jarak antara tepi logam dasar dan ujung kaki las boleh kurang dari 116 in

(2 mm) bila ukuran las secara jelas dapat diverifikasi

Tabel 224 Tebal minimum las sudut

Ketebalan Material dari Bagian Paling Tipis yang Tersambung in (mm)

Ukuran Minimum Las Sudut[a] in (mm)

Sampai dengan frac14 (6) 18 (3) Lebih besar dari frac14 (6) sampai dengan frac12 (13) 316 (5)

Lebih besar dari frac12 (13) sampai dengan frac34 (19) frac14 (6) Lebih besar dari frac34 (19) 516 (8)

[a] Dimensi kaki las sudut Las pas tunggal harus digunakan Catatan Lihat Pasal J22b untuk ukuran maksimum las sudut

(Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015)

Panjang minimum dari las sudut yang dirancang berdasarkan kekuatan tidak boleh

kurang dari empat kali ukuran las nominal atau ukuran lain dari las harus

diperhitungkan tidak melebihi frac14 dari panjangnya Jika las sudut longitudinal saja

digunakan pada sambungan ujung dari komponen struktur tarik tulangan-rata

panjang dari setiap las sudut tidak boleh kurang dari jarak tegak lurus antaranya

Gambar 215 Panjang las longitudinal

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

62

Kekuatan desain ϕRn yang dilas harus merupakan nilai terendah dari kekuatan

material dasar yang ditentukan menurut keadaan batas dari keruntuhan tarik dan

keruntuhan geser dan kekuatan logam las yang ditentukan menurut keadaan batas

dari keruntuhan berikut ini

Untuk logam dasar

ϕRn = 075 fn BM ABM

Untuk logam las

ϕRn = 075 fne AWE

Dimana

fn BM = tegangan nominal dari logam dasar ksi (MPa)

fne = tegangan nominal dari logam las ksi (MPa)

ABM = luas penampang logam dasar in2 (mm2)

AWE = luas efektif las in2 (mm2)

kelompok las linear dengan suatu ukuran kaki yang seragam dibebani

melalui titik berat

ϕRn = 075 fne AWE

dan

fne = 060 fEXX ( 1 + 05sin15 θ )

dimana

fEXX = kekuatan klasifikasi logam pengisi ksi (MPa)

θ = sudut pembebanan yang diukur dari sumbu longitudinal las derajat

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

63

Kekuatan sambungan las pada sambungan pemikul momen adalah

ϕMn = sum ϕPlas d

Dimana

ϕMn = Kekuatan nominal sambungan las terhadap momen

ϕPlas = Gaya las terkoreksi

d = Lengan kopel terhadap garis netral

Gambar 216 Momen plastis siklik pada sambungan pemikul momen

2228 Perencanaan Sambungan Baut

Semua baut kekuatan-tinggi yang disyaratkan pada gambar desain yang digunakan

dalam pra-tarik atau joint kritis-slip harus dikencangkan dengan suatu ketegangan

baut tidak kurang dari yang diberikan dalam Tabel 224 kuat tarik nominal dan

kuat geser nominal pada sambungan tipe tumpu diberikan dalam tabel 225 dan

ukuran lubang maksimum untuk baut diberikan dalam Tabel 226 Jarak antara

pusat-pusat standar ukuran-berlebih atau lubang-lubang slot tidak boleh kurang

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

64

dari 2 23 kali diameter nominal d dari pengencang suatu jarak 3d yang lebih

disukai Jarak dari pusat lubang standar ke suatu tepi dari suatu bagian yang

disambung pada setiap arah tidak boleh kurang dari nilai yang berlaku dari Tabel

227 Jarak maksimum dari pusat setiap baut ke tepi terdekat dari bagian-bagian

dalam kontak harus 12 kali ketebalan dari bagian yang disambung akibat

perhitungan tetapi tidak boleh melebihi 6 in (150 mm) (SNI 17292015) Spasi

longitudinal pengencang antara elemen-elemen yang terdiri dari suatu pelat dan

suatu profil atau dua pelat pada kontak menerus harus sebagai berkut

1 Untuk komponen struktur dicat atau komponen struktur tidak dicat yang

tidak menahan korosi spasi tersebut tidak boleh melebihi 24 kali ketebalan

dari bagian tertipis atau 12 in (305 mm)

2 Untuk komponen struktur tidak dicat dari baja yang berhubungan dengan

cuaca yang menahan korosi atmospheric spasi tidak boleh melebihi 14 kali

ketebalan dari bagian tertipis atau 7 in (180 mm)

Catatan Dimensi pada (a) dan (b) tidak berlaku untuk elemen-elemen yang terdiri

dari dua profil dalam kontak menerus

Tabel 225 Pratarik baut minimum kN

(Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015)

Ukuran Baut mm Baut A325M Baut A490MM16 91 114 M20 142 179 M22 176 221 M24 205 257 M27 267 334 M30 326 408 M36 475 595

Sama dengan 070 dikalikan kekuatan tarik minimum baut dibulatkan mendekati kN seperti disyaratkan dalam spesifikasi untuk baut ASTM A325M dan A490M dengan ulir UNC

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

65

Kekuatan tarik atau geser desain dari suatu baut snug-tightened atau baut kekuatan-

tinggi pra-tarik atau bagian berulir harus ditentukan sesuai dengan keadaan batas

dari keruntuhan tarik dan keruntuhan geser sebagai berikut

ϕRn = 075 fn AB

Dimana

AB = Luas penampang baut

fn = kuat nominal baut terhadap tarik (fnt) atau geser (fnv) (tabel 225)

Kekuatan tarik yang tersedia dari baut yang menahan kombinasi gaya tarik dan

geser harus ditentukan sesuai dengan keadaan batas dari keruntuhan geser sebagai

berikut

ϕRn = 075 fnrsquo AB

dan

fnrsquo = 13 fnt -

frv lt fnt

dimana

fnrsquo = tegangan tarik nominal yang dimodifikasi mencakup efek tegangan

geser ksi (MPa)

fnt = tegangan tarik nominal dari Tabel 225 ksi (MPa)

fnv = tegangan geser dari Tabel 225 ksi (MPa)

frv = tegangan geser yang diperlukan ksi (MPa)

Tegangan geser yang tersedia dari sarana penyambung sama dengan atau melebihi

tegangan geser yang diperlukanfrv

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

66

Catatan Catatan bahwa bila tegangan yang diperlukan f baik geser atau tarik

yang kurang dari atau sama dengan 30 persen dari tegangan yang tersedia yang

sesuai efek kombinasi tegangan tidak perlu diperiksa

Tabel 226 Kekuatan nominal pengencang dan bagian yang berulir ksi (MPa)

(Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015) Tabel 227 Dimensi Lubang Nominal mm

Diameter

Baut

Dimensi LubangStandar

(Diameter)Ukuran-lebih

(Diameter)Slot-Pendek

(Lebar x Panjang)Slot-Panjang

(Lebar x Panjang)M16 18 20 18 x 22 18 x 40M20 22 24 22 x 26 22 x 50M22 24 28 24 x 30 24 x 55M24 27[a] 30 27 x 32 27 x 60M27 30 35 30 x 37 30 x 67M30 33 38 33 x 40 33 x 75ge M36 d + 3 d + 8 (d + 3) x (d + 10) (d + 3) x 25d

[a] Izin yang diberikan memungkinkan penggunaan baut 1 in jika diinginkan (Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015)

Deskripsi Pengencang Kekuatan Tarik

Nominal Fnt ksi (MPa)[a]

Kekuatan Geser Nominal dalam Sambungan Tipe-

Tumpu Fnv ksi (MPa)[b]

Baut A307 45 (310) 27 (188) [c][d]

Baut group A (misal A325) bila ulir tidak dikecualikan dari bidang geser

90 (620) 54 (372)

Baut group A (misal A325) bila ulir tidak termasuk dari bidang geser

90 (620) 68 (457)

Baut A490 atau A490M bila ulir tidak dikecualikan dari bidang geser

113 (780) 68 (457)

Baut A490 atau A490M bila ulir tidak termasuk dari bidang geser

113 (780) 84 (579)

Bagian berulir yang memenuhi persyaratan Pasal A34 bila ulir tidak dikecualikan dari bidang geser

075 Fu 0450 Fu

Bagian berulir yang memenuhi persyaratan Pasal A34 bila ulir tidak termasuk dari bidang geser

075 Fu 0563 Fu

[a]untuk baut kekuatan tinggi yang menahan beban fatik tarik[b]Untuk ujung sambungan yang dibebani dengan panjang pola pengencang lebih besar dari 38 in (965 mm) Fnv harus direduksi sampai 833 dari nilai tabulasi Panjang pola pengencang merupakan jarak maksimum sejajar dengan garis gaya antara sumbu baut-baut yang menyambungkan dua bagian dengan satu permukaan lekatan [c]Untuk baut A307 nilai yang ditabulasikan harus direduksi sebesar 1 persen untuk setiap 116 in (2 mm) di atas diameter 5 dari panjang pada pegangangrip tersebut [d]Ulir diizinkan pada bidang geser

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

67

(a) Sambungan tidak diperkaku (b) Sambungan diperkaku (c) Sambungan diperkaku + pengaku kolom

Tabel 228 Jarak tepi minimum dari pusat lubang standar ke tepi dari bagian

yang disambung

Diameter Baut (mm) Jarak Tepi Minimum 16 22 20 26 22 28 24 30 27 34 30 38 36 46

Di atas 36 125d [a]Jika diperlukan jarak tepi terkecil diizinkan asalkan ketentuan yang sesuai Pasal J310 dan J4 dipenuhi tetapi jarak tepi yang kurang dari satu diameter baut tidak diizinkan tanpa persetujuan dari Insinyur yang memiliki izin bekerja sebagai perencana [b]Untuk ukuran-berlebih atau lubang-lubang slot lihat Tabel J35M

(Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015)

Beberapa aplikasi dari sambungan baut adalah sambungan pemikul momen dan

sambungan geser Prinsip dasar dari sambungan baut adalah baut menahan gaya

geser dan gaya tarik

1 Sambungan pemikul momen

Gambar 217 Sambungan pemikul momen menurut AISC 2003

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

68

Gambar 219 Menentukan Muc

Perencanaan sambungan baut untuk balok kolom lebih kuat dari profil yang

disambung untuk menghindari prilaku sambungan yg runtuh getas Momen

rencana untuk sambungan adalah

- Sambungan tidak diperkaku

Muc = Mp + Vu (k) k terkecil dari d atau 3b

- Sambungan diperkaku

Muc = Mp + Vu (Lst + tp)

Gambar 218 Lokasi sendi plastis

Lst =

Gambar 220 Geometri sambungan end-plate

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

69

Sambungan end-plate pada umum nya mempunya 2 buat setiap baris jika dibebani

sampai kondisi ultimate maka reaksi setiap baut adalah 2Pt kapasitas sambungan

tanpa efek prying maka momen kapasitas sambungan adalah jumlah kumulatif

statis momen gaya reaksi baut tarik 2Pt terhadap titik resultan desak di pusat berat

pelat sayap profil (Dewobroto 2016) Kuat sambungan berdasarkan baut tanpa efek

prying adalah

ϕMnp = 2 ϕPt sum

= 2 ϕPt sum (h0 + h1 + h3 hellip hi)

Dimana

Mnp = kapasitas sambungan end-plate didasarkan pada kuat tarik tanpa

efek prying

Pt = gaya reaksi tarik baut

Gambar 221 Momen kopel baut tarik terhadap sayap tekan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

70

Tabel 229 Kapasitas sambungan end-pelat menurut AISC 2003

No Kapasitas Sambungan

1

Konfigurasi 4 baut tanpa pengaku

2

Konfigurasi 4 baut dengan pengaku

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

71

Tabel 229 Kapasitas sambungan end-pelat menurut AISC 2003 (lanjutan)

No Kapasitas Sambungan

3

Konfigurasi 6 baut tanpa pengaku

4

Konfigurasi 8 baut tanpa pengaku

Sumber Extended end-plateed moment connections seismic and wind applications AISC 2003

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

72

2 Sambungan Geser

Gambar 222 Sambungan balok anak ke balok induk

Perencanaan sambungan baut untuk geser juga harus lebih kuat dari profil yang

disambung untuk menghindari prilaku sambungan yg runtuh getas Gaya geser

rencana untuk sambungan adalah gaya geser ultimate balok anak sehingga

jumlah baut yg diperlukan adalah

=

Dimana

= kuat geser nominal profil

= kuat geser minimum baut

223 Disain untuk stabilitas

Stabilitas harus disediakan untuk struktur secara keseluruhan dan untuk setiap

elemennya Efek terhadap stabilitas struktur dan elemen-elemennya harus

memperhitungkan hal-hal berikut

1 lentur geser dan deformasi komponen struktur aksial dan semua deformasi

lainnya yang memberi kontribusi terhadap perpindahan struktur

2 efek orde-kedua (kedua efek P-∆ dan P-δ)

3 ketidaksempurnaan geometri

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

73

4 reduksi kekakuan akibat inelastisitas

5 ketidakpastian dalam kekakuan dan kekuatan Semua efek yang bergantung

beban harus dihitung di level pembebanan sesuai dengan kombinasi beban

Direct Analysis Method (DAM) dibuat untuk mengatasi keterbatasan Effective

Length Method (ELM) yang merupakan strategi penyederhanaan analisis cara

manual Akurasi DAM dapat diandalkan karena memakai komputer dan

mempersyaratkan program analisis struktur yang dipakai seperti

1 Dapat memperhitungkan deformasi komponen-komponen struktur dan

sambungannya yang mempengaruhi deformasi struktur keseluruhan

Deformasi komponen yang dimaksud berupa deformasi akibat lentur aksial

dan geser Persyaratan ini cukup mudah hampir sebagian besar program

komputer analisa struktur berbasis metoda matrik kekakuan apalagi

lsquometoda elemen hinggarsquo yang merupakan algoritma dasar ana-lisa struktur

berbasis komputer sudah memasukkan pengaruh deformasi pada elemen

formulasinya (Dewobroto 2013)

2 Pengaruh Orde ke-2 (P-Δ amp P-δ) Program komputer yang dapat

menghitung gaya-gaya batang dengan analisa struktur orde ke-2 yang

mempertimbangkan pengaruh P-Δ dan P-δ adalah sangat penting dan

menentukan Umumnya program komputer komersil bisa melakukan

analisa struktur orde ke-2 meskipun kadangkala hasilnya bisa berbeda satu

dengan lain-nya Oleh karena itu diperlukan verifikasi terhadap kemam-

puan program komputer yang dipakai Ketidaksempurnaan terjadi ketika

program ternyata hanya mampu memperhi-tungkan pengaruh P-Δ saja

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

74

tetapi tidak P-δ Adapun yang dimaksud P-Δ adalah pengaruh pembebanan

akibat terjadinya perpindahan titik-titik nodal elemen sedangkan P-δ adalah

pengaruh pembebanan akibat deformasi di elemen (di antara dua titik nodal)

(Dewobroto 2013) seperti terlihat pada Gambar 28 di bawah

Gambar 223 Pengaruh Orde ke-2 (AISC 2010)

3 Perhitungan stabilitas struktur modern didasarkan anggapan bah-a

perhitungan gaya-gaya batang diperoleh dari analisa struktur elastik orde-2

yang memenuhi kondisi keseimbangan setelah pembebanan yaitu setelah

deformasi Ketidak-sempurnaan atau cacat dari elemen struktur seperti

ketidaklurusan batang akibat proses fabrikasi atau konsekuensi adanya

toleransi pelaksanaan lapangan akan menghasilkan apa yang disebut efek

destabilizing Adanya cacat bawaan (initial imperfection) yang

mengakibatkan efek destablizing dalam Direct Analysis Method (DAM)

dapat diselesaikan dengan dua cara yaitu [1] cara pemodelan langsung cacat

pada geometri model yang dianalisis atau [2] memberikan beban notional

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

75

(beban lateral ekivalen) dari sebagian prosentasi beban gravitasi (vertikal)

yang bekerja Cara pemodelan langsung dapat diberikan pada titik nodal

batang yang digeser untuk sejumlah tertentu perpindahan yang besarnya

diambil dari toleransi maksimum yang diperbolehkan dalam perencanaan

maupun pelaksanaan Pola penggeseran titik nodal pada pemodelan

langsung harus dibuat sedemikian rupa sehingga memberikan efek

destabilizing terbesar Pola yang dipilih dapat mengikuti pola lendutan hasil

pembebanan atau pola tekuk yang mungkin terjadi Beban notional

merupakan beban lateral yang diberikan pada titik nodal di semua level

berdasarkan prosentasi beban vertikal yang bekerja di level tersebut dan

diberikan pada sistem struktur penahanbeban gravitasi melalui rangka atau

kolom vertikal atau dinding sebagai simulasi pengaruh adanya cacat

bawaan (initial imperfection)Beban notional harus ditambahkan bersama-

sama beban lateral lain juga pada semua kombinasi kecuali kasus tertentu

yang memenuhi kriteria pada Section C22b(1) (SNI 1729 2015) Besarnya

beban notional adalah

Ni = 0002 α Yi

Dimana

α = 16 untuk metode tegangan izin dan 10 untuk metode ultimit

Ni = Beban notional yang digunakan pada level i

Yi = Beban grafitasi yang digunakan pada level i

Nilai 0002 mewakili nilai nominal rasio kemiringan tingkat (story out of

plumbness) sebesar 1500 yang mengacu AISC Code of Standard Practice

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

76

Jika struktur aktual ternyata punya kemiringan tingkat berbeda lebih besar

tentunya maka nilai tersebut tentunya perlu ditinjau ulang Beban notional

pada level tersebut nantinya akan didistribusikan seperti halnya beban

gravitasi tetapi pada arah lateral yang dapat menimbulkan efek

destabilizing terbesar Jadi perlu beberapa tinjauanPada bangunan gedung

jika kombinasi beban belum memasukkan efek lateral maka beban notional

diberikan dalam dua arah alternatif ortogonal masing-masing pada arah

positip dan arah negatif yang sama untuk setiap level Sedangkan untuk

kombinasi dengan beban lateral maka beban notional diberikan pada arah

sama dengan arah resultan kombinasi beban lateral pada level tersebut Jadi

penempatan notional load diatur sedemikian rupa agar jangan sampai hasil

akhir kombinasinya akan lebih ringan Bukankah notional load adalah

untuk memodelkan ketidaksempurnaan (Dewobroto 2015)

Adanya leleh setempat (partial yielding) akibat tegangan sisa pada profil

baja (hot rolled atau welded) akan menyebabkan pelemahan kekuatan saat

mendekati kondisi batasnya Kondisi tersebut pada akhirnya menghasilkan

efek destabilizing seperti yang terjadi akibat adanya geometry imperfection

Kondisi tersebut pada Direct Analysis Method (DAM) akan diatasi dengan

penyesuaian kekakuan struktur yaitu memberikan faktor reduksi kekakuan

Nilainya diperoleh dengan cara kalibrasi dengan membandingkannya

dengan analisa distribusi plastisitas maupun hasil uji test empiris (Galambos

1998) Faktor reduksi kekakuan EI=08τbEI dan EA=08EA dipilih DAM

dengan dua alasan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

77

Pertama Portal dengan elemen langsing yang kondisi batasnya ditentukan

oleh stabilitas elastis maka faktor 08 pada kekakuan dapat

menghasilkan kuat batas sistem sebesar 08 times kuat tekuk

elastisHal ini ekivalen dengan batas aman yang ditetapkan pada

perencanaan kolom langsing memakai Efective Length Method

persamaan E3-3 (SNI 1729 2015) yaitu φPn = 09 (0877 Pe) =

079 Pe

Kedua Portal dengan elemen kaku stocky dan sedang faktor

08τb dipakai memperhitungkan adanya pelemahan (softening)

akibat kombinasi aksial tekan dan momen lentur Jadi kebetulan

jika ternyata faktor reduksi kolom langsing dan kolom kaku

nilainya saling mendekati atau sama Untuk itu satu faktor reduksi

sebesar 08τb dipakai bersama untuk semua nilai kelangsingan

batang (SNI 1729 2015 C23(1)) (Dewobroto 2015)

Faktor τb mirip dengan reduksi kekakuan inelastis kolom akibat hilangnya

kekakuan batang Untuk kondisi Pr le 05Py dimana Pr= adalah gaya tekan

perlu hasil kombinasi LRFD

τb = 1

Jika gaya tekannya besar yaitu Pr gt 05Py maka

τb = 4 [ 1 - ]

Pemakaian reduksi kekakuan hanya berlaku untuk memperhitungkan

kondisi batas kekuatan dan stabilitas struktur baja dan tidak digunakan pada

perhitungan drift (pergeseran) lendutan vibrasi dan penentuan periode

getar Untuk kemudahan pada kasus τb = 1 reduksi EI dan EA dapat

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

78

diberikan dengan cara memodifikasi nilai E dalam analisis Tetapi jika

komputer program bekerja semi otomatis perlu diperhatikan bahwa reduksi

E hanya diterapkan pada 2nd order analysis Adapun nilai modulus elastis

untuk perhitungan kuat nominal penampang tidak boleh dikurangi seperti

misal saat perhitungan tekuk torsi lateral pada balok tanpa tumpuan lateral

(Dewobroto 2015) Bebanan notional dapat juga dipakai untuk antisipasi

pelemahan kekakuan lentur τb akibat kondisi inelastic adanya tegangan

residu Strategi ini cocok untuk menyederhanakan perhitungan DAM pada

batang dengan gaya tekan besar αPr gt 05Py dimana nilai τb lt 10 Jika

strategi ini akan dipakai maka τb = 10 dan diberikan beban notional

tambahan sebesar

Ni = 0001 α Yi

Dimana

α = 16 untuk metode tegangan izin dan 10 untuk metode ultimit

Ni = Beban notional yang digunakan pada level i

Yi = Beban grafitasi yang digunakan pada level i

Beban tersebut diberikan sekaligus bersama beban notional yang

merepresentasikan cacat geometri bawaan (initial imperfection) karena

sifatnya memperbesar maka beban notional akhir menjadi Ni=0003Yi

sedangkan τb = 10 untuk semua kombinasi beban (Dewobroto 2015)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

79

BAB III

METODE PENELITIAN

31 Persiapan

Tahap ini merupakan rangkaian kegiatan sebelum melakukan pengumpulan

dan pengolahan data Tahap ini meliputi kegiatan-kegiatan sebagai berikut

1 Menentukan judul Tugas Akhir

2 Pembuatan proposal Tugas Akhir

3 Studi pustaka terhadap materi sebagai garis besar

32 Bagan Alir

MULAI

PENGUMPULAN DATA

STUDI LITERATUR

TAHAP DESAIN DATA

Perhitungan beban mati

Perhitungan beban hidup

Perhitungan beban angin

Perhitungan beban gempa

PENGOLAHAN DATA

A Pradimensi dan kontrol struktur sekunder B Analisa struktur primer dengan bantuan etabs 2015

(efek P-∆ dan P-δ) dan kontrol manual C Disain sambungan balok kolom dan sambungan

balok balok

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

80

Gambar 31 Diagram Alir Penelitian

321 Mulai

322 Pengumpulan Data

Pengumpulan data data yang di gunakan dalam perencanaan struktur baja

seperti profil yang di gunakan kuat tarik baja yang tersedia dan kuat tekan beton

rencana

323 Studi Literatur

Studi literatur bermula dari pengumpulan teori-teori yang berhubungan

dengan disain baja dan system rangka baja pemikul momen khusus Selain itu

dikumpulkan juga data-data yang berhubungan dengan tugas akhir ini seperti data

pembebanan gedung yang diambil dari peraturan pembebanan untuk gedung 1983

HASIL DAN PEMBAHASAN

Dimensi struktur sekunder Dimensi struktur primer Rencana Sambungan

SELESAI

KESIMPULAN DAN SARAN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

81

dan rumus-rumus yang akan digunakan dalam perhitungan berdasarkan metode

Load and Resistance Factor Design (LRFD)

324 Tahap Desain Data

Pada tahap desain data hal pertama yang dikerjakan adalah menghitung

pembebanan pada struktur sekunder Perhitungan pembebanan berdasarkan

PPURG 1983 Beban-beban yang bekerja hanya beban mati dan beban hidup

Struktur sekunder meliputi pelar metal deck pelat baja gording dan tangga

Setelah perhitungan pembebanan selesai tahap selanjutnya adalah

melakukan pradimensi ketebalan pada pelat dan pradimensi profil pada gording dan

tangga Kemudian hasil pradimensi akan dikontrol apakah dimensi yang di

asumsikan sudah memenuhi syarat atau belum sesuai dengan besarnya gaya-gaya

dalam yang bekerja pada masing masing struktur sekunder tersebut Jika sudah

memenuhi syarat maka reaksi dari masing masing struktur sekunder tersebut akan

di jadikan beban pada struktur primer Struktur primer yang sudah di pradimensi

akan di analisa dengan menggunakan kombinasi kombinasi beban mati beban hidup

dan beban gempa dengan bantuan software etabs 2015 Selanjutkan output dari

etabs berupa momen lentur gaya lintang dan gaya normal pada masing masing

balok dan kolom akan di kontrol secara manual dengan metode LRFD yang

mengacu kepada SNI 1729 2015

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

82

325 Pengolahan Data

325a Analisa Struktur Manual Dengan Metode LRFD

Pada tahap analisa struktur manual dengan metode LRFD bagian yang akan

dianalisa adalah mengontrol momen lentur dan gaya geser yang terjadi pada balok

komposit Pada kolom di kontrol kombinasi gaya tekan dan lentur dua arah serta

gaya geser Lalu selanjutnya adalah melakukan kontrol terhadap pradimensi apakah

sudah memenuhi syarat atau belum

325b Analisa sambungan balok kolom

Analisa sambungan dilakukan untuk mendapatkan jumlah baut tebal pelat

penyambung tebal las pada Balok dan kolom analisa sambungan pemikul momen

menggunakan momen plastis penampang sebagai momen ultimit sehingga

kekuatan sambungan sama dengan atau lebih besar dari kekuatan profil sedangkan

pada sambungan sendi digunakan gaya geser ultimate sebagai gaya geser rencana

326 Hasil dan Pembahasan

Dimensi struktur sekunder dan dimensi struktur primer yang memenuhi

syarat keamanan dan kenyamanan Rekapitulasi stress ratio pada balok komposit

dan kolom yang ada di struktur primer Stress ratio sendiri adalah perbandingan

gaya terfaktor dibagi dengan gaya terkoreksi yang artinya jika stress ratio lebih

besar dari satu (1) maka struktur dinyatakan tidak memenuhi syarat keamanan

327 Kesimpulan dan Saran

328 Selesai

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

83

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

41 Disain Struktur Sekunder

411 Pelat Floor deck

Gambar 41 Tributari area elevasi +580 m

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat sendiri pelat 012 x 1 x 2400 = 288 kgm

Berat spesi 002 x 1 x 2100 = 42 kgm

Berat keramik 001 x 1 x 2400 = 24 kgm +

qdl = 354 kgm

2 Beban hidup (life load)

Berdasarkan PPPURG 1987 beban hidup untuk lantai pabrik 400 kgm2

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

84

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 354 = 4956 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 354 + 16 x 400 = 10648 kgm

sehingga digunakan qu = 10648 kgm

B Dimensi Floor Deck

Berdasarkan SNI ndash 03 ndash 2847 ndash 2002 pasal 103 didapat momen positif

maximum untuk pelat satu arah adalah

Gambar 42 Distribusi momen untuk pelat satu arah

=

=

= 30422 kg m

Dicoba smartdeck BMT 07 mm

Gambar 43 Diagram tegangan momen kopel (positif) floor deck

d = h ndash c = 120 ndash 255 = 945 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

85

a =

=

= 239867 mm

ϕMn = 08 As fy ( d- )

ϕMn = 08 x 92676 x 550 ( 945 -

)

ϕMn = 33644 kg m gt Mu = 30422 kg m ( OK )

C Dimensi Wiremesh

Berdasarkan SNI ndash 03 ndash 2847 ndash 2002 pasal 103 didapat momen negatif

maximum untuk pelat satu arah adalah

=

=

= 42592 kg m

Dicoba wiremesh M-8 ( AST = 33493 mm2 )

Gambar 44 Diagram tegangan momen kopel (negatif) floor deck

d = h - selimut ndash 05 ϕ = 120 ndash 20 ndash 05 x 8 = 96

a =

=

= 1083 mm

ϕMn = 08 As fy ( d- )

ϕMn = 08 x 33493 x 400 ( 96 -

)

ϕMn = 970955 kg m gt Mu = 42592 kg m ( OK )

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

86

412 Balok Anak Pelat Floor Deck

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat floof deck = 2 x 354 = 708 kgm

Berat WF 300 x 150 x 55 x 8 = 32 = 32 kgm +

qdl = 740 kgm

2 Beban hidup (life load)

Beban hidup pelat = 2 x 400 = 800 kgm

qll = 800 kgm

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 740 = 1036 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 740 + 16 x 800 = 2168 kgm

sehingga digunakan qu = 2168 kgm

B Momen ultimate

MMAX = qu l2

MMAX = 2168 x 82

MMAX = 17344 kg m

C Kontrol momen

- menentukan lebar efektif pelat beton

1 be lt

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

87

be lt

be lt 1

2 be lt bo

be lt 1

sehingga digunakan be = 1 meter

akibat adanya lubang pada floor deck maka digunakan bekivalen

bekivalen =

=

= 810 mm

- Menentukan nilai n

Ebeton = 4700 = 4700 radic25 = 23500

Ebaja = 200000

n = = = 851

- Menentukan lebar transformasi penampang beton

=

= 951 cm

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Pelat Beton 11412 6 68472 Floor Deck 1867 945 17643 Profil WF 3766 245 92267

sum 17045 sum 178382

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

88

ẏ = sum

sum =

= 1046 cm

Titik berat berada di pelat beton

a =

=

= 4938 mm

d1 = 05hprofil + tpelat = 125 + 120 = 245 mm

d2 = hprofil ndash ċ = 120 ndash 1713 = 10287

ϕMn = 09 As fy ( d1- )

ϕMn = 09 x [ 3766 x 240 x ( 245 -

) +118843 550 ( 10287 -

) ]

ϕMn = 1792124 + 102396

ϕMn = 189452 kg m gt Mu = 17344 kg m ( OK )

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

89

D Dimensi Penghubung Geser (Shear Conector)

Gaya horizontal akibat aksi komposit penuh

Vh = 085 a b = 085 x 4938 x 1000 x 25 = 1049325 N

Digunakan Stud connector ⅝rdquo luas satu buah stud connector adalah

Asc = d2 = 158752 =19801 mm2

Kuat geser satu buah shear connector

Qn = 05 Asc lt Rg Rp Asc fu

Qn = 05 x 19801 x radic25 23500 lt 085 x 075 x 19801 x 550

Qn = 7588676 N lt 69427

Jumlah shear connector yang di butuhkan

N = = = 151 ~ 16 buah untuk setengah bentang

Total kebutuhan shear connector adalah 32 buah untuk semua bentang Jika

dipasang dua buah shear connector pada setiap penampang melintang maka

jarak shear connector adalah

S = = 500 mm

Smin = 6d = 6 x 15875 = 9525 mm

Smax = 8t = 8 x 120 = 960 mm

Strans = 4d = 4 x 15875 = 635 mm

Sehingga digunakan shear connector 2 x (⅝rdquo x 65 cm) dengan jarak 20 cm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

90

E Kontrol Geser

Menghitung gaya geser ultimate

Vu = qu l = x 2168 x 8 = 8672 kg

Menghitung gaya geser nominal

ϕVn = 09 (06 fy) h tw

ϕVn = 09 x 06 x 240 x 264 x 55

ϕVn = 20243 kg gt Vu = 8672 kg (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

91

413 Pelat Chekered

Gambar 45 Tributari area elevasi +1070 m

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat pelat 45 mm = 00045 x 1 x 7850 = 35325 kgm

2 Beban hidup (life load)

Berdasarkan PPPURG 1987 beban hidup untuk lantai pabrik 400 kgm2

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 35325 = 49455 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 35325 + 16 x 400 = 68239 kgm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

92

sehingga digunakan qu = 68239 kgm

B Momen Maximum

Berdasarkan SNI ndash 03 ndash 2847 ndash 2002 pasal 103 didapat momen maximum

untuk pelat satu arah adalah

Gambar 46 Distribusi momen untuk pelat satu arah

=

=

= 2557 kg m

C Momen Nominal

ϕMn = 09 zx fy

= 09 x ( b d2 ) x fy

= 09 x ( 1000 x 452 ) x 240

= 10935 kg m gt Mu = 2557 kg m OK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

93

414 Siku Pengaku Pelat Lantai Chekred

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat pelat 45 mm = 00045 x 06 x 7850 = 21195 kgm

Berat L 70 x 70 x 6 = 638 = 638 kgm +

= 27575 kgm

2 Beban hidup (life load)

Beban hidup pelat = 06 x 400 = 240 kgm

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 27575 = 35805 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 27575 + 16 x 240 = 41469 kgm

sehingga digunakan qu = 41469 kgm

B Momen Maximum

=

=

= 7465 kg m

C Momen Nominal

My = sx fy

= 7330 x 240

= 17592 kg m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

94

Me =

=

= 13524 kg m

Me gt My

Mn = [ 192 ndash 117 ] Me lt 15 My

= [ 192 ndash 117

] My lt 15 My

= 1498 My lt 15 My

ϕMn = 09 x 1498 x My

= 09 x 1498 x 17592

= 23717 kg m gt Mu = 7465 kg m OK

C Geser Nominal

lt 11

lt 11

1 lt 34785 ~gt cv = 1

ϕVn = 09 06 Aw fy cv

= 09 x 06 x 70 x 7 x 240 x 1

= 63504 kg gt Vu = (05 x l x qu = 2488 kg)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

95

415 Balok Anak Pelat Chekered

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat L 70 x 70 x 6 = 638 x 12 x 13 = 99528 kg

Berat ekivalen siku = =

= 12441 kgm

Berat pelat 45 mm = 00045 x 12 x 7850 = 42390 kgm

Berat WF 200 x 150 x 6 x 9 = 30600 = 30600 kgm

Berat L 70 x 70 x 6 = 12441 = 12441 kgm +

= 85431 kgm

2 Beban hidup (life load)

Beban hidup pelat = 12 x 400 = 480 kgm

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 85431 = 11960 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 76131 + 16 x 480 = 87052 kgm

sehingga digunakan qu = 87052 kgm

B Momen Maximum

=

=

= 696414 kg m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

96

C Menentukan momen nominal

Lp = = radic

36 = 18357 cm

L lt Lp

Mp = zx fy

= [(btf(h-tf)) + 05(h-2tf)2tw)] fy

= [(150 x 9 x (200 ndash 9)) + 05(200 ndash 2 x 9)2 x 6)] x 240

= 857332 kg m

ϕMn = 09 Mp

= 09 x 857332

= 771599 kg m gt Mu = 696414 kg m OK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

97

416 Gording

Gambar 47 Rencana atap elevasi +1250 m dan +3550 m

Jarak antara Gording = 14 meter

Panjang gording = 6 meter

Sudut kemiringan atap = 10o

Berat atap (BMT 045) = 657 kgm2

Isolation rockwool = 25 kgm2

Profil gording = CNP 150 x 50 x 20 x 32 = 7 kgm

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat isolation rockwool = 14 x 25 = 35 kgm

Berat atap = 14 x 657 = 92 kgm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

98

Berat gording = 70 = 70 kgm +

qdl = 512 kgm

2 Beban hidup (life load)

Beban hidup di tengah gording = 100 kg

3 Beban angin

Gambar 48 Kecepatan angin

Kecepatan angin maximum adalah 35 KNOT yaitu 6482 kmjam ( 18 ms )

P = = = 2026 kgm2

Tekanan angin minimum di laut dan di tepi laut sampai sejauh 5 km dari pantai

diambil minimum 40 kgm2 Sehingga digunakan tekanan angin 40 kgm2

Koefisien angin tekan = 002α - 04 = 002 (10) - 04 = - 02

Koefisien angin hisap = - 04

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

99

qtekan = -02 x 40 = 8 kgm2

qhisap = -04 x 70 = 16 kgm2

B Menghitung momen momen pada gording

1 akibat beban mati

Mx = qdl cosα = 512 x cos10 x 62 = 226899 kg m

My = qdl sinα = 512 x sin10 x 22 = 445 kg m

2 akibat beban hidup

Mx = P cosα lx = 100 x cos10 x 6 = 147721 kg m

My = P sinα ly = 100 x sin10 x 2 = 8682 kg m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

100

3 akibat beban angin

Mtekan = qwl = (-8) x cos10 x 62 = -3545 kg m

Mhisap = qwl = (-16) x sin10 x 62 = -709 kg m

No Kombinasi Beban Sumbu x Sumbu y 1 14 DL 3176586 623 2 12 DL + 05La 3461393 9681 3 12 DL + 16 La 5086324 192312 4 12 DL + 13 W + 05La 4465911 -188234 5 12 DL + 16 La + 08 W 4802724 -374888 6 09 DL + 13 W 2261938 -8683

Sehingga didapat momen maximum adalah

Mx = 508632 kg m

My = 19231 kg m

C Menentukan momen nominal

Lp = = radic

181 = 92 cm

J = [ 2b + h ]

= [ 2 x 50 x 323 + 150 x 323 ]

= 2730 6667 mm

Cw = [

]

=

[

]

= 750 x 106

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

101

=

=

= 11512931

= 4 2

= 4

]2

= 3141 x 10-4

=

1 1

=

1 1 3141 10 240 70

= 25044 cm

Lp lt L lt Lr

Mp = zx fy

= [(btf(h-tf)) + 05(h-2tf)2tw)] fy

= [(50 x 32 x (150 ndash 32)) + 05(150 ndash 2 x 32)2 x 32)] x 240

= 95963 kg m

Mr = Sx fr

= 37400 x (240 ndash 70)

= 6358 kg m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

102

ϕMnx = 09 ( Mp ndash ( Mp- Mr)

)

= 09 ( 95963 ndash (95963 ndash 6358)

)

= 66984 kg m gt Mu = 508632 kg m OK

ϕMny = 09 Sy fy

= 09 x 8200 x 240

= 17712 kg m gt Mu = 19231 kg m OK

kontrol syarat momen lentur

+ lt 10

+

lt 10

0867 lt 10 OK

D Lendutan

=

+

=

+

= 15194 + 7913

= 23107 mm

=

+

=

+

= 0331 + 0516

= 0846 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

103

δ =

= 23107 0846

= 23122 mm

δizin = = = 25 mm gt δ = 23112 mm OK

417 Sagrod (Batang Tarik)

Gambar 49 Rencana sagrod

Rencana digunakan sagrod Oslash 10 mm

A Beban yang bekerja

1 Beban mati

- Gording luar

Berat atap = 2 x 14 x 657 x sin 10o = 31944 kg

Berat gording = 2 x 7 x sin 10o = 24310 kg +

sum = 56254 kg

- Gording dalam

Berat atap = 2 x 14 x 657 x sin 10o = 31944 kg

Berat gording = 2 x 7 x sin 10o = 24310 kg

Isolation rockwoll = 2 x 14 x 25 x sin 10o = 121553 kg +

sum = 177807 kg

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

104

2 Beban hidup

- Gording luar

Beban tak terduga = 200 x sin 10o = 347296 kg

- Gording dalam

Beban tak terduga = 100 x sin 10o = 173648 kg

B Gaya ultimate pada sagrod

PDL = Gording Luar + 10 Gording Dalam + Berat sagrod

= 56254 + (10 x 177807) + (0617 x 14)

= 1920704 kg

PLL = Gording Luar + 10 Gording Dalam

= 347296 + (10 x 173648)

= 2083776 kg

Kombinasi Pu kg

14 DL 288899

12DL + 16LL 563888

Digunakan 2 buah sagrod sehingga Pu sagrod adalah 5638882 = 281944 kg

C Menentukan Gaya Nominal Sagrod

Kekuatan leleh tarik pada penampang bruto

ϕPn = 09Asfy

= 09 x 785 x 240

= 16955 kg

Kekuatan tarik pada penampang netto

ϕPn = 075Asfu

= 075 x (09 x 785) x 370

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

105

= 19605 kg

Sehingga ʹϕPn yang digunakan adalah 16955 kg

Stress ratio = =

= 017 lt 1 OK

418 Ikatan Angin

Ikatan angin akan didisain menggunakan besi beton karena kelangsingan besi

beton sangat kecil maka batang hanya didisain terhadap tarik

Gambar 410 Tributri area ikatan angin

Dicoba menggunakan ikatan angin Oslash 22 mm

Data data geometri

x = 12 tanα = 12 tan 10o = 21159 m

h1 = 71 + x = 71 + 21159 = 92159 m

β

60925 60925 60925 60925

60000

60000 60000 60000 60000

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

106

h2 = 71 + 075x = 71 + 15869 = 86869 m

h3 = 71 + 025x = 71 + 05289 = 76289 m

tan β =

= 09848 β = 445617o

sin β = 07016

cos β = 07126

Koefisien angin C = 09

F1 = CPa λ

= 09 x 40 x 6 x

= 193350 kg

F2 = CPa λ

= 09 x 40 x 6 x

= 176210 kg

F3 = CPa λ

= 09 x 40 x 6 x

= 159072 kg

R = 05F1 + F2 + F3 = 96675 + 176210 + 159072 = 431957 kg

A Gaya Ultimate Pada Ikatan Angin

Gaya batang akan dihitung dengan menggunakan analisa keseimbangan titik

buhul

- Titik A

sumV = 0 sum H = 0

R + S1 = 0 H1 = 0

S1 = - R

S1 = - 431957 kg

- Titik B

sumV = 0 sum H = 0

F3 + S1 + D1sinβ = 0 H2 + D1cosβ = 0

D1 = -

H2 = - D1cosβ

R

S1

H1

H2

S1

F3

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

107

S1

D1 = -

H2 = - 388946 x 07124

D1 = 388946 kg H2 = - 277085 kg

- Titik C

sumV = 0 sum H = 0

S2 + D1sinβ = 0 H3 ndash H1 - D1cosβ = 0

S2 = - D1sinβ H3 = 0 + D1cosβ

S2 = - 388946 x 07016 H3 = 388946 x 07124

S2 = - 272885 kg H2 = 277085 kg

- Titik D

sumV = 0

F2 + S2+ D2sinβ = 0

D2 = -

D2 = -

D2 = 137792 kg

Gaya batang maximum pada ikatan angin 388946 kg

Pu = 16 WL = 16 x 388946 = 622314 kg

B Gaya Nominal Ikatan Angin

Kekuatan leleh tarik pada penampang bruto

ϕPn = 09Asfy

= 09 x 3801 x 240

= 821016 kg

Kekuatan tarik pada penampang netto

ϕPn = 075Asfu

= 075 x (09 x 3801) x 370

= 949299 kg

H3 H1

S2

F2

H2 H4

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

108

Sehingga ʹϕPn yang digunakan adalah 821016 kg

Stress ratio = =

= 076 lt 1 OK

419 Tangga

Gambar 411 Rencana tangga

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Pipa 15rdquo 36 x [ (2x4942) + (8x1) + (4x03)] = 687 kg

Pipa 1rdquo = 18 x [ (4x4942) + (8x03)] = 399 kg

Pelat 45 mm = 35325 x 03 x 1 x 16 = 1696 kg +

= 27816 kg

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

109

= =

= 56285 kgm

Digunakan profil UNP 200 x 80 x 75 x 11

= +

= 56285 + 246

= 80885 kgm

2 Beban hidup (life load)

Beban hidup tangga = 400 kgm

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 80885 = 113239 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 80885 + 16 x 400 = 737062 kgm

sehingga digunakan qu = 737062 kgm untuk 2 profil kanal beban untuk 1

profil kanal adalah = 368521 kgm

B Momen maximum

Mu = q = 368521 x 4942 = 11251 kg m

C Momen nominal

Lp = = radic

238 = 121366 cm

b = b ndash 05tw

= 80 ndash (05 x 75)

= 7625 mm

h = h - tf

= 200 - 11

= 189 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

110

J = [ 2brsquo + hrsquo ]

= [ 2 x 7625 x 113 + 189 x 753 ]

= 94237291 mm

Cw = [

]

=

[

]

=

[

]

= 120 x 108

=

=

= 2474747

= 4 2

= 4

]2

= 18143 x 10-5

=

1 1

=

1 1 18143 10 240 70

= 51792 cm

Lp lt L lt Lr

Mp = zx fy

= [(btf(h-tf)) + 05(h-2tf)2tw)] fy

= [(80 x 11 x (200 ndash 11)) + 05(200 ndash 2 x 11)2 x 75)] x 240

= 684324 kg m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

111

Mr = sx fr

= 195000 x (240 ndash 70)

= 3315 kg m

ϕMnx = 09 ( Mp ndash ( Mp- Mr)

)

= 09 ( 684324 ndash (684324 ndash 3315)

)

= 352568 kg m gt Mu = 11251 kg m OK

42 Disain Struktur Primer

421 Beban beban yang bekerja

4211 Beban gravitasi

a Beban pada floor deck

- Beban mati tambahan (dead load)

Berat spesi 002 x 1 x 2100 = 42 kgm

Berat keramik 001 x 1 x 2400 = 24 kgm +

qdl = 66 kgm

adapun berat sendiri profil dihitung dengan software etabs 2015

- Beban hidup (life load)

Berdasarkan PPPURG 1987

Beban hidup rencana untuk lantai pabrik = 400 kgm2

Koefisien reduksi untuk perencanaan balok induk = 100

Koefisien reduksi untuk peninjauan terhadap masa gempa = 090

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

112

b Beban pada lantai chekered plate

- Beban mati tambahan (dead load)

Berat per 6 meter luas L 70 x 70 x 6 = 638 x 6 x 9 = 34452 kg

Berat ekivalen siku = =

= 957 kgm

- Beban hidup (life load)

Berdasarkan PPPURG 1987

Beban hidup rencana untuk lantai pabrik = 400 kgm2

Koefisien reduksi untuk perencanaan balok induk = 100

Koefisien reduksi untuk peninjauan terhadap masa gempa = 090

4212 Beban angin

- Dinding vertical

Di pihak angin = + 09 x 40 = + 36 kgm2

Di belakang angin = - 04 x 40 = - 16 kgm2

- Atap segi-tiga dengan sudut kemiringan α 10o

Koefisien angin tekan = 002α - 04 = 002 (10) - 04 = - 02

Koefisien angin hisap = - 04

qtekan = -02 x 40 = -8 kgm2

qhisap = -04 x 70 = -16 kgm2

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

113

4213 Beban gempa

Jenis pemamfaatan bangunan = Pabrik (kategori risiko II tabel 27)

Faktor keutamaan gempa Ie = 1 (tabel 28)

Ss = 05g

S1 = 03g

Jenis tanah = Keras (kelas C)

Fa = 12 ( tabel 211 dengan input Ss = 05 )

Fs = 15 ( tabel 212 dengan input S1 = 03 )

SDS = Fa Ss = 12 05 = 040

SD1 = FV S1 = 15 03 = 030

Gambar 412 Respon spectra rencana

Berdasarkan SDS gedung berada di kategori risiko C ( tabel 213 )

Berdasarkan SD1 gedung berada di kategori risiko D ( tabel 214 )

00000

00500

01000

01500

02000

02500

03000

03500

04000

04500

0000 1000 2000 3000 4000 5000

S

T

MEDAN TANAH KERAST S

0000 01600

0075 02800

0113 03400

0150 04000

0750 04000

0750 04000

0830 03614

3070 00977

3310 00906

3550 00845

4030 00744

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

114

Sehingga bangunan akan direncanakan dengan kategori risiko D yaitu sistem

rangka baja pemikul momen khusus Adapun nilai koefisien modifikasi respons

(R) faktor kuat lebih (Ω) dan faktor pembesaran defleksi (cd) adalah

Koefisien modifikasi respons (R) = 8

Faktor kuat lebih (Ω) = 3

Faktor pembesaran defleksi (cd) = 55

1 Gaya gempa statik ekivalen

- Menentukan T

- Ta = Ct -gt Ct = 0724 x = 08 ( tabel 213 )

= 00724 x 37614

= 1318 detik

Tmax = Cu Ta -gt Cu = 14 ( tabel 214 )

= 14 1318

= 1845 detik

Tc = Tx 3438 Ty -3231

Sehingga digunakan T = 1845

- Menentukan nilai C

Cmin = 0044 SDS I gt 001

= 0044 040 1 gt 001

= 00176

Cs = =

= 005

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

115

Cs = =

= 0020

Sehingga digunakan Cs = 0020

- Menentukan berat struktur

Beban mati

Tabel 41 Beban mati struktur (rangka)

Tabel 42 Beban mati struktur (Atap partisi diafragma dll)

Sehingga beban mati total struktur adalah 46021142 kg

Adapun beban hidup total permeter luas adalah 09 x 400 = 360 kgm2

No Jenis Beban Sendiri q kgm L m W Kg

1 H 350 X 350 X 12 X 19 13700 42813 5865313

2 H 300 X 300 X 10 X 15 9400 16583 1558785

3 IWF 300 X 150 X 65 X 9 3670 192448 7062838

4 IWF 350 X 175 X 7 X 11 4960 26850 1331760

5 IWF 250 X 125 X 6 X 9 2960 16455 487059

6 IWF 200 X 200 X 8 X 12 4990 4640 231536

7 IWF 200 X 100 X 55 X 8 2130 135712 2890659

8 CNP 700 85280 596960

9 Sagrod 062 29242 18042

10 Ikatan angin 298 23758 70894

sum 20113845

No Jenis Beban Sendiri q kgm2 A m2 W Kg

1 Floor deck 28800 52636 15159168

2 Chekered plate 45 mm 4777 184206 8798611

3 Clading 446 2200 9812

4 Spandek 498 64700 322206

5 Isolation Rockwool 2500 64700 1617500

sum 25907297

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

116

Tabel 43 Beban hidup struktur

No Beban Hidup q kgm2 A m2 W Kg

1 Floor deck 36000 52636 18948960

2 Chekered plate 45 mm 36000 184206 66314244

sum 85263204

Sehingga berat struktur adalah

WT = WDL + WLL

= 25907297 + 85263204

= 131284346 kg

- Menentukan gaya geser dasar

V = Cs WT

= 0020 131284346

= 2668381 kg

2 Analisis spectrum respons ragam

- Kontrol partisipasi massa ragam

Tabel 44 Waktu getar alami dan partisipasi massa

Case ModePeriod Selisih Waktu

Getar Alami Sum UX Sum UY Sum UZ

sec

Modal 1 3438 870 06918 00161 00022

Modal 2 3139 1911 07121 06293 00025

Modal 3 2539 666 07818 06293 00028

Modal 4 237 1139 0782 06297 00032

Modal 5 21 3948 0782 07018 00037

Modal 6 1271 582 0786 07024 00065

Modal 7 1197 635 09305 07037 00066

Modal 8 1121 660 09308 07038 00084

Modal 9 1047 669 09308 07057 00086

Modal 10 0977 379 09311 07792 00088

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

117

Tabel 44 Waktu getar alami dan partisipasi massa (lanjutan)

Case ModePeriod Selisih Waktu

Getar Alami Sum UX Sum UY Sum UZ

sec

Modal 11 094 1649 09318 08848 00096

Modal 12 0785 382 09332 08849 00099

Modal 13 0755 252 0959 08885 00099

Modal 14 0736 095 09612 09008 00117

Modal 15 0729 727 09627 09114 00125

Modal 16 0676 459 09751 09119 00125

Modal 17 0645 698 09799 09121 00125

Analisa modal pada software etabs 2015 menunjukan bahwa

perbedaan waktu getar sangat sedikit sehingga untuk selanjutnya digunakan

metoda kombinasi kuadrat lengkap (CQC) Pada mode ke 7 partisipasi

massa pada UX sudah mencapai 93 dan pada mode ke 14 partisipasi

massa pada UY sudah mencapai 90 sehingga sudah memenuhi syarat

minimal (90)

- Kontrol base reaction

Tabel 45 Base Reaction

Load CaseCombo

FX FY FZ

KN KN KN

RS U1 Max 2366839 325487 10303

RS U2 Max 290655 2367369 22637

085 VStatik gt VDinamik

085 2668381 gt 2367369

226812 lt 2367369 (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

118

4214 Beban notional

Untuk struktur yang menahan beban gravitasi terutama melalui kolom dinding

atau portal vertikal nominal diijinkan menggunakan beban notional untuk mewakili

efek ketidaksempurnaan awal Beban notional harus digunakan sebagai beban

lateral pada semua levelbeban national di hitung otomatis dari program ETABS

2015 dengan nominal 0002 α Yi untuk mewakili ketidaksempurnaan awal dan

0001 α Yi untuk kekakuan lentur sehingga

Ni = 0003 α Yi

Gambar 413 Beban notional pada etabs 2015

Beban tersebut di distribusikan arah orthogonal baik untuk beban grafitasi beban

hidup maupun beban grafitasi akibat beban mati

422 Kombinasi beban

Struktur akan didisain dengan gempa termasuk gaya seismic vertikal dan

faktor redundansi Gaya seismic vertikal adalah

Ev = 02 SDS DL

= 02 040 DL

= 008 DL

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

119

Faktor redundansi untuk kategori desain seismik DE dan F adalah 13 sehingga

kombinasi pembebanan menjadi

1 14D

2 12D + 16L + 05(Lr atau R)

3 12D + 16(Lr atau R) + (L atau 05W)

4 12D + 10 W + L + 05(Lr atau R)

5 12D + 10 E + L -gt 13D + 13E + L

6 09D + 10 W

7 09D + 10 E -gt 08D + 13E

423 Kontrol Driff

Tabel 46 Simpangan antar lantai akibat gempa X

Elevasi h SUMBU X SUMBU Y ∆IZIN KETERANGAN

m mm δse (mm) δx (mm) ∆x (mm) δse (mm) δy (mm) ∆y (mm) mm

355 4100 80 440 2585 15 825 385 82 OK

314 3000 753 41415 2035 143 7865 33 60 OK

284 3000 716 3938 2695 137 7535 275 60 OK

254 3000 667 36685 363 132 726 33 60 OK

224 3000 601 33055 4345 126 693 44 60 OK

194 3000 522 2871 4565 118 649 495 60 OK

164 2650 439 24145 3905 109 5995 66 53 OK

1375 3050 368 2024 407 97 5335 1155 61 OK

107 4900 294 1617 7535 76 418 253 98 OK

58 5800 157 8635 8635 3 165 165 116 OK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

120

Gambar 414 Grafik simpangan antar lantai VS elevasi akibat gempa - X

Tabel 47 Simpangan antar lantai akibat gempa Y

Elevasi h SUMBU X SUMBU Y ∆IZIN KETERANGAN

m mm δse (mm) δx (mm) ∆x (mm) δse (mm) δy (mm) ∆y (mm) mm

355 4100 398 742 35 742 4081 1925 82 OK

314 3000 371 707 27 707 38885 1485 60 OK

284 3000 35 68 3 68 374 165 60 OK

254 3000 324 65 43 65 3575 2365 60 OK

224 3000 288 607 56 607 33385 308 60 OK

194 3000 246 551 68 551 30305 374 60 OK

164 2650 201 483 68 483 26565 374 53 OK

1375 3050 164 415 92 415 22825 506 61 OK

107 4900 127 323 182 323 17765 80 98 OK

58 5800 62 141 141 141 9765 9765 116 OK

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 20 40 60 80 100 120 140

ELEV

ASI

STORY DRIFT

GRAFIK STORY DRIFT vs ELEVASI

DRIFT X

DRIFT Y

DRIFT IZIN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

121

Gambar 415 Grafik simpangan antar lantai VS elevasi akibat gempa - Y

424 Kontrol Profil

4241 Kolom 350 x 350 x 12 x 19 ( A = 1739 cm2 )

Ix = 40300 cm4 Zx = 24931

Iy = 13600 cm4 Zy = 11749

Sx = 2300 cm3 Lp = 449 m

Sy = 776 cm3 Lr = 1718 m

rx = 152 cm Mp = 5983 KN m

ry = 884 cm Mr = 391 KN m

Panjang tidak terkekang lateral = 58 m

Elastisitas bahan = 200000 MPa

Tegangan leleh bahan = 240 MPa

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 20 40 60 80 100 120 140

ELEV

ASI

STORY DRIFT

GRAFIK STORY DRIFT vs ELEVASI

DRIFT X

DRIFT Y

DRIFT IZIN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

122

a Kapasitas kolom terhadap tekan

λ = lt 471

=

lt 471

= 65611 lt 13797

fe =

=

= 45890 MPa

lt 225

lt 225

0522 lt 225

Sehingga tegangan keritis adalah

fcr = 0658 fy

= 0658 240

= 19698 MPa

ϕPn = 09 fcr A

= 09 19698 17390

= 308307 KN

b Kapasitas kolom terhadap momen sumbu x

L = 58 m

Lp = 449 m

Lr = 1718 m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

123

didapat Lp lt L lt Lr sehingga momen ultimate adalah

Mn = Cb [Mp ndash ( Mp- Mr)

]

= 1 [5983 - (5983 ndash 391)

]

= 57694 KN m

ϕ Mn = 09 57694

= 51924 KN m

c Kapasitas kolom terhadap momen sumbu y

ϕ Mn = 09 Zy fy

= 09 11749 240

= 25377 KN m

Tabel 48 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 350 x 350 x 12 x 19

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

14DL 0 -50108 -439 -693 PuϕPn lt 02 0114

14DL 275 -49599 076 340 PuϕPn lt 02 0092

14DL 55 -49090 565 1356 PuϕPn lt 02 013

12DL + 16LL 0 -234590 -1264 -1380 PuϕPn gt 02 0846

12DL + 16LL 275 -234153 104 786 PuϕPn gt 02 0794

12DL + 16LL 55 -233716 1360 2854 PuϕPn gt 02 0871

12DL + 16LL + 05WL-X 0 -237561 -1198 2174 PuϕPn gt 02 0867

12DL + 16LL + 05WL-X 275 -237124 116 2293 PuϕPn gt 02 083

12DL + 16LL + 05WL-X 55 -236688 1312 2004 PuϕPn gt 02 0865

12DL + 16LL + 05WL-Y 0 -234440 -2572 -1245 PuϕPn gt 02 0889

12DL + 16LL + 05WL-Y 275 -234003 -342 865 PuϕPn gt 02 0803

12DL + 16LL + 05WL-Y 55 -233567 2144 2857 PuϕPn gt 02 0898

12DL + LL + WL-X 0 -168693 -156 6011 PuϕPn gt 02 0668

12DL + LL + WL-X 275 -168257 257 3604 PuϕPn gt 02 0629

12DL + LL + WL-X 55 -167820 583 512 PuϕPn gt 02 0586

12DL + LL + WL-Y 0 -162386 -4668 -795 PuϕPn gt 02 0716

12DL + LL + WL-Y 275 -161949 -1059 776 PuϕPn gt 02 0588

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

124

Tabel 48 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 350 x 350 x 12 x 19 (lanjutan)

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

12DL + LL + WL-Y 55 -161513 3203 2242 PuϕPn gt 02 0686

13DL + LL + ρRS-X Max 0 -161904 5293 4622 PuϕPn gt 02 0802

13DL + LL + ρRS-X Max 275 -161431 1821 3150 PuϕPn gt 02 0653

13DL + LL + ρRS-X Max 55 -160958 5145 3377 PuϕPn gt 02 0772

13DL + LL + ρRS-X Min 0 -171412 -7624 -5979 PuϕPn gt 02 0938

13DL + LL + ρRS-X Min 275 -170939 -1731 -1543 PuϕPn gt 02 0654

13DL + LL + ρRS-X Min 55 -170466 -2792 1061 PuϕPn gt 02 0681

13DL + LL + ρRS-Y Max 0 -157108 2483 11576 PuϕPn gt 02 0806

13DL + LL + ρRS-Y Max 275 -156635 990 6117 PuϕPn gt 02 0659

13DL + LL + ρRS-Y Max 55 -156162 2686 4441 PuϕPn gt 02 0688

13DL + LL + ρRS-Y Min 0 -177929 -3506 -10847 PuϕPn gt 02 0899

13DL + LL + ρRS-Y Min 275 -177456 -609 -3714 PuϕPn gt 02 0673

13DL + LL + ρRS-Y Min 55 -176983 -1052 -492 PuϕPn gt 02 0632

09DL + WL-X 0 -38166 033 6660 PuϕPn lt 02 0193

09DL + WL-X 275 -37839 110 3230 PuϕPn lt 02 013

09DL + WL-X 55 -37511 161 -829 PuϕPn lt 02 0085

09DL + WLY 0 -31859 -4479 -146 PuϕPn lt 02 0233

09DL + WLY 275 -31532 -1205 402 PuϕPn lt 02 0108

09DL + WLY 55 -31204 2781 901 PuϕPn lt 02 0179

08DL + ρRS-X Max 0 -23960 6089 5031 PuϕPn lt 02 0377

08DL + ρRS-X Max 275 -23669 1794 2588 PuϕPn lt 02 016

08DL + ρRS-X Max 55 -23378 4359 1901 PuϕPn lt 02 0248

08DL + ρRS-X Min 0 -33468 -6828 -5570 PuϕPn lt 02 0432

08DL + ρRS-X Min 275 -33177 -1757 -2105 PuϕPn lt 02 0165

08DL + ρRS-X Min 55 -32886 -3578 -415 PuϕPn lt 02 0204

08DL + ρRS-Y Max 0 -18520 2830 11228 PuϕPn lt 02 0359

08DL + ρRS-Y Max 275 -18229 860 5259 PuϕPn lt 02 0166

08DL + ρRS-Y Max 55 -17938 2141 3132 PuϕPn lt 02 0175

08DL + ρRS-Y Min 0 -39341 -3159 -11196 PuϕPn lt 02 0406

08DL + ρRS-Y Min 275 -39050 -739 -4572 PuϕPn lt 02 0182

08DL + ρRS-Y Min 55 -38759 -1596 -1801 PuϕPn lt 02 0162

Stress ratio maximum adalah 0938 lt 1 OK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

125

d Kapasitas kolom terhadap geser

Tabel 49 Resume gaya geser Kolom 350 x 350 x 12 x 19

V2 kN V3 kN

Vmax 18049 9887

Vmin -22158 -15602

- Kontrol terhadap geser sumbu x

ϕVn = 09 06 Aw fy

= 09 06 3744 240

= 48522 KN gt 22158 OK

- Kontrol terhadap geser sumbu y

ϕVn = 09 06 Af fy

= 09 06 12844 240

= 16645 KN gt 156 OK

4242 Kolom 300 x 300 x 10 x 15 ( A = 1198 cm2 )

Ix = 20400 cm4 Zx = 14647 cm3

Iy = 6750 cm4 Zy = 6817 cm3

Sx = 1360 cm3 Lp = 381 m

Sy = 450 cm3 Lr = 1376 m

rx = 131 cm Mp = 3515 KN m

ry = 751 cm Mr = 2312 KN m

Panjang tidak terkekang laterar = 3 m

Elastisitas bahan = 200000 MPa

Tegangan leleh bahan = 240 MPa

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

126

a Kapasitas kolom terhadap tekan

λ = lt 471

=

lt 471

= 39947 lt 13797

fe =

=

= 123797 MPa

lt 225

lt 225

01938 lt 225

Sehingga tegangan keritis adalah

fcr = 0658 fy

= 0658 240

= 221295 MPa

ϕPn = 09 fcr A

= 09 221295 11980

= 2386003 KN

b Kapasitas kolom terhadap momen sumbu x

L = 3 m

Lp = 381 m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

127

didapat Lp gt L sehingga momen ultimate adalah

Mn = Mp

= 35152 KN m

ϕ Mn = 09 35152

= 319376 KN m

c Kapasitas kolom terhadap momen sumbu y

ϕ Mn = 09 Zy fy

= 09 6817 240

= 147247 KN m

Tabel 410 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 300 x 300 x 10 x 15

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

14DL 0 -12254 -884 -306 PuϕPn lt 02 0096

14DL 275 -12082 -141 072 PuϕPn lt 02 0038

14DL 55 -11910 605 449 PuϕPn lt 02 0081

12DL + 16LL 0 -53658 -6540 -1683 PuϕPn gt 02 0667

12DL + 16LL 275 -53510 -1187 515 PuϕPn gt 02 0311

12DL + 16LL 55 -53362 4228 2705 PuϕPn gt 02 0555

12DL + 16LL + 05WL-X 0 -53789 -6536 -1139 PuϕPn gt 02 0652

12DL + 16LL + 05WL-X 275 -53641 -1183 464 PuϕPn gt 02 031

12DL + 16LL + 05WL-X 55 -53494 4231 2060 PuϕPn gt 02 0538

12DL + 16LL + 05WL-Y 0 -54867 -7138 -1717 PuϕPn gt 02 071

12DL + 16LL + 05WL-Y 275 -54719 -1176 504 PuϕPn gt 02 0315

12DL + 16LL + 05WL-Y 55 -54572 4762 2715 PuϕPn gt 02 0593

12DL + LL + WL-X 0 -37583 -4262 -046 PuϕPn lt 02 037

12DL + LL + WL-X 275 -37435 -786 246 PuϕPn lt 02 014

12DL + LL + WL-X 55 -37287 2730 534 PuϕPn lt 02 0281

12DL + LL + WL-Y 0 -40160 -5753 -1248 PuϕPn lt 02 0515

12DL + LL + WL-Y 275 -40012 -752 319 PuϕPn lt 02 0145

12DL + LL + WL-Y 55 -39864 4114 1881 PuϕPn lt 02 0423

13DL + LL + ρRS-X Max 0 -34864 -2278 258 PuϕPn lt 02 0236

13DL + LL + ρRS-X Max 275 -34704 -448 634 PuϕPn lt 02 0124

13DL + LL + ρRS-X Max 55 -34544 4920 3224 PuϕPn lt 02 0509

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

128

Tabel 410 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 300 x 300 x 10 x 15

(lanjutan)

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

13DL + LL + ρRS-X Min 0 -42010 -6668 -2496 PuϕPn lt 02 062

13DL + LL + ρRS-X Min 275 -41850 -1139 041 PuϕPn lt 02 0167

13DL + LL + ρRS-X Min 55 -41690 930 353 PuϕPn lt 02 0162

13DL + LL + ρRS-Y Max 0 -36078 -3269 1785 PuϕPn lt 02 0355

13DL + LL + ρRS-Y Max 275 -35917 -644 806 PuϕPn lt 02 0145

13DL + LL + ρRS-Y Max 55 -35757 3829 4637 PuϕPn lt 02 0482

13DL + LL + ρRS-Y Min 0 -40673 -5470 -3709 PuϕPn lt 02 0574

13DL + LL + ρRS-Y Min 275 -40513 -955 -183 PuϕPn lt 02 0156

13DL + LL + ρRS-Y Min 55 -40353 1791 -1478 PuϕPn lt 02 0253

09DL + WL-X 0 -8094 -537 895 PuϕPn lt 02 0082

09DL + WL-X 275 -7983 -084 -055 PuϕPn lt 02 0025

09DL + WL-X 55 -7872 371 -1002 PuϕPn lt 02 0074

09DL + WLY 0 -10671 -2028 -307 PuϕPn lt 02 017

09DL + WLY 275 -10560 -050 019 PuϕPn lt 02 0027

09DL + WLY 55 -10449 1755 346 PuϕPn lt 02 0153

08DL + ρRS-X Max 0 -3468 1674 1216 PuϕPn lt 02 016

08DL + ρRS-X Max 275 -3370 266 336 PuϕPn lt 02 0036

08DL + ρRS-X Max 55 -3271 2356 1674 PuϕPn lt 02 022

08DL + ρRS-X Min 0 -10614 -2716 -1539 PuϕPn lt 02 0256

08DL + ρRS-X Min 275 -10516 -426 -258 PuϕPn lt 02 006

08DL + ρRS-X Min 55 -10417 -1633 -1197 PuϕPn lt 02 0171

08DL + ρRS-Y Max 0 -4709 606 2625 PuϕPn lt 02 0135

08DL + ρRS-Y Max 275 -4610 075 529 PuϕPn lt 02 0032

08DL + ρRS-Y Max 55 -4512 1354 3250 PuϕPn lt 02 0205

08DL + ρRS-Y Min 0 -9304 -1595 -2869 PuϕPn lt 02 0219

08DL + ρRS-Y Min 275 -9206 -236 -459 PuϕPn lt 02 005

08DL + ρRS-Y Min 55 -9107 -684 -2866 PuϕPn lt 02 0157

Stress ratio maximum adalah 0710 lt 1 OK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

129

d Kapasitas kolom terhadap geser

Tabel 411 Resume gaya geser Kolom 300 x 300 x 10 x 15

V2 kN V3 kN

Vmax 18748 9962

Vmin -29322 -43951

- Kontrol terhadap geser sumbu x

ϕVn = 09 06 Aw fy

= 09 06 2700 240

= 34992 KN gt 29322 KN (OK)

- Kontrol terhadap geser sumbu y

ϕVn = 09 06 Af fy

= 09 06 8700 240

= 112752 KN gt 43951 KN (OK)

4243 Kolom 200 x 200 x 8 x 12 ( A = 6353 cm2 )

Ix = 4720 cm4 Zx = 5131 cm3

Iy = 1600 cm4 Zy = 2428 cm3

Sx = 472 cm3 Lp = 255 m

Sy = 160 cm3 Lr = 1072 m

rx = 862 cm Mp = 1231 KN m

ry = 502 cm Mr = 802 KN m

Panjang tidak terkekang laterar = 58 m

Elastisitas bahan = 200000 MPa

Tegangan leleh bahan = 240 MPa

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

130

a Kapasitas kolom terhadap tekan

λ = lt 471

=

lt 471

= 115538 lt 13797

fe =

=

= 14799 MPa

lt 225

lt 225

1621 lt 225

Sehingga tegangan keritis adalah

fcr = 0658 fy

= 0658 240

= 121737 MPa

ϕPn = 09 fcr A

= 09 121737 6353

= 696056 KN

b Kapasitas kolom terhadap momen sumbu x

L = 58 m

Lp = 255 m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

131

Lr = 1072 m

didapat Lp lt L lt Lr sehingga momen ultimate adalah

Mn = Cb [Mp ndash ( Mp- Mr)

]

= 1 [123144 - (123144 ndash 8024)

]

= 106077 KN m

ϕ Mn = 09 106077

= 9547 KN m

c Kapasitas kolom terhadap momen sumbu y

ϕ Mn = 09 Zy fy

= 09 2428 240

= 524448 KN m

Tabel 412 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 200 x 200 x 8 x 12

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

14DL 0 -2195 -043 -037 PuϕPn lt 02 0028

14DL 275 -2006 004 001 PuϕPn lt 02 0016

14DL 55 -1818 049 038 PuϕPn lt 02 0027

12DL + 16LL 0 -4566 -141 -070 PuϕPn lt 02 0068

12DL + 16LL 275 -4405 007 018 PuϕPn lt 02 0035

12DL + 16LL 55 -4243 152 107 PuϕPn lt 02 0071

12DL + 16LL + 05WL-X 0 -3107 -138 483 PuϕPn lt 02 0100

12DL + 16LL + 05WL-X 275 -2945 008 053 PuϕPn lt 02 0029

12DL + 16LL + 05WL-X 55 -2784 150 -378 PuϕPn lt 02 0089

12DL + 16LL + 05WL-Y 0 -4677 -384 -090 PuϕPn lt 02 0117

12DL + 16LL + 05WL-Y 275 -4516 -011 019 PuϕPn lt 02 0037

12DL + 16LL + 05WL-Y 55 -4354 364 127 PuϕPn lt 02 0115

12DL + LL + WL-X 0 -622 005 1055 PuϕPn lt 02 0116

12DL + LL + WL-X 275 -461 014 081 PuϕPn lt 02 0015

12DL + LL + WL-X 55 -299 021 -895 PuϕPn lt 02 01

12DL + LL + WL-Y 0 -3816 -763 -100 PuϕPn lt 02 0184

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

132

Tabel 412 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 200 x 200 x 8 x 12

(lanjutan)

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

12DL + LL + WL-Y 275 -3655 -041 014 PuϕPn lt 02 0036

12DL + LL + WL-Y 55 -3493 686 126 PuϕPn lt 02 017

13DL + LL + ρRS-X Max 0 -1973 939 590 PuϕPn lt 02 0255

13DL + LL + ρRS-X Max 275 -1798 079 054 PuϕPn lt 02 0034

13DL + LL + ρRS-X Max 55 -1623 1078 567 PuϕPn lt 02 0277

13DL + LL + ρRS-X Min 0 -5225 -1217 -612 PuϕPn lt 02 0334

13DL + LL + ρRS-X Min 275 -5050 -072 -025 PuϕPn lt 02 0053

13DL + LL + ρRS-X Min 55 -4875 -791 -486 PuϕPn lt 02 0237

13DL + LL + ρRS-Y Max 0 340 425 1491 PuϕPn lt 02 024

13DL + LL + ρRS-Y Max 275 514 043 110 PuϕPn lt 02 0024

13DL + LL + ρRS-Y Max 55 689 462 1152 PuϕPn lt 02 0214

13DL + LL + ρRS-Y Min 0 -6918 -505 -1281 PuϕPn lt 02 0281

13DL + LL + ρRS-Y Min 275 -6743 -023 -068 PuϕPn lt 02 006

13DL + LL + ρRS-Y Min 55 -6569 -343 -1273 PuϕPn lt 02 0246

09DL + WL-X 0 1511 008 1085 PuϕPn lt 02 0126

09DL + WL-X 275 1632 006 070 PuϕPn lt 02 0021

09DL + WL-X 55 1753 004 -947 PuϕPn lt 02 0113

09DL + WLY 0 -1682 -761 -069 PuϕPn lt 02 0165

09DL + WLY 275 -1561 -049 003 PuϕPn lt 02 0021

09DL + WLY 55 -1440 668 075 PuϕPn lt 02 0146

08DL + ρRS-X Max 0 412 1035 596 PuϕPn lt 02 0263

08DL + ρRS-X Max 275 519 077 041 PuϕPn lt 02 0023

08DL + ρRS-X Max 55 627 978 534 PuϕPn lt 02 0247

08DL + ρRS-X Min 0 -2840 -1120 -606 PuϕPn lt 02 0298

08DL + ρRS-X Min 275 -2733 -074 -038 PuϕPn lt 02 0038

08DL + ρRS-X Min 55 -2625 -891 -519 PuϕPn lt 02 0244

08DL + ρRS-Y Max 0 2516 453 1421 PuϕPn lt 02 0254

08DL + ρRS-Y Max 275 2624 036 093 PuϕPn lt 02 0036

08DL + ρRS-Y Max 55 2731 420 1186 PuϕPn lt 02 0224

08DL + ρRS-Y Min 0 -4742 -477 -1350 PuϕPn lt 02 0267

08DL + ρRS-Y Min 275 -4634 -030 -085 PuϕPn lt 02 0048

08DL + ρRS-Y Min 55 -4527 -385 -1239 PuϕPn lt 02 0236

Stress ratio maximum adalah 0334 lt 1 (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

133

e Kapasitas kolom terhadap geser

Tabel 413 Resume gaya geser Kolom 200 x 200 x 8 x 12

V2 kN V3 kN

Vmax 4961 3345

Vmin ‐45461 ‐40182

- Kontrol terhadap geser sumbu x

ϕVn = 09 06 Aw fy

= 09 06 1408 240

= 18247 KN gt 4961 OK

- Kontrol terhadap geser sumbu y

ϕVn = 09 06 Af fy

= 09 06 4512 240

= 584755 KN gt 40182 OK

4244 Balok Komposit 300 x 150 x 65 x 9 ( A = 4678 cm2 )

Ix = 7210 cm4 Zx = 522 cm3

Iy = 508 cm4 Zy = 1042 cm3

Sx = 481 cm3 Lp = 167 m

Sy = 677 cm3 Lr = 497 m

rx = 124 cm Mp = 1253 KN m

ry = 329 cm Mr = 817 KN m

Panjang tidak terkekang laterar = 8 m

Elastisitas bahan = 200000 MPa

Tegangan leleh bahan = 240 MPa

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

134

Tabel 414 Resume Gaya luar envelope balok komposit 300 x 150 x 65 x 9

Load CaseCombo Station P V2 V3 T M2 M3

m kN kN kN kN‐m kN‐m kN‐m

ENVELOPE Max 0175 0030 4867 0030 ‐0009 0012 35372

ENVELOPE Max 0671 0020 5715 0020 ‐0009 0000 32749

ENVELOPE Max 1166 0009 6564 0009 ‐0009 0000 30189

ENVELOPE Max 1662 0000 7412 0000 ‐0009 0000 30289

ENVELOPE Max 2158 0000 8260 0000 ‐0009 0000 29122

ENVELOPE Max 2653 0000 9109 0000 ‐0009 0004 26687

ENVELOPE Max 3149 0000 9957 0000 ‐0009 0018 22986

ENVELOPE Max 3617 0003 17149 0003 0059 0002 15061

ENVELOPE Max 4084 0003 17368 0003 0059 0000 10950

ENVELOPE Max 4552 0002 17587 0002 0059 0000 13087

ENVELOPE Max 5019 0001 17806 0001 0059 0000 15177

ENVELOPE Max 5487 0000 18025 0000 0059 0000 17921

ENVELOPE Max 5955 0000 18244 0000 0059 0000 22012

ENVELOPE Max 6422 0000 18463 0000 0059 0000 26039

ENVELOPE Max 6890 0000 18681 0000 0059 0000 30003

ENVELOPE Max 7357 0000 18900 0000 0059 0001 33905

ENVELOPE Max 7825 0000 19119 0000 0059 0003 37743

ENVELOPE Min 0175 0000 ‐28736 0000 ‐0084 0000 ‐56467

ENVELOPE Min 0671 0000 ‐26180 0000 ‐0084 0000 ‐42857

ENVELOPE Min 1166 0000 ‐23624 0000 ‐0084 ‐0007 ‐30998

ENVELOPE Min 1662 ‐0002 ‐21067 ‐0002 ‐0084 ‐0009 ‐23486

ENVELOPE Min 2158 ‐0013 ‐18511 ‐0013 ‐0084 ‐0005 ‐16393

ENVELOPE Min 2653 ‐0023 ‐15955 ‐0023 ‐0084 0000 ‐9722

ENVELOPE Min 3149 ‐0034 ‐13398 ‐0034 ‐0084 0000 ‐3471

ENVELOPE Min 3617 0000 ‐9354 0000 0007 0000 0930

ENVELOPE Min 4084 0000 ‐9219 0000 0007 0000 1369

ENVELOPE Min 4552 0000 ‐9084 0000 0007 ‐0001 ‐4717

ENVELOPE Min 5019 0000 ‐8950 0000 0007 ‐0001 ‐10866

ENVELOPE Min 5487 0000 ‐8815 0000 0007 ‐0002 ‐17834

ENVELOPE Min 5955 ‐0001 ‐8680 ‐0001 0007 ‐0002 ‐26313

ENVELOPE Min 6422 ‐0002 ‐8546 ‐0002 0007 ‐0001 ‐34895

ENVELOPE Min 6890 ‐0002 ‐8411 ‐0002 0007 0000 ‐43579

ENVELOPE Min 7357 ‐0003 ‐8276 ‐0003 0007 0000 ‐52366

ENVELOPE Min 7825 ‐0004 ‐8142 ‐0004 0007 0000 ‐61255

Didapat M+max 3774 KN m dan M-

max 6125 KN m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

135

a Kontrol momen positif

- menentukan lebar efektif pelat beton ( digunakan Lrelativ )

1 be lt

be lt

be lt 1

2 be lt bo

be lt 1

sehingga digunakan be = 1 meter

akibat adanya lubang pada floor deck maka digunakan bekivalen

bekivalen =

=

= 810 mm

- Menentukan nilai n

Ebeton = 4700 = 4700 radic25 = 23500

Ebaja = 200000

n = = = 851

- Menentukan lebar transformasi penampang beton

=

= 952 cm

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Pelat Beton 11424 6 68544 Floor Deck 1867 945 17646 Profil WF 4678 27 126306

sum 17969 sum 212496

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

136

ẏ = sum

sum =

= 11825 mm

Titik berat berada di pelat beton

a =

=

= 5968 mm

d1 = 05hprofil + tpelat = 150 + 120 = 270 mm

d2 = hprofil ndash ċ = 120 ndash 035 = 11965

ϕMn = 09 As fy ( d1- ӯ )

ϕMn = 09 x [ 4678 x 240 x (270 ndash 2984) +2646 550 (11965 ndash 2984) ]

ϕMn = 24266 + 1176

ϕMn = 25442 KN m gt Mu = 3774 KN m ( OK )

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

137

b Kontrol momen negatif

- Menentukan sumbu netral penampang

Tsr = Asr fyr

= 667 ( 503 ) 400

= 13413334 N

Tfd = As Fu

= 81485 550

= 4481675 N

T = Tsr + Tfd

= 13413334 + 448167

= 58230084 N

Cmax = As fy

= 4678 240

= 1122720 N

Cmax gt T maka titik berat berada pada profil baja

T + Ts = Cmax ndash Ts

2Ts = Cmax ndash T

Ts = 05 (1122720 ndash 58230084)

Ts = 270209 N

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

138

Jika sumbu netral jatuh di sayap maka

b tf fy = Ts

150 tw 240 = 27020958

t =

= 75 mm

- Menghitung garis kerja gaya pusat tekan

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Profil WF 4678 15000 701700 Flens -1125 29625 -333281

sum 3553 sum 36841

ӯ =

= 10369 mm

Momen terhadap garis kerja

Tsr Mn1 = Tsr (d ndash ӯ + ts ndash 24)

= 13413334 ( 300 ndash 10369 + 120 ndash 24 )

= 3920 KN m

Tfr Mn2 = Tfd ( d ndash ӯ + 25 )

= 4481675 ( 300 ndash 10369 + 25)

= 9918 KN m

Ts flens Mn3 = Ts ( d ndash ӯ ndash (752) )

= 270000 ( 300 ndash 10369 ndash 375 )

= 5199 KN m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

139

Mn = Mn1 + Mn2 + Mn3

= 3920 + 9918 + 5199

= 19037 KN m

ϕ Mn = 09 Mn

= 09 19037

= 17133 KN m gt 6125 KN m (OK)

D Dimensi Penghubung Geser (Shear Conector)

Gaya horizontal akibat aksi komposit penuh

Vh = 085 a b = 085 x 5968 x 1000 x 25 = 1268200 N

Digunakan Stud connector ⅝rdquo luas satu buah stud connector adalah

Asc = d2 = 158752 =19801 mm2

Kuat geser satu buah shear connector

Qn = 05 Asc lt Rg Rp Asc fu

Qn = 05 x 19801 x radic25 23500 lt 085 x 075 x 19801 x 550

Qn = 7588676 N lt 69427

Jumlah shear connector yang di butuhkan

N = = = 182 ~ 19 buah untuk setengah bentang

Total kebutuhan shear connector adalah 38 buah untuk semua bentang Jika

dipasang dua buah shear connector pada setiap penampang melintang maka

jarak shear connector adalah

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

140

S = = 421 mm

Smin = 6d = 6 x 15875 = 9525 mm

Smax = 8t = 8 x 120 = 960 mm

Strans = 4d = 4 x 15875 = 635 mm

Sehingga digunakan shear connector 2 x (⅝rdquo x 65 cm) dengan jarak 25 cm

E Kontrol Geser

Menghitung gaya geser ultimate

Vu = 43951 KN

Menghitung gaya geser nominal

ϕVn = 09 (06 fy) h tw

ϕVn = 09 x 06 x 240 x 282 x 65

ϕVn = 23755 KN gt Vu = 43951 (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

141

4245 Balok Komposit 350 x 175 x 7 x 11 ( A = 6314 cm2 )

Ix = 13600 cm4 Zx = 8408 cm3

Iy = 984 cm4 Zy = 1724 cm3

Sx = 775 cm3 Lp = 2 m

Sy = 112 cm3 Lr = 593 m

rx = 147 cm Mp = 2017 KN m

ry = 395 cm Mr = 1317 KN m

Panjang tidak terkekang laterar = 6 m

Elastisitas bahan = 200000 MPa

Tegangan leleh bahan = 240 MPa

Tabel 415 Resume Gaya luar envelope balok komposit 350 x 175 x 7 x 11

Load CaseCombo Station P V2 V3 T M2 M3

m kN kN kN kN-m kN-m kN-m

ENVELOPE Max 015 00015 -286870 00000 -00119 00000 -114887

ENVELOPE Max 061 00007 -285538 00000 -00119 00002 17497

ENVELOPE Max 108 00000 -284206 00001 -00119 00003 149271

ENVELOPE Max 154 00000 -282873 00009 -00119 00000 509357

ENVELOPE Max 200 00000 -281541 00017 -00119 00000 1180521

ENVELOPE Max 250 00009 99787 00000 00008 00001 1186148

ENVELOPE Max 300 00000 101228 00000 00008 00003 1190858

ENVELOPE Max 350 00000 102668 00009 00008 00001 1204523

ENVELOPE Max 400 00000 104108 00017 00008 00000 1220570

ENVELOPE Max 446 00009 1540139 00000 01032 00000 560851

ENVELOPE Max 493 00001 1542137 00000 01032 00003 155777

ENVELOPE Max 539 00000 1544136 00007 01032 00002 31225

ENVELOPE Max 585 00000 1546134 00015 01032 00000 -93930

ENVELOPE Min 015 00000 -1602940 -00015 -00945 -00003 -1807980

ENVELOPE Min 061 00000 -1600942 -00007 -00945 00000 -1124508

ENVELOPE Min 108 -00001 -1598944 00000 -00945 00000 -483534

ENVELOPE Min 154 -00009 -1596945 00000 -00945 00000 -72489

ENVELOPE Min 200 -00017 -1594947 00000 -00945 -00006 163564

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

142

Tabel 415 Resume Gaya luar envelope balok komposit 350 x 175 x 7 x 11

(lanjutan)

Load CaseCombo Station P V2 V3 T M2 M3

m kN kN kN kN-m kN-m kN-m

ENVELOPE Min 250 00000 -138749 -00009 -00032 00000 224275

ENVELOPE Min 300 00000 -136409 00000 -00032 00000 283264

ENVELOPE Min 350 -00009 -134068 00000 -00032 00000 259583

ENVELOPE Min 400 -00017 -131728 00000 -00032 -00006 208160

ENVELOPE Min 446 00000 267215 -00009 00146 00000 -14744

ENVELOPE Min 493 00000 268547 -00001 00146 00000 -341901

ENVELOPE Min 539 -00007 269880 00000 00146 00000 -951197

ENVELOPE Min 585 -00015 271212 00000 00146 -00003 -1655771

Didapat M+max 122057 KN m dan M-

max -180798 KN m

a Kontrol momen positif

- menentukan lebar efektif pelat beton

1 be lt

be lt

be lt 075

2 be lt bo

be lt 1

sehingga digunakan be = 075 meter

akibat adanya lubang pada floor deck maka digunakan bekivalen

bekivalen =

= = 614633 mm

- Menentukan nilai n

Ebeton = 4700 = 4700 radic25 = 23500

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

143

Ebaja = 200000

n = = = 851

- Menentukan lebar transformasi penampang beton

=

= 723 cm

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Pelat Beton 864 6 5184 Profil WF 6314 295 186263

sum 16546 sum 253147

ẏ = sum

sum =

= 1592 cm

Titik berat berada di profil baja titik pusat tarik baja profil

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Profil WF 6314 175 11049500 Flens -1925 3445 - 6631625 Web -1974 3249 - 6413526

sum 41916 sum 3776522

ẏ = sum

sum =

= 90097 cm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

144

momen nominal positif

a =

=

= 6311 mm

d1 = h - ӯ + tpelat = 350 - 90 + 120 = 380 mm

d2 = h - ӯ ndash (112) = 350 - 90 - 55 = 2545 mm

d3 = h - ӯ - tf - (2822) = 350 - 90 ndash 11 ndash 141 = 2349 mm

ϕMn = 09 085 a b fcrsquo ( d1- ) + 09 Asf fy (d2) + 09 Asw fy (d3)

ϕMn = 09 x [ 085 x 6311 x 750 x 25 x ( 380 -

) + 11 x 175 x 240 x 2545

+ 282 x 7 x 240 x 2349 ]

ϕMn = 4308 KN m gt Mu = 122057 KN m ( OK )

b Kontrol momen negatif

- Menentukan sumbu netral penampang

Tsr = Asr fyr

= 667 ( 503 ) 400

= 13413334

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

145

Tfd = As Fu

= 595 550

= 327250

T = Tsr + Tfd

= 13413334 + 327250

= 46138334

Cmax = As fy

= 6314 240

= 1515360

Cmax gt T maka titik berat berada pada profil baja

T + Ts = Cmax ndash Ts

2Ts = Cmax ndash T

Ts = 05 (1515360 ndash 46138334)

Ts = 52698833

Jika sumbu netral jatuh di web maka

b tf fy = Ts

h 7 240 = 52698833 ndash (175 11 240)

h =

= 3869 mm

- Menghitung garis kerja gaya pusat tekan

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Profil WF 6314 17500 11049500 Flens -1925 34450 - 6631625 Web -270 31965 - 863068

sum 4119 sum 3554806

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

146

ӯ =

= 8630 mm

Momen terhadap pusat tekan

Tsr Mn1 = Tsr (d ndash ӯ + t ndash 24)

= 13413334 ( 350 ndash 8630 + 120 ndash 24 )

= 48247 KN m

Tfr Mn2 = Tfd ( d ndash ӯ + 25 )

= 327250 ( 350 - 8630 + 25)

= 94477 KN m

Ts flens Mn3 = Tf ( d ndash ӯ ndash (112) )

= 462000 ( 350 ndash 8630 ndash 55 )

= 119288 KN m

Ts web M4 = Tw ( d ndash ӯ ndash 11 ndash (38692) )

= 37464 ( 350 ndash 8630 ndash 11 ndash 1934 )

= 15167 KN m

Mn = Mn1 + Mn2 + Mn3 + Mn4

= 48247 + 94477 + 119288 + 15167

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

147

= 277179 KN m

ϕ Mn = 09 Mn

= 09 277179

= 249461 KN m gt 180798 KN m (OK)

D Dimensi Penghubung Geser (Shear Conector)

Gaya horizontal akibat aksi komposit penuh

Vh = 085 a b = 085 x 6311 x 750 x 25 = 1005816 N

Digunakan Stud connector ⅝rdquo luas satu buah stud connector adalah

Asc = d2 = 158752 =19801 mm2

Kuat geser satu buah shear connector

Qn = 05 Asc lt Rg Rp Asc fu

Qn = 05 x 19801 x radic25 23500 lt 085 x 075 x 19801 x 550

Qn = 7588676 N lt 69427

Jumlah shear connector yang di butuhkan

N = = = 1448 ~ 15 buah untuk setengah bentang

Total kebutuhan shear connector adalah 28 buah untuk semua bentang Jika

dipasang dua buah shear connector pada setiap penampang melintang maka

jarak shear connector adalah

S = = 400 mm

Smin = 6d = 6 x 15875 = 9525 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

148

Smax = 8t = 8 x 120 = 960 mm

Strans = 4d = 4 x 15875 = 635 mm

Sehingga digunakan shear connector 2 x (⅝rdquo x 65 cm) dengan jarak 25

cm

E Kontrol Geser

Menghitung gaya geser ultimate

Vu = 160294

Menghitung gaya geser nominal

ϕVn = 09 (06 fy) h tw

ϕVn = 09 x 06 x 240 x 328 x 7

ϕVn = 29756 KN gt Vu = 160294 KN (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

149

425 Dimensi Sambungan

4251 Sambungan Balok Kolom

1 Sambungan Balok Kolom IWF 350 x 175 x 7 x 11 (ϕMP = 182 KN m)

Gambar 416 Rencana sambungan balok kolom IWF 350 x 175 x 7 x 11

Data geometri sambungan

pfo = 80 pfi = pb = 60 mm

h0 = hpr + pfo = 350 + 80 = 430 mm

h1 = hpr ndash tf ndash pfi = 350 ndash 11 ndash 60 = 279 mm

h2 = hpr ndash tf ndash pfi ndash pb = 350 ndash 11 ndash 60 ndash 60 = 219 mm

g = 95 mm

de = 50 mm

bp = 175 mm

hst = 130 mm -gt Lst = = = 22516 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

150

- Momen rencana sambungan (tebal pelat rencana 24 mm)

Muc = Mp + Vu (Lst + tp)

= 182 + 1603 x ( 22516 + 24 )10-3

= 22194 KN m

- Kontrol tebal end-plate

s =

= radic175 95

= 64468 mm

Yp = lang rang 2 lang rang lang rang

2

1 lang 34rang 2

42

Yp = 279 lang rang 219 lang

rang 430 lang rang

295

279 lang60 3 604

rang 219 64468 604

952

Yp = 113067 + 983126 + 475

Yp = 216129

t =

=

= 2297 lt t (24 mm) (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

151

- Kontrol tebal pelat pengaku

Direncanakan tebal pelat pengaku = 10 mm

tst = 10 mm (hst = 130 mm Lst = 22516 mm)

cek tekuk lokal

lt 056

lt

13 lt 1616 (OK)

- Kontrol Sambungan Baut

Digunakan baut A325 M20 (Ab = 31428 mm2 )

Tegangan nominal tarik baut bergantung pada gaya geser ultimate

fnt = 620 MPa

fnv = 372 MPa

frv =

=

= 51 MPa

fnrsquo = 13 fnt -

frv lt fnt

fnrsquo = 13 x 620 -

x 51 lt 620

fnrsquo = 693 lt 620

sehingga tegangan tarik maximum yang digunakan adalah 620 MPa

momen tahanan sambungan baut adalah

ϕMnp = 2ϕPt sum

= 2ϕPt (h0 + h1 + h2)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

152

= 2 075 31428 620 ( 430 + 279 + 219 )

= 271236 KN m gt Muc = 22194 KN m (OK)

- Kontrol las

Digunakan las dengan tebal las maximum yaitu

tlas 1 = 6 mm untuk las vertical

tlas 2 = 9 mm untuk las horizontal

Menentukan tiitk berat las

Las

(i)

1 2hst tlas 1 = 1560 = 424

2 2b2 tlas 2 = 1377 = 3635

3 2b1 tlas 2 = 1404 = 3435

4 2h1 tlas 1 = 3936 = 184

5 2b1 tlas 2 = 1404 = 245

6 2b2 tlas 2 = 1377 = 45

sum A = 9681

61965

2409072sum AY =

05tlas

tf + 15tlas 34398

hpr ‐ tf + tlas 482274

05hpr + tlas 724224

hpr + 05hst + tlas 661440

hpr + 15tlas 5005395

Luas (Ai) Jarak ke sumbu x (yi) Ai x yi

(mm2) (mm) mm

3

h1 = hpr ndash 2tf

= 350 ndash 211

= 328 mm

b1 = 05 [be - tw - 2tlas)

= 05 [175 ndash 7 ndash 26]

= 78 mm

b2 = 05 [be ndash tst - 2tlas)

= 05 [175 ndash 10 ndash 26]

= 765 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

153

ӯ = sumAy

sumA =

2409072 = 248845 mm

kekuatan las

fEXX = 490 MPa (E60)

ϕRn = 075 te 06 fEXX

= 075 x 0707 x 6 x 06 x 490

= 93536 N

Kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 7 x 06 x 370

= 11655 N

Kekuatan las menentukan kekuatan sambungan las dipengaruhi oleh geser

dan lentur sehingga tegangan geser untuk lentur

frv = = = 1655 MPa

fn =

= 490 1655

= 4897 MPa

Momen lentur nominal las

ϕfu = 075 0707 06 fEXX

= 075 x 0707 x 06 x 4897

= 155804 Nmm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

154

momen plastis terhadap garis netral adalah

Mn = 22914 KN m gt Muc = 22194 KN m (OK)

Las Luas (Ai) ϕfu Gaya Las

(i) (mm2) Mpa KN

1 1560 155804 2430542 1377 155804 2145423 1404 155804 2187494 3936 155804 6132455 1404 155804 2187496 1377 155804 214542

397664907552422

229140sum Mn

01150095006502240244

Mn

KN m425722459820706

Lengan kopel

m0175

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

155

2 Sambungan Balok Kolom IWF 300 x 150 x 65 x 9 (ϕMP = 113 KN m)

Gambar 417 Rencana sambungan balok kolom IWF 300 x 150 x 65 x 9

Data geometri sambungan

pfo = 80 pfi = 60 mm

h0 = hpr + pfo = 300 + 80 = 380 mm

h1 = hpr ndash tf ndash pfi = 300 ndash 9 ndash 60 = 231 mm

g = 70 mm

de = 75 mm

bp = 150 mm

hst = 155 mm -gt Lst = = 26846mm

- Momen rencana sambungan (tebal pelat rencana 24 mm)

Muc = Mp + Vu (Lst + tp)

= 113 + 285 x ( 26846 + 14 )10-3

= 12105 KN m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

156

- Kontrol tebal end-plate

s =

= radic150 70

= 51234 mm

Yp = lang rang lang rang

2

1lang rang 0

Yp = 231 lang

rang 380 lang

rang

270

231lang51234 51234rang 380 75 80

Yp = 131069 + 235914

Yp = 366983

t =

=

= 1302 lt t (14 mm) (OK)

- Kontrol tebal pelat pengaku

Direncanakan tebal pelat pengaku = 10 mm

tst = 10 mm (hst = 155 mm Lst = 26846 mm)

cek tekuk lokal

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

157

lt 056

lt

155 lt 1616 (OK)

- Kontrol Sambungan Baut

Digunakan baut A325 M20 (Ab = 31428 mm2 )

Tegangan nominal tarik baut bergantung pada gaya geser ultimate

fnt = 620 MPa

fnv = 372 MPa

frv =

=

= 16 MPa

fnrsquo = 13 fnt -

frv lt fnt

fnrsquo = 13 x 620 -

x 16 lt 620

fnrsquo = 770 lt 620

sehingga tegangan tarik maximum yang digunakan adalah 620 MPa

momen tahanan sambungan baut adalah

ϕMnp = 2ϕPt sum

= 2ϕPt (h0 + h1)

= 2 075 31428 620 ( 380 + 231)

= 17858 KN m gt Muc = 12105 KN m (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

158

- Kontrol las

Digunakan las dengan tebal las maximum yaitu

tlas 1 = 6 mm untuk las vertical

tlas 2 = 7 mm untuk las horizontal

Menentukan tiitk berat las

ӯ = sumAy

sumA =

1999635 = 228190 mm

Las

(i)

1 2hst tlas 1 = 1860 = 3865

2 2b2 tlas 2 = 1152 = 3135

3 2b1 tlas 2 = 11835 = 2955

4 2h1 tlas 1 = 3384 = 159

5 2b1 tlas 2 = 11835 = 225

6 2b2 tlas 2 = 1152 = 45

sum A = 8763

tf + 15tlas 2662875

05tlas 5184

sum AY = 1999635

hpr ‐ tf + tlas 34972425

05hpr + tlas 538056

hpr + 05hst + tlas 718890

hpr + 15tlas 361152

Luas (Ai) Jarak ke sumbu x (yi) Ai x yi

(mm2) (mm) mm

3

h1 = hpr ndash 2tf

= 300 ndash 29

= 282 mm

b1 = 05 [be - tw - 2tlas)

= 05 [150ndash 65 ndash 26]

= 6575 mm

b2 = 05 [be ndash tst - 2tlas)

= 05 [150 ndash 10 ndash 26]

= 64 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

159

kekuatan las

fEXX = 490 MPa

ϕRn = 075 te 06 fEXX

= 075 x 0707 x 6 x 06 x 490

= 935361 N

Kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 65 x 06 x 370

= 108225 N

Kekuatan las menentukan kekuatan sambungan las dipengaruhi oleh geser

dan lentur sehingga tegangan geser untuk lentur

frv = = = 325 MPa

fn =

= 490 325

= 4899 MPa

Momen lentur nominal las

ϕfu = 075 0707 06 fEXX

= 075 x 0707 x 06 x 4899

= 155861 Nmm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

160

momen plastis terhadap garis netral adalah

Mn = 188227 KN m gt Muc = 12105 KN m (OK)

Las Luas (Ai) ϕfu Gaya Las

(i) (mm2) Mpa KN

1 1860 155861 2899012 1152 155861 1795523 11835 155861 1844614 3384 155861 5274345 11835 155861 1844616 1152 155861 179552

sum Mn 188227

0069 364930206 379420224 40164

0158 458940085 153170067 12416

Lengan kopel Mn

m KN m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

161

4251 Sambungan Balok Balok

1 Sambungan Balok Balok IWF 300 x 150 x 65 x 9 (ϕVn = 2527 KN m)

Gambar 418 Rencana sambungan balok balok IWF 300 x 150 x 65 x 9

Dicoba 5 buah baut M16 (AB = 20114 mm2) dengan tebal pelat 8 mm

fnv = 372 MPa

Kekuatan geser baut

ϕRn = 075 fn AB

= 075 x 372 x 20114

= 5611 KN

Kekuatan tumpuan baut

ϕRn = 12 lc t fu lt 24 d t fu

ϕRn = 12 x 32 x 8 x 370 lt 24 x 16 x 8 x 37

ϕRn = 113664 lt 113664

Jumlah baut perlu

nBAUT =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

162

=

= 45 ~ 5 baut

Untuk baut diameter 16 jarak ke tepi

Jarak minimum = 22 mm (tabel 227)

Jarak maximum = 12 tmin = 12x 6 = 72 mm

Diambil 34 mm

Untuk baut diameter 16 jarak antar baut

Jarak minimum = 3d = 3 x 16 = 48 mm

Jarak maximum = 14 tmin = 14 x 6 = 84 mm

Diambil 50 mm

Kontrol Pelat

ϕVn = 09 x 06 x Ag x fy

= 09 x 06 x 268 x 8 x 240

= 2778 KN gt 2527 KN

Kontrol Las

kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 65 x 06 x 370

= 1082 Nmm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

163

kekuatan las transversal

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490

= 779467 Nmm

kekuatan las longitudinal

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490 x ( 1 + 05sin15 90 )

= 116920 Nmm

Sehingga kekuatan sambungan las adalah

P =sum ϕRn min x L

= 779467 x 268 + 1082 x 1295

= 349 KN gt 2527 KN (OK)

Gambar 419 Detail sambungan balok balok IWF 300 x 150 x 65 x 9

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

164

2 Sambungan Balok Balok IWF 250 x 125 x 6 x 9 (ϕVn = 1944 KN m)

Gambar 420 Rencana sambungan balok balok IWF 250 x 125 x 6 x 9

Dicoba 4 buah baut M16 (AB = 20114 mm2) dengan tebal pelat 8 mm

fnv = 372 MPa

Kekuatan geser baut

ϕRn = 075 fn AB

= 075 x 372 x 20114

= 5611 KN

Kekuatan tumpuan baut

ϕRn = 12 lc t fu lt 24 d t fu

ϕRn = 12 x 32 x 8 x 370 lt 24 x 16 x 8 x 370

ϕRn = 113664 lt 113664

Jumlah baut perlu

nBAUT =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

165

=

= 346 ~ 4 baut

Untuk baut diameter 16 jarak ke tepi

Jarak minimum = 22 mm (tabel 227)

Jarak maximum = 12 tmin = 12x 6 = 72 mm

Diambil 34 mm

Untuk baut diameter 16 jarak antar baut

Jarak minimum = 3d = 3 x 16 = 48 mm

Jarak maximum = 14 tmin = 14 x 6 = 84 mm

Diambil 50 mm

Kontrol Pelat

ϕVn = 09 x 06 x Ag x fy

= 09 x 06 x 218 x 8 x 240

= 22602 KN gt 1944 KN

Kontrol Las

kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 6 x 06 x 370

= 999 Nmm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

166

kekuatan las transversal

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490

= 779467 Nmm

kekuatan las longitudinal

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490 x ( 1 + 05sin15 90 )

= 116920 Nmm

Sehingga kekuatan sambungan las adalah

P =sum ϕRn min x L

= 779467 x 268 + 999 x 1295

= 33826 KN gt 1944 KN (OK)

Gambar 421 Detail sambungan balok balok IWF IWF 250 x 125 x 6 x 9

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

167

3 Sambungan Balok Balok IWF 200 x 100 x 55 x 8 (ϕVn = 1422 KN m)

Gambar 422 Rencana sambungan balok balok IWF 200 x 100 x 55 x 8

Dicoba 3 buah baut M16 (AB = 20114 mm2) dengan tebal pelat pengaku 8 mm

fnv = 372 MPa

Kekuatan geser baut

ϕRn = 075 fn AB

= 075 x 372 x 20114

= 5611 KN

Kekuatan tumpuan baut

ϕRn = 12 lc t fu lt 24 d t fu

ϕRn = 12 x 32 x 8 x 370 lt 24 x 16 x 8 x 370

ϕRn = 113664 lt 113664

Jumlah baut perlu

nBAUT =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

168

=

= 253 ~ 3 baut

Untuk baut diameter 16 jarak ke tepi

Jarak minimum = 22 mm (tabel 227)

Jarak maximum = 12 tmin = 12 x 6 = 72 mm

Diambil 34 mm

Untuk baut diameter 16 jarak antar baut

Jarak minimum = 3d = 3 x 16 = 48 mm

Jarak maximum = 14 tmin = 14 x 6 = 84 mm

Diambil 50 mm

Kontrol Pelat

ϕVn = 09 x 06 x Ag x fy

= 09 x 06 x 168 x 8 x 240

= 174 KN gt 1422 KN

Kontrol Las

kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 55 x 06 x 370

= 91575 Nmm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

169

kekuatan las

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490

= 779467 Nmm

Sehingga kekuatan sambungan las adalah

P = ϕRn min x L

= 779467 x 268

= 20889 KN gt 158 KN (OK)

Gambar 423 Detail sambungan balok balok IWF 200 x 100 x 55 x 8

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

170

4 Sambungan Balok Balok L 70 x 70 x 7 (ϕVn = 635 KN m)

Gambar 424 Rencana sambungan balok balok L 70 x 70 x 7

Kontrol las dengan tebal 5 mm

kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 6 x 06 x 370

= 999 Nmm

kekuatan las

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490

= 779467 Nmm

Sehingga kekuatan sambungan las adalah

P = ϕRn min x L

= 779467 x 110

= 8574 KN gt 635KN (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

171

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

51 Kesimpulan

Dari hasil perhitungan dan analisa yangtelah dilakukan maka dapat diambil

kesimpulansebagai berikut

1 Dari hasil analisa perhitungan struktur sekunder didapatkan

Pelat lantai elevasi + 580 menggunakan Bondex LYSAGHT

INDONESIA BMT = 07 mm dengan tebal plat beton 120 mm dan untuk

elevasi lain nya digunakan pelat chekered t = 45 mm dengan siku L 70 x

70 x 7 sebagai pengaku

Balok anak lantai pabrik

1 WF 250 x 125 x 6 x 9 untuk elevasi + 580 m

2 WF 200 x 100 x 55 x 8 untuk elevasi yang lain

Gording dengan profil CNP 150 x 50 x 20 x 32

Sagrod Oslash 10 mm

Ikatan angin Oslash 22 mm

Balok tangga UNP 200 x 80 x 75 x 11

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

172

2 Dari hasil analisa perhitungan struktur primer didapatkan

Kolom 350 x 350 x 12 x 19 untuk elevasi +000 sd +1640 pada portal 7

portal 6 dan portal 5

Kolom 300 x 300 x 10 x 15 untuk portal 12 portal 11 portal 10 portal 8

dan portal 7 portal 6 portal 5 dari elevasi +1640 sd +3550

Kolom 200 x 200 x 8 x 12 untuk kolom pendukung pada portal 8 dan 9

Balok 350 x 175 x 7 x 11 komposit untuk elevasi +580

Balok 350 x 175 x 7 x 11 untuk balok atap

Balok 300 x 150 x 65 x 9 komposit untuk balok induk semua elevasi

sesuai gambar kerja

3 Rekapitulasi gaya pada struktur

Tabel 51 Resume gaya luar dan stress ratio kolom

No Dimensi Profil Pu Mux Muy ϕPn ϕMnx ϕMny Stress

Ratio KN KN m KN m KN KN m KN m

1 350 x 350 x 12 x 19 -171412 -7624 -5979 308307 51924 25377 0938

2 300 x 300 x 10 x 15 -54867 -7138 -1717 238600 31937 14724 0710

3 200 x 200 x 8 x 12 -5225 -1217 -612 69605 9547 5244 0334

Tabel 52 Resume gaya luar dan stress ratio balok komposit

No Dimensi Profil M+

max M-max ϕM+ ϕM-

KN m Stress

Ratio (M+) Stress Ratio

(M+) KN m KN m KN m

1 350 x 175 x 7 x 11 122057 180798 43080 249461 0283 0724

2 300 x 150 x 65 x 9 3774 6125 25442 17133 0148 0357

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

173

52 Saran

Perencanaan struktur harus mempertimbangkan aspek teknis ekonomi dan

estetika Pemodelan yang sederhana dapat mempermudah pekerjaan analisa

struktur dan diharapkan hasil yang mendekati kondisi sesungguhnya Perlu

dilakukan analisa geoteknik untuk menentukan titik jepit sesungguhnya agar

mendapatkan hasil prilaku struktur yang sebenarnya

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

188

DAFTAR PUSTAKA

Anonim1 1983 Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung 1983

Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Anonim2 2002 Tatacara Perencanaan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung

SNI 03-2478-2002 Badan Standardisasi Nasional

Anonim3 2012 Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur

Bangunan Gedung Dan Non Gedung SNI-1726-2012 Badan

Standardisasi Nasional

Anonim4 2015 Spesifikasi untuk bangunan baja gedung baja struktural SNI

1729-2015 Badan Standardisasi Nasional

Asroni A 2010 Balok dan Pelat Beton Bertulang Yogyakarta Graha Ilmu

Dewobroto Wiryanto 2015 Struktur Baja Perilaku Analisis Dan

Disain ndash AISC 2010 Tangerang LUMINA Press

Fakhrur Rozi Muhammad 2014 ldquoPengaruh Panjang Daerah Pemasangan Shear

Connector Pada Balok Komposit Terhadap Kuat Lenturrdquo Jurnal Rekayasa

Teknik Sipil Vol 2 No 2 4

Oentoeng 1999 Konstruksi Baja Yogyakarta ANDI

Salmon CG dkk 1995 Struktur Baja Disain Dan Perilaku Jakarta Erlangga

Schueller Wolfgang 1989 Struktur Bangunan Bertingkat Tinggi

Bandung PT ERESCO

Schodek Daniel L 1991 Struktur Bandung PT ERESCO

Setiawan Agus 2008 Perencanaan Struktur Baja dengan Metode LRFD

Jakarta Erlangga

Smith JC Structural Steel Design LRFD Approach Canada Jhon Wlwy amp

Sons 1991

Park R 1989 Evaluation of Ductility of Structures And Structural Assemblages

From Laboratory TestingBulletin of the New Zealand National Society for

Earthquake Engineering Vol 22 No 3 Sepetember 1989New Zealand

University of Canterbury

McComarc JC Structural Steel Design New York Harper amp Row 1981

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xvi

Murray TM dan SummerEA 2003 ldquoExtended End-Plate Moment Connections

Seismic and Wind Applications 2nd Editionrdquo Steel Design Guide Series -

4 American Institute of Steel Construction Inc

Wijaya PK Panjang efektif Untuk Tekuk Torsi Lateral Pada Balok Baja

Dengan Penampang I Konferensi Nasional Teknik Sipil 7 2013

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

  • Cover
  • Abstrak
  • KATA PENGANTAR
  • DAFTAR ISI
  • BAB I
  • BAB II
  • BAB III
  • BAB IV
  • BAB V
  • Daftar Pustaka
Page 2: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …

i

ABSTRAK

Struktur baja (steel structure) adalah material yang banyak digunakan dalam bangunan industri khususnya bangunan dengan fungsi sebagai refinery dan fraksinasi Namun dibutuhkan perencanaan yang optimum agar kinerja dari bangunan tersebut dapat memenuhi standart keamanan dan kenyamanan

Penelitian ini menggunakan struktur baja sebagai rangka utama struktur di analisa sebagai open frame dengan diafragma kaku pada elevasi +58 m dan diafragma flexible pada elevasi lain nya Beban mati di hitung berdasarkan berat jenis beban hidup dan beban angin di hitung berdasarkan peraturan pembebanan Indonesia untuk gedung 1983 sedangkan beban gempa di hitung dengan tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur bangunan gedung dan non gedung (SNI 17262012) Struktur baja sendiri di hitung dengan spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural (SNI 17292015) Analisa struktur untuk struktur sekunder dilakukan dengan manual sedangkan untuk struktur primer dilakukan dengan menggunakan bantuan software etabs 2015 Sambungan momen mengunakan momen plastis profil sebagai momen ultimate perencanaan sambungan dan di disain dengan metode plastis tanpa mengakibatkan efek prying sedangkan sambungan geser mengunakan tahanan geser ultimate dari profil sebagai gaya geser ultimate sambungan dan di disain dengan mengunakan tahanan material terendah dari material sambungan dan elemen yang disambung

Dari hasil penelitian diperoleh dimensi struktur sekunder berupa pelat lantai floordeck pelat lantai chekered balok pengakudan balok anak untuk struktur primer diperoleh dimensi balok kolom yang memenuhi standart keamanan dan kenyamanan Struktur primer juga di disain dengan batas daktailitas sehingga pada saat terjadi gempa simpangan antar lantai tidak terlalu jauh

Kata kunci struktur baja kinerja ultimate kinerja layan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

ii

KATA PENGANTAR

Syukur Alhamdulillah saya panjatkan atas kehadirat Allah Subhanahu Wa Tarsquoala

yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya kepada saya sehingga tugas akhir ini

dapat diselesaikan dengan baik Tugas akhir ini merupakan syarat untuk mencapai gelar

sarjana Teknik Sipil bidang struktur Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sumatera Utara dengan judul ldquoPerencanaan Struktur Baja Pada

Bangunan Refinery Dan Fraksinasi Delapan Lantairdquo

Saya menyadari bahwa dalam menyelesaikan tugas akhir ini tidak terlepas dari

dukungan bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak Oleh karena itu saya ingin

menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada beberapa pihak yang

berperan penting yaitu

1 Bapak Ir Besman Surbakti MT selaku pembimbing yang telah banyak

memberikan dukungan masukan bimbingan serta meluangkan waktu tenaga dan

pikiran dalam membantu saya menyelesaikan tugas akhir ini

2 Bapak Prof Dr Ing Johannes Tarigan selaku Ketua Departemen Teknik Sipil

Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara

3 Bapak Ir Syahrizal MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas

Teknik Universitas Sumatera Utara

4 Bapak Ir Sanci Barus MT selaku koordinator pada subjurusan Struktur

Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara

5 Bapak Ir Torang Sitorus MT Bapak M Agung Putra Handana ST MT selaku

Dosen Pembanding atas saran dan masukan yang diberikan kepada penulis

terhadap Tugas Akhir ini

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

iii

6 BapakIbu seluruh staff pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sumatera Utara

7 Teristimewa dihati buat keluarga saya terutama kepada kedua orang tua saya

Bapak Pudjijono dan Ibu Aswita yang telah memberikan doa motivasi semangat

dan nasehat kepada saya Terima kasih atas segala pengorbanan cinta kasih sayang

dan dorsquoa yang tiada batas untuk saya Saudara-saudara tercinta Guru guru yang

saya hormati dan cintai Orang tua yang saya hormati dan adik adik yang saya

sayang Asilah maisun kurniasih yang telah banyak membantu dan mendukung

saya selama ini terima kasih atas doanya Dan keluarga besar yang selalu memberi

semangat kepada saya Fazray syah player yang selalu berbagi ilmu terima kasih

atas dukungan moril maupun materil

8 Pegawai Administrasi yang telah memberikan bantuan dalam penyelesaian

administrasi Terima kasih atas bantuannya selama awal kuliah sampai saat ini

9 Rekan-rekan mahasiswa Jurusan Teknik Sipil Angkatan 2011 Ahmad Syarief

Barly Dhika Swandana Eky Hilman wardana Philips napitupulu Yogie

Zulfuadli Michael Tambunan lsquo010 Yusriawan lsquo010 bang MHafizrsquo08 bang

Ucuprsquo08 bang Ibnursquo08 bang Siddiqrsquo08 bang bang Ozzyrsquo08 abang-abang dan

kakak senior dan adik-adik angkatan 2012 Ahmed nanda dkk adik-adik angkatan

2013 alby novran dkk adik-adik angkatan 2014 Ridho Rajib dkk dan bagi kawan-

kawan serta adek-adek yang belum tersebutkan namanya saya mohon maaf yang

sebesar-besarnya Miskin harta manusiawi miskin hati jangan apalagi miskin ilmu

maka dari itu tetaplah berkarya

Saya menyadari bahwa dalam penyusunan tugas akhir ini masih jauh dari kata

sempurna yang disebabkan keterbatasan pengetahuan dan kurangnya pemahaman saya

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

iv

Oleh karena itu saya mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari para

pembaca demi perbaikan menjadi lebih baik

Akhir kata saya mengucapkan terima kasih dan semoga tugas akhir ini dapat

bermanfaat bagi para pembaca

Medan November 2016

Penulis

Ahmad Amanu SS

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

v

DAFTAR ISI

Halaman

ABSTRAK i

KATA PENGANTAR ii

DAFTAR ISI v

DAFTAR TABEL viii

DAFTAR GAMBAR xi

DAFTAR NOTASI xiv

BAB I PENDAHULUAN 1

11 Latar Belakang 1

12 Perumusan Masalah 2

13 Tujuan Penelitian 3

14 Mamfaat Penelitian 3

15 Pembatasan Masalah 3

16 Sistematika Penulisan 4

BAB II DASAR TEORI 6

21 Dasar Perencanaan 6

211 Jenis Pembebanan 6

2111 Beban Mati 6

2112 Beban Hidup 8

2113 Beban Angin 12

2114 Beban Gempa 13

212 Kombinasi Pembebanan 32

22 Kinerja Struktur Gedung 34

221 Kinerja Batas Layan 34

222 Kinerja Batas Kekuatan 38

2221 Perencanaan Pelat Floor Deck 38

2222 Perencanaan Pelat Chekered 41

2223 Perencanaan Batang Tekan 41

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

vi

2224 Perencanaan Batang Lentur 42

2225 Perencanaan Balok Kolom 48

2226 Perencanaan Balok Komposit 48

2227 Perencanaan Sambungan Las 59

2228 Perencanaan Sambungan Baut 63

23 Disain untuk Stabilitas 72

BAB III METODE PENELITIAN 79

31 Persiapan 79

32 Bagan Alir 79

321 Mulai 80

322 Pengumpulan Data 80

323 Studi Literatur 80

324 Tahap Disain Data 81

325 Pengolahan Data 82

326 Hasil Dan Pembahasan 82

327 Kesimpulan dan saran 82

328 Selesai 82

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 83

41 Disain Struktur Sekunder 83

411 Pelat Floor Deck 83

412 Balok Anak Pelat Floor Deck 86

413 Pelat Chekered 91

414 Siku Pengaku Pelat Chekered 93

415 Balok Anak Pelat Chekered 95

416 Gording 97

417 Sagrod 103

418 Ikatan Angin 105

419 Tangga 108

42 Disain Struktur Primer 111

421 Beban Beban Yang Bekerja 111

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

vii

4211 Beban Grafitasi 111

4212 Beban angin 112

4213 Beban Gempa 113

4214 Beban Notional 118

422 Kombinasi Beban 118

423 Kontrol Drift 119

424 Kontrol Profil 121

4241 Kolom 350 x 350 x 12 x 19 121

4242 Kolom 300 x 300 x 10 x 15 125

4243 Kolom 200 x 200 x 8 x 12 129

4244 Balok Komposit 300 x 150 x 65 x 9 133

4245 Balok Komposit 350 x 175 x 7 x 11 141

425 Dimensi Sambungan 149

4251 Sambungan Balok Kolom 149

4252 Sambungan Balok Balok 161

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 171

51 Kesimpulan 171

52 Saran 173

DAFTAR PUSTAKA 174

LAMPIRAN A

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

viii

DAFTAR TABEL

Tabel 21 Berat jenis bahan bangunan 6

Tabel 22 Beban Mati Tambahan (komponen gedung) 7

Tabel 23 Beban Hidup Pada Lantai Bangunan 9

Tabel 24 Beban Hidup Pada Atap 10

Tabel 25 Koefisien reduksi beban hidup 11

Tabel 26 Koefisien Beban Angin 13

Tabel 27 Kategori risiko bangunan gedung dan non gedung untuk beban

gempa 15

Tabel 28 Faktor keutamaan gempa 17

Tabel 29 Faktor R Cd dan Ω0 untuk sistem penahan gaya gempa 19

Tabel 210 Klasifikasi situs 24

Tabel 211 Koefisien situs Fa 26

Tabel 212 Koefisien situs Fv 27

Tabel 213 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan pada

perioda pendek 28

Tabel 214 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan

pada perioda 1 detik 28

Tabel 215 Nilai parameter perioda pendekatan Ct dan x 31

Tabel 216 Koefisien untuk batas perioda struktur 32

Tabel 217 Persyaratan untuk masing-masing tingkat yang menahan lebih dari

35 persen gaya geser dasar 34

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

ix

Tabel 218 Simpangan antar lantai ijin 37

Tabel 219 Tebal Minimum balok non-prategang atau pelat satu arah bila

lendutan tidak dihitung 38

Tabel 220 Rasio Tulangan Minimum Pada Pelat 40

Tabel 221 Nilai kekuatan lentur berdasarkan SNI 1729 2015 42

Tabel 222 Batas Lendutan Maksimum 46

Tabel 223 Nilai untuk Rg dan Rp untuk setiap kasus Kapasitas untuk angkur

steel headed stud 59

Tabel 224 Tebal minimum las sudut 61

Tabel 225 Pratarik baut minimum kN 64

Tabel 226 Kekuatan nominal pengencang dan bagian yang berulir ksi (MPa) 66

Tabel 227 Dimensi Lubang Nominal mm 66

Tabel 228 Jarak tepi minimum dari pusat lubang standar ke tepi dari bagian

yang disambung 67

Tabel 229 Kapasitas sambungan end-pelat menurut AISC 2003 70

Tabel 41 Beban mati struktur (rangka) 115

Tabel 42 Beban mati struktur (Atap partisi diafragma dll) 115

Tabel 43 Beban hidup struktur 116

Tabel 44 Waktu getar alami dan partisipasi massa 116

Tabel 45 Base Reaction 117

Tabel 46 Simpangan antar lantai akibat gempa X 119

Tabel 47 Simpangan antar lantai akibat gempa Y 120

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

x

Tabel 48 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 350 x 350 x 12 x 19 123

Tabel 49 Resume gaya geser Kolom 350 x 350 x 12 x 19 125

Tabel 410 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 300 x 300 x 10 x 15 127

Tabel 411 Resume gaya geser Kolom 300 x 300 x 10 x 15 129

Tabel 412 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 200 x 200 x 8 x 12 131

Tabel 413 Resume gaya geser Kolom 200 x 200 x 8 x 12 133

Tabel 414 Resume Gaya luar envelope balok komposit 300 x 150 x 65 x 9 134

Tabel 415 Resume Gaya luar envelope balok komposit 350 x 175 x 7 x 11 141

Tabel 51 Resume gaya luar dan stress ratio kolom 172

Tabel 52 Resume gaya luar dan stress ratio balok komposit 172

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 21 Jalur Cincin Api dan Gunung Berapi Sebagai Pusat Gempa 14

Gambar 22 Peta Gempa Pada SNI 1726 2012 14

Gambar 23 Respon Spektrum Gempa Rencana Wilayah Medan (SNI-03-

1726-2012) 17

Gambar 24 Penentuan simpangan antar lantai 36

Gambar 25 Diagram tegangan momen positif floor deck 39

Gambar 26 Diagram tegangan momen negatif floor deck 41

Gambar 27 Kuat Momen Lentur Nominal Akibat Tekuk Torsi Lateral 45

Gambar 28 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan

ẏ lt (ts - hfd) 50

Gambar 29 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan

ẏ gt (ts - hfd) 50

Gambar 210 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan

ẏ lt (ts + tf) 52

Gambar 211 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan

ẏ gt (ts + tf) 53

Gambar 212 Diagram tegangan balok komposit momen negatif dengan

ts gt ẏ gt (ts + tf) 55

Gambar 213 Diagram tegangan balok komposit momen negatif dengan

ẏ gt (ts + tf) 56

Gambar 214 Tebal efektif las sudut 60

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xii

Gambar 215 Panjang las longitudinal 61

Gambar 216 Momen plastis siklik pada sambungan pemikul momen 63

Gambar 217 Sambungan pemikul momen menurut AISC 2003 67

Gambar 218 Lokasi sendi plastis 68

Gambar 219 Menentukan Muc 68

Gambar 220 Geometri sambungan end-plate 68

Gambar 221 Momen kopel baut tarik terhadap sayap tekan 69

Gambar 222 Sambungan balok anak ke balok induk 72

Gambar 223 Pengaruh Orde ke-2 (AISC 2010) 74

Gambar 31 Diagram Alir Penelitian 79

Gambar 41 Tributari area elevasi +580 m 83

Gambar 42 Distribusi momen untuk pelat satu arah 84

Gambar 43 Diagram tegangan momen kopel (positif) floor deck 84

Gambar 44 Diagram tegangan momen kopel (negatif) floor deck 85

Gambar 45 Tributari area elevasi +1070 m 91

Gambar 46 Distribusi momen untuk pelat satu arah 92

Gambar 47 Rencana atap elevasi +1250 m dan +3550 m 97

Gambar 48 Kecepatan angin 98

Gambar 49 Rencana sagrod 103

Gambar 410 Tributari area ikatan angin 105

Gambar 411 Rencana tangga 108

Gambar 412 Respon spectra rencana 113

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xiii

Gambar 413 Beban notional pada etabs 2015 118

Gambar 414 Grafik simpangan antar lantai VS elevasi akibat gempa ndash X 120

Gambar 415 Grafik simpangan antar lantai VS elevasi akibat gempa ndash Y 121

Gambar 416 Rencana sambungan balok kolom IWF 350 x 175 x 7 x 11 149

Gambar 417 Rencana sambungan balok kolom IWF 300 x 150 x 65 x 9 155

Gambar 418 Rencana sambungan balok balok IWF 300 x 150 x 65 x 9 161

Gambar 419 Detail sambungan balok balok IWF 300 x 150 x 65 x 9 163

Gambar 420 Rencana sambungan balok balok IWF 250 x 125 x 6 x 9 164

Gambar 421 Detail sambungan balok balok IWF IWF 250 x 125 x 6 x 9 166

Gambar 422 Rencana sambungan balok balok IWF 200 x 100 x 55 x 8 167

Gambar 423 Detail sambungan balok balok IWF 200 x 100 x 55 x 8 169

Gambar 424 Rencana sambungan balok balok L 70 x 70 x 7 170

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xiv

DAFTAR NOTASI

A luas penampang beton (mm2)

A B luas penampang baut (mm2)

As luas tulangan tarik (mm2)

Asrsquo luas tulangan tekan (mm2)

Av luas tulangan geser dalam daerah sejarak s (mm2)

Aw luas badan profil

Cb faktor midifikasi tekuk torsi lateral untuk diagram momen tidak merata

Cd faktor amplifikasi defleksi

Cu koefisien batas prioda struktur

Cs koefisien respons seismik

Ct koefisien prioda struktur pendekatan

Cw konstanta warping

Eh gaya gempa horizontal

Ev gaya gempa vertikal

Es modulus elastisitas baja (MPa)

Ec modulus elastisitas beton (MPa)

I momen inersia (mm4)

Ie faktor keutamaan gempa

J konstanta torsi

K koefisien panjang efektif

Lp panjang plastis

Lr panjang batas untuk kondisi inelastis

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xv

Lb panjang profil tak terkekang

Mu momen maksimum pada komponen struktur (Nmm)

Mn momen tahanan nominal profilpenampang

Mux momen lentur terfaktor terhadap sumbu-x

Muy momen lentur terfaktor terhadap sumbu-y

Muc momen rencana sambungan

Mnx kuat nominal lentur penampang terhadap sumbu-x

Mny kuat nominal lentur penampang terhadap sumbu-y

N jumlah tingkat

Ni gaya notional yang bekerja pada level i

Pr gaya tekan hasil kombinasi LRFD

Pe gaya menurut euler

Pn gaya terkoreksi menurut SNI 1729 2015

Ptr Kuat tarik baut

R faktor modifikasi respons

SDS parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang perioda

pendek

S1 parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang sebesar

10 detik

Ta waktu getar struktur pendekatan

Tc waktu getar struktur analisa modal

nV kuat geser nominal (N)

Vu gaya geser hasil kombinasi LRFD

V1 gaya geser dasar nominal sebagai respons dinamik ragam yang

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xvi

pertama saja

Vt gaya geser dasar nominal yang didapat dari hasil analisis ragam

spektrum respons yang telah dilakukan

W berat seismik efektif

Y konstanta tebal end-plate

a tinggi blok tegangan (mm)

b lebar balok (mm)

c jarak serat tekan terluar ke garis netral (mm)

cv koefisien geser

d jarak dari serat tekan terluar ke titik berat tulangan tarik tinggi efektif (mm)

drsquo jarak dari serat tekan terluar ke titik berat tulangan tekan (mm)

g percepatan grafitasi

hfd tinggi floor deck

frsquoc kuat tekan beton (MPa)

ffd tegangan floor deck

fy tegangan leleh baja (MPa)

fnt tegangan tarik baut (MPa)

fnv tegangan geser baut (MPa)

h tinggi balok (mm)

kv koefisien tekuk geser pelat badan

qDL beban akibat berat sendiri (kNm)

qLL beban akibat beban hidup (kNm)

qWL beban akibat tekanan angin (kNm)

r jari jari inersia (mm4)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xvii

Δ defleksi pada elemen global

1 konstanta yang merupakan fungsi dari kelas kuat beton

δ defleksi pada elemen lokal

λ kelangsingan =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

1

BAB I

PENDAHULUAN

11 Latar Belakang

Perkembangan industri pengolahan kelapa sawit yang pesat di

Indonesia khususnya sumatera utara ahkir ahkir ini memicu pertumbuhan dan

pembangunan pabrik refinery (pemurnian) dan Fraksinasi (pemisahan) kelapa

sawit dimana pabrik refinery dan fraksinasi tersebut mendorong para

perencana bangunan untuk membuat bangunan pabrik tingkat tinggi yang

tahan gempa Dimana berdasarkan geografis Indonesia terletak di antara dua

lempeng dunia yang aktif yaitu Eurasia dan Australia Hal ini

mengkibatkan Indonesia merupakan daerah rawan gempa Akhir ndash akhir ini

gempa yang mengguncang pulau sumatera terjadi dalam skala besar tahun

2004 gempa Aceh (26 desember Skala 92) yang disertai Tsunami dan gempa

padang (30 September 2009 Skala 76) yang masih sering terjadi hingga saat

ini sehingga mengakibatkan kerusakan pada bangunan tingkat tinggi yang

cukup parah

Kondisi itu menyadarkan kita bahwa Indonesia merupakan daerah

rawan terjadinya gempa Untuk mengurangi resiko bencana yang terjadi

diperlukan konstruksi bangunan tahan gempa Hal ini pula yang menuntut

seorang perencana agar membuat perencanaan struktur bangunan tingkat tinggi

agar dapat menahan gaya yang diakibatkan oleh gempa bumi tersebut

Struktur yang kuat biasanya memiliki dimensi yang besar tetapi tidak

ekonomis jika diterapkan pada bangunan bertingkat tinggi Perhitungan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

2

dimensi biasanya didasarkan pada kolom atau balok struktur yang menanggung

beban paling besar Untuk mendapatkan dimensi penampang yang optimal

maka besar gaya-gaya yang bekerja pada struktur perlu diketahui analisa balok

maupun kolom

Dengan adanya pengaruh beban-beban yang bekerja maka kapasitas

momen akan dideformasikan merata ke seluruh elemen Apabila struktur lentur

maka pembebanan pada balok perlu diperhitungkan deformasi momennya

Tugas akhir ini merupakan studi untuk merencanakan bangunan tingkat

tinggi dengan struktur baja Dimana bangunan tingkat tinggi tersebut harus

mampu bertahan terhadap gaya gempa dan gaya grafitasi yang terjadi

12 Perumusan Masalah

Dari latar belakang dapat dirumuskan suatu permasalahan sebagai berikut

1 Bagaimana merencanakan dimensi gording terhadap momen akibat gaya

grafitasi dan angin

2 Bagaimana merencanakan tebal floor deck terhadap momen akibat gaya

grafitasi

3 Bagaimana merencanakan dimensi balok anak terhadap momen akibat

gaya grafitasi

4 Bagaimana merencanakan tangga terhadap momen akibat gaya grafitasi

5 Bagaimana merencanakan lantai dengan checkered mild steel

6 Bagaimana merencanakan dimensi kolom dan dimensi balok pada sistem

rangka pemikul momen akibat gaya gravitasi dan gaya gempa

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

3

7 Bagaimana pemodelan dan menganalisa struktur dengan menggunakan

program bantu ETABS 2015

13 Tujuan Penelitian

Adapun maksud dan tujuan penulisan tugas akhir ini adalah

1 Merencanakan dimensi gording terhadap momen akibat gaya grafitasi dan

angin

2 Merencanakan tebal floor deck terhadap momen akibat gaya grafitasi

3 Merencanakan dimensi balok anak terhadap momen akibat gaya grafitasi

4 Merencanakan tangga terhadap momen akibat gaya grafitasi

5 Merencanakan lantai dengan checkered mild steel

6 Merencanakan dimensi kolom dan dimensi balok pada sistem rangka

pemikul momen akibat gaya gravitasi dan gaya gempa

7 Memodelan dan menganalisa struktur dengan menggunakan program bantu

ETABS 2015

14 Mamfaat Penelitian

Tugas akhir ini diharapkan dapat menambah ilmu dan pengetahuan tentang

perencanaan struktur baja pada bangunan yang berfungsi sebagai pabrik dengan

SNI-03-1729-2015 dan SNI-03-1726-2012

15 Pembatasan masalah

Dalam penelitian ini permasalahan dibatasi ruang lingkupnya agar tidak

terlalu luas Pembatasan masalah meliputi

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

4

a Gaya yang bekerja pada struktur utama adalah gaya gravitasi dan gempa

b Tekanan angin pada atap dihitung antara kecepatan angin maximum atau

tekanan minimum

c Jumlah Lantai 8 tingkat

d Fungsi bangunan adalah sebagai pabrik

e Mesin mempunyai struktur dan pondasi sendiri

f Gedung terletak di medan dan digunakan respons spectrum kota medan

pada SNI-03-1726-2012 pada jenis tanah keras

g Tidak meninjau struktur bawah

h Mengunakan pedoman perencanaan pembebanan untuk rumah dan gedung

(SKBI-1353-1987) sebagai acuan beban gravitasi dan beban angin

16 Sistematika Penulisan

BAB I Pendahuluan

Bab ini mencakup latar belakang penelitian tujuan penelitian

pembatasan masalah mekanisme percobaan metodologi penelitian

manfaat penelitian dan sistematika penulisan

BAB II Dasar teori

Pada bab ini berisikan tentang dasar-dasar teori yang berkaitan tentang

penelitian

BAB III Metode perencanaan

Pada bab ini berisikan tentang data spesifikasi dan perencanaan mutu

baja yang digunakan mutu beton yang di gunakan spefisikasi teknis

yang di gunakan dan metode perencanaan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

5

BAB IV Hasil dan Pembahasan

Pada bab ini membahas tentang hasil dari perencanaan struktur

sekunde perencanaan sistem rangka utama shear conector sambungan

dan gambar teknik

BAB V Kesimpulan dan Saran

Pada bab ini berisikan kesimpulan dari hasil penelitian yang diperoleh

dan saran-saran mengenai penelitian yang dilakukan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

6

BAB II

DASAR TEORI

21 Dasar Perencanaan

211 Jenis Pembebanan

Perencanakan struktur pada suatu bangunan bertingkat berdasarkan pada

gaya gaya yang akan bekerja pada bangunan tersebut struktur yang didisain harus

mampu mendukung berat bangunan beban hidup akibat fungsi bangunan tekanan

angin maupun beban khusus berupa gempa dll Beban-beban yang bekerja pada

struktur dihitung menurut Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983

2111 Beban Mati (qDL)

Beban mati adalah berat dari semua bagian dari suatu gedung yang bersifat tetap

termasuk segala unsur tambahan penyelesaianndashpenyelesaian mesin mesin serta

peralatan tetap yang merupakan bagian tak terpisahkan dari gedung ituUntuk

merencanakan gedung ini beban mati yang terdiri dari berat sendiri bahan

bangunan dan komponen gedung adalah

Tabel 21 Berat jenis bahan bangunan

No Material Berat Keterangan 1 Baja 7850 kgm3

2 Batu alam 2600 kgm3

3 Batu belah batu bulatbatu gunung 1500 kgm3 berat tumpuk 4 Batu karang 700 kgm3 berat tumpuk

5 Batu pecah 1450 kgm3

6 Besi tuang 7250 kgm3

7 Beton 2200 kgm3

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

7

Tabel 21 Berat jenis bahan bangunan (lanjutan)

No Material Berat Keterangan 8 Beton bertulang 2400 kgm3

9 Kayu 1000 kgm3 kelas I

10 Kerikil koral 1650 kgm3 kering udara sampai

11 Pasangan bata merah 1700 kgm3

12 Pasangan batu belah batu bulat 2200 kgm3

13 Pasangan batu cetak 2200 kgm3

14 Pasangan batu karang 1450 kgm3

15 Pasir 1600 kgm3 kering udara sampai

16 Pasir 1800 kgm3 jenuh air

17 Pasir kerikil koral 1850 kgm3 kering udara sampai

18 Tanah lempung dan lanau 1700 kgm3 kering udara sampai

19 Tanah lempung dan lanau 2000 kgm3 basah

20 Timah hitam timbel) 11400 kgm3

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

Tabel 22 Beban Mati Tambahan (komponen gedung)

No Material Berat Keterangan

1 Adukan per cm tebal

21

kgm2

- dari semen

- dari kapur semen merahtras 17 kgm2

2 Aspal per cm tebal 14 kgm2

3 Dinding pasangan bata merah

450

kgm2

- satu batu

- setengah batu 250 kgm2

4

Dinding pasangan batako - berlubang tebal dinding 20 cm (HB 20) tebal dinding 10 cm (HB 10)

200120

kgm2

kgm2

- tanpa lubang tebal dinding 15 cm tebal dinding 10 cm

300

200

kgm2

kgm2

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

8

Tabel 22 Beban mati tambahan (komponen gedung) (lanjutan)

No Material Berat Keterangan

5

Langit-langit amp dinding terdiri

- semen asbes (eternit) tebal

maks 4 mm

- kaca tebal 3-5 mm

11

10

kgm2

kgm2

termasuk rusuk-rusuk

tanpa pengantung atau

pengaku

6 Lantai kayu sederhana dengan 40 kgm2 tanpa langit-langit bentang

7 Penggantung langit-langit (kayu) 7 kgm2 bentang maks 5 m jarak

8 Penutup atap genteng 50 kgm2 dengan reng dan usuk kaso

9 Penutup atap sirap 40 kgm2 dengan reng dan usuk kaso

10 Penutup atap seng gelombang 10 kgm2 tanpa usuk

11 Penutup lantai ubin cm tebal 24 kgm2 ubin semen portland teraso

12 Semen asbes gelombang (5 mm) 11 kgm2

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

2112 Beban Hidup (qLL)

Beban hidup adalah semua beban yang terjadi akibat penghuni atau pengguna suatu

gedung termasuk beban ndash beban pada lantai yang berasal dari barang ndash barang yang

dapat berpindah mesin ndash mesin serta peralatan yang merupakan bagian yang tidak

terpisahkan dari gedung dan dapat diganti selama masa hidup dari gedung itu

sehingga mengakibatkan perubahan pembebanan lantai dan atap tersebut

Khususnya pada atap beban hidup dapat termasuk beban yang berasal dari air hujan

(PPIUG 1983)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

9

Beban hidup merupakan baban-beban gravitasi yang bekerja pada saat struktur

telah berfungsi namun bervariasi dalam besar dan lokasinya Contohnya adalah

beban orang furnitur perkakas yang dapat bergerak kendaraan dan barang-barang

yang dapat disimpan Secara praktis beban hidup bersifat tidak permanen

sedangkan yang lainnya sering berpindah-pindah tempatnya Karena tidak

diketahui besar lokasi dan kepadatannya besar dan posisi sebenarnya dari beban-

beban semacam itu sulit sekali ditentukan (Salmon dan Johnson 1992)

Beban hidup untuk bangunan terdiri dari beban hidup lantai dan beban hidup atap

yang bervariasi bergantung pada fungsi bangunan tersebut

Tabel 23 Beban Hidup Pada Lantai Bangunan

No Fungsi Beban Hidup

a Lantai dan tangga rumah tinggal kecuali disebut no b 200 kgm2

b Lantai amp tangga rumah tinggal sederhana dan gudang gudang tidak penting yang bukan untuk toko pabrik atau bengkel

125 kgm2

c Lantai sekolah ruang kuliah Kantor Toko toserba Restoran Hotel asrama Rumah Sakit

250 kgm2

d Lantai ruang olahraga 400 kgm2

e Lantai ruang dansa 500 kgm2

f Lantai dan balkon dalam dari ruang pertemuan yang lain dari pada yang disebut dalam a sd e seperti masjid gereja ruang pagelaranrapat bioskop dengan tempat duduk tetap

400 kgm2

g Lantai panggung dengan tempat duduk tidak tetap atau untuk penonton yang berdiri

500 kgm2

h Lantai Tangga bordes tangga dan gang dari yang disebut dalam c

300 kgm2

i Lantai Tangga bordes tangga dan gang dari yang disebut dalam d e f dan g

500 kgm2

j Lantai ruang pelengkap dari yang disebut dalam c d e f dan g

250 kgm2

k

Lantai Pabrik bengkel gudang Perpustakaan ruang arsiptoko buku toko besi ruang alat alat dan ruang mesin harus direncanakan terhadap beban hidup ditentukan tersendiri dengan minimum

400 kgm2

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

10

Tabel 23 Beban Hidup Pada Lantai Bangunan (lanjutan)

No Fungsi Beban Hidup

l Lantai gedung parkir bertingkat - Lantai bawah - Lantai tingkat lainnya

800 kgm2

400 kgm2

m Lantai balkon-balkon yang menjorok bebas keluar harus direncanakan terhadap beban hidupdari lantai ruang berbatasan dengan minimum

300 kgm2

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

Tabel 24 Beban Hidup Pada Atap

No Fungsi Beban Hidup

a Atap bagiannya dapat dicapai orang termasuk kanopi dan atap dak

100 kgm2

b Atap bagiannya tidak dapat dicapai orang (diambil min) - beban hujan - beban terpusat

20 kgm2 100 kg

c Balokgording tepi kantilever 200 kgm2

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

Berhubung peluang untuk terjadi beban hidup penuh yang membebani semua

bagian dan semua unsur struktur pemikul secara serempak selama unsur gedung

tersebut adalah sangat kecil maka pada perencanaan balok induk dan portal dari

system pemikul beban dari suatu struktur gedung beban hidupnya dikalikan

dengan suatu koefisien reduksi yang nilainya tergantung pada penggunaan

gedung yang ditinjau dan yang dicantumkan pada tabel 25

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

11

Tabel 25 Koefisien reduksi beban hidup

Penggunaan gedung

Koefisien Reduksi Beban HidupPerencanaan balok

induk dan portal Peninjauan

gempa

PERUMAHANPENGHUNIAN

Rumah tinggal asrama hotel rumah sakit

075 030

PENDIDIKAN Sekolah Ruang kuliah

090

050

PERTEMUAN UMUM Mesjid gereja bioskop restoran ruang dansa ruang pagelaran

090 050

KANTOR Kantor Bank 060 030

PERDAGANGAN

Toko toserba pasar 080 080

PENYIMPANAN

Gudang perpustakaan ruang arsip 080 080

INDUSTRI Pabrik bengkel 100 090

TEMPAT KENDARAAN

Garasi gedung parkir 090 050

GANG amp TANGGA - Perumahanpenghunian - Pendidikan kantor - Pertemuan umum perdagangan - Penyimpanan industri tempat

kendaraan

075 075 090

030 050 050

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

12

2113 Beban Angin (qWL)

Besarnya beban angin yang bekerja pada struktur bangunan tergantung dari

kecepatan angin rapat massa udara letak geografis bentuk dan ketinggian

bangunan serta kekakuan struktur Bangunan yang berada pada lintasan angin

akan menyebabkan angin berbelok atau dapat berhenti Sebagai akibatnya energi

kinetik dari angin akan berubah menjadi energi potensial yang berupa tekanan atau

hisapan pada bangunan Beban Angin adalah semua beban yang bekerja pada

gedung atau bagian gedung

Beban Angin ditentukan dengan menganggap adanya tekanan positif dan tekanan

negatif (hisapan) yang bekerja tegak lurus pada bidang yang ditinjau Besarnya

tekanan positif dan negatif yang dinyatakan dalam kgm2 ini ditentukan dengan

mengalikan tekanan tiup dengan koefisien ndash koefisien angin Tekan tiup harus

diambil minimum 25 kgm2 kecuali untuk daerah di laut dan di tepi laut sampai

sejauh 5 km dari tepi pantai Pada daerah tersebut tekanan hisap diambil minimum

40 kg m2 (dimana V adalah kecepatan angin dalam mdet yang harus ditentukan

oleh instansi yang berwenang Sedangkan koefisien angin ( + berarti tekanan dan ndash

berarti isapan ) beban tekanan angin disederhanakan dalam bentuk koefisen angin

yang di rangkum dalam tabel 26

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

13

Tabel 26 Koefisien Beban Angin

No Jenis Gedung Struktur Posisi Tinjauan Koefisien 1 Gedung tertutup

a Dinding vertikal b Atap segitiga

c Atap segitiga majemuk

- di pihak angin - di belakang angin - sejajar arah angin

- di pihak angin (α lt 65o)

- di pihak angin (65o lt α lt90o) - di belakang angin (semua sudut)

- bidang atap di pihak angin (α lt 65o ) - bidang atap di pihak angin

(65oltαlt90o) - bidang atap di belakang angin (semua sudut)

- bidang atap vertikal di belakang angin (semua sudut)

+ 09 - 04 - 04

( 002α - 04)

+ 09 - 04

( 002α - 04)

+ 09

- 04

+ 04

2 Gedung terbuka sebelah Sama dengan No1 dengan tambahan

- bid dinding dalam di pihak angin

- bid dinding dalam di belakang angin

+ 06

- 03

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

2114Beban Gempa

Perhitungan beban gempa dilakukan dengan standart Tata Cara Perencanaan

ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 1726 2012 Pada

peraturan tersebut menggunakan percepatan permukaan tanah (PGA) sebagai acuan

dasar standart Percepatan permukaan tanah adalah percepatan tanah yang sampai

ke lokasi bangunan tersebut akibat adanya gempa dari pusat gempa Variasi

percepatan permukaan tanah bervariasi tergantung jarak dari pusat gempa

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

14

Sumber httpekspedisikompascomcincinapiindexphpinfografis39

Gambar 21 Jalur Cincin Api dan Gunung Berapi Sebagai Pusat Gempa

Gambar 22 Peta Gempa Pada SNI 1726 2012

Beban Gempa rencana pada SNI 1726 2012 ditetapkan sebagai gempa dengan

kemungkinan terlewati besaran nya selama umur struktur bangunan 50 tahun

sebesar 2 Untuk berbagai kategori risiko struktur bangunan gedung dan non

gedung sesuai Tabel 1 pengaruh gempa rencana terhadapnya harus dikalikan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

15

dengan suatu faktor keutamaan Ie menurut Tabel 2 Khusus untuk struktur

bangunan dengan kategori risiko IV bila dibutuhkan pintu masuk untuk

operasional dari struktur bangunan yang bersebelahan maka struktur bangunan

yang bersebelahan tersebut harus didesain sesuai dengan kategori risiko IV

Tabel 27 Kategori risiko bangunan gedung dan non gedung untuk beban

gempa

Jenis pemanfaatan Kategori risiko

Gedung dan non gedung yang memiliki risiko rendah terhadap jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan termasuk tapi tidak dibatasi untuk antara lain

- Fasilitas pertanian perkebunan perternakan dan perikanan - Fasilitas sementara - Gudang penyimpanan - Rumah jaga dan struktur kecil lainnya

I

Semua gedung dan struktur lain kecuali yang termasuk dalam kategori risiko IIIIIV termasuk tapi tidak dibatasi untuk

- Perumahan - Rumah toko dan rumah kantor - Pasar - Gedung perkantoran - Gedung apartemen rumah susun - Pusat perbelanjaan mall - Bangunan industri - Fasilitas manufaktur - Pabrik

II

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

16

Tabel 27 Kategori risiko bangunan gedung dan non gedung untuk beban

gempa (lanjutan)

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

Jenis pemanfaatan Kategori risiko

Gedung dan non gedung yang memiliki risiko tinggi terhadap jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan termasuk tapi tidak dibatasi untuk

- Bioskop - Gedung pertemuan - Stadion - Fasilitas kesehatan yang tidak memiliki unit bedah dan unit gawat darurat - Fasilitas penitipan anak - Penjara - Bangunan untuk orang jompo

Gedung dan non gedung tidak termasuk kedalam kategori risiko IV yang memiliki potensi untuk menyebabkan dampak ekonomi yang besar danatau gangguan massal terhadap kehidupan masyarakat sehari-hari bila terjadi kegagalan termasuk tapi tidak dibatasi untuk

- Pusat pembangkit listrik biasa - Fasilitas penanganan air - Fasilitas penanganan limbah - Pusat telekomunikasi

Gedung dan non gedung yang tidak termasuk dalam kategori risiko IV (termasuk tetapi tidak dibatasi untuk fasilitas manufaktur proses penanganan penyimpanan penggunaan atau tempat pembuangan bahan bakar berbahaya bahan kimia berbahaya limbah berbahaya atau bahan yang mudah meledak) yang mengandung bahan beracun atau peledak di mana jumlah kandungan bahannya melebihi nilai batas yang disyaratkan oleh instansi yang berwenang dan cukup menimbulkan bahaya bagi masyarakat jika terjadi kebocoran

III

Gedung dan non gedung yang ditunjukkan sebagai fasilitas yang penting termasuk tetapi tidak dibatasi untuk

- Bangunan-bangunan monumental - Gedung sekolah dan fasilitas pendidikan - Rumah sakit dan fasilitas kesehatan lainnya yang memiliki fasilitas bedah

dan unit gawat darurat - Fasilitas pemadam kebakaran ambulans dan kantor polisi serta garasi

kendaraan darurat - Tempat perlindungan terhadap gempa bumi angin badai dan tempat

perlindungan darurat lainnya - Fasilitas kesiapan darurat komunikasi pusat operasi dan fasilitas lainnya

untuk tanggap darurat - Pusat pembangkit energi dan fasilitas publik lainnya yang dibutuhkan pada

saat keadaan darurat - Struktur tambahan (termasuk menara telekomunikasi tangki penyimpanan

bahan bakar menara pendingin struktur stasiun listrik tangki air pemadam kebakaran atau struktur rumah atau struktur pendukung air atau material atau peralatan pemadam kebakaran ) yang disyaratkan untuk beroperasi pada saat keadaan darurat

Gedung dan non gedung yang dibutuhkan untuk mempertahankan fungsi struktur bangunan lain yang masuk ke dalam kategori risiko IV

IV

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

17

Tabel 28 Faktor keutamaan gempa

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

lokasi proyek berada pada daerah wilayah medan (045g = 441 ms2) sehingga

di digunakan spectrum rencana sebagai berikut

Sumber httppuskimpugoidAplikasidesain_spektra_indonesia_2011

Gambar 23 Respon Spektrum Gempa Rencana Wilayah Medan

(SNI-03-1726-2012)

Kategori risiko Faktor keutamaan gempa Ie

I atau II 10III 125IV 150

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

18

Sistem penahan gaya gempa lateral dan vertikal dasar harus memenuhi salah

satu tipe yang ditunjukkan dalam Tabel 9 atau kombinasi sistem seperti dalam

722 723 dan 724 Pembagian setiap tipe berdasarkan pada elemen vertikal

yang digunakan untuk menahan gaya gempa lateral Sistem struktur yang

digunakan harus sesuai dengan batasan system struktur dan batasan ketinggian

struktur yang ditunjukkan dalam Tabel 9 Koefisien modifikasi respons yang

sesuai R faktor kuat lebih sistem 0 Ω dan koefisien amplifikasi defleksi d C

sebagaimana ditunjukkan dalam Tabel9 harus digunakan dalam penentuan

geser dasar gaya desain elemen dan simpangan antarlantai tingkatdesain

Setiap sistem penahan gaya gempa yang dipilih harus dirancang dan didetailkan

sesuai dengan persyaratan khusus bagi sistem tersebut yang ditetapkan dalam

dokumen acuan yang berlaku seperti terdaftar dalam Tabel 9 dan persyaratan

tambahan yang ditetapkan dalam 714 Sistem penahan gaya gempa yang tidak

termuat dalam Tabel 9 diijinkan apabila data analitis dan data uji diserahkan

kepada pihak yang berwenang memberikan persetujuan yang membentuk

karakteristik dinamis dan menunjukkan tahanan gaya lateral dan kapasitas

disipasi energi agar ekivalen dengan sistem struktur yang terdaftar dalam Tabel

9 untuk nilainilai ekivalen dari koefisien modifikasi respons R koefisien kuat-

lebih sistem Ω0 dan factor amplifikasi defleksi Cd (SNI 17262012)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

19

Tabel 29 Faktor R Cd dan Ω0 untuk sistem penahan gaya gempa

Sistem penahan-gaya seismik

Koefisien modifika

si respons

Ra

Faktor kuat- lebih sistem

Ω0g

Faktor

pembesaran defleksi

Cdb

Batasan sistem struktur dan batasan

tinggi struktur h (m) c

Kategori desain seismik

B C D

d E d

F e

A Sistem dinding penumpu 711 712 713 714 715 716 717 718

1 Dinding geser beton bertulang khusus 5 2frac12 5 TB TB 48 48 30

2 Dinding geser beton bertulang biasa 4 2frac12 4 TB TB TI TI TI

3 Dinding geser beton polos didetail 2 2frac12 2 TB TI TI TI TI

4 Dinding geser beton polos biasa 1frac12 2frac12 1frac12 TB TI TI TI TI

5 Dinding geser pracetak menengah 4 2frac12 4 TB TB 12k 12k 12k

6 Dinding geser pracetak biasa 3 2frac12 3 TB TI TI TI TI

7 Dinding geser batu bata bertulang khusus 5 2frac12 3frac12 TB TB 48 48 30

8 Dinding geser batu bata bertulang h

3frac12 2frac12 2frac14 TB TB TI TI TI

9 Dinding geser batu bata bertulang biasa 2 2frac12 1frac34 TB 48 TI TI TI

10Dinding geser batu bata polos didetail 2 2frac12 1frac34 TB TI TI TI TI

11Dinding geser batu bata polos biasa 1frac12 2frac12 1frac14 TB TI TI TI TI

12Dinding geser batu bata prategang 1frac12 2frac12 1frac34 TB TI TI TI TI

13Dinding geser batu bata ringan (AAC) bertulang biasa

2 2frac12 2 TB 10 TI TI TI

14Dinding geser batu bata ringan (AAC) polos biasa

1frac12 2frac12 1frac12 TB TI TI TI TI

15Dinding rangka ringan (kayu) dilapisidengan panel struktur kayu yang ditujukanuntuk tahanan geser atau dengan lembaran baja

6frac12 3 4 TB TB 20 20 20

16Dinding rangka ringan (baja canai dingin)yang dilapisi dengan panel struktur kayuyang ditujukan untuk tahanan geser ataudengan lembaran baja

6frac12 3 4 TB TB 20 20 20

17 Dinding rangka ringan dengan panel geser dari semua material lainnya

2 2frac12 2 TB TB 10 TI TI

18Sistem dinding rangka ringan (baja canai dingin) menggunakan bresing strip datar

4 2 3frac12 TB TB 20 20 20

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

20

Tabel 29 Faktor R Cd dan Ω0 untuk sistem penahan gaya gempa (lanjutan)

Sistem penahan-gaya seismik

Koefisien modifikasi respons

Ra

Faktor kuat- lebih sistem

Ω0g

Faktor

pembesarandefleksi

Cdb

Batasan sistem struktur dan batasan

tinggi struktur h (m) c

Kategori desain seismik

B C D d E

d F

e

B Sistem rangka bangunan

1 Rangka baja dengan bresing eksentris 8 2 4 TB TB 48 48 30

2 Rangka baja dengan bresing konsentris 6 2 5 TB TB 48 48 30 3 Rangka baja dengan bresing konsentris biasa 3frac14 2 3frac14 TB TB 10j 10j TIj

4 Dinding geser beton bertulang khusus 6 2frac12 5 TB TB 48 48 30

5 Dinding geser beton bertulang biasa 5 2frac12 4 TB TB TI TI TI 6 Dinding geser beton polos detail 2 2frac12 2 TB TI TI TI TI

7 Dinding geser beton polos biasa 1frac12 2frac12 1 TB T TI TI TI

8 Dinding geser pracetak menengah 5 2frac12 4 TB TB 12k 12k 12k

9 Dinding geser pracetak biasa 4 2frac12 4 TB TI TI TI TI 10Rangka baja dan beton komposit

dengan bresing eksentris 8 2 4 TB TB 48 48 30

11Rangka baja dan beton komposit dengan bresing konsentris khusus

5 2 4frac12

TB TB 48 48 30

12Rangka baja dan beton komposit dengan bresing biasa

3 2 3 TB TB TI TI TI

13Dinding geser pelat baja dan beton komposit 6frac12 2frac12 5 TB TB 48 48 30

14Dinding geser baja dan beton komposit 6 2frac12 5 TB TB 48 48 30

15Dinding geser baja dan beton komposit biasa 5 2frac12 4 TB TB TI TI TI

16Dinding geser batu bata bertulang khusus 5frac12 2frac12 4 TB TB 48 48 30

17Dinding geser batu bata bertulang menengah 4 2frac12 4 TB TB TI TI TI

18Dinding geser batu bata bertulang biasa 2 2frac12 2 TB 48 TI TI TI

19Dinding geser batu bata polos didetail 2 2frac12 2 TB TI TI TI TI

20Dinding geser batu bata polos biasa 1frac12 2frac12 1 TB T TI TI TI

21Dinding geser batu bata prategang 1frac12 2frac12 1 TB T TI TI TI

22Dinding rangka ringan (kayu) yang dilapisi dengan panel struktur kayu yangdimaksudkan untuk tahanan geser

7 2frac12 4frac12 TB TB 22 22 22

23Dinding rangka ringan (baja canai dingin)yang dilapisi dengan panel struktur kayuyang dimaksudkan untuk tahanan geser atau dengan lembaran baja

7 2frac12 4frac12 TB TB 22 22 22

24Dinding rangka ringan dengan panel geser dari semua material lainnya

2frac12 2frac12 2frac12 TB TB 10 TB TB

25Rangka baja dengan bresing terkekang terhadap tekuk

8 2frac12 5 TB TB 48 48 30

26Dinding geser pelat baja khusus 7 2 6 TB TB 4 48 30

C Sistem rangka pemikul momen

1 Rangka baja pemikul momen khusus 8 3 5frac12 TB TB T TB TB

2 Rangka batang baja pemikul momen khusus 7 3 5frac12 TB TB 48 30 TI

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

21

Tabel 29 Faktor R Cd dan Ω0 untuk sistem penahan gaya gempa (lanjutan)

Sistem penahan-gaya seismik

Koefisien

modifikasi respons

Ra

Faktor kuat- lebih sistem

Ω0g

Faktor

pembesaran defleksi

Cdb

Batasan sistem struktur dan batasan

tinggi struktur h (m) c

Kategori desain seismik

B C Dd E

d F

e

3 Rangka baja pemikul momen menengah 4frac12 3 4 TB 1TB 10hi TIh TIi

4 Rangka baja pemikul momen biasa 3frac12 3 3 TB TB TIh TIh TIi

5 Rangka beton bertulang pemikul momen khusus

8 3 5frac12 TB TB TB TB TB

6 Rangka beton bertulang pemikul momen menengah

5 3 4frac12 TB TB TI TI TI

7 Rangka beton bertulang pemikul momen 3 3 2frac12 TB TI TI TI TI

8 Rangka baja dan beton komposit pemikul momen khusus

8 3 5frac12 TB TB TB TB TB

9 Rangka baja dan beton komposit pemikul momen menengah

5 3 4frac12 TB TB TI TI TI

10Rangka baja dan beton komposit terkekang parsial pemikul momen

6 3 5frac12 48 48 30 TI TI

11Rangka baja dan beton komposit pemikul momen biasa

3 3 2frac12 TB TI TI TI TI

12 Rangka baja canai dingin pemikul momen khusus dengan pembautan

3frac12 3o 3frac12 10 10 10 10 10

D Sistem ganda dengan rangka pemikul momen khusus yang mampu menahan paling sedikit 25 persen gaya gempayang ditetapkan

1 Rangka baja dengan bresing eksentris 8 2frac12 4 TB TB TB TB TB

2 Rangka baja dengan bresing konsentris khusus

7 2frac12 5frac12 TB TB TB TB TB

3 Dinding geser beton bertulang khusus 7 2frac12 5frac12 TB TB TB TB TB

4 Dinding geser beton bertulang biasa 6 2frac12 5 TB TB TI TI TI

5 Rangka baja dan beton komposit dengan bresing eksentris

8 2frac12 4 TB TB TB TB TB

6 Rangka baja dan beton komposit dengan bresing konsentris khusus

6 2frac12 5 TB TB TB TB TB

7 Dinding geser pelat baja dan beton 7frac12 2frac12 6 TB TB TB TB TB

8 Dinding geser baja dan beton komposit 7 2frac12 6 TB TB TB TB TB

9 Dinding geser baja dan beton komposit 6 2frac12 5 TB TB TI TI TI 10Dinding geser batu bata bertulang khusus 5frac12 3 5 TB TB TB TB TB

11Dinding geser batu bata bertulang 4 3 3frac12 TB TB TI TI TI

12Rangka baja dengan bresing terkekang terhadap tekuk

8 2frac12 5 TB TB TB TB TB

13Dinding geser pelat baja khusus 8 2frac12 6frac12 TB TB TB TB TB

E Sistem ganda dengan rangka pemikul momen menengah mampu menahan paling sedikit 25 persen gayagempayang ditetapkan

1 Rangka baja dengan bresing

konsentris khususf

6 2frac12 5 TB TB 10 TI TIhk

2 Dinding geser beton bertulang khusus 6frac12 2frac12 5 TB TB 48 30 30

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

22

Tabel 29 Faktor R Cd dan Ω0 untuk sistem penahan gaya gempa (lanjutan)

Sistem penahan-gaya seismik

Koefisien

modifikasi respons

Ra

Faktor kuat- lebih sistem

Ω0g 0

Faktor

pembesaran defleksi

Cdb

Batasan sistem struktur dan batasan

tinggi struktur h (m) c

Kategori desain seismik

B C Dd E d F e

3 Dinding geser batu bata bertulang biasa 3 3 2frac12 TB 48 TI T TI 4 Dinding geser batu bata bertulang 3frac12 3 3 TB TB TI TI TI

5 Rangka baja dan beton komposit dengan bresing konsentris khusus

5frac12 2frac12 4frac12 TB TB 48 30 TI

6 Rangka baja dan beton komposit dengan bresing biasa

3frac12 2frac12 3 TB TB TI TI TI

7 Dinding geser baja dan betonkomposit 5 3 4frac12 TB TB TI TI TI

8 Dinding geser beton bertulang biasa 5frac12 2frac12 4frac12 TB TB TI TI TI

F Sistem interaktif dinding geser-rangka dengan rangka pemikul momen beton bertulang biasa dan dinding geser beton bertulang biasa

4frac12 2frac12 4 TB TI TI TI TI

G Sistem kolom kantilever didetail untuk memenuhi persyaratan

1 Sistem kolom baja dengan kantilever khusus

2frac12 1frac14 2frac12 10 10 10 10 10

2 Sistem kolom baja dengan kantilever biasa 1frac14 1frac14 1frac14 10 10 TI TIhi TIh

i3 Rangka beton bertulang pemikul momen

khusus 2frac12 1frac14 2frac12 10 10 10 10 10

4 Rangka beton bertulang pemikul momen menengah

1frac12 1frac14 1frac12 10 10 TI TI TI

5 Rangka beton bertulang pemikul momen biasa

1 1frac14 1 10 TI TI TI TI

6 Rangka kayu 1frac12 1frac12 1frac12 10 10 10 TI TI

H Sistem baja tidak didetail secara khusus untuk ketahanan seismik tidak termasuk sistem kolom kantilever

3 3 3 TB TB TI TI TI

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

Bekerjanya beban untuk bangunan bertingkat berlaku sistem gravitasi yaitu

elemen struktur yang berada di atas akan membebani elemen struktur di

bawahnya atau dengan kata lain elemen struktur yang mempunyai kekuatan

lebih besar akan menahan atau memikul elemen struktur yang mempunyai

kekuatan lebih kecil

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

23

Dengan demikian sistem bekerjanya beban untuk elemen ndash elemen struktur

gedung bertingkat secara umum dapat dinyatakan sebagai berikut beban pelat

lantai didistribusikan terhadap balok anak dan balok portal beban balok portal

didistribusikan ke kolom dan beban kolom kemudian diteruskan ke tanah dasar

melalui pondasi

Dalam perumusan kriteria desain seismik suatu bangunan di permukaan tanah

atau penentuan amplifikasi besaran percepatan gempa puncak dari batuan dasar

ke permukaan tanah untuk suatu situs maka situs tersebut harus diklasifikasikan

terlebih dahulu Profil tanah di situs harus diklasifikasikan sesuai dengan Tabel

210 berdasarkan profil tanah lapisan 30 m paling atas Penetapan kelas situs

harus melalui penyelidikan tanah di lapangan dan dilaboratorium yang

dilakukan oleh otoritas yang berwewenang atau ahli desain geoteknik

bersertifikat dengan minimal mengukur secara independen dua dari tiga

parameter tanah yang tercantum dalam Tabel 210 Dalam hal ini kelas situs

dengan kondisi yang lebih buruk harus diberlakukan Apabila tidak tersedia data

tanah yang spesifik pada situs sampai kedalaman 30 m maka sifat-sifat tanah

harus diestimasi oleh seorang ahli geoteknik yang memiliki sertifikatijin

keahlian yang menyiapkan laporan penyelidikan tanah berdasarkan kondisi

getekniknya Penetapan kelas situs SA dan kelas situs SB tidak diperkenankan

jika terdapat lebih dari 3 m lapisan tanah antara dasar telapak atau rakit fondasi

dan permukaan batuan dasar (SNI 17262012)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

24

Tabel 210 Klasifikasi situs

Kelas situs vs (mdetik) N atau N ch su (kPa)

SA (batuan keras) gt1500 NA NA SB (batuan) 750 sampai 1500 NA NA SC (tanah keras sangat padat dan batuan lunak)

350 sampai 750 gt50

2100

SD (tanah sedang) 175 sampai 350 15sampai 50 50 sampai100 lt 175 lt15 lt 50SE (tanah lunak) Atau setiap profil tanah yang mengandung lebih dari 3 m tanah dengan

karateristik sebagai berikut 1 Indeks plastisitas PI gt 20 2 Kadar air w 2 40 3 Kuat geser niralir su lt 25 kPa

SF (tanah khusus)

Setiap profil lapisan tanah yang memiliki salah satu atau lebih dari karakteristik berikut - Rawan dan berpotensi gagal atau runtuh akibat beban gempa seperti

mudah likuifaksi lempung sangat sensitif tanah tersementasi lemah - Lempung sangat organik danatau gambut (ketebalan H gt 3 m)

- Lempung berplastisitas sangat tinggi (ketebalan H gt 75 m dengan

Indeks Plasitisitas PI gt 75 ) Lapisan lempung lunaksetengah teguh dengan ketebalan H gt 35 m

dengan su lt 50 kPa

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

- Kecepatan rata-rata gelombang geser Vs

Dimana

di = tebal setiap lapisan antara kedalaman 0 sampai 30 meter

Vsi = kecepatan gelombang geser lapisan i dinyatakan dalam meter per

detik (mdetik)

- Tahanan penetrasi standar lapangan rata-rata N

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

25

Dimana

di = tebal setiap lapisan antara kedalaman 0 sampai 30 meter

Ni = tahanan penetrasi standar 60 persen energy ( N60 ) yang terukur

langsung di lapangan tanpa koreksi dengan nilai tidak lebih dari

305 pukulanm

- Kuat geser niralir rata-rata Su

Dimana

dc = jumlah ketebalan total dari lapisan - lapisan tanah kohesif di

dalam lapisan 30 meter paling atas

Sui = kuat geser niralir (kPa) dengan nilai tidak lebih dari 250 kPa

Untuk penentuan respons spektral percepatan gempa MCER di permukaan tanah

diperlukan suatu faktor amplifikasi seismik pada perioda 02 detik dan perioda 1

detik Faktor amplifikasi meliputi faktor amplifikasi getaran terkait percepatan pada

getaran perioda pendek (Fa) dan faktor amplifikasi terkait percepatan yang

mewakili getaran perioda 1 detik (Fv) Parameter spektrum respons percepatan pada

perioda pendek (SMS) dan perioda 1 detik (SM1) Yang disesuaikan dengan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

26

pengaruh klasifikasi situs (SNI 17262012) harus ditentukan dengan perumusan

berikut ini

SMS = Fa Ss

SM1 = Fv S1

Dimana

Ss = parameter respons spektral percepatan gempa MCER terpetakan untuk

perioda pendek

S1 = parameter respons spektral percepatan gempa MCER terpetakan untuk

perioda 10 detik

dan koefisien situs Fa dan Fv mengikuti Tabel 211 dan Tabel 212

Tabel 211 Koefisien situs Fa

Kelas situs

Parameter respons spektral percepatan gempa (MCER) terpetakan padaperioda pendek T=02 detik Ss

Ss s 025 Ss = 05 Ss = 075 Ss = 10 Ss 2 125 SA 08 08 08 08 08SB 10 10 10 10 10SC 12 12 11 10 10SD 16 14 12 11 10SE 25 17 12 09 09SF SSb

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

CATATAN

- Untuk nilai-nilai antara Ss dapat dilakukan interpolasi linier

- SS = Situs yang memerlukan investigasi geoteknik spesifik dan analisis respons situs spesifik

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

27

Tabel 212 Koefisien situs Fv

Kelas situs

Parameter respons spektral percepatan gempa MCER terpetakan padaperioda 1 detik S1

S1 s 01 S1 = 02 S1 = 03 S1 = 04 S1 2 05 SA 08 08 08 08 08SB 10 10 10 10 10SC 17 16 15 14 13SD 24 2 18 16 15SE 35 32 28 24 24SF SSb

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

CATATAN

- Untuk nilai-nilai antara Ss dapat dilakukan interpolasi linier

- SS = Situs yang memerlukan investigasi geoteknik spesifik dan analisis respons situs spesifik Struktur harus ditetapkan memiliki suatu kategori desain seismik Struktur dengan

kategori risiko I II atau III yang berlokasi di mana parameter respons spektral

percepatan terpetakan pada perioda 1 detik S1 lebih besar dari atau sama dengan

075 harus ditetapkan sebagai struktur dengan kategori desain seismik E Struktur

yang berkategori risiko IV yang berlokasi di mana parameter respons spektral

percepatan terpetakan pada perioda 1 detik S1 lebih besar dari atau sama dengan

075 harus ditetapkan sebagai struktur dengan kategori desain seismik F Semua

struktur lainnya harus ditetapkan kategori desain seismiknya berdasarkan kategori

risikonya dan parameter respons spektral percepatan desainnya SDS dan SD1

Masing-masing bangunan dan struktur harus ditetapkan ke dalam kategori desain

seismik yang lebih parah dengan mengacu pada Tabel 213 atau 214 terlepas dari

nilai perioda fundamental getaran struktur T (SNI 17262012)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

28

Tabel 213 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan pada perioda pendek

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

Tabel 214 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons

percepatan pada perioda 1 detik

Nilai S D1 Kategori risiko

I atau II atau III IV

SD1 lt 0167 A A

0067 lt SD1 lt 0133 B C

0133 lt SD1 lt 020 C D

020 lt SD1 D D (Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung

dan non gedung SNI 17262012)

Geser dasar seismik V dalam arah yang ditetapkan harus ditentukan sesuai

dengan persamaan berikut

V = Cs W

Keterangan

Cs = koefisien respons seismik

W = berat seismik efektif

Berat seismik efektif struktur W menurut SNI 17262012 harus menyertakan

seluruh beban mati dan beban lainnya yang terdaftar di bawah ini

Nilai SDS Kategori risiko

I atau II atau III IV

SDS lt 0167 A A

0167 lt SDS lt 033 B C

033 lt SDS lt 050 C D

050 lt SDS D D

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

29

1 Dalam daerah yang digunakan untuk penyimpanan minimum sebesar 25

persen beban hidup lantai (beban hidup lantai di garasi publik dan struktur

parkiran terbuka serta beban penyimpanan yang tidak melebihi 5 persen

dari berat seismik efektif pada suatu lantai tidak perlu disertakan)

2 Jika ketentuan untuk partisi disyaratkan dalam desain beban lantai diambil

sebagai yang terbesar di antara berat partisi aktual atau berat daerah lantai

minimum sebesar 048 kNm2

3 Berat operasional total dari peralatan yang permanen

4 Berat lansekap dan beban lainnya pada taman atap dan luasan sejenis

lainnya

Koefisien respons seismik Cs harus ditentukan sesuai dengan

Cs =

Dimana

SDS = parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang perioda

pendek

R = faktor modifikasi respons dalam Tabel 29

Ie = faktor keutamaan gempa yang ditentukan sesuai Tabel 28

Nilai Cs yang dihitung sesuai dengan Persamaan diatas tidak perlu melebihi Cs dari

persamaan di bawah

Cs =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

30

Cs yang di dapatkan harus tidak kurang dari

Cmin = 0044 SDS Ie gt 001

Sebagai tambahan untuk struktur yang berlokasi di daerah di mana 1 S sama

dengan atau lebih besar dari 06g maka Cs harus tidak kurang dari

Cs =

Dimana

SDS = parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang perioda

pendek

SD1 = parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang sebesar

10 detik

R = faktor modifikasi respons dalam Tabel 29

Ie = faktor keutamaan gempa yang ditentukan sesuai Tabel 28

T = perioda fundamental struktur (detik)

Perioda fundamental pendekatan Ta dalam detik harus ditentukan dari

Ta = Ct

Dimana

hn = ketinggian struktur dalam (m)

Ct = koefisien prioda struktur pendekatan yang ditentukan dalam tabel 213

x = koefisien ketinggian yang ditentukan dalam tabel 213

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

31

Tabel 215 Nilai parameter perioda pendekatan Ct dan x

Tipe struktur Ct x

Sistem rangka pemikul momen di mana rangka memikul 100 persen gaya gempa yang disyaratkan dan tidak dilingkupi atau dihubungkan dengan komponen yang lebih kaku dan akan mencegah rangka dari defleksi jika dikenai gaya gempa

Rangka baja pemikul momen 00724 a 08

Rangka beton pemikul momen 00466 a 09

Rangka baja dengan bresing eksentris 00731 a 075

Rangka baja dengan bresing terkekang terhadap tekuk 00731 a 075

Semua sistem struktur lainnya 00488 a 075

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

Sebagai alternatif menurut SNI 17262012 untuk menentukan perioda fundamental

pendekatan Ta dalam detik dari persamaan berikut untuk struktur dengan

ketinggian tidak melebihi 12 tingkat di mana sistem penahan gaya gempa terdiri

dari rangka penahan momen beton atau baja secara keseluruhan dan tinggi tingkat

paling sedikit 3 m

Ta = 01N

Dimana

N = jumlah tingkat (m)

Perioda fundamental struktur harus dibatasi dengan

Tmax = Cu Ta

Dimana

Ta = waktu getar struktur dalam (m)

Cu = koefisien batas prioda struktur yang ditentukan dalam tabel 214

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

32

Tabel 216 Koefisien untuk batas perioda struktur

Parameter percepatan respons spektral desain pada 1 detik S D1

Koefisien Cu

gt 04 14 03 14 02 15

015 16

lt 01 17 (Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur

gedung dan non gedung SNI 17262012)

212 Kombinasi Pembebanan

komponen-elemen struktur dan elemen-elemen fondasi menurut SNI

17262012 harus dirancang sedemikian hingga kuat rencananya sama atau melebihi

pengaruh beban-beban terfaktor dengan kombinasi-kombinasi sebagai berikut

1 14D

2 12D + 16L + 05(Lr atau R)

3 12D + 16(Lr atau R) + (L atau 05W)

4 12D + 10 W + L + 05(Lr atau R)

5 12D + 10 E + L

6 09D + 10 W

7 09D + 10 E

8

Pengaruh beban gempa E harus ditentukan sesuai dengan berikut ini

1 Untuk penggunaan dalam kombinasi beban 5 dalam

E = Eh + Ev

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

33

2 Untuk penggunaan dalam kombinasi beban 7

E = Eh - Ev

Keterangan

E = pengaruh beban gempa

Eh = pengaruh beban gempa horisontal

Ev = pengaruh beban gempa vertikal

Pengaruh beban gempa horisontal Eh harus ditentukan sesuai dengan Persamaan

sebagai berikut

E h = ρQh

Keterangan

Q = pengaruh gaya gempa horisontal dari V atau F p

ρ = faktor redundansi

Untuk struktur yang dirancang untuk kategori desain seismik D E atau Fm

SNI 17262012 mengatur ρ harus sama dengan 13 kecuali jika satu dari dua

kondisi berikut dipenuhi di mana p diijinkan diambil sebesar 10

a Masing-masing tingkat yang menahan lebih dari 35 persen geser dasar dalam

arah yang ditinjau harus sesuai dengan Tabel 212

b Struktur dengan denah beraturan di semua tingkat dengan sistem penahan gaya

gempa terdiri dari paling sedikit dua bentang perimeter penahan gaya gempa

yang merangka pada masing-masing sisi struktur dalam masing-masing arah

ortogonal di setiap tingkat yang menahan lebih dari 35 persen geser dasar

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

34

Jumlah bentang untuk dinding geser harus dihitung sebagai panjang dinding

geser dibagi dengan tinggi tingkat atau dua kali panjang dinding geser dibagi

dengan tinggi tingkat hsx untuk konstruksi rangka ringan

Tabel 217 Persyaratan untuk masing-masing tingkat yang menahan lebih

dari 35 persen gaya geser dasar

Elemen penahan gaya lateral

Persyaratan

Rangka dengan bresing

Pelepasan bresing individu atau sambungan yang terhubung tidak akan mengakibatkan reduksi kuat tingkat sebesar lebih dari 33 persen atau sistem yang dihasilkan tidak mempunyai ketidakteraturan torsi yang berlebihan (ketidakteraturan struktur horisontal Tipe 1b)

Rangka pemikul momen

Kehilangan tahanan momen di sambungan balok ke kolom di kedua ujung balok tunggal tidak akan mengakibatkan lebih dari reduksi kuat tingkat sebesar33 persen atau sistem yang dihasilkan tidak mempunyai ketidakteraturantorsi yang berlebihan (ketidakteraturan struktur horisontal Tipe 1b)

Dinding geser atau pilar dinding dengan rasio tinggi terhadap panjang lebih besar dari 10

Pelepasan dinding geser atau pier dinding dengan rasio tinggi terhadap panjang lebih besar dari 10 di semua tingkat atau sambungan kolektor yang terhubung tidak akan mengakibatkan lebih dari reduksi kuat tingkat sebesar 33 persen atau sistem yang dihasilkan mempunyai ketidakteraturan torsi yang berlebihan (ketidakteraturan struktur horisontal Tipe 1b)

Kolom kantilever Kehilangan tahanan momen di sambungan dasar semua kolom kantilever tunggal tidak akan mengakibatkan lebih dari reduksi kuat tingkat sebesar 33 persen atau sistem yang dihasilkan mempunyai ketidakteraturan torsi yang berlebihan (ketidakteraturan struktur horisontal Tipe 1b)

Lainnya Tidak ada persyaratan

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

22 Kinerja Struktur Gedung

221 Kinerja Batas Layan

Kinerja batas layan struktur gedung ditentukan oleh simpangan antar tingkat

akibat pengaruh gempa rencana yaitu untuk membatasi terjadinya pelelehan baja

dan peretakan beton yang berlebihan di samping untuk mencegah kerusakan

nonstruktur dan ketidaknyamanan penghuni Simpangan antar-tingkat ini harus

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

35

dihitung dari simpangan struktur gedung tersebut akibat pengaruh gempa nominal

yang telah dibagi Faktor Skala

Faktor Skala =

gt 1

Dimana

V1 = Gaya geser dasar nominal sebagai respons dinamik ragam yang

pertama saja

Vt = Gaya geser dasar nominal yang didapat dari hasil analisis ragam

spektrum respons yang telah dilakukan

Gaya geser dasar nominal yang didapat dari hasil spektrum respons Analisis harus

dilakukan untuk menentukan ragam getar alami untuk struktur Analisis harus

menyertakan jumlah ragam yang cukup untuk mendapatkan partisipasi massa

ragam terkombinasi sebesar paling sedikit 90 persen dari massa aktual dalam

masing-masing arah horisontal ortogonal dari respons yang ditinjau oleh model

Parameter respons ragam untuk masing-masing parameter desain terkait gaya yang

ditinjau termasuk simpangan antar lantai tingkat gaya dukung dan gaya elemen

struktur individu untuk masing-masing ragam respons harus dihitung menggunakan

properti masing-masing ragam dan spectrum respons dibagi dengan kuantitas (R

Ie) Parameter respons terkombinasi untuk perpindahan dan kuantitas simpangan

antar lantai harus dikalikan dengan kuantitas (CdIe) Nilai untuk masing-masing

parameter yang ditinjau yang dihitung untuk berbagai ragam harus

dikombinasikan menggunakan metoda akar kuadrat jumlah kuadrat (SRSS) atau

metoda kombinasi kuadrat lengkap (CQC) sesuai dengan SNI 17262012 Metoda

CQC harus digunakan untuk masing-masing nilai ragam di mana ragam berjarak

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

36

dekat mempunyai korelasi silang yang signifikan di antara respons translasi dan

torsi

Kinerja batas ultimit struktur gedung ditentukan oleh simpangan antar-tingkat

maksimum struktur gedung akibat pengaruh gempa rencana dalam kondisi struktur

gedung di ambang keruntuhan yaitu untuk membatasi kemungkinan terjadinya

keruntuhan struktur gedung yang dapat menimbulkan korban jiwa manusia dan

untuk mencegah benturan berbahaya antar-gedung atau antar bagian struktur

gedung yang dipisah dengan sela pemisah (sela delatasi) simpangan antar-tingkat

ini harus dihitung dari simpangan struktur gedung akibat pembebanan gempa

nominal (SNI 17262002) Penentuan simpangan antar lantai tingkat desain ( ∆ )

harus dihitung sebagai perbedaan defleksi pada pusat massa di tingkat teratas dan

terbawah yang ditinjau Lihat Gambar 24 Apabila pusat massa tidak terletak

segaris dalam arah vertikal diijinkan untuk menghitung defleksi di dasar tingkat

berdasarkan proyeksi vertikal dari pusat massa tingkat di atasnya (SNI 17262012)

Gambar 24 Penentuan simpangan antar lantai

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

37

Defleksi pusat massa di tingkatx (δx) (mm) harus ditentukan sesuai dengan

persamaan berikut

δx =

Dimana

Cd = faktor amplifikasi defleksi dalam Tabel 29

δxe = defleksi pada lokasi yang disyaratkan pada pasal ini yang ditentukan

dengan analisis elastis

Ie = faktor keutamaan gempa yang ditentukan sesuai dengan tabel 28

Simpangan antar lantai tingkat desain ∆ tidak boleh melebihi simpangan antar

lantai tingkat ijin ∆a seperti didapatkan dari Tabel 213 untuk semua tingkat

Tabel 218 Simpangan antar lantai ijin

Struktur

Kategori risiko

I atau II III IV

Struktur selain dari struktur dinding geser batu bata 4 tingkat atau kurang dengan dinding interior partisi langit-langit dan sistem dinding eksterior yang telah didesain untuk mengakomodasi simpangan antar lantai tingkat

0025h c

sx 0020 hsx 0015 hsx

Struktur dinding geser kantilever batu batad 0010 hsx 0010 hsx 0010 hsx

Struktur dinding geser batu bata lainnya 0007 hsx 0007 hsx 0007 hsx

Semua struktur lainnya 0020 hsx 0015 hsx 0010 hsx

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

Dua bagian struktur gedung yang tidak direncanakan untuk bekerja sama sebagai

satu kesatuan dalam mengatasi pengaruh Gempa Rencana harus dipisahkan yang

satu terhadap yang lainnya dengan suatu sela pemisah (sela delatasi) yang lebarnya

paling sedikit harus sama dengan jumlah simpangan masing-masing bagian struktur

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

38

gedung pada taraf itu Dalam segala hal lebar sela pemisah tidak boleh ditetapkan

kurang dari 75 mm (SNI 17262012)

222 Kinerja Batas kekuatan

2221 Perencanaan Pelat Floor Deck

Floor deck pada pelat menggantikan fungsi tulangan Tarik pada daerah

lapangan Analisis pelat floor deck meggunakan metode pelat satu arah Bila pelat

mengalami rotasi bebas pada tumpuan pelat dan tumpuan sangat kaku terhadap

momen puntir maka pelat itu dikatakan jepit penuh Bila balok tepi tidak cukup

kuat untuk mencegah rotasi maka dikatakan terjepit sebagian Tebal minimum

yang ditentukan dalam Tabel 214 berlaku untuk konstruksi satu arah yang tidak

menumpu atau tidak disatukan dengan partisi atau konstruksi lain yang mungkin

akan rusak akibat lendutan yang besar kecuali bila erhitungan lendutan

menunjukkan bahwa ketebalan yang lebih kecil dapat digunakan tanpa

menimbulkan pengaruh yang merugikan

Tabel 219 Tebal Minimum Balok Non-Prategang Atau Pelat Satu Arah Bila

Lendutan Tidak Dihitung Tebal minimum h

Komponen struktur Tertumpu Satu ujung Kedua ujung Kantilever

Komponen struktur tidak menumpu atau tidak dihubungkan dengan partisi ataukonstruksi lainnya yang mungkin rusak oleh lendutan yang besar

Pelat masif satu-arah 20

24

28

10

Balok atau pelat rusuk satu-arah 16

185

21

8

(Sumber Tata cara perhitungan struktur beton untuk bangunan gedung SNI 28472002)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

39

CATATAN Panjang bentang dalam mm Nilai yang diberikan harus digunakan langsung untuk komponen struktur dengan beton normal dan tulangan tulangan Mutu 420 MPa Untuk kondisi lain nilai di atas harus dimodifikasikan sebagai berikut a Untuk struktur beton ringan dengan berat jenis (equilibrium density) w di antara 1440 sampai

1840 kgm3 nilai tadi harus dikalikan dengan (165 ndash 00003wc) tetapi tidak kurang dari 109

b Untuk fy selain 420 MPa nilainya harus dikalikan dengan (04 + fy700)

a Disain pada Momen Positif

Disain pada momen positif gaya Tarik disumbangkan oleh metal deck dan

gaya tekan disumbangkan oleh beton Dalam hal ini penampang beton

berbentuk persegi panjang

Gambar 25 Diagram tegangan momen positif floor deck

Penulangan lentur dihitung analisa tulangan tunggal dengan langkah-langkah

sebagai berikut

Mn =

Dimana ϕ= 08

Rn =

m =

ρ = 1 ndash 1 ndash

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

40

As PERLU = ρ b d

rasio tulangan minimum menggunakan syarat tulangan susut dan tulangan

suhu sebagai acuan dan di tabelkan sebagai berikut

Tabel 220 Rasio Tulangan Minimum Pada Pelat

Jenis Pelat ρmin

Pelat yang menggunakan batang tulangan ulir mutu 300 00020

Pelat yang menggunakan batang tulangan ulir atau jaring kawat las 00018

Pelat yang menggunakan tulangan dengan tegangan leleh melebihi 00018 x 400 fy

(Sumber Tata cara perhitungan struktur beton untuk bangunan gedung SNI 28472002)

Persyaratan lain yang harus dipenuhi dalam mendisain pelat satu arah adalah

jarak tulangan maximum Pasal 12 SNI 03-2847-2002 butir 64 jarak tulangan

adalah

S = ndash 25 Cc

Dimana

fs = 60 fy

Cc = Selimut Beton

b Disain pada Momen Negatif

Disain pada momen positif gaya Tarik disumbangkan oleh wiremesh dan gaya

tekan disumbangkan oleh beton Dalam hal ini penampang beton berbentuk

sebagai berikut

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

41

Gambar 26 Diagram tegangan momen negatif floor deck

2222 Perencanaan Pelat Chekered

Pelat metal didisain menggunakan metode pelat satu arah syarat batas yang

harus di penuhi pelat metal adalah

ϕMn gt Mu

dimana

ϕMn = momen nominal = Zx fy

Mu = momen ultimate

2223 Perencanaan Batang Tekan

Kekuatan tekan disain harus nilai terendah yang diperoleh berdasarkan

keadaan batas dari tekuk lentur tekuk torsi dan tekuk torsi lentur Profil dengan

dominan keruntuhan tekuk lentur kekuatan nominal nya adalah

ϕPn = 09 fcr A

tegangan kritis fcr ditentukan sebagai berikut

a Bila lt 471 ( atau lt 225 )

fcr =0658 fy

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

42

b Bila gt 471 ( atau gt 225 )

fcr =0877 fe

fe =

Dimana

K = faktor panjang efektir

L = panjang profil

r = jari jari inersia

fcr = tegangan kritis

fe = tegangan euler

λ = kelangsingan =

2224 Perencanaan Batang Lentur

Pembebanan balok disesuaikan dengan peraturan pembebanan Indonesia

untuk gedung (PPIUG) 1983 sedangkan pemakaian profil dihitung sesuai dengan

SNI 03-1729-2015

Tabel 221 Nilai kekuatan lentur berdasarkan SNI 1729 2015

PROFIL q Lr Lp MP Mr Vn

kgm m m KN m KN m KN

WF 150 x 75 x 5 x 7 1400 316 084 2354 1509 10800

WF 150 x 100 x 6 x 9 2110 530 120 3609 2346 12787

WF 200 x 100 x 45 x 7 1820 346 112 4089 2720 12830

WF 200 x 100 x 55 x 8 2130 378 112 4802 3128 15840

WF 200 x 150 x 6 x 9 3060 637 182 7108 4688 16762

WF 250 x 125 x 5 x 8 2570 420 141 7327 4845 17856

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

43

Tabel 221 Nilai kekuatan lentur berdasarkan SNI 1729 2015 (lanjutan)

PROFIL q Lr Lp MP Mr Vn

kgm m m KN m KN m KN

WF 250 x 125 x 6 x 9 2960 446 141 8443 5508 21600

WF 300 x 150 x 55 x 8 3200 475 167 10920 7208 23602

WF 300 x 150 x 65 x 9 3670 497 167 12528 8177 28080

WF 350 x 175 x 6 x 9 4140 553 197 16538 10897 29894

WF 350 x 175 x 7 x 11 4960 593 200 20179 13175 35280

WF 400 x 200 x 7 x 11 5660 646 227 26100 17170 39917

WF 400 x 200 x 8 x 13 6600 684 230 30861 20230 46080

WF 450 x 200 x 9 x 14 7600 667 223 38913 25330 58320

WF 500 x 200 x 10 x 16 8960 669 219 50311 32470 72000

WF 600 x 200 x 11 x 17 10600 628 209 68714 44030 95040

HB 100 x 100 x 6 x 8 1720 724 125 2018 1300 8640

HB 125 x 125 x 65 x 9 2380 806 158 3578 2312 11700

HB 150 x 150 x 7 x 10 3150 895 190 5748 3723 15120

HB 175 x 175 x 75 x 11 4020 981 222 8628 5610 18900

HB 200 x 200 x 8 x 12 4990 1072 255 12314 8024 23040

HB 250 x 250 x 9 x 14 7240 1255 319 22483 14739 32400

HB 300 x 300 x 10 x 15 9400 1376 381 35152 23120 43200

HBC 350 x 350 x 12 x 19 13700 1718 449 59834 39100 60480

HBC 400 x 400 x 13 x 21 17200 1903 513 86402 56610 74880

WFC 600 x 300 x 12 x 20 15100 1045 348 103413 68340 101606

WFC 700 x 300 x 13 x 24 18500 1041 344 149968 97920 131040

WFC 800 x 300 x 14 x 26 21000 1010 336 191889 123930 161280

WFC 900 x 300 x 16 x 28 24300 984 324 244178 155380 207360

- Profil I dan Kanal

a Kontrol Momen

ϕMn = 09 Mn

- Apabila L lt Lp

Mn = Mp = Zx fy

- Apabila Lp lt L lt Lr

Mn = Cb Mp ndash ( Mp- Mr)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

44

Apabila L gt Lr

Mn = Mcr = radic 1

=

lt 23

=

= 4 2

=

1 1

= 176

Untuk profil I konstanta torsi dan konstanta warping adalah

J = [ 2b + h ]

Cw =

Untuk profil kanal konstanta torsi dan konstanta warping adalah

J = [ 2b + h ]

Cw = [

]

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

45

Gambar 27 Kuat Momen Lentur Nominal Akibat Tekuk Torsi Lateral

b Kontrol Geser

Untuk profil I

= 060 fyw Aw lt Vu

Persamaan diatas dapat dipenuhi bila syarat kelangsingan untuk tebal pelat web

sebagai berikut

lt

c Kontrol Lendutan

Batas-batas lendutan untuk keadaan kemampuan-layan batas harus sesuai

dengan struktur fungsi penggunaan sifat pembebanan serta elemen-elemen

yang didukung oleh struktur tersebut Batas lendutan maksimum diberikan

dalam Tabel dibawah

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

46

Tabel 222 Batas Lendutan Maksimum

Komponen struktur dengan beban tidak Beban tetap Beban

Balok pemikul dinding atau finishing yang getas L360 - Balok biasa L240 - Kolom dengan analisis orde pertama saja h500 h200 Kolom dengan analisis orde kedua h300 h200

(Sumber Tata cara perencanaan struktur baja untuk bangunan gedung SNI 17292002)

- Profil Siku

a Kontrol Momen

ϕMn = 09 Mn

- Momen Leleh

Mn = 15 My

Dimana

My = momen leleh di sumbu lentur

- Momen dengan tekuk torsi lateral

1 Bila Me lt My

Mn = [ 092 -

] Me

2 Bila Me gt My

Mn = [ 192 ndash 117 ] Me lt 15 My

Lentur di sumbu utama major dari baja siku kaki sama

Me =

Dimana

Lb = Panjang profil tak terkekang

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

47

b = lebar siku

E = elastisitas profil siku

t = tebal profil siku

Me = momen tekuk lateral-torsi elastis

b kontrol geser

ϕVn = 09 06 Aw fy cv

Dimana Vn = kekuatan geser penampang Aw = luas badan = b x t fy = tegangan leleh profil siku Nilai cv dari persamaan diatas ditentukan dengan

- Bila

lt 11

cv = 1

- Bila

11

lt lt 137

cv = 11

x

- Bila

gt 137

cv =

x

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

48

2225 Perencanaan Balok Kolom

Komponen struktur yang mengalami momen lentur dan gaya aksial harus

direncanakan memenuhi ketentuan sebagai berikut

Untuk

gt 02

+ (

+

) lt 1

Untuk

lt 02

+ (

+

) lt 1

Dimana

Pu = Gaya aksial (tarik atau tekan) terfaktor N

Pn = Kuat nominal penampang N

ϕ = Faktor reduksi kekuatan

= 09 untuk aksial tarik

= 09 untuk aksial tekan

Mux = Momen lentur terfaktor terhadap sumbu-x

Muy = Momen lentur terfaktor terhadap sumbu-y

Mnx = Kuat nominal lentur penampang terhadap sumbu-x

Mny = Kuat nominal lentur penampang terhadap sumbu-y

ϕb = Faktor reduksi kekuatan lentur = 09

2226 Perencanaan Balok Komposit

Menurut SNI 17292015 lebar efektif balok komposit adalah

- seperdelapan dari bentang balok pusat-ke-pusat tumpuan

- setengah jarak ke sumbu dari balok yang berdekatan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

49

- jarak ke tepi dari pelat

Kekuatan Lentur Positif balok komposit bisa di disain secara plastis jika memenuhi

lt 376 Jika gt 376 maka momen harus di tentukan dengan

superposisi tegangan elastis (SNI 17292015) Nilai ultimate dari momen lentur

dapat di tinjau dari 2 kondisi yaitu

1 Sumbu netral jatuh pada pelat beton

Besar nya gaya tekan pada kondisi ultimate adalah

C = 085 a be

Gaya tarik pada profil baja adalah

T = As fy

Gaya tarik floor deck adalah

T = Afd fu

Jika ẏ gt (tf - hfd) keseimbangan gaya C = T maka diperoleh

a =

Lengan kopel terhadap gaya tekan

d1 = ts ndash ċ -

d2 = + ts -

Kuat momen lentur nominal positif balok komposit adalah

ϕMn = 09 [ As fy ( d2 ) + Afd fu ( d1 ) ]

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

50

Gambar 28 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan ẏ lt (ts - hfd)

Gambar 29 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan ẏ gt (ts - hfd)

Jika ẏ lt (tf - hfd) gaya tarik floor deck adalah

T = Aefd fu

keseimbangan gaya C = T maka diperoleh

a =

Lengan kopel terhadap gaya tekan

d1 = ts ndash ċ -

d2 = + ts -

Kuat momen lentur nominal positif balok komposit adalah

ϕMn = 09 [ As fy ( d2 ) + Aefd fu ( d1 ) ]

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

51

2 Sumbu netral jatuh pada baja profil

Besar nya gaya tekan pada kondisi ultimate adalah

Cc = 085 a be

Gaya tarik pada profil baja adalah

T = As fy

Keseimbangan gaya diperoleh

Trsquo = Cc + Cs

Besarnya Trsquo sekarang lebih kecil daripada Asfy yaitu

Trsquo = As fy - Cs

Sehingga gaya tekan profil baja

Cc + Cs = As fy - Cs

2Cs = Cc + As fy

Cs =

Jika ẏ lt (ts + tf) Pusat tarik profil

ӯ = ẏ ẏ

lengan kopel terhadap pusat tarik

d1 = d ndash ӯ - (ẏ - ts)

d2 = d ndash ӯ + pusat tekan beton

kapasitas lentur positif nominal

ϕMn = 09 [ Cc ( d2 ) + Cs ( d1 ) ]

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

52

Gambar 210 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan ẏ lt (ts + tf)

Jika (ts+ d) gt ẏ gt (ts + tf) Pusat tarik profil adalah

ӯ

ndash ẏ ẏ

Lengan kopel terhadap gaya tarik

d1 = d ndash ӯ - tf

d2 = d ndash ӯ ndash tf - (ẏ - tf)

d3 = d ndash ӯ + pusat tekan beton

kapasitas lentur positif nominal

ϕMn = 09 [ Cc ( d3 ) + Csf ( d2 ) + Csw ( d1 ) ]

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

53

Gambar 211 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan ẏ gt (ts + tf)

Dimana

As = Luas baja profil mm2

Afd = Luas floor deck mm2

Aefd = Luas efektif floor deck mm2

a Tinggidariluasantekanbetonmm

bE Lebarefektifbeton

C = Gaya tekan KN

Ċ = Titik berat floor deck mm

d = Tinggi baja profil mm

= Tegangan leleh baja profil

= Tegangan ultimate floor deck

hfd = Tinggi floor deck

ts = Tebal pelat lantai mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

54

Kapasitas momen lentur negative menurut SNI 17292015 dapat di tentukan dari

kapasitas momen nominal dari profil baja itu sendiri sebagai alternatif dapat

ditentukan kapasitas momen negatif dari distribusi plastis penampang komposit

untuk keadaan leleh asalkan menenuhi

- Balok baja adalah penampang kompak dan dibreising secara cukup

- Steel headed stud atau angkur kanal baja yang menyambungkan pelat ke

balok baja pada daerah momen negatif

- Tulangan pelat yang paralel pada balok baja di lebar efektif pelat

diperhitungkan dengan tepat

Nilai ultimate dari momen lentur negatif komposit adalah

Gaya tarik tulangan

Tsr = Asr fyr

Gaya tarik floor deck

Tfd = Afd fu

Gaya tarik total

T = Tsr + Tfd

Gaya tekan maximum profil baja

Cmax = As fy

Jika Cmax gt T maka titik berat berada pada profil baja

T + Ts = Cmax ndash Ts

2Ts = Cmax ndash T

Ts = (Cmax ndash T)

Jika sumbu netral jatuh di sayap maka

b t fy = Ts

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

55

Gambar 212 Diagram tegangan balok komposit momen negatif dengan ts gt ẏ gt (ts + tf)

tc =

Pusat gaya tekan

ӯ = ẏ ẏ

Lengan kopel terhadap gaya tekan

d1 = d ndash ӯ ndash tc

d2 = d ndash ӯ + Ċ

d3 = d ndash ӯ + ts ndash selimut pelat - empty

Momen nominal

ϕMn = 09 [Mn1 + Mn2 + Mn3]

= Tsr d3 + Tfd d2 + t fy d1

Jika sumbu netral jatuh di web maka

h tw fy = Ts - Tf

hrsquo =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

56

Gambar 213 Diagram tegangan balok komposit momen negatif dengan ẏ gt (ts + tf)

Pusat gaya tekan

ӯ ndash

Lengan kopel terhadap gaya tekan

d1 = d ndash ӯ ndash tf - hrsquo

d2 = d ndash ӯ ndash tf

d3 = d ndash ӯ + Ċ

d4 = d ndash ӯ + ts ndash selimut pelat - empty

Momen nominal

ϕMn = 09 [Mn1 + Mn2 + Mn3 + Mn4]

= Tsr d4 + Tfd d3 + tf fy d2 + hrsquo tw fy d1

Kekuatan geser yang tersedia dari balok komposit dengan steel headed stud atau

angkur kanal baja harus ditentukan berdasarkan properti dari penampang baja

sendiri Kekuatan geser nominal satu angkur steel headed stud yang ditanam pada

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

57

suatu pelat beton solid atau pada suatu pelat komposit dengan dek harus ditentukan

sebagai berikut

Qn = 05 Asc lt Rg Rp Asc fu

Dimana

Asc = Luas penampang shear conector

fcrsquo = Kuat tekan beton

Ec = Modulus elastisitas beton

fu = kuat putus shear conektor

Rg = 10 untuk

a Satu angkur steel headed stud yang di las pada suatu rusuk

dek baja dengan dek yang diorientasikan tegak lurus terhadap

profil baja

b Sejumlah dari angkur steel headed stud di suatu lajurbaris

secara langsung terhadap profil baja

c Sejumlah dari angkur steel headed stud yang di las pada

suatu lajur sampai dek baja dengan dek diorientasikan paralel

terhadap profil baja dan rasio dari lebar rusuk rata-rata

terhadap kedalaman rusuk ge 15

085 untuk

a Dua angkur steel headed stud yang dilas pada suatu rusuk

dek baja dengan dek diorientasikan tegak lurus terhadap

profil baja

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

58

b Satu angkur steel headed stud yang di las melewati dek baja

dengan dek diorientasikan paralel terhadap profil baja dan

rasio dari lebar rusuk rata-rata terhadap kedalaman rusuk lt

15

07 untuk tiga atau lebih angkur steel headed stud yang dilas pada

suatu rusuk dek baja dengan dek yang diorientasikan tegak lurus

terhadap profil baja

Rp = 075 untuk

a Angkur steel headed stud yang dilas secara langsung pada

profil baja

b Angkur steel headed stud yang dilas pada suatu pelat komposit

dengan dek yang diorientasikan tegak lurus terhadap balok dan

emid-ht ge 2 in (50 mm) Angkur steel headed stud yang dilas

melewati dek baja atau lembaran baja yang digunakan sebagai

material pengisi gelagar dan ditanam pada suatu pelat

komposit dengan dek diorientasikan paralel terhadap balok

tersebut

06 untuk angkur steel headed stud yang di las pada suatu pelat

komposit dengan dek diorientasikan tegak lurus terhadap balok

dan emid-ht lt 2 in (50 mm)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

59

emid-ht = jarak dari tepi kaki angkur steel headed stud terhadap

badan dek baja diukur di tengahtinggi dari rusuk dek

dan pada arah tumpuan beban dari angkur steel headed

stud (dengan kata lain pada arah dari momen maksimum

untuk suatu balok yang ditumpu sederhana)

Tabel 223 Nilai untuk Rg dan Rp untuk setiap kasus Kapasitas untuk angkur steel headed stud

Kondisi Rg Rp

Tanpa dek 10 10 Dek diorientasi paralel terhadap profil baja

gt 15 lt 15

10

085

075

075

Dek diorientaskan tegak lurus terhadap profil

10

06

baja Jumlah dari angkur steel headed stud yangmemiliki rusuk dek yang sama

1 2 085 06

+3 atau lebih 07 06+

(Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015) Catatan Wr = lebar rata-rata dari rusuk atau voute beton hr = tinggi rusuk nominal untuk suatu angkur steel headed stud tunggal nilai ini dapat ditingkatkan sampai 075 bila emid-ht gt 51 mm

2227 Perencanaan Sambungan Las

Luas efektif dari suatu las sudut adalah panjang efektif dikalikan dengan throat

efektif Throat efektif dari suatu las sudut merupakan jarak terpendek (garis tinggi)

dari perpotongan kaki las ke muka las diagrammatik Suatu penambahan dalam

throat efektif diizinkan jika penetrasi konsisten di luar jarak terpendek (garis tinggi)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

60

dari perpotongan kaki las ke muka las diagrammatik yang dibuktikan melalui

pengujian dengan menggunakan proses produksi dan variabel prosedur Untuk las

sudut dalam lubang dan slot panjang efektif harus panjang dari sumbu las

sepanjang pusat bidang yang melalui throat Pada kasus las sudut yang

beroverlap luas efektif tidak boleh melebihi luas penampang nominal dari lubang

atau slot dalam bidang permukaan lekatan (SNI 17292015)

Sumber httpwwwtwi-globalcomtechnical-knowledgejob-knowledgedesign-part-2-091

Gambar 214 Tebal efektif las sudut Ukuran minimum las sudut menurut SNI 17292015 harus tidak kurang dari ukuran

yang diperlukan untuk menyalurkan gaya yang dihitung atau ukuran seperti yang

tertera dalam Tabel 223 Ukuran maksimum dari las sudut dari bagian-bagian yang

tersambung harus

a Sepanjang tepi material dengan ketebalan kurang dari frac14 in (6 mm) tidak

lebih besar dari ketebalan material

b Sepanjang tepi material dengan ketebalan frac14 in (6 mm) atau lebih tidak

lebih besar dari ketebalan material dikurangi 116 in (2 mm) kecuali las

yang secara khusus diperlihatkan pada gambar pelaksanaan untuk

memperoleh ketebalan throat-penuh Untuk kondisi las yang sudah jadi

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

61

jarak antara tepi logam dasar dan ujung kaki las boleh kurang dari 116 in

(2 mm) bila ukuran las secara jelas dapat diverifikasi

Tabel 224 Tebal minimum las sudut

Ketebalan Material dari Bagian Paling Tipis yang Tersambung in (mm)

Ukuran Minimum Las Sudut[a] in (mm)

Sampai dengan frac14 (6) 18 (3) Lebih besar dari frac14 (6) sampai dengan frac12 (13) 316 (5)

Lebih besar dari frac12 (13) sampai dengan frac34 (19) frac14 (6) Lebih besar dari frac34 (19) 516 (8)

[a] Dimensi kaki las sudut Las pas tunggal harus digunakan Catatan Lihat Pasal J22b untuk ukuran maksimum las sudut

(Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015)

Panjang minimum dari las sudut yang dirancang berdasarkan kekuatan tidak boleh

kurang dari empat kali ukuran las nominal atau ukuran lain dari las harus

diperhitungkan tidak melebihi frac14 dari panjangnya Jika las sudut longitudinal saja

digunakan pada sambungan ujung dari komponen struktur tarik tulangan-rata

panjang dari setiap las sudut tidak boleh kurang dari jarak tegak lurus antaranya

Gambar 215 Panjang las longitudinal

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

62

Kekuatan desain ϕRn yang dilas harus merupakan nilai terendah dari kekuatan

material dasar yang ditentukan menurut keadaan batas dari keruntuhan tarik dan

keruntuhan geser dan kekuatan logam las yang ditentukan menurut keadaan batas

dari keruntuhan berikut ini

Untuk logam dasar

ϕRn = 075 fn BM ABM

Untuk logam las

ϕRn = 075 fne AWE

Dimana

fn BM = tegangan nominal dari logam dasar ksi (MPa)

fne = tegangan nominal dari logam las ksi (MPa)

ABM = luas penampang logam dasar in2 (mm2)

AWE = luas efektif las in2 (mm2)

kelompok las linear dengan suatu ukuran kaki yang seragam dibebani

melalui titik berat

ϕRn = 075 fne AWE

dan

fne = 060 fEXX ( 1 + 05sin15 θ )

dimana

fEXX = kekuatan klasifikasi logam pengisi ksi (MPa)

θ = sudut pembebanan yang diukur dari sumbu longitudinal las derajat

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

63

Kekuatan sambungan las pada sambungan pemikul momen adalah

ϕMn = sum ϕPlas d

Dimana

ϕMn = Kekuatan nominal sambungan las terhadap momen

ϕPlas = Gaya las terkoreksi

d = Lengan kopel terhadap garis netral

Gambar 216 Momen plastis siklik pada sambungan pemikul momen

2228 Perencanaan Sambungan Baut

Semua baut kekuatan-tinggi yang disyaratkan pada gambar desain yang digunakan

dalam pra-tarik atau joint kritis-slip harus dikencangkan dengan suatu ketegangan

baut tidak kurang dari yang diberikan dalam Tabel 224 kuat tarik nominal dan

kuat geser nominal pada sambungan tipe tumpu diberikan dalam tabel 225 dan

ukuran lubang maksimum untuk baut diberikan dalam Tabel 226 Jarak antara

pusat-pusat standar ukuran-berlebih atau lubang-lubang slot tidak boleh kurang

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

64

dari 2 23 kali diameter nominal d dari pengencang suatu jarak 3d yang lebih

disukai Jarak dari pusat lubang standar ke suatu tepi dari suatu bagian yang

disambung pada setiap arah tidak boleh kurang dari nilai yang berlaku dari Tabel

227 Jarak maksimum dari pusat setiap baut ke tepi terdekat dari bagian-bagian

dalam kontak harus 12 kali ketebalan dari bagian yang disambung akibat

perhitungan tetapi tidak boleh melebihi 6 in (150 mm) (SNI 17292015) Spasi

longitudinal pengencang antara elemen-elemen yang terdiri dari suatu pelat dan

suatu profil atau dua pelat pada kontak menerus harus sebagai berkut

1 Untuk komponen struktur dicat atau komponen struktur tidak dicat yang

tidak menahan korosi spasi tersebut tidak boleh melebihi 24 kali ketebalan

dari bagian tertipis atau 12 in (305 mm)

2 Untuk komponen struktur tidak dicat dari baja yang berhubungan dengan

cuaca yang menahan korosi atmospheric spasi tidak boleh melebihi 14 kali

ketebalan dari bagian tertipis atau 7 in (180 mm)

Catatan Dimensi pada (a) dan (b) tidak berlaku untuk elemen-elemen yang terdiri

dari dua profil dalam kontak menerus

Tabel 225 Pratarik baut minimum kN

(Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015)

Ukuran Baut mm Baut A325M Baut A490MM16 91 114 M20 142 179 M22 176 221 M24 205 257 M27 267 334 M30 326 408 M36 475 595

Sama dengan 070 dikalikan kekuatan tarik minimum baut dibulatkan mendekati kN seperti disyaratkan dalam spesifikasi untuk baut ASTM A325M dan A490M dengan ulir UNC

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

65

Kekuatan tarik atau geser desain dari suatu baut snug-tightened atau baut kekuatan-

tinggi pra-tarik atau bagian berulir harus ditentukan sesuai dengan keadaan batas

dari keruntuhan tarik dan keruntuhan geser sebagai berikut

ϕRn = 075 fn AB

Dimana

AB = Luas penampang baut

fn = kuat nominal baut terhadap tarik (fnt) atau geser (fnv) (tabel 225)

Kekuatan tarik yang tersedia dari baut yang menahan kombinasi gaya tarik dan

geser harus ditentukan sesuai dengan keadaan batas dari keruntuhan geser sebagai

berikut

ϕRn = 075 fnrsquo AB

dan

fnrsquo = 13 fnt -

frv lt fnt

dimana

fnrsquo = tegangan tarik nominal yang dimodifikasi mencakup efek tegangan

geser ksi (MPa)

fnt = tegangan tarik nominal dari Tabel 225 ksi (MPa)

fnv = tegangan geser dari Tabel 225 ksi (MPa)

frv = tegangan geser yang diperlukan ksi (MPa)

Tegangan geser yang tersedia dari sarana penyambung sama dengan atau melebihi

tegangan geser yang diperlukanfrv

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

66

Catatan Catatan bahwa bila tegangan yang diperlukan f baik geser atau tarik

yang kurang dari atau sama dengan 30 persen dari tegangan yang tersedia yang

sesuai efek kombinasi tegangan tidak perlu diperiksa

Tabel 226 Kekuatan nominal pengencang dan bagian yang berulir ksi (MPa)

(Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015) Tabel 227 Dimensi Lubang Nominal mm

Diameter

Baut

Dimensi LubangStandar

(Diameter)Ukuran-lebih

(Diameter)Slot-Pendek

(Lebar x Panjang)Slot-Panjang

(Lebar x Panjang)M16 18 20 18 x 22 18 x 40M20 22 24 22 x 26 22 x 50M22 24 28 24 x 30 24 x 55M24 27[a] 30 27 x 32 27 x 60M27 30 35 30 x 37 30 x 67M30 33 38 33 x 40 33 x 75ge M36 d + 3 d + 8 (d + 3) x (d + 10) (d + 3) x 25d

[a] Izin yang diberikan memungkinkan penggunaan baut 1 in jika diinginkan (Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015)

Deskripsi Pengencang Kekuatan Tarik

Nominal Fnt ksi (MPa)[a]

Kekuatan Geser Nominal dalam Sambungan Tipe-

Tumpu Fnv ksi (MPa)[b]

Baut A307 45 (310) 27 (188) [c][d]

Baut group A (misal A325) bila ulir tidak dikecualikan dari bidang geser

90 (620) 54 (372)

Baut group A (misal A325) bila ulir tidak termasuk dari bidang geser

90 (620) 68 (457)

Baut A490 atau A490M bila ulir tidak dikecualikan dari bidang geser

113 (780) 68 (457)

Baut A490 atau A490M bila ulir tidak termasuk dari bidang geser

113 (780) 84 (579)

Bagian berulir yang memenuhi persyaratan Pasal A34 bila ulir tidak dikecualikan dari bidang geser

075 Fu 0450 Fu

Bagian berulir yang memenuhi persyaratan Pasal A34 bila ulir tidak termasuk dari bidang geser

075 Fu 0563 Fu

[a]untuk baut kekuatan tinggi yang menahan beban fatik tarik[b]Untuk ujung sambungan yang dibebani dengan panjang pola pengencang lebih besar dari 38 in (965 mm) Fnv harus direduksi sampai 833 dari nilai tabulasi Panjang pola pengencang merupakan jarak maksimum sejajar dengan garis gaya antara sumbu baut-baut yang menyambungkan dua bagian dengan satu permukaan lekatan [c]Untuk baut A307 nilai yang ditabulasikan harus direduksi sebesar 1 persen untuk setiap 116 in (2 mm) di atas diameter 5 dari panjang pada pegangangrip tersebut [d]Ulir diizinkan pada bidang geser

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

67

(a) Sambungan tidak diperkaku (b) Sambungan diperkaku (c) Sambungan diperkaku + pengaku kolom

Tabel 228 Jarak tepi minimum dari pusat lubang standar ke tepi dari bagian

yang disambung

Diameter Baut (mm) Jarak Tepi Minimum 16 22 20 26 22 28 24 30 27 34 30 38 36 46

Di atas 36 125d [a]Jika diperlukan jarak tepi terkecil diizinkan asalkan ketentuan yang sesuai Pasal J310 dan J4 dipenuhi tetapi jarak tepi yang kurang dari satu diameter baut tidak diizinkan tanpa persetujuan dari Insinyur yang memiliki izin bekerja sebagai perencana [b]Untuk ukuran-berlebih atau lubang-lubang slot lihat Tabel J35M

(Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015)

Beberapa aplikasi dari sambungan baut adalah sambungan pemikul momen dan

sambungan geser Prinsip dasar dari sambungan baut adalah baut menahan gaya

geser dan gaya tarik

1 Sambungan pemikul momen

Gambar 217 Sambungan pemikul momen menurut AISC 2003

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

68

Gambar 219 Menentukan Muc

Perencanaan sambungan baut untuk balok kolom lebih kuat dari profil yang

disambung untuk menghindari prilaku sambungan yg runtuh getas Momen

rencana untuk sambungan adalah

- Sambungan tidak diperkaku

Muc = Mp + Vu (k) k terkecil dari d atau 3b

- Sambungan diperkaku

Muc = Mp + Vu (Lst + tp)

Gambar 218 Lokasi sendi plastis

Lst =

Gambar 220 Geometri sambungan end-plate

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

69

Sambungan end-plate pada umum nya mempunya 2 buat setiap baris jika dibebani

sampai kondisi ultimate maka reaksi setiap baut adalah 2Pt kapasitas sambungan

tanpa efek prying maka momen kapasitas sambungan adalah jumlah kumulatif

statis momen gaya reaksi baut tarik 2Pt terhadap titik resultan desak di pusat berat

pelat sayap profil (Dewobroto 2016) Kuat sambungan berdasarkan baut tanpa efek

prying adalah

ϕMnp = 2 ϕPt sum

= 2 ϕPt sum (h0 + h1 + h3 hellip hi)

Dimana

Mnp = kapasitas sambungan end-plate didasarkan pada kuat tarik tanpa

efek prying

Pt = gaya reaksi tarik baut

Gambar 221 Momen kopel baut tarik terhadap sayap tekan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

70

Tabel 229 Kapasitas sambungan end-pelat menurut AISC 2003

No Kapasitas Sambungan

1

Konfigurasi 4 baut tanpa pengaku

2

Konfigurasi 4 baut dengan pengaku

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

71

Tabel 229 Kapasitas sambungan end-pelat menurut AISC 2003 (lanjutan)

No Kapasitas Sambungan

3

Konfigurasi 6 baut tanpa pengaku

4

Konfigurasi 8 baut tanpa pengaku

Sumber Extended end-plateed moment connections seismic and wind applications AISC 2003

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

72

2 Sambungan Geser

Gambar 222 Sambungan balok anak ke balok induk

Perencanaan sambungan baut untuk geser juga harus lebih kuat dari profil yang

disambung untuk menghindari prilaku sambungan yg runtuh getas Gaya geser

rencana untuk sambungan adalah gaya geser ultimate balok anak sehingga

jumlah baut yg diperlukan adalah

=

Dimana

= kuat geser nominal profil

= kuat geser minimum baut

223 Disain untuk stabilitas

Stabilitas harus disediakan untuk struktur secara keseluruhan dan untuk setiap

elemennya Efek terhadap stabilitas struktur dan elemen-elemennya harus

memperhitungkan hal-hal berikut

1 lentur geser dan deformasi komponen struktur aksial dan semua deformasi

lainnya yang memberi kontribusi terhadap perpindahan struktur

2 efek orde-kedua (kedua efek P-∆ dan P-δ)

3 ketidaksempurnaan geometri

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

73

4 reduksi kekakuan akibat inelastisitas

5 ketidakpastian dalam kekakuan dan kekuatan Semua efek yang bergantung

beban harus dihitung di level pembebanan sesuai dengan kombinasi beban

Direct Analysis Method (DAM) dibuat untuk mengatasi keterbatasan Effective

Length Method (ELM) yang merupakan strategi penyederhanaan analisis cara

manual Akurasi DAM dapat diandalkan karena memakai komputer dan

mempersyaratkan program analisis struktur yang dipakai seperti

1 Dapat memperhitungkan deformasi komponen-komponen struktur dan

sambungannya yang mempengaruhi deformasi struktur keseluruhan

Deformasi komponen yang dimaksud berupa deformasi akibat lentur aksial

dan geser Persyaratan ini cukup mudah hampir sebagian besar program

komputer analisa struktur berbasis metoda matrik kekakuan apalagi

lsquometoda elemen hinggarsquo yang merupakan algoritma dasar ana-lisa struktur

berbasis komputer sudah memasukkan pengaruh deformasi pada elemen

formulasinya (Dewobroto 2013)

2 Pengaruh Orde ke-2 (P-Δ amp P-δ) Program komputer yang dapat

menghitung gaya-gaya batang dengan analisa struktur orde ke-2 yang

mempertimbangkan pengaruh P-Δ dan P-δ adalah sangat penting dan

menentukan Umumnya program komputer komersil bisa melakukan

analisa struktur orde ke-2 meskipun kadangkala hasilnya bisa berbeda satu

dengan lain-nya Oleh karena itu diperlukan verifikasi terhadap kemam-

puan program komputer yang dipakai Ketidaksempurnaan terjadi ketika

program ternyata hanya mampu memperhi-tungkan pengaruh P-Δ saja

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

74

tetapi tidak P-δ Adapun yang dimaksud P-Δ adalah pengaruh pembebanan

akibat terjadinya perpindahan titik-titik nodal elemen sedangkan P-δ adalah

pengaruh pembebanan akibat deformasi di elemen (di antara dua titik nodal)

(Dewobroto 2013) seperti terlihat pada Gambar 28 di bawah

Gambar 223 Pengaruh Orde ke-2 (AISC 2010)

3 Perhitungan stabilitas struktur modern didasarkan anggapan bah-a

perhitungan gaya-gaya batang diperoleh dari analisa struktur elastik orde-2

yang memenuhi kondisi keseimbangan setelah pembebanan yaitu setelah

deformasi Ketidak-sempurnaan atau cacat dari elemen struktur seperti

ketidaklurusan batang akibat proses fabrikasi atau konsekuensi adanya

toleransi pelaksanaan lapangan akan menghasilkan apa yang disebut efek

destabilizing Adanya cacat bawaan (initial imperfection) yang

mengakibatkan efek destablizing dalam Direct Analysis Method (DAM)

dapat diselesaikan dengan dua cara yaitu [1] cara pemodelan langsung cacat

pada geometri model yang dianalisis atau [2] memberikan beban notional

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

75

(beban lateral ekivalen) dari sebagian prosentasi beban gravitasi (vertikal)

yang bekerja Cara pemodelan langsung dapat diberikan pada titik nodal

batang yang digeser untuk sejumlah tertentu perpindahan yang besarnya

diambil dari toleransi maksimum yang diperbolehkan dalam perencanaan

maupun pelaksanaan Pola penggeseran titik nodal pada pemodelan

langsung harus dibuat sedemikian rupa sehingga memberikan efek

destabilizing terbesar Pola yang dipilih dapat mengikuti pola lendutan hasil

pembebanan atau pola tekuk yang mungkin terjadi Beban notional

merupakan beban lateral yang diberikan pada titik nodal di semua level

berdasarkan prosentasi beban vertikal yang bekerja di level tersebut dan

diberikan pada sistem struktur penahanbeban gravitasi melalui rangka atau

kolom vertikal atau dinding sebagai simulasi pengaruh adanya cacat

bawaan (initial imperfection)Beban notional harus ditambahkan bersama-

sama beban lateral lain juga pada semua kombinasi kecuali kasus tertentu

yang memenuhi kriteria pada Section C22b(1) (SNI 1729 2015) Besarnya

beban notional adalah

Ni = 0002 α Yi

Dimana

α = 16 untuk metode tegangan izin dan 10 untuk metode ultimit

Ni = Beban notional yang digunakan pada level i

Yi = Beban grafitasi yang digunakan pada level i

Nilai 0002 mewakili nilai nominal rasio kemiringan tingkat (story out of

plumbness) sebesar 1500 yang mengacu AISC Code of Standard Practice

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

76

Jika struktur aktual ternyata punya kemiringan tingkat berbeda lebih besar

tentunya maka nilai tersebut tentunya perlu ditinjau ulang Beban notional

pada level tersebut nantinya akan didistribusikan seperti halnya beban

gravitasi tetapi pada arah lateral yang dapat menimbulkan efek

destabilizing terbesar Jadi perlu beberapa tinjauanPada bangunan gedung

jika kombinasi beban belum memasukkan efek lateral maka beban notional

diberikan dalam dua arah alternatif ortogonal masing-masing pada arah

positip dan arah negatif yang sama untuk setiap level Sedangkan untuk

kombinasi dengan beban lateral maka beban notional diberikan pada arah

sama dengan arah resultan kombinasi beban lateral pada level tersebut Jadi

penempatan notional load diatur sedemikian rupa agar jangan sampai hasil

akhir kombinasinya akan lebih ringan Bukankah notional load adalah

untuk memodelkan ketidaksempurnaan (Dewobroto 2015)

Adanya leleh setempat (partial yielding) akibat tegangan sisa pada profil

baja (hot rolled atau welded) akan menyebabkan pelemahan kekuatan saat

mendekati kondisi batasnya Kondisi tersebut pada akhirnya menghasilkan

efek destabilizing seperti yang terjadi akibat adanya geometry imperfection

Kondisi tersebut pada Direct Analysis Method (DAM) akan diatasi dengan

penyesuaian kekakuan struktur yaitu memberikan faktor reduksi kekakuan

Nilainya diperoleh dengan cara kalibrasi dengan membandingkannya

dengan analisa distribusi plastisitas maupun hasil uji test empiris (Galambos

1998) Faktor reduksi kekakuan EI=08τbEI dan EA=08EA dipilih DAM

dengan dua alasan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

77

Pertama Portal dengan elemen langsing yang kondisi batasnya ditentukan

oleh stabilitas elastis maka faktor 08 pada kekakuan dapat

menghasilkan kuat batas sistem sebesar 08 times kuat tekuk

elastisHal ini ekivalen dengan batas aman yang ditetapkan pada

perencanaan kolom langsing memakai Efective Length Method

persamaan E3-3 (SNI 1729 2015) yaitu φPn = 09 (0877 Pe) =

079 Pe

Kedua Portal dengan elemen kaku stocky dan sedang faktor

08τb dipakai memperhitungkan adanya pelemahan (softening)

akibat kombinasi aksial tekan dan momen lentur Jadi kebetulan

jika ternyata faktor reduksi kolom langsing dan kolom kaku

nilainya saling mendekati atau sama Untuk itu satu faktor reduksi

sebesar 08τb dipakai bersama untuk semua nilai kelangsingan

batang (SNI 1729 2015 C23(1)) (Dewobroto 2015)

Faktor τb mirip dengan reduksi kekakuan inelastis kolom akibat hilangnya

kekakuan batang Untuk kondisi Pr le 05Py dimana Pr= adalah gaya tekan

perlu hasil kombinasi LRFD

τb = 1

Jika gaya tekannya besar yaitu Pr gt 05Py maka

τb = 4 [ 1 - ]

Pemakaian reduksi kekakuan hanya berlaku untuk memperhitungkan

kondisi batas kekuatan dan stabilitas struktur baja dan tidak digunakan pada

perhitungan drift (pergeseran) lendutan vibrasi dan penentuan periode

getar Untuk kemudahan pada kasus τb = 1 reduksi EI dan EA dapat

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

78

diberikan dengan cara memodifikasi nilai E dalam analisis Tetapi jika

komputer program bekerja semi otomatis perlu diperhatikan bahwa reduksi

E hanya diterapkan pada 2nd order analysis Adapun nilai modulus elastis

untuk perhitungan kuat nominal penampang tidak boleh dikurangi seperti

misal saat perhitungan tekuk torsi lateral pada balok tanpa tumpuan lateral

(Dewobroto 2015) Bebanan notional dapat juga dipakai untuk antisipasi

pelemahan kekakuan lentur τb akibat kondisi inelastic adanya tegangan

residu Strategi ini cocok untuk menyederhanakan perhitungan DAM pada

batang dengan gaya tekan besar αPr gt 05Py dimana nilai τb lt 10 Jika

strategi ini akan dipakai maka τb = 10 dan diberikan beban notional

tambahan sebesar

Ni = 0001 α Yi

Dimana

α = 16 untuk metode tegangan izin dan 10 untuk metode ultimit

Ni = Beban notional yang digunakan pada level i

Yi = Beban grafitasi yang digunakan pada level i

Beban tersebut diberikan sekaligus bersama beban notional yang

merepresentasikan cacat geometri bawaan (initial imperfection) karena

sifatnya memperbesar maka beban notional akhir menjadi Ni=0003Yi

sedangkan τb = 10 untuk semua kombinasi beban (Dewobroto 2015)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

79

BAB III

METODE PENELITIAN

31 Persiapan

Tahap ini merupakan rangkaian kegiatan sebelum melakukan pengumpulan

dan pengolahan data Tahap ini meliputi kegiatan-kegiatan sebagai berikut

1 Menentukan judul Tugas Akhir

2 Pembuatan proposal Tugas Akhir

3 Studi pustaka terhadap materi sebagai garis besar

32 Bagan Alir

MULAI

PENGUMPULAN DATA

STUDI LITERATUR

TAHAP DESAIN DATA

Perhitungan beban mati

Perhitungan beban hidup

Perhitungan beban angin

Perhitungan beban gempa

PENGOLAHAN DATA

A Pradimensi dan kontrol struktur sekunder B Analisa struktur primer dengan bantuan etabs 2015

(efek P-∆ dan P-δ) dan kontrol manual C Disain sambungan balok kolom dan sambungan

balok balok

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

80

Gambar 31 Diagram Alir Penelitian

321 Mulai

322 Pengumpulan Data

Pengumpulan data data yang di gunakan dalam perencanaan struktur baja

seperti profil yang di gunakan kuat tarik baja yang tersedia dan kuat tekan beton

rencana

323 Studi Literatur

Studi literatur bermula dari pengumpulan teori-teori yang berhubungan

dengan disain baja dan system rangka baja pemikul momen khusus Selain itu

dikumpulkan juga data-data yang berhubungan dengan tugas akhir ini seperti data

pembebanan gedung yang diambil dari peraturan pembebanan untuk gedung 1983

HASIL DAN PEMBAHASAN

Dimensi struktur sekunder Dimensi struktur primer Rencana Sambungan

SELESAI

KESIMPULAN DAN SARAN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

81

dan rumus-rumus yang akan digunakan dalam perhitungan berdasarkan metode

Load and Resistance Factor Design (LRFD)

324 Tahap Desain Data

Pada tahap desain data hal pertama yang dikerjakan adalah menghitung

pembebanan pada struktur sekunder Perhitungan pembebanan berdasarkan

PPURG 1983 Beban-beban yang bekerja hanya beban mati dan beban hidup

Struktur sekunder meliputi pelar metal deck pelat baja gording dan tangga

Setelah perhitungan pembebanan selesai tahap selanjutnya adalah

melakukan pradimensi ketebalan pada pelat dan pradimensi profil pada gording dan

tangga Kemudian hasil pradimensi akan dikontrol apakah dimensi yang di

asumsikan sudah memenuhi syarat atau belum sesuai dengan besarnya gaya-gaya

dalam yang bekerja pada masing masing struktur sekunder tersebut Jika sudah

memenuhi syarat maka reaksi dari masing masing struktur sekunder tersebut akan

di jadikan beban pada struktur primer Struktur primer yang sudah di pradimensi

akan di analisa dengan menggunakan kombinasi kombinasi beban mati beban hidup

dan beban gempa dengan bantuan software etabs 2015 Selanjutkan output dari

etabs berupa momen lentur gaya lintang dan gaya normal pada masing masing

balok dan kolom akan di kontrol secara manual dengan metode LRFD yang

mengacu kepada SNI 1729 2015

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

82

325 Pengolahan Data

325a Analisa Struktur Manual Dengan Metode LRFD

Pada tahap analisa struktur manual dengan metode LRFD bagian yang akan

dianalisa adalah mengontrol momen lentur dan gaya geser yang terjadi pada balok

komposit Pada kolom di kontrol kombinasi gaya tekan dan lentur dua arah serta

gaya geser Lalu selanjutnya adalah melakukan kontrol terhadap pradimensi apakah

sudah memenuhi syarat atau belum

325b Analisa sambungan balok kolom

Analisa sambungan dilakukan untuk mendapatkan jumlah baut tebal pelat

penyambung tebal las pada Balok dan kolom analisa sambungan pemikul momen

menggunakan momen plastis penampang sebagai momen ultimit sehingga

kekuatan sambungan sama dengan atau lebih besar dari kekuatan profil sedangkan

pada sambungan sendi digunakan gaya geser ultimate sebagai gaya geser rencana

326 Hasil dan Pembahasan

Dimensi struktur sekunder dan dimensi struktur primer yang memenuhi

syarat keamanan dan kenyamanan Rekapitulasi stress ratio pada balok komposit

dan kolom yang ada di struktur primer Stress ratio sendiri adalah perbandingan

gaya terfaktor dibagi dengan gaya terkoreksi yang artinya jika stress ratio lebih

besar dari satu (1) maka struktur dinyatakan tidak memenuhi syarat keamanan

327 Kesimpulan dan Saran

328 Selesai

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

83

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

41 Disain Struktur Sekunder

411 Pelat Floor deck

Gambar 41 Tributari area elevasi +580 m

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat sendiri pelat 012 x 1 x 2400 = 288 kgm

Berat spesi 002 x 1 x 2100 = 42 kgm

Berat keramik 001 x 1 x 2400 = 24 kgm +

qdl = 354 kgm

2 Beban hidup (life load)

Berdasarkan PPPURG 1987 beban hidup untuk lantai pabrik 400 kgm2

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

84

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 354 = 4956 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 354 + 16 x 400 = 10648 kgm

sehingga digunakan qu = 10648 kgm

B Dimensi Floor Deck

Berdasarkan SNI ndash 03 ndash 2847 ndash 2002 pasal 103 didapat momen positif

maximum untuk pelat satu arah adalah

Gambar 42 Distribusi momen untuk pelat satu arah

=

=

= 30422 kg m

Dicoba smartdeck BMT 07 mm

Gambar 43 Diagram tegangan momen kopel (positif) floor deck

d = h ndash c = 120 ndash 255 = 945 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

85

a =

=

= 239867 mm

ϕMn = 08 As fy ( d- )

ϕMn = 08 x 92676 x 550 ( 945 -

)

ϕMn = 33644 kg m gt Mu = 30422 kg m ( OK )

C Dimensi Wiremesh

Berdasarkan SNI ndash 03 ndash 2847 ndash 2002 pasal 103 didapat momen negatif

maximum untuk pelat satu arah adalah

=

=

= 42592 kg m

Dicoba wiremesh M-8 ( AST = 33493 mm2 )

Gambar 44 Diagram tegangan momen kopel (negatif) floor deck

d = h - selimut ndash 05 ϕ = 120 ndash 20 ndash 05 x 8 = 96

a =

=

= 1083 mm

ϕMn = 08 As fy ( d- )

ϕMn = 08 x 33493 x 400 ( 96 -

)

ϕMn = 970955 kg m gt Mu = 42592 kg m ( OK )

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

86

412 Balok Anak Pelat Floor Deck

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat floof deck = 2 x 354 = 708 kgm

Berat WF 300 x 150 x 55 x 8 = 32 = 32 kgm +

qdl = 740 kgm

2 Beban hidup (life load)

Beban hidup pelat = 2 x 400 = 800 kgm

qll = 800 kgm

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 740 = 1036 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 740 + 16 x 800 = 2168 kgm

sehingga digunakan qu = 2168 kgm

B Momen ultimate

MMAX = qu l2

MMAX = 2168 x 82

MMAX = 17344 kg m

C Kontrol momen

- menentukan lebar efektif pelat beton

1 be lt

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

87

be lt

be lt 1

2 be lt bo

be lt 1

sehingga digunakan be = 1 meter

akibat adanya lubang pada floor deck maka digunakan bekivalen

bekivalen =

=

= 810 mm

- Menentukan nilai n

Ebeton = 4700 = 4700 radic25 = 23500

Ebaja = 200000

n = = = 851

- Menentukan lebar transformasi penampang beton

=

= 951 cm

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Pelat Beton 11412 6 68472 Floor Deck 1867 945 17643 Profil WF 3766 245 92267

sum 17045 sum 178382

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

88

ẏ = sum

sum =

= 1046 cm

Titik berat berada di pelat beton

a =

=

= 4938 mm

d1 = 05hprofil + tpelat = 125 + 120 = 245 mm

d2 = hprofil ndash ċ = 120 ndash 1713 = 10287

ϕMn = 09 As fy ( d1- )

ϕMn = 09 x [ 3766 x 240 x ( 245 -

) +118843 550 ( 10287 -

) ]

ϕMn = 1792124 + 102396

ϕMn = 189452 kg m gt Mu = 17344 kg m ( OK )

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

89

D Dimensi Penghubung Geser (Shear Conector)

Gaya horizontal akibat aksi komposit penuh

Vh = 085 a b = 085 x 4938 x 1000 x 25 = 1049325 N

Digunakan Stud connector ⅝rdquo luas satu buah stud connector adalah

Asc = d2 = 158752 =19801 mm2

Kuat geser satu buah shear connector

Qn = 05 Asc lt Rg Rp Asc fu

Qn = 05 x 19801 x radic25 23500 lt 085 x 075 x 19801 x 550

Qn = 7588676 N lt 69427

Jumlah shear connector yang di butuhkan

N = = = 151 ~ 16 buah untuk setengah bentang

Total kebutuhan shear connector adalah 32 buah untuk semua bentang Jika

dipasang dua buah shear connector pada setiap penampang melintang maka

jarak shear connector adalah

S = = 500 mm

Smin = 6d = 6 x 15875 = 9525 mm

Smax = 8t = 8 x 120 = 960 mm

Strans = 4d = 4 x 15875 = 635 mm

Sehingga digunakan shear connector 2 x (⅝rdquo x 65 cm) dengan jarak 20 cm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

90

E Kontrol Geser

Menghitung gaya geser ultimate

Vu = qu l = x 2168 x 8 = 8672 kg

Menghitung gaya geser nominal

ϕVn = 09 (06 fy) h tw

ϕVn = 09 x 06 x 240 x 264 x 55

ϕVn = 20243 kg gt Vu = 8672 kg (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

91

413 Pelat Chekered

Gambar 45 Tributari area elevasi +1070 m

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat pelat 45 mm = 00045 x 1 x 7850 = 35325 kgm

2 Beban hidup (life load)

Berdasarkan PPPURG 1987 beban hidup untuk lantai pabrik 400 kgm2

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 35325 = 49455 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 35325 + 16 x 400 = 68239 kgm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

92

sehingga digunakan qu = 68239 kgm

B Momen Maximum

Berdasarkan SNI ndash 03 ndash 2847 ndash 2002 pasal 103 didapat momen maximum

untuk pelat satu arah adalah

Gambar 46 Distribusi momen untuk pelat satu arah

=

=

= 2557 kg m

C Momen Nominal

ϕMn = 09 zx fy

= 09 x ( b d2 ) x fy

= 09 x ( 1000 x 452 ) x 240

= 10935 kg m gt Mu = 2557 kg m OK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

93

414 Siku Pengaku Pelat Lantai Chekred

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat pelat 45 mm = 00045 x 06 x 7850 = 21195 kgm

Berat L 70 x 70 x 6 = 638 = 638 kgm +

= 27575 kgm

2 Beban hidup (life load)

Beban hidup pelat = 06 x 400 = 240 kgm

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 27575 = 35805 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 27575 + 16 x 240 = 41469 kgm

sehingga digunakan qu = 41469 kgm

B Momen Maximum

=

=

= 7465 kg m

C Momen Nominal

My = sx fy

= 7330 x 240

= 17592 kg m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

94

Me =

=

= 13524 kg m

Me gt My

Mn = [ 192 ndash 117 ] Me lt 15 My

= [ 192 ndash 117

] My lt 15 My

= 1498 My lt 15 My

ϕMn = 09 x 1498 x My

= 09 x 1498 x 17592

= 23717 kg m gt Mu = 7465 kg m OK

C Geser Nominal

lt 11

lt 11

1 lt 34785 ~gt cv = 1

ϕVn = 09 06 Aw fy cv

= 09 x 06 x 70 x 7 x 240 x 1

= 63504 kg gt Vu = (05 x l x qu = 2488 kg)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

95

415 Balok Anak Pelat Chekered

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat L 70 x 70 x 6 = 638 x 12 x 13 = 99528 kg

Berat ekivalen siku = =

= 12441 kgm

Berat pelat 45 mm = 00045 x 12 x 7850 = 42390 kgm

Berat WF 200 x 150 x 6 x 9 = 30600 = 30600 kgm

Berat L 70 x 70 x 6 = 12441 = 12441 kgm +

= 85431 kgm

2 Beban hidup (life load)

Beban hidup pelat = 12 x 400 = 480 kgm

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 85431 = 11960 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 76131 + 16 x 480 = 87052 kgm

sehingga digunakan qu = 87052 kgm

B Momen Maximum

=

=

= 696414 kg m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

96

C Menentukan momen nominal

Lp = = radic

36 = 18357 cm

L lt Lp

Mp = zx fy

= [(btf(h-tf)) + 05(h-2tf)2tw)] fy

= [(150 x 9 x (200 ndash 9)) + 05(200 ndash 2 x 9)2 x 6)] x 240

= 857332 kg m

ϕMn = 09 Mp

= 09 x 857332

= 771599 kg m gt Mu = 696414 kg m OK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

97

416 Gording

Gambar 47 Rencana atap elevasi +1250 m dan +3550 m

Jarak antara Gording = 14 meter

Panjang gording = 6 meter

Sudut kemiringan atap = 10o

Berat atap (BMT 045) = 657 kgm2

Isolation rockwool = 25 kgm2

Profil gording = CNP 150 x 50 x 20 x 32 = 7 kgm

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat isolation rockwool = 14 x 25 = 35 kgm

Berat atap = 14 x 657 = 92 kgm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

98

Berat gording = 70 = 70 kgm +

qdl = 512 kgm

2 Beban hidup (life load)

Beban hidup di tengah gording = 100 kg

3 Beban angin

Gambar 48 Kecepatan angin

Kecepatan angin maximum adalah 35 KNOT yaitu 6482 kmjam ( 18 ms )

P = = = 2026 kgm2

Tekanan angin minimum di laut dan di tepi laut sampai sejauh 5 km dari pantai

diambil minimum 40 kgm2 Sehingga digunakan tekanan angin 40 kgm2

Koefisien angin tekan = 002α - 04 = 002 (10) - 04 = - 02

Koefisien angin hisap = - 04

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

99

qtekan = -02 x 40 = 8 kgm2

qhisap = -04 x 70 = 16 kgm2

B Menghitung momen momen pada gording

1 akibat beban mati

Mx = qdl cosα = 512 x cos10 x 62 = 226899 kg m

My = qdl sinα = 512 x sin10 x 22 = 445 kg m

2 akibat beban hidup

Mx = P cosα lx = 100 x cos10 x 6 = 147721 kg m

My = P sinα ly = 100 x sin10 x 2 = 8682 kg m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

100

3 akibat beban angin

Mtekan = qwl = (-8) x cos10 x 62 = -3545 kg m

Mhisap = qwl = (-16) x sin10 x 62 = -709 kg m

No Kombinasi Beban Sumbu x Sumbu y 1 14 DL 3176586 623 2 12 DL + 05La 3461393 9681 3 12 DL + 16 La 5086324 192312 4 12 DL + 13 W + 05La 4465911 -188234 5 12 DL + 16 La + 08 W 4802724 -374888 6 09 DL + 13 W 2261938 -8683

Sehingga didapat momen maximum adalah

Mx = 508632 kg m

My = 19231 kg m

C Menentukan momen nominal

Lp = = radic

181 = 92 cm

J = [ 2b + h ]

= [ 2 x 50 x 323 + 150 x 323 ]

= 2730 6667 mm

Cw = [

]

=

[

]

= 750 x 106

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

101

=

=

= 11512931

= 4 2

= 4

]2

= 3141 x 10-4

=

1 1

=

1 1 3141 10 240 70

= 25044 cm

Lp lt L lt Lr

Mp = zx fy

= [(btf(h-tf)) + 05(h-2tf)2tw)] fy

= [(50 x 32 x (150 ndash 32)) + 05(150 ndash 2 x 32)2 x 32)] x 240

= 95963 kg m

Mr = Sx fr

= 37400 x (240 ndash 70)

= 6358 kg m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

102

ϕMnx = 09 ( Mp ndash ( Mp- Mr)

)

= 09 ( 95963 ndash (95963 ndash 6358)

)

= 66984 kg m gt Mu = 508632 kg m OK

ϕMny = 09 Sy fy

= 09 x 8200 x 240

= 17712 kg m gt Mu = 19231 kg m OK

kontrol syarat momen lentur

+ lt 10

+

lt 10

0867 lt 10 OK

D Lendutan

=

+

=

+

= 15194 + 7913

= 23107 mm

=

+

=

+

= 0331 + 0516

= 0846 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

103

δ =

= 23107 0846

= 23122 mm

δizin = = = 25 mm gt δ = 23112 mm OK

417 Sagrod (Batang Tarik)

Gambar 49 Rencana sagrod

Rencana digunakan sagrod Oslash 10 mm

A Beban yang bekerja

1 Beban mati

- Gording luar

Berat atap = 2 x 14 x 657 x sin 10o = 31944 kg

Berat gording = 2 x 7 x sin 10o = 24310 kg +

sum = 56254 kg

- Gording dalam

Berat atap = 2 x 14 x 657 x sin 10o = 31944 kg

Berat gording = 2 x 7 x sin 10o = 24310 kg

Isolation rockwoll = 2 x 14 x 25 x sin 10o = 121553 kg +

sum = 177807 kg

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

104

2 Beban hidup

- Gording luar

Beban tak terduga = 200 x sin 10o = 347296 kg

- Gording dalam

Beban tak terduga = 100 x sin 10o = 173648 kg

B Gaya ultimate pada sagrod

PDL = Gording Luar + 10 Gording Dalam + Berat sagrod

= 56254 + (10 x 177807) + (0617 x 14)

= 1920704 kg

PLL = Gording Luar + 10 Gording Dalam

= 347296 + (10 x 173648)

= 2083776 kg

Kombinasi Pu kg

14 DL 288899

12DL + 16LL 563888

Digunakan 2 buah sagrod sehingga Pu sagrod adalah 5638882 = 281944 kg

C Menentukan Gaya Nominal Sagrod

Kekuatan leleh tarik pada penampang bruto

ϕPn = 09Asfy

= 09 x 785 x 240

= 16955 kg

Kekuatan tarik pada penampang netto

ϕPn = 075Asfu

= 075 x (09 x 785) x 370

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

105

= 19605 kg

Sehingga ʹϕPn yang digunakan adalah 16955 kg

Stress ratio = =

= 017 lt 1 OK

418 Ikatan Angin

Ikatan angin akan didisain menggunakan besi beton karena kelangsingan besi

beton sangat kecil maka batang hanya didisain terhadap tarik

Gambar 410 Tributri area ikatan angin

Dicoba menggunakan ikatan angin Oslash 22 mm

Data data geometri

x = 12 tanα = 12 tan 10o = 21159 m

h1 = 71 + x = 71 + 21159 = 92159 m

β

60925 60925 60925 60925

60000

60000 60000 60000 60000

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

106

h2 = 71 + 075x = 71 + 15869 = 86869 m

h3 = 71 + 025x = 71 + 05289 = 76289 m

tan β =

= 09848 β = 445617o

sin β = 07016

cos β = 07126

Koefisien angin C = 09

F1 = CPa λ

= 09 x 40 x 6 x

= 193350 kg

F2 = CPa λ

= 09 x 40 x 6 x

= 176210 kg

F3 = CPa λ

= 09 x 40 x 6 x

= 159072 kg

R = 05F1 + F2 + F3 = 96675 + 176210 + 159072 = 431957 kg

A Gaya Ultimate Pada Ikatan Angin

Gaya batang akan dihitung dengan menggunakan analisa keseimbangan titik

buhul

- Titik A

sumV = 0 sum H = 0

R + S1 = 0 H1 = 0

S1 = - R

S1 = - 431957 kg

- Titik B

sumV = 0 sum H = 0

F3 + S1 + D1sinβ = 0 H2 + D1cosβ = 0

D1 = -

H2 = - D1cosβ

R

S1

H1

H2

S1

F3

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

107

S1

D1 = -

H2 = - 388946 x 07124

D1 = 388946 kg H2 = - 277085 kg

- Titik C

sumV = 0 sum H = 0

S2 + D1sinβ = 0 H3 ndash H1 - D1cosβ = 0

S2 = - D1sinβ H3 = 0 + D1cosβ

S2 = - 388946 x 07016 H3 = 388946 x 07124

S2 = - 272885 kg H2 = 277085 kg

- Titik D

sumV = 0

F2 + S2+ D2sinβ = 0

D2 = -

D2 = -

D2 = 137792 kg

Gaya batang maximum pada ikatan angin 388946 kg

Pu = 16 WL = 16 x 388946 = 622314 kg

B Gaya Nominal Ikatan Angin

Kekuatan leleh tarik pada penampang bruto

ϕPn = 09Asfy

= 09 x 3801 x 240

= 821016 kg

Kekuatan tarik pada penampang netto

ϕPn = 075Asfu

= 075 x (09 x 3801) x 370

= 949299 kg

H3 H1

S2

F2

H2 H4

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

108

Sehingga ʹϕPn yang digunakan adalah 821016 kg

Stress ratio = =

= 076 lt 1 OK

419 Tangga

Gambar 411 Rencana tangga

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Pipa 15rdquo 36 x [ (2x4942) + (8x1) + (4x03)] = 687 kg

Pipa 1rdquo = 18 x [ (4x4942) + (8x03)] = 399 kg

Pelat 45 mm = 35325 x 03 x 1 x 16 = 1696 kg +

= 27816 kg

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

109

= =

= 56285 kgm

Digunakan profil UNP 200 x 80 x 75 x 11

= +

= 56285 + 246

= 80885 kgm

2 Beban hidup (life load)

Beban hidup tangga = 400 kgm

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 80885 = 113239 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 80885 + 16 x 400 = 737062 kgm

sehingga digunakan qu = 737062 kgm untuk 2 profil kanal beban untuk 1

profil kanal adalah = 368521 kgm

B Momen maximum

Mu = q = 368521 x 4942 = 11251 kg m

C Momen nominal

Lp = = radic

238 = 121366 cm

b = b ndash 05tw

= 80 ndash (05 x 75)

= 7625 mm

h = h - tf

= 200 - 11

= 189 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

110

J = [ 2brsquo + hrsquo ]

= [ 2 x 7625 x 113 + 189 x 753 ]

= 94237291 mm

Cw = [

]

=

[

]

=

[

]

= 120 x 108

=

=

= 2474747

= 4 2

= 4

]2

= 18143 x 10-5

=

1 1

=

1 1 18143 10 240 70

= 51792 cm

Lp lt L lt Lr

Mp = zx fy

= [(btf(h-tf)) + 05(h-2tf)2tw)] fy

= [(80 x 11 x (200 ndash 11)) + 05(200 ndash 2 x 11)2 x 75)] x 240

= 684324 kg m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

111

Mr = sx fr

= 195000 x (240 ndash 70)

= 3315 kg m

ϕMnx = 09 ( Mp ndash ( Mp- Mr)

)

= 09 ( 684324 ndash (684324 ndash 3315)

)

= 352568 kg m gt Mu = 11251 kg m OK

42 Disain Struktur Primer

421 Beban beban yang bekerja

4211 Beban gravitasi

a Beban pada floor deck

- Beban mati tambahan (dead load)

Berat spesi 002 x 1 x 2100 = 42 kgm

Berat keramik 001 x 1 x 2400 = 24 kgm +

qdl = 66 kgm

adapun berat sendiri profil dihitung dengan software etabs 2015

- Beban hidup (life load)

Berdasarkan PPPURG 1987

Beban hidup rencana untuk lantai pabrik = 400 kgm2

Koefisien reduksi untuk perencanaan balok induk = 100

Koefisien reduksi untuk peninjauan terhadap masa gempa = 090

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

112

b Beban pada lantai chekered plate

- Beban mati tambahan (dead load)

Berat per 6 meter luas L 70 x 70 x 6 = 638 x 6 x 9 = 34452 kg

Berat ekivalen siku = =

= 957 kgm

- Beban hidup (life load)

Berdasarkan PPPURG 1987

Beban hidup rencana untuk lantai pabrik = 400 kgm2

Koefisien reduksi untuk perencanaan balok induk = 100

Koefisien reduksi untuk peninjauan terhadap masa gempa = 090

4212 Beban angin

- Dinding vertical

Di pihak angin = + 09 x 40 = + 36 kgm2

Di belakang angin = - 04 x 40 = - 16 kgm2

- Atap segi-tiga dengan sudut kemiringan α 10o

Koefisien angin tekan = 002α - 04 = 002 (10) - 04 = - 02

Koefisien angin hisap = - 04

qtekan = -02 x 40 = -8 kgm2

qhisap = -04 x 70 = -16 kgm2

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

113

4213 Beban gempa

Jenis pemamfaatan bangunan = Pabrik (kategori risiko II tabel 27)

Faktor keutamaan gempa Ie = 1 (tabel 28)

Ss = 05g

S1 = 03g

Jenis tanah = Keras (kelas C)

Fa = 12 ( tabel 211 dengan input Ss = 05 )

Fs = 15 ( tabel 212 dengan input S1 = 03 )

SDS = Fa Ss = 12 05 = 040

SD1 = FV S1 = 15 03 = 030

Gambar 412 Respon spectra rencana

Berdasarkan SDS gedung berada di kategori risiko C ( tabel 213 )

Berdasarkan SD1 gedung berada di kategori risiko D ( tabel 214 )

00000

00500

01000

01500

02000

02500

03000

03500

04000

04500

0000 1000 2000 3000 4000 5000

S

T

MEDAN TANAH KERAST S

0000 01600

0075 02800

0113 03400

0150 04000

0750 04000

0750 04000

0830 03614

3070 00977

3310 00906

3550 00845

4030 00744

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

114

Sehingga bangunan akan direncanakan dengan kategori risiko D yaitu sistem

rangka baja pemikul momen khusus Adapun nilai koefisien modifikasi respons

(R) faktor kuat lebih (Ω) dan faktor pembesaran defleksi (cd) adalah

Koefisien modifikasi respons (R) = 8

Faktor kuat lebih (Ω) = 3

Faktor pembesaran defleksi (cd) = 55

1 Gaya gempa statik ekivalen

- Menentukan T

- Ta = Ct -gt Ct = 0724 x = 08 ( tabel 213 )

= 00724 x 37614

= 1318 detik

Tmax = Cu Ta -gt Cu = 14 ( tabel 214 )

= 14 1318

= 1845 detik

Tc = Tx 3438 Ty -3231

Sehingga digunakan T = 1845

- Menentukan nilai C

Cmin = 0044 SDS I gt 001

= 0044 040 1 gt 001

= 00176

Cs = =

= 005

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

115

Cs = =

= 0020

Sehingga digunakan Cs = 0020

- Menentukan berat struktur

Beban mati

Tabel 41 Beban mati struktur (rangka)

Tabel 42 Beban mati struktur (Atap partisi diafragma dll)

Sehingga beban mati total struktur adalah 46021142 kg

Adapun beban hidup total permeter luas adalah 09 x 400 = 360 kgm2

No Jenis Beban Sendiri q kgm L m W Kg

1 H 350 X 350 X 12 X 19 13700 42813 5865313

2 H 300 X 300 X 10 X 15 9400 16583 1558785

3 IWF 300 X 150 X 65 X 9 3670 192448 7062838

4 IWF 350 X 175 X 7 X 11 4960 26850 1331760

5 IWF 250 X 125 X 6 X 9 2960 16455 487059

6 IWF 200 X 200 X 8 X 12 4990 4640 231536

7 IWF 200 X 100 X 55 X 8 2130 135712 2890659

8 CNP 700 85280 596960

9 Sagrod 062 29242 18042

10 Ikatan angin 298 23758 70894

sum 20113845

No Jenis Beban Sendiri q kgm2 A m2 W Kg

1 Floor deck 28800 52636 15159168

2 Chekered plate 45 mm 4777 184206 8798611

3 Clading 446 2200 9812

4 Spandek 498 64700 322206

5 Isolation Rockwool 2500 64700 1617500

sum 25907297

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

116

Tabel 43 Beban hidup struktur

No Beban Hidup q kgm2 A m2 W Kg

1 Floor deck 36000 52636 18948960

2 Chekered plate 45 mm 36000 184206 66314244

sum 85263204

Sehingga berat struktur adalah

WT = WDL + WLL

= 25907297 + 85263204

= 131284346 kg

- Menentukan gaya geser dasar

V = Cs WT

= 0020 131284346

= 2668381 kg

2 Analisis spectrum respons ragam

- Kontrol partisipasi massa ragam

Tabel 44 Waktu getar alami dan partisipasi massa

Case ModePeriod Selisih Waktu

Getar Alami Sum UX Sum UY Sum UZ

sec

Modal 1 3438 870 06918 00161 00022

Modal 2 3139 1911 07121 06293 00025

Modal 3 2539 666 07818 06293 00028

Modal 4 237 1139 0782 06297 00032

Modal 5 21 3948 0782 07018 00037

Modal 6 1271 582 0786 07024 00065

Modal 7 1197 635 09305 07037 00066

Modal 8 1121 660 09308 07038 00084

Modal 9 1047 669 09308 07057 00086

Modal 10 0977 379 09311 07792 00088

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

117

Tabel 44 Waktu getar alami dan partisipasi massa (lanjutan)

Case ModePeriod Selisih Waktu

Getar Alami Sum UX Sum UY Sum UZ

sec

Modal 11 094 1649 09318 08848 00096

Modal 12 0785 382 09332 08849 00099

Modal 13 0755 252 0959 08885 00099

Modal 14 0736 095 09612 09008 00117

Modal 15 0729 727 09627 09114 00125

Modal 16 0676 459 09751 09119 00125

Modal 17 0645 698 09799 09121 00125

Analisa modal pada software etabs 2015 menunjukan bahwa

perbedaan waktu getar sangat sedikit sehingga untuk selanjutnya digunakan

metoda kombinasi kuadrat lengkap (CQC) Pada mode ke 7 partisipasi

massa pada UX sudah mencapai 93 dan pada mode ke 14 partisipasi

massa pada UY sudah mencapai 90 sehingga sudah memenuhi syarat

minimal (90)

- Kontrol base reaction

Tabel 45 Base Reaction

Load CaseCombo

FX FY FZ

KN KN KN

RS U1 Max 2366839 325487 10303

RS U2 Max 290655 2367369 22637

085 VStatik gt VDinamik

085 2668381 gt 2367369

226812 lt 2367369 (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

118

4214 Beban notional

Untuk struktur yang menahan beban gravitasi terutama melalui kolom dinding

atau portal vertikal nominal diijinkan menggunakan beban notional untuk mewakili

efek ketidaksempurnaan awal Beban notional harus digunakan sebagai beban

lateral pada semua levelbeban national di hitung otomatis dari program ETABS

2015 dengan nominal 0002 α Yi untuk mewakili ketidaksempurnaan awal dan

0001 α Yi untuk kekakuan lentur sehingga

Ni = 0003 α Yi

Gambar 413 Beban notional pada etabs 2015

Beban tersebut di distribusikan arah orthogonal baik untuk beban grafitasi beban

hidup maupun beban grafitasi akibat beban mati

422 Kombinasi beban

Struktur akan didisain dengan gempa termasuk gaya seismic vertikal dan

faktor redundansi Gaya seismic vertikal adalah

Ev = 02 SDS DL

= 02 040 DL

= 008 DL

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

119

Faktor redundansi untuk kategori desain seismik DE dan F adalah 13 sehingga

kombinasi pembebanan menjadi

1 14D

2 12D + 16L + 05(Lr atau R)

3 12D + 16(Lr atau R) + (L atau 05W)

4 12D + 10 W + L + 05(Lr atau R)

5 12D + 10 E + L -gt 13D + 13E + L

6 09D + 10 W

7 09D + 10 E -gt 08D + 13E

423 Kontrol Driff

Tabel 46 Simpangan antar lantai akibat gempa X

Elevasi h SUMBU X SUMBU Y ∆IZIN KETERANGAN

m mm δse (mm) δx (mm) ∆x (mm) δse (mm) δy (mm) ∆y (mm) mm

355 4100 80 440 2585 15 825 385 82 OK

314 3000 753 41415 2035 143 7865 33 60 OK

284 3000 716 3938 2695 137 7535 275 60 OK

254 3000 667 36685 363 132 726 33 60 OK

224 3000 601 33055 4345 126 693 44 60 OK

194 3000 522 2871 4565 118 649 495 60 OK

164 2650 439 24145 3905 109 5995 66 53 OK

1375 3050 368 2024 407 97 5335 1155 61 OK

107 4900 294 1617 7535 76 418 253 98 OK

58 5800 157 8635 8635 3 165 165 116 OK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

120

Gambar 414 Grafik simpangan antar lantai VS elevasi akibat gempa - X

Tabel 47 Simpangan antar lantai akibat gempa Y

Elevasi h SUMBU X SUMBU Y ∆IZIN KETERANGAN

m mm δse (mm) δx (mm) ∆x (mm) δse (mm) δy (mm) ∆y (mm) mm

355 4100 398 742 35 742 4081 1925 82 OK

314 3000 371 707 27 707 38885 1485 60 OK

284 3000 35 68 3 68 374 165 60 OK

254 3000 324 65 43 65 3575 2365 60 OK

224 3000 288 607 56 607 33385 308 60 OK

194 3000 246 551 68 551 30305 374 60 OK

164 2650 201 483 68 483 26565 374 53 OK

1375 3050 164 415 92 415 22825 506 61 OK

107 4900 127 323 182 323 17765 80 98 OK

58 5800 62 141 141 141 9765 9765 116 OK

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 20 40 60 80 100 120 140

ELEV

ASI

STORY DRIFT

GRAFIK STORY DRIFT vs ELEVASI

DRIFT X

DRIFT Y

DRIFT IZIN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

121

Gambar 415 Grafik simpangan antar lantai VS elevasi akibat gempa - Y

424 Kontrol Profil

4241 Kolom 350 x 350 x 12 x 19 ( A = 1739 cm2 )

Ix = 40300 cm4 Zx = 24931

Iy = 13600 cm4 Zy = 11749

Sx = 2300 cm3 Lp = 449 m

Sy = 776 cm3 Lr = 1718 m

rx = 152 cm Mp = 5983 KN m

ry = 884 cm Mr = 391 KN m

Panjang tidak terkekang lateral = 58 m

Elastisitas bahan = 200000 MPa

Tegangan leleh bahan = 240 MPa

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 20 40 60 80 100 120 140

ELEV

ASI

STORY DRIFT

GRAFIK STORY DRIFT vs ELEVASI

DRIFT X

DRIFT Y

DRIFT IZIN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

122

a Kapasitas kolom terhadap tekan

λ = lt 471

=

lt 471

= 65611 lt 13797

fe =

=

= 45890 MPa

lt 225

lt 225

0522 lt 225

Sehingga tegangan keritis adalah

fcr = 0658 fy

= 0658 240

= 19698 MPa

ϕPn = 09 fcr A

= 09 19698 17390

= 308307 KN

b Kapasitas kolom terhadap momen sumbu x

L = 58 m

Lp = 449 m

Lr = 1718 m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

123

didapat Lp lt L lt Lr sehingga momen ultimate adalah

Mn = Cb [Mp ndash ( Mp- Mr)

]

= 1 [5983 - (5983 ndash 391)

]

= 57694 KN m

ϕ Mn = 09 57694

= 51924 KN m

c Kapasitas kolom terhadap momen sumbu y

ϕ Mn = 09 Zy fy

= 09 11749 240

= 25377 KN m

Tabel 48 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 350 x 350 x 12 x 19

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

14DL 0 -50108 -439 -693 PuϕPn lt 02 0114

14DL 275 -49599 076 340 PuϕPn lt 02 0092

14DL 55 -49090 565 1356 PuϕPn lt 02 013

12DL + 16LL 0 -234590 -1264 -1380 PuϕPn gt 02 0846

12DL + 16LL 275 -234153 104 786 PuϕPn gt 02 0794

12DL + 16LL 55 -233716 1360 2854 PuϕPn gt 02 0871

12DL + 16LL + 05WL-X 0 -237561 -1198 2174 PuϕPn gt 02 0867

12DL + 16LL + 05WL-X 275 -237124 116 2293 PuϕPn gt 02 083

12DL + 16LL + 05WL-X 55 -236688 1312 2004 PuϕPn gt 02 0865

12DL + 16LL + 05WL-Y 0 -234440 -2572 -1245 PuϕPn gt 02 0889

12DL + 16LL + 05WL-Y 275 -234003 -342 865 PuϕPn gt 02 0803

12DL + 16LL + 05WL-Y 55 -233567 2144 2857 PuϕPn gt 02 0898

12DL + LL + WL-X 0 -168693 -156 6011 PuϕPn gt 02 0668

12DL + LL + WL-X 275 -168257 257 3604 PuϕPn gt 02 0629

12DL + LL + WL-X 55 -167820 583 512 PuϕPn gt 02 0586

12DL + LL + WL-Y 0 -162386 -4668 -795 PuϕPn gt 02 0716

12DL + LL + WL-Y 275 -161949 -1059 776 PuϕPn gt 02 0588

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

124

Tabel 48 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 350 x 350 x 12 x 19 (lanjutan)

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

12DL + LL + WL-Y 55 -161513 3203 2242 PuϕPn gt 02 0686

13DL + LL + ρRS-X Max 0 -161904 5293 4622 PuϕPn gt 02 0802

13DL + LL + ρRS-X Max 275 -161431 1821 3150 PuϕPn gt 02 0653

13DL + LL + ρRS-X Max 55 -160958 5145 3377 PuϕPn gt 02 0772

13DL + LL + ρRS-X Min 0 -171412 -7624 -5979 PuϕPn gt 02 0938

13DL + LL + ρRS-X Min 275 -170939 -1731 -1543 PuϕPn gt 02 0654

13DL + LL + ρRS-X Min 55 -170466 -2792 1061 PuϕPn gt 02 0681

13DL + LL + ρRS-Y Max 0 -157108 2483 11576 PuϕPn gt 02 0806

13DL + LL + ρRS-Y Max 275 -156635 990 6117 PuϕPn gt 02 0659

13DL + LL + ρRS-Y Max 55 -156162 2686 4441 PuϕPn gt 02 0688

13DL + LL + ρRS-Y Min 0 -177929 -3506 -10847 PuϕPn gt 02 0899

13DL + LL + ρRS-Y Min 275 -177456 -609 -3714 PuϕPn gt 02 0673

13DL + LL + ρRS-Y Min 55 -176983 -1052 -492 PuϕPn gt 02 0632

09DL + WL-X 0 -38166 033 6660 PuϕPn lt 02 0193

09DL + WL-X 275 -37839 110 3230 PuϕPn lt 02 013

09DL + WL-X 55 -37511 161 -829 PuϕPn lt 02 0085

09DL + WLY 0 -31859 -4479 -146 PuϕPn lt 02 0233

09DL + WLY 275 -31532 -1205 402 PuϕPn lt 02 0108

09DL + WLY 55 -31204 2781 901 PuϕPn lt 02 0179

08DL + ρRS-X Max 0 -23960 6089 5031 PuϕPn lt 02 0377

08DL + ρRS-X Max 275 -23669 1794 2588 PuϕPn lt 02 016

08DL + ρRS-X Max 55 -23378 4359 1901 PuϕPn lt 02 0248

08DL + ρRS-X Min 0 -33468 -6828 -5570 PuϕPn lt 02 0432

08DL + ρRS-X Min 275 -33177 -1757 -2105 PuϕPn lt 02 0165

08DL + ρRS-X Min 55 -32886 -3578 -415 PuϕPn lt 02 0204

08DL + ρRS-Y Max 0 -18520 2830 11228 PuϕPn lt 02 0359

08DL + ρRS-Y Max 275 -18229 860 5259 PuϕPn lt 02 0166

08DL + ρRS-Y Max 55 -17938 2141 3132 PuϕPn lt 02 0175

08DL + ρRS-Y Min 0 -39341 -3159 -11196 PuϕPn lt 02 0406

08DL + ρRS-Y Min 275 -39050 -739 -4572 PuϕPn lt 02 0182

08DL + ρRS-Y Min 55 -38759 -1596 -1801 PuϕPn lt 02 0162

Stress ratio maximum adalah 0938 lt 1 OK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

125

d Kapasitas kolom terhadap geser

Tabel 49 Resume gaya geser Kolom 350 x 350 x 12 x 19

V2 kN V3 kN

Vmax 18049 9887

Vmin -22158 -15602

- Kontrol terhadap geser sumbu x

ϕVn = 09 06 Aw fy

= 09 06 3744 240

= 48522 KN gt 22158 OK

- Kontrol terhadap geser sumbu y

ϕVn = 09 06 Af fy

= 09 06 12844 240

= 16645 KN gt 156 OK

4242 Kolom 300 x 300 x 10 x 15 ( A = 1198 cm2 )

Ix = 20400 cm4 Zx = 14647 cm3

Iy = 6750 cm4 Zy = 6817 cm3

Sx = 1360 cm3 Lp = 381 m

Sy = 450 cm3 Lr = 1376 m

rx = 131 cm Mp = 3515 KN m

ry = 751 cm Mr = 2312 KN m

Panjang tidak terkekang laterar = 3 m

Elastisitas bahan = 200000 MPa

Tegangan leleh bahan = 240 MPa

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

126

a Kapasitas kolom terhadap tekan

λ = lt 471

=

lt 471

= 39947 lt 13797

fe =

=

= 123797 MPa

lt 225

lt 225

01938 lt 225

Sehingga tegangan keritis adalah

fcr = 0658 fy

= 0658 240

= 221295 MPa

ϕPn = 09 fcr A

= 09 221295 11980

= 2386003 KN

b Kapasitas kolom terhadap momen sumbu x

L = 3 m

Lp = 381 m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

127

didapat Lp gt L sehingga momen ultimate adalah

Mn = Mp

= 35152 KN m

ϕ Mn = 09 35152

= 319376 KN m

c Kapasitas kolom terhadap momen sumbu y

ϕ Mn = 09 Zy fy

= 09 6817 240

= 147247 KN m

Tabel 410 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 300 x 300 x 10 x 15

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

14DL 0 -12254 -884 -306 PuϕPn lt 02 0096

14DL 275 -12082 -141 072 PuϕPn lt 02 0038

14DL 55 -11910 605 449 PuϕPn lt 02 0081

12DL + 16LL 0 -53658 -6540 -1683 PuϕPn gt 02 0667

12DL + 16LL 275 -53510 -1187 515 PuϕPn gt 02 0311

12DL + 16LL 55 -53362 4228 2705 PuϕPn gt 02 0555

12DL + 16LL + 05WL-X 0 -53789 -6536 -1139 PuϕPn gt 02 0652

12DL + 16LL + 05WL-X 275 -53641 -1183 464 PuϕPn gt 02 031

12DL + 16LL + 05WL-X 55 -53494 4231 2060 PuϕPn gt 02 0538

12DL + 16LL + 05WL-Y 0 -54867 -7138 -1717 PuϕPn gt 02 071

12DL + 16LL + 05WL-Y 275 -54719 -1176 504 PuϕPn gt 02 0315

12DL + 16LL + 05WL-Y 55 -54572 4762 2715 PuϕPn gt 02 0593

12DL + LL + WL-X 0 -37583 -4262 -046 PuϕPn lt 02 037

12DL + LL + WL-X 275 -37435 -786 246 PuϕPn lt 02 014

12DL + LL + WL-X 55 -37287 2730 534 PuϕPn lt 02 0281

12DL + LL + WL-Y 0 -40160 -5753 -1248 PuϕPn lt 02 0515

12DL + LL + WL-Y 275 -40012 -752 319 PuϕPn lt 02 0145

12DL + LL + WL-Y 55 -39864 4114 1881 PuϕPn lt 02 0423

13DL + LL + ρRS-X Max 0 -34864 -2278 258 PuϕPn lt 02 0236

13DL + LL + ρRS-X Max 275 -34704 -448 634 PuϕPn lt 02 0124

13DL + LL + ρRS-X Max 55 -34544 4920 3224 PuϕPn lt 02 0509

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

128

Tabel 410 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 300 x 300 x 10 x 15

(lanjutan)

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

13DL + LL + ρRS-X Min 0 -42010 -6668 -2496 PuϕPn lt 02 062

13DL + LL + ρRS-X Min 275 -41850 -1139 041 PuϕPn lt 02 0167

13DL + LL + ρRS-X Min 55 -41690 930 353 PuϕPn lt 02 0162

13DL + LL + ρRS-Y Max 0 -36078 -3269 1785 PuϕPn lt 02 0355

13DL + LL + ρRS-Y Max 275 -35917 -644 806 PuϕPn lt 02 0145

13DL + LL + ρRS-Y Max 55 -35757 3829 4637 PuϕPn lt 02 0482

13DL + LL + ρRS-Y Min 0 -40673 -5470 -3709 PuϕPn lt 02 0574

13DL + LL + ρRS-Y Min 275 -40513 -955 -183 PuϕPn lt 02 0156

13DL + LL + ρRS-Y Min 55 -40353 1791 -1478 PuϕPn lt 02 0253

09DL + WL-X 0 -8094 -537 895 PuϕPn lt 02 0082

09DL + WL-X 275 -7983 -084 -055 PuϕPn lt 02 0025

09DL + WL-X 55 -7872 371 -1002 PuϕPn lt 02 0074

09DL + WLY 0 -10671 -2028 -307 PuϕPn lt 02 017

09DL + WLY 275 -10560 -050 019 PuϕPn lt 02 0027

09DL + WLY 55 -10449 1755 346 PuϕPn lt 02 0153

08DL + ρRS-X Max 0 -3468 1674 1216 PuϕPn lt 02 016

08DL + ρRS-X Max 275 -3370 266 336 PuϕPn lt 02 0036

08DL + ρRS-X Max 55 -3271 2356 1674 PuϕPn lt 02 022

08DL + ρRS-X Min 0 -10614 -2716 -1539 PuϕPn lt 02 0256

08DL + ρRS-X Min 275 -10516 -426 -258 PuϕPn lt 02 006

08DL + ρRS-X Min 55 -10417 -1633 -1197 PuϕPn lt 02 0171

08DL + ρRS-Y Max 0 -4709 606 2625 PuϕPn lt 02 0135

08DL + ρRS-Y Max 275 -4610 075 529 PuϕPn lt 02 0032

08DL + ρRS-Y Max 55 -4512 1354 3250 PuϕPn lt 02 0205

08DL + ρRS-Y Min 0 -9304 -1595 -2869 PuϕPn lt 02 0219

08DL + ρRS-Y Min 275 -9206 -236 -459 PuϕPn lt 02 005

08DL + ρRS-Y Min 55 -9107 -684 -2866 PuϕPn lt 02 0157

Stress ratio maximum adalah 0710 lt 1 OK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

129

d Kapasitas kolom terhadap geser

Tabel 411 Resume gaya geser Kolom 300 x 300 x 10 x 15

V2 kN V3 kN

Vmax 18748 9962

Vmin -29322 -43951

- Kontrol terhadap geser sumbu x

ϕVn = 09 06 Aw fy

= 09 06 2700 240

= 34992 KN gt 29322 KN (OK)

- Kontrol terhadap geser sumbu y

ϕVn = 09 06 Af fy

= 09 06 8700 240

= 112752 KN gt 43951 KN (OK)

4243 Kolom 200 x 200 x 8 x 12 ( A = 6353 cm2 )

Ix = 4720 cm4 Zx = 5131 cm3

Iy = 1600 cm4 Zy = 2428 cm3

Sx = 472 cm3 Lp = 255 m

Sy = 160 cm3 Lr = 1072 m

rx = 862 cm Mp = 1231 KN m

ry = 502 cm Mr = 802 KN m

Panjang tidak terkekang laterar = 58 m

Elastisitas bahan = 200000 MPa

Tegangan leleh bahan = 240 MPa

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

130

a Kapasitas kolom terhadap tekan

λ = lt 471

=

lt 471

= 115538 lt 13797

fe =

=

= 14799 MPa

lt 225

lt 225

1621 lt 225

Sehingga tegangan keritis adalah

fcr = 0658 fy

= 0658 240

= 121737 MPa

ϕPn = 09 fcr A

= 09 121737 6353

= 696056 KN

b Kapasitas kolom terhadap momen sumbu x

L = 58 m

Lp = 255 m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

131

Lr = 1072 m

didapat Lp lt L lt Lr sehingga momen ultimate adalah

Mn = Cb [Mp ndash ( Mp- Mr)

]

= 1 [123144 - (123144 ndash 8024)

]

= 106077 KN m

ϕ Mn = 09 106077

= 9547 KN m

c Kapasitas kolom terhadap momen sumbu y

ϕ Mn = 09 Zy fy

= 09 2428 240

= 524448 KN m

Tabel 412 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 200 x 200 x 8 x 12

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

14DL 0 -2195 -043 -037 PuϕPn lt 02 0028

14DL 275 -2006 004 001 PuϕPn lt 02 0016

14DL 55 -1818 049 038 PuϕPn lt 02 0027

12DL + 16LL 0 -4566 -141 -070 PuϕPn lt 02 0068

12DL + 16LL 275 -4405 007 018 PuϕPn lt 02 0035

12DL + 16LL 55 -4243 152 107 PuϕPn lt 02 0071

12DL + 16LL + 05WL-X 0 -3107 -138 483 PuϕPn lt 02 0100

12DL + 16LL + 05WL-X 275 -2945 008 053 PuϕPn lt 02 0029

12DL + 16LL + 05WL-X 55 -2784 150 -378 PuϕPn lt 02 0089

12DL + 16LL + 05WL-Y 0 -4677 -384 -090 PuϕPn lt 02 0117

12DL + 16LL + 05WL-Y 275 -4516 -011 019 PuϕPn lt 02 0037

12DL + 16LL + 05WL-Y 55 -4354 364 127 PuϕPn lt 02 0115

12DL + LL + WL-X 0 -622 005 1055 PuϕPn lt 02 0116

12DL + LL + WL-X 275 -461 014 081 PuϕPn lt 02 0015

12DL + LL + WL-X 55 -299 021 -895 PuϕPn lt 02 01

12DL + LL + WL-Y 0 -3816 -763 -100 PuϕPn lt 02 0184

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

132

Tabel 412 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 200 x 200 x 8 x 12

(lanjutan)

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

12DL + LL + WL-Y 275 -3655 -041 014 PuϕPn lt 02 0036

12DL + LL + WL-Y 55 -3493 686 126 PuϕPn lt 02 017

13DL + LL + ρRS-X Max 0 -1973 939 590 PuϕPn lt 02 0255

13DL + LL + ρRS-X Max 275 -1798 079 054 PuϕPn lt 02 0034

13DL + LL + ρRS-X Max 55 -1623 1078 567 PuϕPn lt 02 0277

13DL + LL + ρRS-X Min 0 -5225 -1217 -612 PuϕPn lt 02 0334

13DL + LL + ρRS-X Min 275 -5050 -072 -025 PuϕPn lt 02 0053

13DL + LL + ρRS-X Min 55 -4875 -791 -486 PuϕPn lt 02 0237

13DL + LL + ρRS-Y Max 0 340 425 1491 PuϕPn lt 02 024

13DL + LL + ρRS-Y Max 275 514 043 110 PuϕPn lt 02 0024

13DL + LL + ρRS-Y Max 55 689 462 1152 PuϕPn lt 02 0214

13DL + LL + ρRS-Y Min 0 -6918 -505 -1281 PuϕPn lt 02 0281

13DL + LL + ρRS-Y Min 275 -6743 -023 -068 PuϕPn lt 02 006

13DL + LL + ρRS-Y Min 55 -6569 -343 -1273 PuϕPn lt 02 0246

09DL + WL-X 0 1511 008 1085 PuϕPn lt 02 0126

09DL + WL-X 275 1632 006 070 PuϕPn lt 02 0021

09DL + WL-X 55 1753 004 -947 PuϕPn lt 02 0113

09DL + WLY 0 -1682 -761 -069 PuϕPn lt 02 0165

09DL + WLY 275 -1561 -049 003 PuϕPn lt 02 0021

09DL + WLY 55 -1440 668 075 PuϕPn lt 02 0146

08DL + ρRS-X Max 0 412 1035 596 PuϕPn lt 02 0263

08DL + ρRS-X Max 275 519 077 041 PuϕPn lt 02 0023

08DL + ρRS-X Max 55 627 978 534 PuϕPn lt 02 0247

08DL + ρRS-X Min 0 -2840 -1120 -606 PuϕPn lt 02 0298

08DL + ρRS-X Min 275 -2733 -074 -038 PuϕPn lt 02 0038

08DL + ρRS-X Min 55 -2625 -891 -519 PuϕPn lt 02 0244

08DL + ρRS-Y Max 0 2516 453 1421 PuϕPn lt 02 0254

08DL + ρRS-Y Max 275 2624 036 093 PuϕPn lt 02 0036

08DL + ρRS-Y Max 55 2731 420 1186 PuϕPn lt 02 0224

08DL + ρRS-Y Min 0 -4742 -477 -1350 PuϕPn lt 02 0267

08DL + ρRS-Y Min 275 -4634 -030 -085 PuϕPn lt 02 0048

08DL + ρRS-Y Min 55 -4527 -385 -1239 PuϕPn lt 02 0236

Stress ratio maximum adalah 0334 lt 1 (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

133

e Kapasitas kolom terhadap geser

Tabel 413 Resume gaya geser Kolom 200 x 200 x 8 x 12

V2 kN V3 kN

Vmax 4961 3345

Vmin ‐45461 ‐40182

- Kontrol terhadap geser sumbu x

ϕVn = 09 06 Aw fy

= 09 06 1408 240

= 18247 KN gt 4961 OK

- Kontrol terhadap geser sumbu y

ϕVn = 09 06 Af fy

= 09 06 4512 240

= 584755 KN gt 40182 OK

4244 Balok Komposit 300 x 150 x 65 x 9 ( A = 4678 cm2 )

Ix = 7210 cm4 Zx = 522 cm3

Iy = 508 cm4 Zy = 1042 cm3

Sx = 481 cm3 Lp = 167 m

Sy = 677 cm3 Lr = 497 m

rx = 124 cm Mp = 1253 KN m

ry = 329 cm Mr = 817 KN m

Panjang tidak terkekang laterar = 8 m

Elastisitas bahan = 200000 MPa

Tegangan leleh bahan = 240 MPa

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

134

Tabel 414 Resume Gaya luar envelope balok komposit 300 x 150 x 65 x 9

Load CaseCombo Station P V2 V3 T M2 M3

m kN kN kN kN‐m kN‐m kN‐m

ENVELOPE Max 0175 0030 4867 0030 ‐0009 0012 35372

ENVELOPE Max 0671 0020 5715 0020 ‐0009 0000 32749

ENVELOPE Max 1166 0009 6564 0009 ‐0009 0000 30189

ENVELOPE Max 1662 0000 7412 0000 ‐0009 0000 30289

ENVELOPE Max 2158 0000 8260 0000 ‐0009 0000 29122

ENVELOPE Max 2653 0000 9109 0000 ‐0009 0004 26687

ENVELOPE Max 3149 0000 9957 0000 ‐0009 0018 22986

ENVELOPE Max 3617 0003 17149 0003 0059 0002 15061

ENVELOPE Max 4084 0003 17368 0003 0059 0000 10950

ENVELOPE Max 4552 0002 17587 0002 0059 0000 13087

ENVELOPE Max 5019 0001 17806 0001 0059 0000 15177

ENVELOPE Max 5487 0000 18025 0000 0059 0000 17921

ENVELOPE Max 5955 0000 18244 0000 0059 0000 22012

ENVELOPE Max 6422 0000 18463 0000 0059 0000 26039

ENVELOPE Max 6890 0000 18681 0000 0059 0000 30003

ENVELOPE Max 7357 0000 18900 0000 0059 0001 33905

ENVELOPE Max 7825 0000 19119 0000 0059 0003 37743

ENVELOPE Min 0175 0000 ‐28736 0000 ‐0084 0000 ‐56467

ENVELOPE Min 0671 0000 ‐26180 0000 ‐0084 0000 ‐42857

ENVELOPE Min 1166 0000 ‐23624 0000 ‐0084 ‐0007 ‐30998

ENVELOPE Min 1662 ‐0002 ‐21067 ‐0002 ‐0084 ‐0009 ‐23486

ENVELOPE Min 2158 ‐0013 ‐18511 ‐0013 ‐0084 ‐0005 ‐16393

ENVELOPE Min 2653 ‐0023 ‐15955 ‐0023 ‐0084 0000 ‐9722

ENVELOPE Min 3149 ‐0034 ‐13398 ‐0034 ‐0084 0000 ‐3471

ENVELOPE Min 3617 0000 ‐9354 0000 0007 0000 0930

ENVELOPE Min 4084 0000 ‐9219 0000 0007 0000 1369

ENVELOPE Min 4552 0000 ‐9084 0000 0007 ‐0001 ‐4717

ENVELOPE Min 5019 0000 ‐8950 0000 0007 ‐0001 ‐10866

ENVELOPE Min 5487 0000 ‐8815 0000 0007 ‐0002 ‐17834

ENVELOPE Min 5955 ‐0001 ‐8680 ‐0001 0007 ‐0002 ‐26313

ENVELOPE Min 6422 ‐0002 ‐8546 ‐0002 0007 ‐0001 ‐34895

ENVELOPE Min 6890 ‐0002 ‐8411 ‐0002 0007 0000 ‐43579

ENVELOPE Min 7357 ‐0003 ‐8276 ‐0003 0007 0000 ‐52366

ENVELOPE Min 7825 ‐0004 ‐8142 ‐0004 0007 0000 ‐61255

Didapat M+max 3774 KN m dan M-

max 6125 KN m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

135

a Kontrol momen positif

- menentukan lebar efektif pelat beton ( digunakan Lrelativ )

1 be lt

be lt

be lt 1

2 be lt bo

be lt 1

sehingga digunakan be = 1 meter

akibat adanya lubang pada floor deck maka digunakan bekivalen

bekivalen =

=

= 810 mm

- Menentukan nilai n

Ebeton = 4700 = 4700 radic25 = 23500

Ebaja = 200000

n = = = 851

- Menentukan lebar transformasi penampang beton

=

= 952 cm

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Pelat Beton 11424 6 68544 Floor Deck 1867 945 17646 Profil WF 4678 27 126306

sum 17969 sum 212496

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

136

ẏ = sum

sum =

= 11825 mm

Titik berat berada di pelat beton

a =

=

= 5968 mm

d1 = 05hprofil + tpelat = 150 + 120 = 270 mm

d2 = hprofil ndash ċ = 120 ndash 035 = 11965

ϕMn = 09 As fy ( d1- ӯ )

ϕMn = 09 x [ 4678 x 240 x (270 ndash 2984) +2646 550 (11965 ndash 2984) ]

ϕMn = 24266 + 1176

ϕMn = 25442 KN m gt Mu = 3774 KN m ( OK )

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

137

b Kontrol momen negatif

- Menentukan sumbu netral penampang

Tsr = Asr fyr

= 667 ( 503 ) 400

= 13413334 N

Tfd = As Fu

= 81485 550

= 4481675 N

T = Tsr + Tfd

= 13413334 + 448167

= 58230084 N

Cmax = As fy

= 4678 240

= 1122720 N

Cmax gt T maka titik berat berada pada profil baja

T + Ts = Cmax ndash Ts

2Ts = Cmax ndash T

Ts = 05 (1122720 ndash 58230084)

Ts = 270209 N

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

138

Jika sumbu netral jatuh di sayap maka

b tf fy = Ts

150 tw 240 = 27020958

t =

= 75 mm

- Menghitung garis kerja gaya pusat tekan

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Profil WF 4678 15000 701700 Flens -1125 29625 -333281

sum 3553 sum 36841

ӯ =

= 10369 mm

Momen terhadap garis kerja

Tsr Mn1 = Tsr (d ndash ӯ + ts ndash 24)

= 13413334 ( 300 ndash 10369 + 120 ndash 24 )

= 3920 KN m

Tfr Mn2 = Tfd ( d ndash ӯ + 25 )

= 4481675 ( 300 ndash 10369 + 25)

= 9918 KN m

Ts flens Mn3 = Ts ( d ndash ӯ ndash (752) )

= 270000 ( 300 ndash 10369 ndash 375 )

= 5199 KN m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

139

Mn = Mn1 + Mn2 + Mn3

= 3920 + 9918 + 5199

= 19037 KN m

ϕ Mn = 09 Mn

= 09 19037

= 17133 KN m gt 6125 KN m (OK)

D Dimensi Penghubung Geser (Shear Conector)

Gaya horizontal akibat aksi komposit penuh

Vh = 085 a b = 085 x 5968 x 1000 x 25 = 1268200 N

Digunakan Stud connector ⅝rdquo luas satu buah stud connector adalah

Asc = d2 = 158752 =19801 mm2

Kuat geser satu buah shear connector

Qn = 05 Asc lt Rg Rp Asc fu

Qn = 05 x 19801 x radic25 23500 lt 085 x 075 x 19801 x 550

Qn = 7588676 N lt 69427

Jumlah shear connector yang di butuhkan

N = = = 182 ~ 19 buah untuk setengah bentang

Total kebutuhan shear connector adalah 38 buah untuk semua bentang Jika

dipasang dua buah shear connector pada setiap penampang melintang maka

jarak shear connector adalah

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

140

S = = 421 mm

Smin = 6d = 6 x 15875 = 9525 mm

Smax = 8t = 8 x 120 = 960 mm

Strans = 4d = 4 x 15875 = 635 mm

Sehingga digunakan shear connector 2 x (⅝rdquo x 65 cm) dengan jarak 25 cm

E Kontrol Geser

Menghitung gaya geser ultimate

Vu = 43951 KN

Menghitung gaya geser nominal

ϕVn = 09 (06 fy) h tw

ϕVn = 09 x 06 x 240 x 282 x 65

ϕVn = 23755 KN gt Vu = 43951 (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

141

4245 Balok Komposit 350 x 175 x 7 x 11 ( A = 6314 cm2 )

Ix = 13600 cm4 Zx = 8408 cm3

Iy = 984 cm4 Zy = 1724 cm3

Sx = 775 cm3 Lp = 2 m

Sy = 112 cm3 Lr = 593 m

rx = 147 cm Mp = 2017 KN m

ry = 395 cm Mr = 1317 KN m

Panjang tidak terkekang laterar = 6 m

Elastisitas bahan = 200000 MPa

Tegangan leleh bahan = 240 MPa

Tabel 415 Resume Gaya luar envelope balok komposit 350 x 175 x 7 x 11

Load CaseCombo Station P V2 V3 T M2 M3

m kN kN kN kN-m kN-m kN-m

ENVELOPE Max 015 00015 -286870 00000 -00119 00000 -114887

ENVELOPE Max 061 00007 -285538 00000 -00119 00002 17497

ENVELOPE Max 108 00000 -284206 00001 -00119 00003 149271

ENVELOPE Max 154 00000 -282873 00009 -00119 00000 509357

ENVELOPE Max 200 00000 -281541 00017 -00119 00000 1180521

ENVELOPE Max 250 00009 99787 00000 00008 00001 1186148

ENVELOPE Max 300 00000 101228 00000 00008 00003 1190858

ENVELOPE Max 350 00000 102668 00009 00008 00001 1204523

ENVELOPE Max 400 00000 104108 00017 00008 00000 1220570

ENVELOPE Max 446 00009 1540139 00000 01032 00000 560851

ENVELOPE Max 493 00001 1542137 00000 01032 00003 155777

ENVELOPE Max 539 00000 1544136 00007 01032 00002 31225

ENVELOPE Max 585 00000 1546134 00015 01032 00000 -93930

ENVELOPE Min 015 00000 -1602940 -00015 -00945 -00003 -1807980

ENVELOPE Min 061 00000 -1600942 -00007 -00945 00000 -1124508

ENVELOPE Min 108 -00001 -1598944 00000 -00945 00000 -483534

ENVELOPE Min 154 -00009 -1596945 00000 -00945 00000 -72489

ENVELOPE Min 200 -00017 -1594947 00000 -00945 -00006 163564

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

142

Tabel 415 Resume Gaya luar envelope balok komposit 350 x 175 x 7 x 11

(lanjutan)

Load CaseCombo Station P V2 V3 T M2 M3

m kN kN kN kN-m kN-m kN-m

ENVELOPE Min 250 00000 -138749 -00009 -00032 00000 224275

ENVELOPE Min 300 00000 -136409 00000 -00032 00000 283264

ENVELOPE Min 350 -00009 -134068 00000 -00032 00000 259583

ENVELOPE Min 400 -00017 -131728 00000 -00032 -00006 208160

ENVELOPE Min 446 00000 267215 -00009 00146 00000 -14744

ENVELOPE Min 493 00000 268547 -00001 00146 00000 -341901

ENVELOPE Min 539 -00007 269880 00000 00146 00000 -951197

ENVELOPE Min 585 -00015 271212 00000 00146 -00003 -1655771

Didapat M+max 122057 KN m dan M-

max -180798 KN m

a Kontrol momen positif

- menentukan lebar efektif pelat beton

1 be lt

be lt

be lt 075

2 be lt bo

be lt 1

sehingga digunakan be = 075 meter

akibat adanya lubang pada floor deck maka digunakan bekivalen

bekivalen =

= = 614633 mm

- Menentukan nilai n

Ebeton = 4700 = 4700 radic25 = 23500

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

143

Ebaja = 200000

n = = = 851

- Menentukan lebar transformasi penampang beton

=

= 723 cm

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Pelat Beton 864 6 5184 Profil WF 6314 295 186263

sum 16546 sum 253147

ẏ = sum

sum =

= 1592 cm

Titik berat berada di profil baja titik pusat tarik baja profil

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Profil WF 6314 175 11049500 Flens -1925 3445 - 6631625 Web -1974 3249 - 6413526

sum 41916 sum 3776522

ẏ = sum

sum =

= 90097 cm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

144

momen nominal positif

a =

=

= 6311 mm

d1 = h - ӯ + tpelat = 350 - 90 + 120 = 380 mm

d2 = h - ӯ ndash (112) = 350 - 90 - 55 = 2545 mm

d3 = h - ӯ - tf - (2822) = 350 - 90 ndash 11 ndash 141 = 2349 mm

ϕMn = 09 085 a b fcrsquo ( d1- ) + 09 Asf fy (d2) + 09 Asw fy (d3)

ϕMn = 09 x [ 085 x 6311 x 750 x 25 x ( 380 -

) + 11 x 175 x 240 x 2545

+ 282 x 7 x 240 x 2349 ]

ϕMn = 4308 KN m gt Mu = 122057 KN m ( OK )

b Kontrol momen negatif

- Menentukan sumbu netral penampang

Tsr = Asr fyr

= 667 ( 503 ) 400

= 13413334

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

145

Tfd = As Fu

= 595 550

= 327250

T = Tsr + Tfd

= 13413334 + 327250

= 46138334

Cmax = As fy

= 6314 240

= 1515360

Cmax gt T maka titik berat berada pada profil baja

T + Ts = Cmax ndash Ts

2Ts = Cmax ndash T

Ts = 05 (1515360 ndash 46138334)

Ts = 52698833

Jika sumbu netral jatuh di web maka

b tf fy = Ts

h 7 240 = 52698833 ndash (175 11 240)

h =

= 3869 mm

- Menghitung garis kerja gaya pusat tekan

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Profil WF 6314 17500 11049500 Flens -1925 34450 - 6631625 Web -270 31965 - 863068

sum 4119 sum 3554806

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

146

ӯ =

= 8630 mm

Momen terhadap pusat tekan

Tsr Mn1 = Tsr (d ndash ӯ + t ndash 24)

= 13413334 ( 350 ndash 8630 + 120 ndash 24 )

= 48247 KN m

Tfr Mn2 = Tfd ( d ndash ӯ + 25 )

= 327250 ( 350 - 8630 + 25)

= 94477 KN m

Ts flens Mn3 = Tf ( d ndash ӯ ndash (112) )

= 462000 ( 350 ndash 8630 ndash 55 )

= 119288 KN m

Ts web M4 = Tw ( d ndash ӯ ndash 11 ndash (38692) )

= 37464 ( 350 ndash 8630 ndash 11 ndash 1934 )

= 15167 KN m

Mn = Mn1 + Mn2 + Mn3 + Mn4

= 48247 + 94477 + 119288 + 15167

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

147

= 277179 KN m

ϕ Mn = 09 Mn

= 09 277179

= 249461 KN m gt 180798 KN m (OK)

D Dimensi Penghubung Geser (Shear Conector)

Gaya horizontal akibat aksi komposit penuh

Vh = 085 a b = 085 x 6311 x 750 x 25 = 1005816 N

Digunakan Stud connector ⅝rdquo luas satu buah stud connector adalah

Asc = d2 = 158752 =19801 mm2

Kuat geser satu buah shear connector

Qn = 05 Asc lt Rg Rp Asc fu

Qn = 05 x 19801 x radic25 23500 lt 085 x 075 x 19801 x 550

Qn = 7588676 N lt 69427

Jumlah shear connector yang di butuhkan

N = = = 1448 ~ 15 buah untuk setengah bentang

Total kebutuhan shear connector adalah 28 buah untuk semua bentang Jika

dipasang dua buah shear connector pada setiap penampang melintang maka

jarak shear connector adalah

S = = 400 mm

Smin = 6d = 6 x 15875 = 9525 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

148

Smax = 8t = 8 x 120 = 960 mm

Strans = 4d = 4 x 15875 = 635 mm

Sehingga digunakan shear connector 2 x (⅝rdquo x 65 cm) dengan jarak 25

cm

E Kontrol Geser

Menghitung gaya geser ultimate

Vu = 160294

Menghitung gaya geser nominal

ϕVn = 09 (06 fy) h tw

ϕVn = 09 x 06 x 240 x 328 x 7

ϕVn = 29756 KN gt Vu = 160294 KN (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

149

425 Dimensi Sambungan

4251 Sambungan Balok Kolom

1 Sambungan Balok Kolom IWF 350 x 175 x 7 x 11 (ϕMP = 182 KN m)

Gambar 416 Rencana sambungan balok kolom IWF 350 x 175 x 7 x 11

Data geometri sambungan

pfo = 80 pfi = pb = 60 mm

h0 = hpr + pfo = 350 + 80 = 430 mm

h1 = hpr ndash tf ndash pfi = 350 ndash 11 ndash 60 = 279 mm

h2 = hpr ndash tf ndash pfi ndash pb = 350 ndash 11 ndash 60 ndash 60 = 219 mm

g = 95 mm

de = 50 mm

bp = 175 mm

hst = 130 mm -gt Lst = = = 22516 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

150

- Momen rencana sambungan (tebal pelat rencana 24 mm)

Muc = Mp + Vu (Lst + tp)

= 182 + 1603 x ( 22516 + 24 )10-3

= 22194 KN m

- Kontrol tebal end-plate

s =

= radic175 95

= 64468 mm

Yp = lang rang 2 lang rang lang rang

2

1 lang 34rang 2

42

Yp = 279 lang rang 219 lang

rang 430 lang rang

295

279 lang60 3 604

rang 219 64468 604

952

Yp = 113067 + 983126 + 475

Yp = 216129

t =

=

= 2297 lt t (24 mm) (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

151

- Kontrol tebal pelat pengaku

Direncanakan tebal pelat pengaku = 10 mm

tst = 10 mm (hst = 130 mm Lst = 22516 mm)

cek tekuk lokal

lt 056

lt

13 lt 1616 (OK)

- Kontrol Sambungan Baut

Digunakan baut A325 M20 (Ab = 31428 mm2 )

Tegangan nominal tarik baut bergantung pada gaya geser ultimate

fnt = 620 MPa

fnv = 372 MPa

frv =

=

= 51 MPa

fnrsquo = 13 fnt -

frv lt fnt

fnrsquo = 13 x 620 -

x 51 lt 620

fnrsquo = 693 lt 620

sehingga tegangan tarik maximum yang digunakan adalah 620 MPa

momen tahanan sambungan baut adalah

ϕMnp = 2ϕPt sum

= 2ϕPt (h0 + h1 + h2)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

152

= 2 075 31428 620 ( 430 + 279 + 219 )

= 271236 KN m gt Muc = 22194 KN m (OK)

- Kontrol las

Digunakan las dengan tebal las maximum yaitu

tlas 1 = 6 mm untuk las vertical

tlas 2 = 9 mm untuk las horizontal

Menentukan tiitk berat las

Las

(i)

1 2hst tlas 1 = 1560 = 424

2 2b2 tlas 2 = 1377 = 3635

3 2b1 tlas 2 = 1404 = 3435

4 2h1 tlas 1 = 3936 = 184

5 2b1 tlas 2 = 1404 = 245

6 2b2 tlas 2 = 1377 = 45

sum A = 9681

61965

2409072sum AY =

05tlas

tf + 15tlas 34398

hpr ‐ tf + tlas 482274

05hpr + tlas 724224

hpr + 05hst + tlas 661440

hpr + 15tlas 5005395

Luas (Ai) Jarak ke sumbu x (yi) Ai x yi

(mm2) (mm) mm

3

h1 = hpr ndash 2tf

= 350 ndash 211

= 328 mm

b1 = 05 [be - tw - 2tlas)

= 05 [175 ndash 7 ndash 26]

= 78 mm

b2 = 05 [be ndash tst - 2tlas)

= 05 [175 ndash 10 ndash 26]

= 765 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

153

ӯ = sumAy

sumA =

2409072 = 248845 mm

kekuatan las

fEXX = 490 MPa (E60)

ϕRn = 075 te 06 fEXX

= 075 x 0707 x 6 x 06 x 490

= 93536 N

Kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 7 x 06 x 370

= 11655 N

Kekuatan las menentukan kekuatan sambungan las dipengaruhi oleh geser

dan lentur sehingga tegangan geser untuk lentur

frv = = = 1655 MPa

fn =

= 490 1655

= 4897 MPa

Momen lentur nominal las

ϕfu = 075 0707 06 fEXX

= 075 x 0707 x 06 x 4897

= 155804 Nmm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

154

momen plastis terhadap garis netral adalah

Mn = 22914 KN m gt Muc = 22194 KN m (OK)

Las Luas (Ai) ϕfu Gaya Las

(i) (mm2) Mpa KN

1 1560 155804 2430542 1377 155804 2145423 1404 155804 2187494 3936 155804 6132455 1404 155804 2187496 1377 155804 214542

397664907552422

229140sum Mn

01150095006502240244

Mn

KN m425722459820706

Lengan kopel

m0175

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

155

2 Sambungan Balok Kolom IWF 300 x 150 x 65 x 9 (ϕMP = 113 KN m)

Gambar 417 Rencana sambungan balok kolom IWF 300 x 150 x 65 x 9

Data geometri sambungan

pfo = 80 pfi = 60 mm

h0 = hpr + pfo = 300 + 80 = 380 mm

h1 = hpr ndash tf ndash pfi = 300 ndash 9 ndash 60 = 231 mm

g = 70 mm

de = 75 mm

bp = 150 mm

hst = 155 mm -gt Lst = = 26846mm

- Momen rencana sambungan (tebal pelat rencana 24 mm)

Muc = Mp + Vu (Lst + tp)

= 113 + 285 x ( 26846 + 14 )10-3

= 12105 KN m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

156

- Kontrol tebal end-plate

s =

= radic150 70

= 51234 mm

Yp = lang rang lang rang

2

1lang rang 0

Yp = 231 lang

rang 380 lang

rang

270

231lang51234 51234rang 380 75 80

Yp = 131069 + 235914

Yp = 366983

t =

=

= 1302 lt t (14 mm) (OK)

- Kontrol tebal pelat pengaku

Direncanakan tebal pelat pengaku = 10 mm

tst = 10 mm (hst = 155 mm Lst = 26846 mm)

cek tekuk lokal

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

157

lt 056

lt

155 lt 1616 (OK)

- Kontrol Sambungan Baut

Digunakan baut A325 M20 (Ab = 31428 mm2 )

Tegangan nominal tarik baut bergantung pada gaya geser ultimate

fnt = 620 MPa

fnv = 372 MPa

frv =

=

= 16 MPa

fnrsquo = 13 fnt -

frv lt fnt

fnrsquo = 13 x 620 -

x 16 lt 620

fnrsquo = 770 lt 620

sehingga tegangan tarik maximum yang digunakan adalah 620 MPa

momen tahanan sambungan baut adalah

ϕMnp = 2ϕPt sum

= 2ϕPt (h0 + h1)

= 2 075 31428 620 ( 380 + 231)

= 17858 KN m gt Muc = 12105 KN m (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

158

- Kontrol las

Digunakan las dengan tebal las maximum yaitu

tlas 1 = 6 mm untuk las vertical

tlas 2 = 7 mm untuk las horizontal

Menentukan tiitk berat las

ӯ = sumAy

sumA =

1999635 = 228190 mm

Las

(i)

1 2hst tlas 1 = 1860 = 3865

2 2b2 tlas 2 = 1152 = 3135

3 2b1 tlas 2 = 11835 = 2955

4 2h1 tlas 1 = 3384 = 159

5 2b1 tlas 2 = 11835 = 225

6 2b2 tlas 2 = 1152 = 45

sum A = 8763

tf + 15tlas 2662875

05tlas 5184

sum AY = 1999635

hpr ‐ tf + tlas 34972425

05hpr + tlas 538056

hpr + 05hst + tlas 718890

hpr + 15tlas 361152

Luas (Ai) Jarak ke sumbu x (yi) Ai x yi

(mm2) (mm) mm

3

h1 = hpr ndash 2tf

= 300 ndash 29

= 282 mm

b1 = 05 [be - tw - 2tlas)

= 05 [150ndash 65 ndash 26]

= 6575 mm

b2 = 05 [be ndash tst - 2tlas)

= 05 [150 ndash 10 ndash 26]

= 64 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

159

kekuatan las

fEXX = 490 MPa

ϕRn = 075 te 06 fEXX

= 075 x 0707 x 6 x 06 x 490

= 935361 N

Kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 65 x 06 x 370

= 108225 N

Kekuatan las menentukan kekuatan sambungan las dipengaruhi oleh geser

dan lentur sehingga tegangan geser untuk lentur

frv = = = 325 MPa

fn =

= 490 325

= 4899 MPa

Momen lentur nominal las

ϕfu = 075 0707 06 fEXX

= 075 x 0707 x 06 x 4899

= 155861 Nmm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

160

momen plastis terhadap garis netral adalah

Mn = 188227 KN m gt Muc = 12105 KN m (OK)

Las Luas (Ai) ϕfu Gaya Las

(i) (mm2) Mpa KN

1 1860 155861 2899012 1152 155861 1795523 11835 155861 1844614 3384 155861 5274345 11835 155861 1844616 1152 155861 179552

sum Mn 188227

0069 364930206 379420224 40164

0158 458940085 153170067 12416

Lengan kopel Mn

m KN m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

161

4251 Sambungan Balok Balok

1 Sambungan Balok Balok IWF 300 x 150 x 65 x 9 (ϕVn = 2527 KN m)

Gambar 418 Rencana sambungan balok balok IWF 300 x 150 x 65 x 9

Dicoba 5 buah baut M16 (AB = 20114 mm2) dengan tebal pelat 8 mm

fnv = 372 MPa

Kekuatan geser baut

ϕRn = 075 fn AB

= 075 x 372 x 20114

= 5611 KN

Kekuatan tumpuan baut

ϕRn = 12 lc t fu lt 24 d t fu

ϕRn = 12 x 32 x 8 x 370 lt 24 x 16 x 8 x 37

ϕRn = 113664 lt 113664

Jumlah baut perlu

nBAUT =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

162

=

= 45 ~ 5 baut

Untuk baut diameter 16 jarak ke tepi

Jarak minimum = 22 mm (tabel 227)

Jarak maximum = 12 tmin = 12x 6 = 72 mm

Diambil 34 mm

Untuk baut diameter 16 jarak antar baut

Jarak minimum = 3d = 3 x 16 = 48 mm

Jarak maximum = 14 tmin = 14 x 6 = 84 mm

Diambil 50 mm

Kontrol Pelat

ϕVn = 09 x 06 x Ag x fy

= 09 x 06 x 268 x 8 x 240

= 2778 KN gt 2527 KN

Kontrol Las

kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 65 x 06 x 370

= 1082 Nmm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

163

kekuatan las transversal

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490

= 779467 Nmm

kekuatan las longitudinal

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490 x ( 1 + 05sin15 90 )

= 116920 Nmm

Sehingga kekuatan sambungan las adalah

P =sum ϕRn min x L

= 779467 x 268 + 1082 x 1295

= 349 KN gt 2527 KN (OK)

Gambar 419 Detail sambungan balok balok IWF 300 x 150 x 65 x 9

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

164

2 Sambungan Balok Balok IWF 250 x 125 x 6 x 9 (ϕVn = 1944 KN m)

Gambar 420 Rencana sambungan balok balok IWF 250 x 125 x 6 x 9

Dicoba 4 buah baut M16 (AB = 20114 mm2) dengan tebal pelat 8 mm

fnv = 372 MPa

Kekuatan geser baut

ϕRn = 075 fn AB

= 075 x 372 x 20114

= 5611 KN

Kekuatan tumpuan baut

ϕRn = 12 lc t fu lt 24 d t fu

ϕRn = 12 x 32 x 8 x 370 lt 24 x 16 x 8 x 370

ϕRn = 113664 lt 113664

Jumlah baut perlu

nBAUT =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

165

=

= 346 ~ 4 baut

Untuk baut diameter 16 jarak ke tepi

Jarak minimum = 22 mm (tabel 227)

Jarak maximum = 12 tmin = 12x 6 = 72 mm

Diambil 34 mm

Untuk baut diameter 16 jarak antar baut

Jarak minimum = 3d = 3 x 16 = 48 mm

Jarak maximum = 14 tmin = 14 x 6 = 84 mm

Diambil 50 mm

Kontrol Pelat

ϕVn = 09 x 06 x Ag x fy

= 09 x 06 x 218 x 8 x 240

= 22602 KN gt 1944 KN

Kontrol Las

kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 6 x 06 x 370

= 999 Nmm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

166

kekuatan las transversal

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490

= 779467 Nmm

kekuatan las longitudinal

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490 x ( 1 + 05sin15 90 )

= 116920 Nmm

Sehingga kekuatan sambungan las adalah

P =sum ϕRn min x L

= 779467 x 268 + 999 x 1295

= 33826 KN gt 1944 KN (OK)

Gambar 421 Detail sambungan balok balok IWF IWF 250 x 125 x 6 x 9

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

167

3 Sambungan Balok Balok IWF 200 x 100 x 55 x 8 (ϕVn = 1422 KN m)

Gambar 422 Rencana sambungan balok balok IWF 200 x 100 x 55 x 8

Dicoba 3 buah baut M16 (AB = 20114 mm2) dengan tebal pelat pengaku 8 mm

fnv = 372 MPa

Kekuatan geser baut

ϕRn = 075 fn AB

= 075 x 372 x 20114

= 5611 KN

Kekuatan tumpuan baut

ϕRn = 12 lc t fu lt 24 d t fu

ϕRn = 12 x 32 x 8 x 370 lt 24 x 16 x 8 x 370

ϕRn = 113664 lt 113664

Jumlah baut perlu

nBAUT =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

168

=

= 253 ~ 3 baut

Untuk baut diameter 16 jarak ke tepi

Jarak minimum = 22 mm (tabel 227)

Jarak maximum = 12 tmin = 12 x 6 = 72 mm

Diambil 34 mm

Untuk baut diameter 16 jarak antar baut

Jarak minimum = 3d = 3 x 16 = 48 mm

Jarak maximum = 14 tmin = 14 x 6 = 84 mm

Diambil 50 mm

Kontrol Pelat

ϕVn = 09 x 06 x Ag x fy

= 09 x 06 x 168 x 8 x 240

= 174 KN gt 1422 KN

Kontrol Las

kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 55 x 06 x 370

= 91575 Nmm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

169

kekuatan las

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490

= 779467 Nmm

Sehingga kekuatan sambungan las adalah

P = ϕRn min x L

= 779467 x 268

= 20889 KN gt 158 KN (OK)

Gambar 423 Detail sambungan balok balok IWF 200 x 100 x 55 x 8

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

170

4 Sambungan Balok Balok L 70 x 70 x 7 (ϕVn = 635 KN m)

Gambar 424 Rencana sambungan balok balok L 70 x 70 x 7

Kontrol las dengan tebal 5 mm

kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 6 x 06 x 370

= 999 Nmm

kekuatan las

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490

= 779467 Nmm

Sehingga kekuatan sambungan las adalah

P = ϕRn min x L

= 779467 x 110

= 8574 KN gt 635KN (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

171

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

51 Kesimpulan

Dari hasil perhitungan dan analisa yangtelah dilakukan maka dapat diambil

kesimpulansebagai berikut

1 Dari hasil analisa perhitungan struktur sekunder didapatkan

Pelat lantai elevasi + 580 menggunakan Bondex LYSAGHT

INDONESIA BMT = 07 mm dengan tebal plat beton 120 mm dan untuk

elevasi lain nya digunakan pelat chekered t = 45 mm dengan siku L 70 x

70 x 7 sebagai pengaku

Balok anak lantai pabrik

1 WF 250 x 125 x 6 x 9 untuk elevasi + 580 m

2 WF 200 x 100 x 55 x 8 untuk elevasi yang lain

Gording dengan profil CNP 150 x 50 x 20 x 32

Sagrod Oslash 10 mm

Ikatan angin Oslash 22 mm

Balok tangga UNP 200 x 80 x 75 x 11

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

172

2 Dari hasil analisa perhitungan struktur primer didapatkan

Kolom 350 x 350 x 12 x 19 untuk elevasi +000 sd +1640 pada portal 7

portal 6 dan portal 5

Kolom 300 x 300 x 10 x 15 untuk portal 12 portal 11 portal 10 portal 8

dan portal 7 portal 6 portal 5 dari elevasi +1640 sd +3550

Kolom 200 x 200 x 8 x 12 untuk kolom pendukung pada portal 8 dan 9

Balok 350 x 175 x 7 x 11 komposit untuk elevasi +580

Balok 350 x 175 x 7 x 11 untuk balok atap

Balok 300 x 150 x 65 x 9 komposit untuk balok induk semua elevasi

sesuai gambar kerja

3 Rekapitulasi gaya pada struktur

Tabel 51 Resume gaya luar dan stress ratio kolom

No Dimensi Profil Pu Mux Muy ϕPn ϕMnx ϕMny Stress

Ratio KN KN m KN m KN KN m KN m

1 350 x 350 x 12 x 19 -171412 -7624 -5979 308307 51924 25377 0938

2 300 x 300 x 10 x 15 -54867 -7138 -1717 238600 31937 14724 0710

3 200 x 200 x 8 x 12 -5225 -1217 -612 69605 9547 5244 0334

Tabel 52 Resume gaya luar dan stress ratio balok komposit

No Dimensi Profil M+

max M-max ϕM+ ϕM-

KN m Stress

Ratio (M+) Stress Ratio

(M+) KN m KN m KN m

1 350 x 175 x 7 x 11 122057 180798 43080 249461 0283 0724

2 300 x 150 x 65 x 9 3774 6125 25442 17133 0148 0357

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

173

52 Saran

Perencanaan struktur harus mempertimbangkan aspek teknis ekonomi dan

estetika Pemodelan yang sederhana dapat mempermudah pekerjaan analisa

struktur dan diharapkan hasil yang mendekati kondisi sesungguhnya Perlu

dilakukan analisa geoteknik untuk menentukan titik jepit sesungguhnya agar

mendapatkan hasil prilaku struktur yang sebenarnya

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

188

DAFTAR PUSTAKA

Anonim1 1983 Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung 1983

Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Anonim2 2002 Tatacara Perencanaan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung

SNI 03-2478-2002 Badan Standardisasi Nasional

Anonim3 2012 Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur

Bangunan Gedung Dan Non Gedung SNI-1726-2012 Badan

Standardisasi Nasional

Anonim4 2015 Spesifikasi untuk bangunan baja gedung baja struktural SNI

1729-2015 Badan Standardisasi Nasional

Asroni A 2010 Balok dan Pelat Beton Bertulang Yogyakarta Graha Ilmu

Dewobroto Wiryanto 2015 Struktur Baja Perilaku Analisis Dan

Disain ndash AISC 2010 Tangerang LUMINA Press

Fakhrur Rozi Muhammad 2014 ldquoPengaruh Panjang Daerah Pemasangan Shear

Connector Pada Balok Komposit Terhadap Kuat Lenturrdquo Jurnal Rekayasa

Teknik Sipil Vol 2 No 2 4

Oentoeng 1999 Konstruksi Baja Yogyakarta ANDI

Salmon CG dkk 1995 Struktur Baja Disain Dan Perilaku Jakarta Erlangga

Schueller Wolfgang 1989 Struktur Bangunan Bertingkat Tinggi

Bandung PT ERESCO

Schodek Daniel L 1991 Struktur Bandung PT ERESCO

Setiawan Agus 2008 Perencanaan Struktur Baja dengan Metode LRFD

Jakarta Erlangga

Smith JC Structural Steel Design LRFD Approach Canada Jhon Wlwy amp

Sons 1991

Park R 1989 Evaluation of Ductility of Structures And Structural Assemblages

From Laboratory TestingBulletin of the New Zealand National Society for

Earthquake Engineering Vol 22 No 3 Sepetember 1989New Zealand

University of Canterbury

McComarc JC Structural Steel Design New York Harper amp Row 1981

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xvi

Murray TM dan SummerEA 2003 ldquoExtended End-Plate Moment Connections

Seismic and Wind Applications 2nd Editionrdquo Steel Design Guide Series -

4 American Institute of Steel Construction Inc

Wijaya PK Panjang efektif Untuk Tekuk Torsi Lateral Pada Balok Baja

Dengan Penampang I Konferensi Nasional Teknik Sipil 7 2013

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

  • Cover
  • Abstrak
  • KATA PENGANTAR
  • DAFTAR ISI
  • BAB I
  • BAB II
  • BAB III
  • BAB IV
  • BAB V
  • Daftar Pustaka
Page 3: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …

ii

KATA PENGANTAR

Syukur Alhamdulillah saya panjatkan atas kehadirat Allah Subhanahu Wa Tarsquoala

yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya kepada saya sehingga tugas akhir ini

dapat diselesaikan dengan baik Tugas akhir ini merupakan syarat untuk mencapai gelar

sarjana Teknik Sipil bidang struktur Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sumatera Utara dengan judul ldquoPerencanaan Struktur Baja Pada

Bangunan Refinery Dan Fraksinasi Delapan Lantairdquo

Saya menyadari bahwa dalam menyelesaikan tugas akhir ini tidak terlepas dari

dukungan bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak Oleh karena itu saya ingin

menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada beberapa pihak yang

berperan penting yaitu

1 Bapak Ir Besman Surbakti MT selaku pembimbing yang telah banyak

memberikan dukungan masukan bimbingan serta meluangkan waktu tenaga dan

pikiran dalam membantu saya menyelesaikan tugas akhir ini

2 Bapak Prof Dr Ing Johannes Tarigan selaku Ketua Departemen Teknik Sipil

Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara

3 Bapak Ir Syahrizal MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas

Teknik Universitas Sumatera Utara

4 Bapak Ir Sanci Barus MT selaku koordinator pada subjurusan Struktur

Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara

5 Bapak Ir Torang Sitorus MT Bapak M Agung Putra Handana ST MT selaku

Dosen Pembanding atas saran dan masukan yang diberikan kepada penulis

terhadap Tugas Akhir ini

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

iii

6 BapakIbu seluruh staff pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sumatera Utara

7 Teristimewa dihati buat keluarga saya terutama kepada kedua orang tua saya

Bapak Pudjijono dan Ibu Aswita yang telah memberikan doa motivasi semangat

dan nasehat kepada saya Terima kasih atas segala pengorbanan cinta kasih sayang

dan dorsquoa yang tiada batas untuk saya Saudara-saudara tercinta Guru guru yang

saya hormati dan cintai Orang tua yang saya hormati dan adik adik yang saya

sayang Asilah maisun kurniasih yang telah banyak membantu dan mendukung

saya selama ini terima kasih atas doanya Dan keluarga besar yang selalu memberi

semangat kepada saya Fazray syah player yang selalu berbagi ilmu terima kasih

atas dukungan moril maupun materil

8 Pegawai Administrasi yang telah memberikan bantuan dalam penyelesaian

administrasi Terima kasih atas bantuannya selama awal kuliah sampai saat ini

9 Rekan-rekan mahasiswa Jurusan Teknik Sipil Angkatan 2011 Ahmad Syarief

Barly Dhika Swandana Eky Hilman wardana Philips napitupulu Yogie

Zulfuadli Michael Tambunan lsquo010 Yusriawan lsquo010 bang MHafizrsquo08 bang

Ucuprsquo08 bang Ibnursquo08 bang Siddiqrsquo08 bang bang Ozzyrsquo08 abang-abang dan

kakak senior dan adik-adik angkatan 2012 Ahmed nanda dkk adik-adik angkatan

2013 alby novran dkk adik-adik angkatan 2014 Ridho Rajib dkk dan bagi kawan-

kawan serta adek-adek yang belum tersebutkan namanya saya mohon maaf yang

sebesar-besarnya Miskin harta manusiawi miskin hati jangan apalagi miskin ilmu

maka dari itu tetaplah berkarya

Saya menyadari bahwa dalam penyusunan tugas akhir ini masih jauh dari kata

sempurna yang disebabkan keterbatasan pengetahuan dan kurangnya pemahaman saya

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

iv

Oleh karena itu saya mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari para

pembaca demi perbaikan menjadi lebih baik

Akhir kata saya mengucapkan terima kasih dan semoga tugas akhir ini dapat

bermanfaat bagi para pembaca

Medan November 2016

Penulis

Ahmad Amanu SS

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

v

DAFTAR ISI

Halaman

ABSTRAK i

KATA PENGANTAR ii

DAFTAR ISI v

DAFTAR TABEL viii

DAFTAR GAMBAR xi

DAFTAR NOTASI xiv

BAB I PENDAHULUAN 1

11 Latar Belakang 1

12 Perumusan Masalah 2

13 Tujuan Penelitian 3

14 Mamfaat Penelitian 3

15 Pembatasan Masalah 3

16 Sistematika Penulisan 4

BAB II DASAR TEORI 6

21 Dasar Perencanaan 6

211 Jenis Pembebanan 6

2111 Beban Mati 6

2112 Beban Hidup 8

2113 Beban Angin 12

2114 Beban Gempa 13

212 Kombinasi Pembebanan 32

22 Kinerja Struktur Gedung 34

221 Kinerja Batas Layan 34

222 Kinerja Batas Kekuatan 38

2221 Perencanaan Pelat Floor Deck 38

2222 Perencanaan Pelat Chekered 41

2223 Perencanaan Batang Tekan 41

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

vi

2224 Perencanaan Batang Lentur 42

2225 Perencanaan Balok Kolom 48

2226 Perencanaan Balok Komposit 48

2227 Perencanaan Sambungan Las 59

2228 Perencanaan Sambungan Baut 63

23 Disain untuk Stabilitas 72

BAB III METODE PENELITIAN 79

31 Persiapan 79

32 Bagan Alir 79

321 Mulai 80

322 Pengumpulan Data 80

323 Studi Literatur 80

324 Tahap Disain Data 81

325 Pengolahan Data 82

326 Hasil Dan Pembahasan 82

327 Kesimpulan dan saran 82

328 Selesai 82

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 83

41 Disain Struktur Sekunder 83

411 Pelat Floor Deck 83

412 Balok Anak Pelat Floor Deck 86

413 Pelat Chekered 91

414 Siku Pengaku Pelat Chekered 93

415 Balok Anak Pelat Chekered 95

416 Gording 97

417 Sagrod 103

418 Ikatan Angin 105

419 Tangga 108

42 Disain Struktur Primer 111

421 Beban Beban Yang Bekerja 111

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

vii

4211 Beban Grafitasi 111

4212 Beban angin 112

4213 Beban Gempa 113

4214 Beban Notional 118

422 Kombinasi Beban 118

423 Kontrol Drift 119

424 Kontrol Profil 121

4241 Kolom 350 x 350 x 12 x 19 121

4242 Kolom 300 x 300 x 10 x 15 125

4243 Kolom 200 x 200 x 8 x 12 129

4244 Balok Komposit 300 x 150 x 65 x 9 133

4245 Balok Komposit 350 x 175 x 7 x 11 141

425 Dimensi Sambungan 149

4251 Sambungan Balok Kolom 149

4252 Sambungan Balok Balok 161

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 171

51 Kesimpulan 171

52 Saran 173

DAFTAR PUSTAKA 174

LAMPIRAN A

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

viii

DAFTAR TABEL

Tabel 21 Berat jenis bahan bangunan 6

Tabel 22 Beban Mati Tambahan (komponen gedung) 7

Tabel 23 Beban Hidup Pada Lantai Bangunan 9

Tabel 24 Beban Hidup Pada Atap 10

Tabel 25 Koefisien reduksi beban hidup 11

Tabel 26 Koefisien Beban Angin 13

Tabel 27 Kategori risiko bangunan gedung dan non gedung untuk beban

gempa 15

Tabel 28 Faktor keutamaan gempa 17

Tabel 29 Faktor R Cd dan Ω0 untuk sistem penahan gaya gempa 19

Tabel 210 Klasifikasi situs 24

Tabel 211 Koefisien situs Fa 26

Tabel 212 Koefisien situs Fv 27

Tabel 213 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan pada

perioda pendek 28

Tabel 214 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan

pada perioda 1 detik 28

Tabel 215 Nilai parameter perioda pendekatan Ct dan x 31

Tabel 216 Koefisien untuk batas perioda struktur 32

Tabel 217 Persyaratan untuk masing-masing tingkat yang menahan lebih dari

35 persen gaya geser dasar 34

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

ix

Tabel 218 Simpangan antar lantai ijin 37

Tabel 219 Tebal Minimum balok non-prategang atau pelat satu arah bila

lendutan tidak dihitung 38

Tabel 220 Rasio Tulangan Minimum Pada Pelat 40

Tabel 221 Nilai kekuatan lentur berdasarkan SNI 1729 2015 42

Tabel 222 Batas Lendutan Maksimum 46

Tabel 223 Nilai untuk Rg dan Rp untuk setiap kasus Kapasitas untuk angkur

steel headed stud 59

Tabel 224 Tebal minimum las sudut 61

Tabel 225 Pratarik baut minimum kN 64

Tabel 226 Kekuatan nominal pengencang dan bagian yang berulir ksi (MPa) 66

Tabel 227 Dimensi Lubang Nominal mm 66

Tabel 228 Jarak tepi minimum dari pusat lubang standar ke tepi dari bagian

yang disambung 67

Tabel 229 Kapasitas sambungan end-pelat menurut AISC 2003 70

Tabel 41 Beban mati struktur (rangka) 115

Tabel 42 Beban mati struktur (Atap partisi diafragma dll) 115

Tabel 43 Beban hidup struktur 116

Tabel 44 Waktu getar alami dan partisipasi massa 116

Tabel 45 Base Reaction 117

Tabel 46 Simpangan antar lantai akibat gempa X 119

Tabel 47 Simpangan antar lantai akibat gempa Y 120

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

x

Tabel 48 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 350 x 350 x 12 x 19 123

Tabel 49 Resume gaya geser Kolom 350 x 350 x 12 x 19 125

Tabel 410 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 300 x 300 x 10 x 15 127

Tabel 411 Resume gaya geser Kolom 300 x 300 x 10 x 15 129

Tabel 412 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 200 x 200 x 8 x 12 131

Tabel 413 Resume gaya geser Kolom 200 x 200 x 8 x 12 133

Tabel 414 Resume Gaya luar envelope balok komposit 300 x 150 x 65 x 9 134

Tabel 415 Resume Gaya luar envelope balok komposit 350 x 175 x 7 x 11 141

Tabel 51 Resume gaya luar dan stress ratio kolom 172

Tabel 52 Resume gaya luar dan stress ratio balok komposit 172

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 21 Jalur Cincin Api dan Gunung Berapi Sebagai Pusat Gempa 14

Gambar 22 Peta Gempa Pada SNI 1726 2012 14

Gambar 23 Respon Spektrum Gempa Rencana Wilayah Medan (SNI-03-

1726-2012) 17

Gambar 24 Penentuan simpangan antar lantai 36

Gambar 25 Diagram tegangan momen positif floor deck 39

Gambar 26 Diagram tegangan momen negatif floor deck 41

Gambar 27 Kuat Momen Lentur Nominal Akibat Tekuk Torsi Lateral 45

Gambar 28 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan

ẏ lt (ts - hfd) 50

Gambar 29 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan

ẏ gt (ts - hfd) 50

Gambar 210 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan

ẏ lt (ts + tf) 52

Gambar 211 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan

ẏ gt (ts + tf) 53

Gambar 212 Diagram tegangan balok komposit momen negatif dengan

ts gt ẏ gt (ts + tf) 55

Gambar 213 Diagram tegangan balok komposit momen negatif dengan

ẏ gt (ts + tf) 56

Gambar 214 Tebal efektif las sudut 60

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xii

Gambar 215 Panjang las longitudinal 61

Gambar 216 Momen plastis siklik pada sambungan pemikul momen 63

Gambar 217 Sambungan pemikul momen menurut AISC 2003 67

Gambar 218 Lokasi sendi plastis 68

Gambar 219 Menentukan Muc 68

Gambar 220 Geometri sambungan end-plate 68

Gambar 221 Momen kopel baut tarik terhadap sayap tekan 69

Gambar 222 Sambungan balok anak ke balok induk 72

Gambar 223 Pengaruh Orde ke-2 (AISC 2010) 74

Gambar 31 Diagram Alir Penelitian 79

Gambar 41 Tributari area elevasi +580 m 83

Gambar 42 Distribusi momen untuk pelat satu arah 84

Gambar 43 Diagram tegangan momen kopel (positif) floor deck 84

Gambar 44 Diagram tegangan momen kopel (negatif) floor deck 85

Gambar 45 Tributari area elevasi +1070 m 91

Gambar 46 Distribusi momen untuk pelat satu arah 92

Gambar 47 Rencana atap elevasi +1250 m dan +3550 m 97

Gambar 48 Kecepatan angin 98

Gambar 49 Rencana sagrod 103

Gambar 410 Tributari area ikatan angin 105

Gambar 411 Rencana tangga 108

Gambar 412 Respon spectra rencana 113

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xiii

Gambar 413 Beban notional pada etabs 2015 118

Gambar 414 Grafik simpangan antar lantai VS elevasi akibat gempa ndash X 120

Gambar 415 Grafik simpangan antar lantai VS elevasi akibat gempa ndash Y 121

Gambar 416 Rencana sambungan balok kolom IWF 350 x 175 x 7 x 11 149

Gambar 417 Rencana sambungan balok kolom IWF 300 x 150 x 65 x 9 155

Gambar 418 Rencana sambungan balok balok IWF 300 x 150 x 65 x 9 161

Gambar 419 Detail sambungan balok balok IWF 300 x 150 x 65 x 9 163

Gambar 420 Rencana sambungan balok balok IWF 250 x 125 x 6 x 9 164

Gambar 421 Detail sambungan balok balok IWF IWF 250 x 125 x 6 x 9 166

Gambar 422 Rencana sambungan balok balok IWF 200 x 100 x 55 x 8 167

Gambar 423 Detail sambungan balok balok IWF 200 x 100 x 55 x 8 169

Gambar 424 Rencana sambungan balok balok L 70 x 70 x 7 170

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xiv

DAFTAR NOTASI

A luas penampang beton (mm2)

A B luas penampang baut (mm2)

As luas tulangan tarik (mm2)

Asrsquo luas tulangan tekan (mm2)

Av luas tulangan geser dalam daerah sejarak s (mm2)

Aw luas badan profil

Cb faktor midifikasi tekuk torsi lateral untuk diagram momen tidak merata

Cd faktor amplifikasi defleksi

Cu koefisien batas prioda struktur

Cs koefisien respons seismik

Ct koefisien prioda struktur pendekatan

Cw konstanta warping

Eh gaya gempa horizontal

Ev gaya gempa vertikal

Es modulus elastisitas baja (MPa)

Ec modulus elastisitas beton (MPa)

I momen inersia (mm4)

Ie faktor keutamaan gempa

J konstanta torsi

K koefisien panjang efektif

Lp panjang plastis

Lr panjang batas untuk kondisi inelastis

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xv

Lb panjang profil tak terkekang

Mu momen maksimum pada komponen struktur (Nmm)

Mn momen tahanan nominal profilpenampang

Mux momen lentur terfaktor terhadap sumbu-x

Muy momen lentur terfaktor terhadap sumbu-y

Muc momen rencana sambungan

Mnx kuat nominal lentur penampang terhadap sumbu-x

Mny kuat nominal lentur penampang terhadap sumbu-y

N jumlah tingkat

Ni gaya notional yang bekerja pada level i

Pr gaya tekan hasil kombinasi LRFD

Pe gaya menurut euler

Pn gaya terkoreksi menurut SNI 1729 2015

Ptr Kuat tarik baut

R faktor modifikasi respons

SDS parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang perioda

pendek

S1 parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang sebesar

10 detik

Ta waktu getar struktur pendekatan

Tc waktu getar struktur analisa modal

nV kuat geser nominal (N)

Vu gaya geser hasil kombinasi LRFD

V1 gaya geser dasar nominal sebagai respons dinamik ragam yang

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xvi

pertama saja

Vt gaya geser dasar nominal yang didapat dari hasil analisis ragam

spektrum respons yang telah dilakukan

W berat seismik efektif

Y konstanta tebal end-plate

a tinggi blok tegangan (mm)

b lebar balok (mm)

c jarak serat tekan terluar ke garis netral (mm)

cv koefisien geser

d jarak dari serat tekan terluar ke titik berat tulangan tarik tinggi efektif (mm)

drsquo jarak dari serat tekan terluar ke titik berat tulangan tekan (mm)

g percepatan grafitasi

hfd tinggi floor deck

frsquoc kuat tekan beton (MPa)

ffd tegangan floor deck

fy tegangan leleh baja (MPa)

fnt tegangan tarik baut (MPa)

fnv tegangan geser baut (MPa)

h tinggi balok (mm)

kv koefisien tekuk geser pelat badan

qDL beban akibat berat sendiri (kNm)

qLL beban akibat beban hidup (kNm)

qWL beban akibat tekanan angin (kNm)

r jari jari inersia (mm4)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xvii

Δ defleksi pada elemen global

1 konstanta yang merupakan fungsi dari kelas kuat beton

δ defleksi pada elemen lokal

λ kelangsingan =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

1

BAB I

PENDAHULUAN

11 Latar Belakang

Perkembangan industri pengolahan kelapa sawit yang pesat di

Indonesia khususnya sumatera utara ahkir ahkir ini memicu pertumbuhan dan

pembangunan pabrik refinery (pemurnian) dan Fraksinasi (pemisahan) kelapa

sawit dimana pabrik refinery dan fraksinasi tersebut mendorong para

perencana bangunan untuk membuat bangunan pabrik tingkat tinggi yang

tahan gempa Dimana berdasarkan geografis Indonesia terletak di antara dua

lempeng dunia yang aktif yaitu Eurasia dan Australia Hal ini

mengkibatkan Indonesia merupakan daerah rawan gempa Akhir ndash akhir ini

gempa yang mengguncang pulau sumatera terjadi dalam skala besar tahun

2004 gempa Aceh (26 desember Skala 92) yang disertai Tsunami dan gempa

padang (30 September 2009 Skala 76) yang masih sering terjadi hingga saat

ini sehingga mengakibatkan kerusakan pada bangunan tingkat tinggi yang

cukup parah

Kondisi itu menyadarkan kita bahwa Indonesia merupakan daerah

rawan terjadinya gempa Untuk mengurangi resiko bencana yang terjadi

diperlukan konstruksi bangunan tahan gempa Hal ini pula yang menuntut

seorang perencana agar membuat perencanaan struktur bangunan tingkat tinggi

agar dapat menahan gaya yang diakibatkan oleh gempa bumi tersebut

Struktur yang kuat biasanya memiliki dimensi yang besar tetapi tidak

ekonomis jika diterapkan pada bangunan bertingkat tinggi Perhitungan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

2

dimensi biasanya didasarkan pada kolom atau balok struktur yang menanggung

beban paling besar Untuk mendapatkan dimensi penampang yang optimal

maka besar gaya-gaya yang bekerja pada struktur perlu diketahui analisa balok

maupun kolom

Dengan adanya pengaruh beban-beban yang bekerja maka kapasitas

momen akan dideformasikan merata ke seluruh elemen Apabila struktur lentur

maka pembebanan pada balok perlu diperhitungkan deformasi momennya

Tugas akhir ini merupakan studi untuk merencanakan bangunan tingkat

tinggi dengan struktur baja Dimana bangunan tingkat tinggi tersebut harus

mampu bertahan terhadap gaya gempa dan gaya grafitasi yang terjadi

12 Perumusan Masalah

Dari latar belakang dapat dirumuskan suatu permasalahan sebagai berikut

1 Bagaimana merencanakan dimensi gording terhadap momen akibat gaya

grafitasi dan angin

2 Bagaimana merencanakan tebal floor deck terhadap momen akibat gaya

grafitasi

3 Bagaimana merencanakan dimensi balok anak terhadap momen akibat

gaya grafitasi

4 Bagaimana merencanakan tangga terhadap momen akibat gaya grafitasi

5 Bagaimana merencanakan lantai dengan checkered mild steel

6 Bagaimana merencanakan dimensi kolom dan dimensi balok pada sistem

rangka pemikul momen akibat gaya gravitasi dan gaya gempa

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

3

7 Bagaimana pemodelan dan menganalisa struktur dengan menggunakan

program bantu ETABS 2015

13 Tujuan Penelitian

Adapun maksud dan tujuan penulisan tugas akhir ini adalah

1 Merencanakan dimensi gording terhadap momen akibat gaya grafitasi dan

angin

2 Merencanakan tebal floor deck terhadap momen akibat gaya grafitasi

3 Merencanakan dimensi balok anak terhadap momen akibat gaya grafitasi

4 Merencanakan tangga terhadap momen akibat gaya grafitasi

5 Merencanakan lantai dengan checkered mild steel

6 Merencanakan dimensi kolom dan dimensi balok pada sistem rangka

pemikul momen akibat gaya gravitasi dan gaya gempa

7 Memodelan dan menganalisa struktur dengan menggunakan program bantu

ETABS 2015

14 Mamfaat Penelitian

Tugas akhir ini diharapkan dapat menambah ilmu dan pengetahuan tentang

perencanaan struktur baja pada bangunan yang berfungsi sebagai pabrik dengan

SNI-03-1729-2015 dan SNI-03-1726-2012

15 Pembatasan masalah

Dalam penelitian ini permasalahan dibatasi ruang lingkupnya agar tidak

terlalu luas Pembatasan masalah meliputi

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

4

a Gaya yang bekerja pada struktur utama adalah gaya gravitasi dan gempa

b Tekanan angin pada atap dihitung antara kecepatan angin maximum atau

tekanan minimum

c Jumlah Lantai 8 tingkat

d Fungsi bangunan adalah sebagai pabrik

e Mesin mempunyai struktur dan pondasi sendiri

f Gedung terletak di medan dan digunakan respons spectrum kota medan

pada SNI-03-1726-2012 pada jenis tanah keras

g Tidak meninjau struktur bawah

h Mengunakan pedoman perencanaan pembebanan untuk rumah dan gedung

(SKBI-1353-1987) sebagai acuan beban gravitasi dan beban angin

16 Sistematika Penulisan

BAB I Pendahuluan

Bab ini mencakup latar belakang penelitian tujuan penelitian

pembatasan masalah mekanisme percobaan metodologi penelitian

manfaat penelitian dan sistematika penulisan

BAB II Dasar teori

Pada bab ini berisikan tentang dasar-dasar teori yang berkaitan tentang

penelitian

BAB III Metode perencanaan

Pada bab ini berisikan tentang data spesifikasi dan perencanaan mutu

baja yang digunakan mutu beton yang di gunakan spefisikasi teknis

yang di gunakan dan metode perencanaan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

5

BAB IV Hasil dan Pembahasan

Pada bab ini membahas tentang hasil dari perencanaan struktur

sekunde perencanaan sistem rangka utama shear conector sambungan

dan gambar teknik

BAB V Kesimpulan dan Saran

Pada bab ini berisikan kesimpulan dari hasil penelitian yang diperoleh

dan saran-saran mengenai penelitian yang dilakukan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

6

BAB II

DASAR TEORI

21 Dasar Perencanaan

211 Jenis Pembebanan

Perencanakan struktur pada suatu bangunan bertingkat berdasarkan pada

gaya gaya yang akan bekerja pada bangunan tersebut struktur yang didisain harus

mampu mendukung berat bangunan beban hidup akibat fungsi bangunan tekanan

angin maupun beban khusus berupa gempa dll Beban-beban yang bekerja pada

struktur dihitung menurut Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983

2111 Beban Mati (qDL)

Beban mati adalah berat dari semua bagian dari suatu gedung yang bersifat tetap

termasuk segala unsur tambahan penyelesaianndashpenyelesaian mesin mesin serta

peralatan tetap yang merupakan bagian tak terpisahkan dari gedung ituUntuk

merencanakan gedung ini beban mati yang terdiri dari berat sendiri bahan

bangunan dan komponen gedung adalah

Tabel 21 Berat jenis bahan bangunan

No Material Berat Keterangan 1 Baja 7850 kgm3

2 Batu alam 2600 kgm3

3 Batu belah batu bulatbatu gunung 1500 kgm3 berat tumpuk 4 Batu karang 700 kgm3 berat tumpuk

5 Batu pecah 1450 kgm3

6 Besi tuang 7250 kgm3

7 Beton 2200 kgm3

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

7

Tabel 21 Berat jenis bahan bangunan (lanjutan)

No Material Berat Keterangan 8 Beton bertulang 2400 kgm3

9 Kayu 1000 kgm3 kelas I

10 Kerikil koral 1650 kgm3 kering udara sampai

11 Pasangan bata merah 1700 kgm3

12 Pasangan batu belah batu bulat 2200 kgm3

13 Pasangan batu cetak 2200 kgm3

14 Pasangan batu karang 1450 kgm3

15 Pasir 1600 kgm3 kering udara sampai

16 Pasir 1800 kgm3 jenuh air

17 Pasir kerikil koral 1850 kgm3 kering udara sampai

18 Tanah lempung dan lanau 1700 kgm3 kering udara sampai

19 Tanah lempung dan lanau 2000 kgm3 basah

20 Timah hitam timbel) 11400 kgm3

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

Tabel 22 Beban Mati Tambahan (komponen gedung)

No Material Berat Keterangan

1 Adukan per cm tebal

21

kgm2

- dari semen

- dari kapur semen merahtras 17 kgm2

2 Aspal per cm tebal 14 kgm2

3 Dinding pasangan bata merah

450

kgm2

- satu batu

- setengah batu 250 kgm2

4

Dinding pasangan batako - berlubang tebal dinding 20 cm (HB 20) tebal dinding 10 cm (HB 10)

200120

kgm2

kgm2

- tanpa lubang tebal dinding 15 cm tebal dinding 10 cm

300

200

kgm2

kgm2

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

8

Tabel 22 Beban mati tambahan (komponen gedung) (lanjutan)

No Material Berat Keterangan

5

Langit-langit amp dinding terdiri

- semen asbes (eternit) tebal

maks 4 mm

- kaca tebal 3-5 mm

11

10

kgm2

kgm2

termasuk rusuk-rusuk

tanpa pengantung atau

pengaku

6 Lantai kayu sederhana dengan 40 kgm2 tanpa langit-langit bentang

7 Penggantung langit-langit (kayu) 7 kgm2 bentang maks 5 m jarak

8 Penutup atap genteng 50 kgm2 dengan reng dan usuk kaso

9 Penutup atap sirap 40 kgm2 dengan reng dan usuk kaso

10 Penutup atap seng gelombang 10 kgm2 tanpa usuk

11 Penutup lantai ubin cm tebal 24 kgm2 ubin semen portland teraso

12 Semen asbes gelombang (5 mm) 11 kgm2

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

2112 Beban Hidup (qLL)

Beban hidup adalah semua beban yang terjadi akibat penghuni atau pengguna suatu

gedung termasuk beban ndash beban pada lantai yang berasal dari barang ndash barang yang

dapat berpindah mesin ndash mesin serta peralatan yang merupakan bagian yang tidak

terpisahkan dari gedung dan dapat diganti selama masa hidup dari gedung itu

sehingga mengakibatkan perubahan pembebanan lantai dan atap tersebut

Khususnya pada atap beban hidup dapat termasuk beban yang berasal dari air hujan

(PPIUG 1983)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

9

Beban hidup merupakan baban-beban gravitasi yang bekerja pada saat struktur

telah berfungsi namun bervariasi dalam besar dan lokasinya Contohnya adalah

beban orang furnitur perkakas yang dapat bergerak kendaraan dan barang-barang

yang dapat disimpan Secara praktis beban hidup bersifat tidak permanen

sedangkan yang lainnya sering berpindah-pindah tempatnya Karena tidak

diketahui besar lokasi dan kepadatannya besar dan posisi sebenarnya dari beban-

beban semacam itu sulit sekali ditentukan (Salmon dan Johnson 1992)

Beban hidup untuk bangunan terdiri dari beban hidup lantai dan beban hidup atap

yang bervariasi bergantung pada fungsi bangunan tersebut

Tabel 23 Beban Hidup Pada Lantai Bangunan

No Fungsi Beban Hidup

a Lantai dan tangga rumah tinggal kecuali disebut no b 200 kgm2

b Lantai amp tangga rumah tinggal sederhana dan gudang gudang tidak penting yang bukan untuk toko pabrik atau bengkel

125 kgm2

c Lantai sekolah ruang kuliah Kantor Toko toserba Restoran Hotel asrama Rumah Sakit

250 kgm2

d Lantai ruang olahraga 400 kgm2

e Lantai ruang dansa 500 kgm2

f Lantai dan balkon dalam dari ruang pertemuan yang lain dari pada yang disebut dalam a sd e seperti masjid gereja ruang pagelaranrapat bioskop dengan tempat duduk tetap

400 kgm2

g Lantai panggung dengan tempat duduk tidak tetap atau untuk penonton yang berdiri

500 kgm2

h Lantai Tangga bordes tangga dan gang dari yang disebut dalam c

300 kgm2

i Lantai Tangga bordes tangga dan gang dari yang disebut dalam d e f dan g

500 kgm2

j Lantai ruang pelengkap dari yang disebut dalam c d e f dan g

250 kgm2

k

Lantai Pabrik bengkel gudang Perpustakaan ruang arsiptoko buku toko besi ruang alat alat dan ruang mesin harus direncanakan terhadap beban hidup ditentukan tersendiri dengan minimum

400 kgm2

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

10

Tabel 23 Beban Hidup Pada Lantai Bangunan (lanjutan)

No Fungsi Beban Hidup

l Lantai gedung parkir bertingkat - Lantai bawah - Lantai tingkat lainnya

800 kgm2

400 kgm2

m Lantai balkon-balkon yang menjorok bebas keluar harus direncanakan terhadap beban hidupdari lantai ruang berbatasan dengan minimum

300 kgm2

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

Tabel 24 Beban Hidup Pada Atap

No Fungsi Beban Hidup

a Atap bagiannya dapat dicapai orang termasuk kanopi dan atap dak

100 kgm2

b Atap bagiannya tidak dapat dicapai orang (diambil min) - beban hujan - beban terpusat

20 kgm2 100 kg

c Balokgording tepi kantilever 200 kgm2

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

Berhubung peluang untuk terjadi beban hidup penuh yang membebani semua

bagian dan semua unsur struktur pemikul secara serempak selama unsur gedung

tersebut adalah sangat kecil maka pada perencanaan balok induk dan portal dari

system pemikul beban dari suatu struktur gedung beban hidupnya dikalikan

dengan suatu koefisien reduksi yang nilainya tergantung pada penggunaan

gedung yang ditinjau dan yang dicantumkan pada tabel 25

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

11

Tabel 25 Koefisien reduksi beban hidup

Penggunaan gedung

Koefisien Reduksi Beban HidupPerencanaan balok

induk dan portal Peninjauan

gempa

PERUMAHANPENGHUNIAN

Rumah tinggal asrama hotel rumah sakit

075 030

PENDIDIKAN Sekolah Ruang kuliah

090

050

PERTEMUAN UMUM Mesjid gereja bioskop restoran ruang dansa ruang pagelaran

090 050

KANTOR Kantor Bank 060 030

PERDAGANGAN

Toko toserba pasar 080 080

PENYIMPANAN

Gudang perpustakaan ruang arsip 080 080

INDUSTRI Pabrik bengkel 100 090

TEMPAT KENDARAAN

Garasi gedung parkir 090 050

GANG amp TANGGA - Perumahanpenghunian - Pendidikan kantor - Pertemuan umum perdagangan - Penyimpanan industri tempat

kendaraan

075 075 090

030 050 050

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

12

2113 Beban Angin (qWL)

Besarnya beban angin yang bekerja pada struktur bangunan tergantung dari

kecepatan angin rapat massa udara letak geografis bentuk dan ketinggian

bangunan serta kekakuan struktur Bangunan yang berada pada lintasan angin

akan menyebabkan angin berbelok atau dapat berhenti Sebagai akibatnya energi

kinetik dari angin akan berubah menjadi energi potensial yang berupa tekanan atau

hisapan pada bangunan Beban Angin adalah semua beban yang bekerja pada

gedung atau bagian gedung

Beban Angin ditentukan dengan menganggap adanya tekanan positif dan tekanan

negatif (hisapan) yang bekerja tegak lurus pada bidang yang ditinjau Besarnya

tekanan positif dan negatif yang dinyatakan dalam kgm2 ini ditentukan dengan

mengalikan tekanan tiup dengan koefisien ndash koefisien angin Tekan tiup harus

diambil minimum 25 kgm2 kecuali untuk daerah di laut dan di tepi laut sampai

sejauh 5 km dari tepi pantai Pada daerah tersebut tekanan hisap diambil minimum

40 kg m2 (dimana V adalah kecepatan angin dalam mdet yang harus ditentukan

oleh instansi yang berwenang Sedangkan koefisien angin ( + berarti tekanan dan ndash

berarti isapan ) beban tekanan angin disederhanakan dalam bentuk koefisen angin

yang di rangkum dalam tabel 26

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

13

Tabel 26 Koefisien Beban Angin

No Jenis Gedung Struktur Posisi Tinjauan Koefisien 1 Gedung tertutup

a Dinding vertikal b Atap segitiga

c Atap segitiga majemuk

- di pihak angin - di belakang angin - sejajar arah angin

- di pihak angin (α lt 65o)

- di pihak angin (65o lt α lt90o) - di belakang angin (semua sudut)

- bidang atap di pihak angin (α lt 65o ) - bidang atap di pihak angin

(65oltαlt90o) - bidang atap di belakang angin (semua sudut)

- bidang atap vertikal di belakang angin (semua sudut)

+ 09 - 04 - 04

( 002α - 04)

+ 09 - 04

( 002α - 04)

+ 09

- 04

+ 04

2 Gedung terbuka sebelah Sama dengan No1 dengan tambahan

- bid dinding dalam di pihak angin

- bid dinding dalam di belakang angin

+ 06

- 03

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

2114Beban Gempa

Perhitungan beban gempa dilakukan dengan standart Tata Cara Perencanaan

ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 1726 2012 Pada

peraturan tersebut menggunakan percepatan permukaan tanah (PGA) sebagai acuan

dasar standart Percepatan permukaan tanah adalah percepatan tanah yang sampai

ke lokasi bangunan tersebut akibat adanya gempa dari pusat gempa Variasi

percepatan permukaan tanah bervariasi tergantung jarak dari pusat gempa

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

14

Sumber httpekspedisikompascomcincinapiindexphpinfografis39

Gambar 21 Jalur Cincin Api dan Gunung Berapi Sebagai Pusat Gempa

Gambar 22 Peta Gempa Pada SNI 1726 2012

Beban Gempa rencana pada SNI 1726 2012 ditetapkan sebagai gempa dengan

kemungkinan terlewati besaran nya selama umur struktur bangunan 50 tahun

sebesar 2 Untuk berbagai kategori risiko struktur bangunan gedung dan non

gedung sesuai Tabel 1 pengaruh gempa rencana terhadapnya harus dikalikan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

15

dengan suatu faktor keutamaan Ie menurut Tabel 2 Khusus untuk struktur

bangunan dengan kategori risiko IV bila dibutuhkan pintu masuk untuk

operasional dari struktur bangunan yang bersebelahan maka struktur bangunan

yang bersebelahan tersebut harus didesain sesuai dengan kategori risiko IV

Tabel 27 Kategori risiko bangunan gedung dan non gedung untuk beban

gempa

Jenis pemanfaatan Kategori risiko

Gedung dan non gedung yang memiliki risiko rendah terhadap jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan termasuk tapi tidak dibatasi untuk antara lain

- Fasilitas pertanian perkebunan perternakan dan perikanan - Fasilitas sementara - Gudang penyimpanan - Rumah jaga dan struktur kecil lainnya

I

Semua gedung dan struktur lain kecuali yang termasuk dalam kategori risiko IIIIIV termasuk tapi tidak dibatasi untuk

- Perumahan - Rumah toko dan rumah kantor - Pasar - Gedung perkantoran - Gedung apartemen rumah susun - Pusat perbelanjaan mall - Bangunan industri - Fasilitas manufaktur - Pabrik

II

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

16

Tabel 27 Kategori risiko bangunan gedung dan non gedung untuk beban

gempa (lanjutan)

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

Jenis pemanfaatan Kategori risiko

Gedung dan non gedung yang memiliki risiko tinggi terhadap jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan termasuk tapi tidak dibatasi untuk

- Bioskop - Gedung pertemuan - Stadion - Fasilitas kesehatan yang tidak memiliki unit bedah dan unit gawat darurat - Fasilitas penitipan anak - Penjara - Bangunan untuk orang jompo

Gedung dan non gedung tidak termasuk kedalam kategori risiko IV yang memiliki potensi untuk menyebabkan dampak ekonomi yang besar danatau gangguan massal terhadap kehidupan masyarakat sehari-hari bila terjadi kegagalan termasuk tapi tidak dibatasi untuk

- Pusat pembangkit listrik biasa - Fasilitas penanganan air - Fasilitas penanganan limbah - Pusat telekomunikasi

Gedung dan non gedung yang tidak termasuk dalam kategori risiko IV (termasuk tetapi tidak dibatasi untuk fasilitas manufaktur proses penanganan penyimpanan penggunaan atau tempat pembuangan bahan bakar berbahaya bahan kimia berbahaya limbah berbahaya atau bahan yang mudah meledak) yang mengandung bahan beracun atau peledak di mana jumlah kandungan bahannya melebihi nilai batas yang disyaratkan oleh instansi yang berwenang dan cukup menimbulkan bahaya bagi masyarakat jika terjadi kebocoran

III

Gedung dan non gedung yang ditunjukkan sebagai fasilitas yang penting termasuk tetapi tidak dibatasi untuk

- Bangunan-bangunan monumental - Gedung sekolah dan fasilitas pendidikan - Rumah sakit dan fasilitas kesehatan lainnya yang memiliki fasilitas bedah

dan unit gawat darurat - Fasilitas pemadam kebakaran ambulans dan kantor polisi serta garasi

kendaraan darurat - Tempat perlindungan terhadap gempa bumi angin badai dan tempat

perlindungan darurat lainnya - Fasilitas kesiapan darurat komunikasi pusat operasi dan fasilitas lainnya

untuk tanggap darurat - Pusat pembangkit energi dan fasilitas publik lainnya yang dibutuhkan pada

saat keadaan darurat - Struktur tambahan (termasuk menara telekomunikasi tangki penyimpanan

bahan bakar menara pendingin struktur stasiun listrik tangki air pemadam kebakaran atau struktur rumah atau struktur pendukung air atau material atau peralatan pemadam kebakaran ) yang disyaratkan untuk beroperasi pada saat keadaan darurat

Gedung dan non gedung yang dibutuhkan untuk mempertahankan fungsi struktur bangunan lain yang masuk ke dalam kategori risiko IV

IV

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

17

Tabel 28 Faktor keutamaan gempa

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

lokasi proyek berada pada daerah wilayah medan (045g = 441 ms2) sehingga

di digunakan spectrum rencana sebagai berikut

Sumber httppuskimpugoidAplikasidesain_spektra_indonesia_2011

Gambar 23 Respon Spektrum Gempa Rencana Wilayah Medan

(SNI-03-1726-2012)

Kategori risiko Faktor keutamaan gempa Ie

I atau II 10III 125IV 150

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

18

Sistem penahan gaya gempa lateral dan vertikal dasar harus memenuhi salah

satu tipe yang ditunjukkan dalam Tabel 9 atau kombinasi sistem seperti dalam

722 723 dan 724 Pembagian setiap tipe berdasarkan pada elemen vertikal

yang digunakan untuk menahan gaya gempa lateral Sistem struktur yang

digunakan harus sesuai dengan batasan system struktur dan batasan ketinggian

struktur yang ditunjukkan dalam Tabel 9 Koefisien modifikasi respons yang

sesuai R faktor kuat lebih sistem 0 Ω dan koefisien amplifikasi defleksi d C

sebagaimana ditunjukkan dalam Tabel9 harus digunakan dalam penentuan

geser dasar gaya desain elemen dan simpangan antarlantai tingkatdesain

Setiap sistem penahan gaya gempa yang dipilih harus dirancang dan didetailkan

sesuai dengan persyaratan khusus bagi sistem tersebut yang ditetapkan dalam

dokumen acuan yang berlaku seperti terdaftar dalam Tabel 9 dan persyaratan

tambahan yang ditetapkan dalam 714 Sistem penahan gaya gempa yang tidak

termuat dalam Tabel 9 diijinkan apabila data analitis dan data uji diserahkan

kepada pihak yang berwenang memberikan persetujuan yang membentuk

karakteristik dinamis dan menunjukkan tahanan gaya lateral dan kapasitas

disipasi energi agar ekivalen dengan sistem struktur yang terdaftar dalam Tabel

9 untuk nilainilai ekivalen dari koefisien modifikasi respons R koefisien kuat-

lebih sistem Ω0 dan factor amplifikasi defleksi Cd (SNI 17262012)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

19

Tabel 29 Faktor R Cd dan Ω0 untuk sistem penahan gaya gempa

Sistem penahan-gaya seismik

Koefisien modifika

si respons

Ra

Faktor kuat- lebih sistem

Ω0g

Faktor

pembesaran defleksi

Cdb

Batasan sistem struktur dan batasan

tinggi struktur h (m) c

Kategori desain seismik

B C D

d E d

F e

A Sistem dinding penumpu 711 712 713 714 715 716 717 718

1 Dinding geser beton bertulang khusus 5 2frac12 5 TB TB 48 48 30

2 Dinding geser beton bertulang biasa 4 2frac12 4 TB TB TI TI TI

3 Dinding geser beton polos didetail 2 2frac12 2 TB TI TI TI TI

4 Dinding geser beton polos biasa 1frac12 2frac12 1frac12 TB TI TI TI TI

5 Dinding geser pracetak menengah 4 2frac12 4 TB TB 12k 12k 12k

6 Dinding geser pracetak biasa 3 2frac12 3 TB TI TI TI TI

7 Dinding geser batu bata bertulang khusus 5 2frac12 3frac12 TB TB 48 48 30

8 Dinding geser batu bata bertulang h

3frac12 2frac12 2frac14 TB TB TI TI TI

9 Dinding geser batu bata bertulang biasa 2 2frac12 1frac34 TB 48 TI TI TI

10Dinding geser batu bata polos didetail 2 2frac12 1frac34 TB TI TI TI TI

11Dinding geser batu bata polos biasa 1frac12 2frac12 1frac14 TB TI TI TI TI

12Dinding geser batu bata prategang 1frac12 2frac12 1frac34 TB TI TI TI TI

13Dinding geser batu bata ringan (AAC) bertulang biasa

2 2frac12 2 TB 10 TI TI TI

14Dinding geser batu bata ringan (AAC) polos biasa

1frac12 2frac12 1frac12 TB TI TI TI TI

15Dinding rangka ringan (kayu) dilapisidengan panel struktur kayu yang ditujukanuntuk tahanan geser atau dengan lembaran baja

6frac12 3 4 TB TB 20 20 20

16Dinding rangka ringan (baja canai dingin)yang dilapisi dengan panel struktur kayuyang ditujukan untuk tahanan geser ataudengan lembaran baja

6frac12 3 4 TB TB 20 20 20

17 Dinding rangka ringan dengan panel geser dari semua material lainnya

2 2frac12 2 TB TB 10 TI TI

18Sistem dinding rangka ringan (baja canai dingin) menggunakan bresing strip datar

4 2 3frac12 TB TB 20 20 20

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

20

Tabel 29 Faktor R Cd dan Ω0 untuk sistem penahan gaya gempa (lanjutan)

Sistem penahan-gaya seismik

Koefisien modifikasi respons

Ra

Faktor kuat- lebih sistem

Ω0g

Faktor

pembesarandefleksi

Cdb

Batasan sistem struktur dan batasan

tinggi struktur h (m) c

Kategori desain seismik

B C D d E

d F

e

B Sistem rangka bangunan

1 Rangka baja dengan bresing eksentris 8 2 4 TB TB 48 48 30

2 Rangka baja dengan bresing konsentris 6 2 5 TB TB 48 48 30 3 Rangka baja dengan bresing konsentris biasa 3frac14 2 3frac14 TB TB 10j 10j TIj

4 Dinding geser beton bertulang khusus 6 2frac12 5 TB TB 48 48 30

5 Dinding geser beton bertulang biasa 5 2frac12 4 TB TB TI TI TI 6 Dinding geser beton polos detail 2 2frac12 2 TB TI TI TI TI

7 Dinding geser beton polos biasa 1frac12 2frac12 1 TB T TI TI TI

8 Dinding geser pracetak menengah 5 2frac12 4 TB TB 12k 12k 12k

9 Dinding geser pracetak biasa 4 2frac12 4 TB TI TI TI TI 10Rangka baja dan beton komposit

dengan bresing eksentris 8 2 4 TB TB 48 48 30

11Rangka baja dan beton komposit dengan bresing konsentris khusus

5 2 4frac12

TB TB 48 48 30

12Rangka baja dan beton komposit dengan bresing biasa

3 2 3 TB TB TI TI TI

13Dinding geser pelat baja dan beton komposit 6frac12 2frac12 5 TB TB 48 48 30

14Dinding geser baja dan beton komposit 6 2frac12 5 TB TB 48 48 30

15Dinding geser baja dan beton komposit biasa 5 2frac12 4 TB TB TI TI TI

16Dinding geser batu bata bertulang khusus 5frac12 2frac12 4 TB TB 48 48 30

17Dinding geser batu bata bertulang menengah 4 2frac12 4 TB TB TI TI TI

18Dinding geser batu bata bertulang biasa 2 2frac12 2 TB 48 TI TI TI

19Dinding geser batu bata polos didetail 2 2frac12 2 TB TI TI TI TI

20Dinding geser batu bata polos biasa 1frac12 2frac12 1 TB T TI TI TI

21Dinding geser batu bata prategang 1frac12 2frac12 1 TB T TI TI TI

22Dinding rangka ringan (kayu) yang dilapisi dengan panel struktur kayu yangdimaksudkan untuk tahanan geser

7 2frac12 4frac12 TB TB 22 22 22

23Dinding rangka ringan (baja canai dingin)yang dilapisi dengan panel struktur kayuyang dimaksudkan untuk tahanan geser atau dengan lembaran baja

7 2frac12 4frac12 TB TB 22 22 22

24Dinding rangka ringan dengan panel geser dari semua material lainnya

2frac12 2frac12 2frac12 TB TB 10 TB TB

25Rangka baja dengan bresing terkekang terhadap tekuk

8 2frac12 5 TB TB 48 48 30

26Dinding geser pelat baja khusus 7 2 6 TB TB 4 48 30

C Sistem rangka pemikul momen

1 Rangka baja pemikul momen khusus 8 3 5frac12 TB TB T TB TB

2 Rangka batang baja pemikul momen khusus 7 3 5frac12 TB TB 48 30 TI

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

21

Tabel 29 Faktor R Cd dan Ω0 untuk sistem penahan gaya gempa (lanjutan)

Sistem penahan-gaya seismik

Koefisien

modifikasi respons

Ra

Faktor kuat- lebih sistem

Ω0g

Faktor

pembesaran defleksi

Cdb

Batasan sistem struktur dan batasan

tinggi struktur h (m) c

Kategori desain seismik

B C Dd E

d F

e

3 Rangka baja pemikul momen menengah 4frac12 3 4 TB 1TB 10hi TIh TIi

4 Rangka baja pemikul momen biasa 3frac12 3 3 TB TB TIh TIh TIi

5 Rangka beton bertulang pemikul momen khusus

8 3 5frac12 TB TB TB TB TB

6 Rangka beton bertulang pemikul momen menengah

5 3 4frac12 TB TB TI TI TI

7 Rangka beton bertulang pemikul momen 3 3 2frac12 TB TI TI TI TI

8 Rangka baja dan beton komposit pemikul momen khusus

8 3 5frac12 TB TB TB TB TB

9 Rangka baja dan beton komposit pemikul momen menengah

5 3 4frac12 TB TB TI TI TI

10Rangka baja dan beton komposit terkekang parsial pemikul momen

6 3 5frac12 48 48 30 TI TI

11Rangka baja dan beton komposit pemikul momen biasa

3 3 2frac12 TB TI TI TI TI

12 Rangka baja canai dingin pemikul momen khusus dengan pembautan

3frac12 3o 3frac12 10 10 10 10 10

D Sistem ganda dengan rangka pemikul momen khusus yang mampu menahan paling sedikit 25 persen gaya gempayang ditetapkan

1 Rangka baja dengan bresing eksentris 8 2frac12 4 TB TB TB TB TB

2 Rangka baja dengan bresing konsentris khusus

7 2frac12 5frac12 TB TB TB TB TB

3 Dinding geser beton bertulang khusus 7 2frac12 5frac12 TB TB TB TB TB

4 Dinding geser beton bertulang biasa 6 2frac12 5 TB TB TI TI TI

5 Rangka baja dan beton komposit dengan bresing eksentris

8 2frac12 4 TB TB TB TB TB

6 Rangka baja dan beton komposit dengan bresing konsentris khusus

6 2frac12 5 TB TB TB TB TB

7 Dinding geser pelat baja dan beton 7frac12 2frac12 6 TB TB TB TB TB

8 Dinding geser baja dan beton komposit 7 2frac12 6 TB TB TB TB TB

9 Dinding geser baja dan beton komposit 6 2frac12 5 TB TB TI TI TI 10Dinding geser batu bata bertulang khusus 5frac12 3 5 TB TB TB TB TB

11Dinding geser batu bata bertulang 4 3 3frac12 TB TB TI TI TI

12Rangka baja dengan bresing terkekang terhadap tekuk

8 2frac12 5 TB TB TB TB TB

13Dinding geser pelat baja khusus 8 2frac12 6frac12 TB TB TB TB TB

E Sistem ganda dengan rangka pemikul momen menengah mampu menahan paling sedikit 25 persen gayagempayang ditetapkan

1 Rangka baja dengan bresing

konsentris khususf

6 2frac12 5 TB TB 10 TI TIhk

2 Dinding geser beton bertulang khusus 6frac12 2frac12 5 TB TB 48 30 30

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

22

Tabel 29 Faktor R Cd dan Ω0 untuk sistem penahan gaya gempa (lanjutan)

Sistem penahan-gaya seismik

Koefisien

modifikasi respons

Ra

Faktor kuat- lebih sistem

Ω0g 0

Faktor

pembesaran defleksi

Cdb

Batasan sistem struktur dan batasan

tinggi struktur h (m) c

Kategori desain seismik

B C Dd E d F e

3 Dinding geser batu bata bertulang biasa 3 3 2frac12 TB 48 TI T TI 4 Dinding geser batu bata bertulang 3frac12 3 3 TB TB TI TI TI

5 Rangka baja dan beton komposit dengan bresing konsentris khusus

5frac12 2frac12 4frac12 TB TB 48 30 TI

6 Rangka baja dan beton komposit dengan bresing biasa

3frac12 2frac12 3 TB TB TI TI TI

7 Dinding geser baja dan betonkomposit 5 3 4frac12 TB TB TI TI TI

8 Dinding geser beton bertulang biasa 5frac12 2frac12 4frac12 TB TB TI TI TI

F Sistem interaktif dinding geser-rangka dengan rangka pemikul momen beton bertulang biasa dan dinding geser beton bertulang biasa

4frac12 2frac12 4 TB TI TI TI TI

G Sistem kolom kantilever didetail untuk memenuhi persyaratan

1 Sistem kolom baja dengan kantilever khusus

2frac12 1frac14 2frac12 10 10 10 10 10

2 Sistem kolom baja dengan kantilever biasa 1frac14 1frac14 1frac14 10 10 TI TIhi TIh

i3 Rangka beton bertulang pemikul momen

khusus 2frac12 1frac14 2frac12 10 10 10 10 10

4 Rangka beton bertulang pemikul momen menengah

1frac12 1frac14 1frac12 10 10 TI TI TI

5 Rangka beton bertulang pemikul momen biasa

1 1frac14 1 10 TI TI TI TI

6 Rangka kayu 1frac12 1frac12 1frac12 10 10 10 TI TI

H Sistem baja tidak didetail secara khusus untuk ketahanan seismik tidak termasuk sistem kolom kantilever

3 3 3 TB TB TI TI TI

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

Bekerjanya beban untuk bangunan bertingkat berlaku sistem gravitasi yaitu

elemen struktur yang berada di atas akan membebani elemen struktur di

bawahnya atau dengan kata lain elemen struktur yang mempunyai kekuatan

lebih besar akan menahan atau memikul elemen struktur yang mempunyai

kekuatan lebih kecil

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

23

Dengan demikian sistem bekerjanya beban untuk elemen ndash elemen struktur

gedung bertingkat secara umum dapat dinyatakan sebagai berikut beban pelat

lantai didistribusikan terhadap balok anak dan balok portal beban balok portal

didistribusikan ke kolom dan beban kolom kemudian diteruskan ke tanah dasar

melalui pondasi

Dalam perumusan kriteria desain seismik suatu bangunan di permukaan tanah

atau penentuan amplifikasi besaran percepatan gempa puncak dari batuan dasar

ke permukaan tanah untuk suatu situs maka situs tersebut harus diklasifikasikan

terlebih dahulu Profil tanah di situs harus diklasifikasikan sesuai dengan Tabel

210 berdasarkan profil tanah lapisan 30 m paling atas Penetapan kelas situs

harus melalui penyelidikan tanah di lapangan dan dilaboratorium yang

dilakukan oleh otoritas yang berwewenang atau ahli desain geoteknik

bersertifikat dengan minimal mengukur secara independen dua dari tiga

parameter tanah yang tercantum dalam Tabel 210 Dalam hal ini kelas situs

dengan kondisi yang lebih buruk harus diberlakukan Apabila tidak tersedia data

tanah yang spesifik pada situs sampai kedalaman 30 m maka sifat-sifat tanah

harus diestimasi oleh seorang ahli geoteknik yang memiliki sertifikatijin

keahlian yang menyiapkan laporan penyelidikan tanah berdasarkan kondisi

getekniknya Penetapan kelas situs SA dan kelas situs SB tidak diperkenankan

jika terdapat lebih dari 3 m lapisan tanah antara dasar telapak atau rakit fondasi

dan permukaan batuan dasar (SNI 17262012)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

24

Tabel 210 Klasifikasi situs

Kelas situs vs (mdetik) N atau N ch su (kPa)

SA (batuan keras) gt1500 NA NA SB (batuan) 750 sampai 1500 NA NA SC (tanah keras sangat padat dan batuan lunak)

350 sampai 750 gt50

2100

SD (tanah sedang) 175 sampai 350 15sampai 50 50 sampai100 lt 175 lt15 lt 50SE (tanah lunak) Atau setiap profil tanah yang mengandung lebih dari 3 m tanah dengan

karateristik sebagai berikut 1 Indeks plastisitas PI gt 20 2 Kadar air w 2 40 3 Kuat geser niralir su lt 25 kPa

SF (tanah khusus)

Setiap profil lapisan tanah yang memiliki salah satu atau lebih dari karakteristik berikut - Rawan dan berpotensi gagal atau runtuh akibat beban gempa seperti

mudah likuifaksi lempung sangat sensitif tanah tersementasi lemah - Lempung sangat organik danatau gambut (ketebalan H gt 3 m)

- Lempung berplastisitas sangat tinggi (ketebalan H gt 75 m dengan

Indeks Plasitisitas PI gt 75 ) Lapisan lempung lunaksetengah teguh dengan ketebalan H gt 35 m

dengan su lt 50 kPa

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

- Kecepatan rata-rata gelombang geser Vs

Dimana

di = tebal setiap lapisan antara kedalaman 0 sampai 30 meter

Vsi = kecepatan gelombang geser lapisan i dinyatakan dalam meter per

detik (mdetik)

- Tahanan penetrasi standar lapangan rata-rata N

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

25

Dimana

di = tebal setiap lapisan antara kedalaman 0 sampai 30 meter

Ni = tahanan penetrasi standar 60 persen energy ( N60 ) yang terukur

langsung di lapangan tanpa koreksi dengan nilai tidak lebih dari

305 pukulanm

- Kuat geser niralir rata-rata Su

Dimana

dc = jumlah ketebalan total dari lapisan - lapisan tanah kohesif di

dalam lapisan 30 meter paling atas

Sui = kuat geser niralir (kPa) dengan nilai tidak lebih dari 250 kPa

Untuk penentuan respons spektral percepatan gempa MCER di permukaan tanah

diperlukan suatu faktor amplifikasi seismik pada perioda 02 detik dan perioda 1

detik Faktor amplifikasi meliputi faktor amplifikasi getaran terkait percepatan pada

getaran perioda pendek (Fa) dan faktor amplifikasi terkait percepatan yang

mewakili getaran perioda 1 detik (Fv) Parameter spektrum respons percepatan pada

perioda pendek (SMS) dan perioda 1 detik (SM1) Yang disesuaikan dengan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

26

pengaruh klasifikasi situs (SNI 17262012) harus ditentukan dengan perumusan

berikut ini

SMS = Fa Ss

SM1 = Fv S1

Dimana

Ss = parameter respons spektral percepatan gempa MCER terpetakan untuk

perioda pendek

S1 = parameter respons spektral percepatan gempa MCER terpetakan untuk

perioda 10 detik

dan koefisien situs Fa dan Fv mengikuti Tabel 211 dan Tabel 212

Tabel 211 Koefisien situs Fa

Kelas situs

Parameter respons spektral percepatan gempa (MCER) terpetakan padaperioda pendek T=02 detik Ss

Ss s 025 Ss = 05 Ss = 075 Ss = 10 Ss 2 125 SA 08 08 08 08 08SB 10 10 10 10 10SC 12 12 11 10 10SD 16 14 12 11 10SE 25 17 12 09 09SF SSb

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

CATATAN

- Untuk nilai-nilai antara Ss dapat dilakukan interpolasi linier

- SS = Situs yang memerlukan investigasi geoteknik spesifik dan analisis respons situs spesifik

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

27

Tabel 212 Koefisien situs Fv

Kelas situs

Parameter respons spektral percepatan gempa MCER terpetakan padaperioda 1 detik S1

S1 s 01 S1 = 02 S1 = 03 S1 = 04 S1 2 05 SA 08 08 08 08 08SB 10 10 10 10 10SC 17 16 15 14 13SD 24 2 18 16 15SE 35 32 28 24 24SF SSb

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

CATATAN

- Untuk nilai-nilai antara Ss dapat dilakukan interpolasi linier

- SS = Situs yang memerlukan investigasi geoteknik spesifik dan analisis respons situs spesifik Struktur harus ditetapkan memiliki suatu kategori desain seismik Struktur dengan

kategori risiko I II atau III yang berlokasi di mana parameter respons spektral

percepatan terpetakan pada perioda 1 detik S1 lebih besar dari atau sama dengan

075 harus ditetapkan sebagai struktur dengan kategori desain seismik E Struktur

yang berkategori risiko IV yang berlokasi di mana parameter respons spektral

percepatan terpetakan pada perioda 1 detik S1 lebih besar dari atau sama dengan

075 harus ditetapkan sebagai struktur dengan kategori desain seismik F Semua

struktur lainnya harus ditetapkan kategori desain seismiknya berdasarkan kategori

risikonya dan parameter respons spektral percepatan desainnya SDS dan SD1

Masing-masing bangunan dan struktur harus ditetapkan ke dalam kategori desain

seismik yang lebih parah dengan mengacu pada Tabel 213 atau 214 terlepas dari

nilai perioda fundamental getaran struktur T (SNI 17262012)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

28

Tabel 213 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan pada perioda pendek

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

Tabel 214 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons

percepatan pada perioda 1 detik

Nilai S D1 Kategori risiko

I atau II atau III IV

SD1 lt 0167 A A

0067 lt SD1 lt 0133 B C

0133 lt SD1 lt 020 C D

020 lt SD1 D D (Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung

dan non gedung SNI 17262012)

Geser dasar seismik V dalam arah yang ditetapkan harus ditentukan sesuai

dengan persamaan berikut

V = Cs W

Keterangan

Cs = koefisien respons seismik

W = berat seismik efektif

Berat seismik efektif struktur W menurut SNI 17262012 harus menyertakan

seluruh beban mati dan beban lainnya yang terdaftar di bawah ini

Nilai SDS Kategori risiko

I atau II atau III IV

SDS lt 0167 A A

0167 lt SDS lt 033 B C

033 lt SDS lt 050 C D

050 lt SDS D D

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

29

1 Dalam daerah yang digunakan untuk penyimpanan minimum sebesar 25

persen beban hidup lantai (beban hidup lantai di garasi publik dan struktur

parkiran terbuka serta beban penyimpanan yang tidak melebihi 5 persen

dari berat seismik efektif pada suatu lantai tidak perlu disertakan)

2 Jika ketentuan untuk partisi disyaratkan dalam desain beban lantai diambil

sebagai yang terbesar di antara berat partisi aktual atau berat daerah lantai

minimum sebesar 048 kNm2

3 Berat operasional total dari peralatan yang permanen

4 Berat lansekap dan beban lainnya pada taman atap dan luasan sejenis

lainnya

Koefisien respons seismik Cs harus ditentukan sesuai dengan

Cs =

Dimana

SDS = parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang perioda

pendek

R = faktor modifikasi respons dalam Tabel 29

Ie = faktor keutamaan gempa yang ditentukan sesuai Tabel 28

Nilai Cs yang dihitung sesuai dengan Persamaan diatas tidak perlu melebihi Cs dari

persamaan di bawah

Cs =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

30

Cs yang di dapatkan harus tidak kurang dari

Cmin = 0044 SDS Ie gt 001

Sebagai tambahan untuk struktur yang berlokasi di daerah di mana 1 S sama

dengan atau lebih besar dari 06g maka Cs harus tidak kurang dari

Cs =

Dimana

SDS = parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang perioda

pendek

SD1 = parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang sebesar

10 detik

R = faktor modifikasi respons dalam Tabel 29

Ie = faktor keutamaan gempa yang ditentukan sesuai Tabel 28

T = perioda fundamental struktur (detik)

Perioda fundamental pendekatan Ta dalam detik harus ditentukan dari

Ta = Ct

Dimana

hn = ketinggian struktur dalam (m)

Ct = koefisien prioda struktur pendekatan yang ditentukan dalam tabel 213

x = koefisien ketinggian yang ditentukan dalam tabel 213

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

31

Tabel 215 Nilai parameter perioda pendekatan Ct dan x

Tipe struktur Ct x

Sistem rangka pemikul momen di mana rangka memikul 100 persen gaya gempa yang disyaratkan dan tidak dilingkupi atau dihubungkan dengan komponen yang lebih kaku dan akan mencegah rangka dari defleksi jika dikenai gaya gempa

Rangka baja pemikul momen 00724 a 08

Rangka beton pemikul momen 00466 a 09

Rangka baja dengan bresing eksentris 00731 a 075

Rangka baja dengan bresing terkekang terhadap tekuk 00731 a 075

Semua sistem struktur lainnya 00488 a 075

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

Sebagai alternatif menurut SNI 17262012 untuk menentukan perioda fundamental

pendekatan Ta dalam detik dari persamaan berikut untuk struktur dengan

ketinggian tidak melebihi 12 tingkat di mana sistem penahan gaya gempa terdiri

dari rangka penahan momen beton atau baja secara keseluruhan dan tinggi tingkat

paling sedikit 3 m

Ta = 01N

Dimana

N = jumlah tingkat (m)

Perioda fundamental struktur harus dibatasi dengan

Tmax = Cu Ta

Dimana

Ta = waktu getar struktur dalam (m)

Cu = koefisien batas prioda struktur yang ditentukan dalam tabel 214

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

32

Tabel 216 Koefisien untuk batas perioda struktur

Parameter percepatan respons spektral desain pada 1 detik S D1

Koefisien Cu

gt 04 14 03 14 02 15

015 16

lt 01 17 (Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur

gedung dan non gedung SNI 17262012)

212 Kombinasi Pembebanan

komponen-elemen struktur dan elemen-elemen fondasi menurut SNI

17262012 harus dirancang sedemikian hingga kuat rencananya sama atau melebihi

pengaruh beban-beban terfaktor dengan kombinasi-kombinasi sebagai berikut

1 14D

2 12D + 16L + 05(Lr atau R)

3 12D + 16(Lr atau R) + (L atau 05W)

4 12D + 10 W + L + 05(Lr atau R)

5 12D + 10 E + L

6 09D + 10 W

7 09D + 10 E

8

Pengaruh beban gempa E harus ditentukan sesuai dengan berikut ini

1 Untuk penggunaan dalam kombinasi beban 5 dalam

E = Eh + Ev

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

33

2 Untuk penggunaan dalam kombinasi beban 7

E = Eh - Ev

Keterangan

E = pengaruh beban gempa

Eh = pengaruh beban gempa horisontal

Ev = pengaruh beban gempa vertikal

Pengaruh beban gempa horisontal Eh harus ditentukan sesuai dengan Persamaan

sebagai berikut

E h = ρQh

Keterangan

Q = pengaruh gaya gempa horisontal dari V atau F p

ρ = faktor redundansi

Untuk struktur yang dirancang untuk kategori desain seismik D E atau Fm

SNI 17262012 mengatur ρ harus sama dengan 13 kecuali jika satu dari dua

kondisi berikut dipenuhi di mana p diijinkan diambil sebesar 10

a Masing-masing tingkat yang menahan lebih dari 35 persen geser dasar dalam

arah yang ditinjau harus sesuai dengan Tabel 212

b Struktur dengan denah beraturan di semua tingkat dengan sistem penahan gaya

gempa terdiri dari paling sedikit dua bentang perimeter penahan gaya gempa

yang merangka pada masing-masing sisi struktur dalam masing-masing arah

ortogonal di setiap tingkat yang menahan lebih dari 35 persen geser dasar

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

34

Jumlah bentang untuk dinding geser harus dihitung sebagai panjang dinding

geser dibagi dengan tinggi tingkat atau dua kali panjang dinding geser dibagi

dengan tinggi tingkat hsx untuk konstruksi rangka ringan

Tabel 217 Persyaratan untuk masing-masing tingkat yang menahan lebih

dari 35 persen gaya geser dasar

Elemen penahan gaya lateral

Persyaratan

Rangka dengan bresing

Pelepasan bresing individu atau sambungan yang terhubung tidak akan mengakibatkan reduksi kuat tingkat sebesar lebih dari 33 persen atau sistem yang dihasilkan tidak mempunyai ketidakteraturan torsi yang berlebihan (ketidakteraturan struktur horisontal Tipe 1b)

Rangka pemikul momen

Kehilangan tahanan momen di sambungan balok ke kolom di kedua ujung balok tunggal tidak akan mengakibatkan lebih dari reduksi kuat tingkat sebesar33 persen atau sistem yang dihasilkan tidak mempunyai ketidakteraturantorsi yang berlebihan (ketidakteraturan struktur horisontal Tipe 1b)

Dinding geser atau pilar dinding dengan rasio tinggi terhadap panjang lebih besar dari 10

Pelepasan dinding geser atau pier dinding dengan rasio tinggi terhadap panjang lebih besar dari 10 di semua tingkat atau sambungan kolektor yang terhubung tidak akan mengakibatkan lebih dari reduksi kuat tingkat sebesar 33 persen atau sistem yang dihasilkan mempunyai ketidakteraturan torsi yang berlebihan (ketidakteraturan struktur horisontal Tipe 1b)

Kolom kantilever Kehilangan tahanan momen di sambungan dasar semua kolom kantilever tunggal tidak akan mengakibatkan lebih dari reduksi kuat tingkat sebesar 33 persen atau sistem yang dihasilkan mempunyai ketidakteraturan torsi yang berlebihan (ketidakteraturan struktur horisontal Tipe 1b)

Lainnya Tidak ada persyaratan

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

22 Kinerja Struktur Gedung

221 Kinerja Batas Layan

Kinerja batas layan struktur gedung ditentukan oleh simpangan antar tingkat

akibat pengaruh gempa rencana yaitu untuk membatasi terjadinya pelelehan baja

dan peretakan beton yang berlebihan di samping untuk mencegah kerusakan

nonstruktur dan ketidaknyamanan penghuni Simpangan antar-tingkat ini harus

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

35

dihitung dari simpangan struktur gedung tersebut akibat pengaruh gempa nominal

yang telah dibagi Faktor Skala

Faktor Skala =

gt 1

Dimana

V1 = Gaya geser dasar nominal sebagai respons dinamik ragam yang

pertama saja

Vt = Gaya geser dasar nominal yang didapat dari hasil analisis ragam

spektrum respons yang telah dilakukan

Gaya geser dasar nominal yang didapat dari hasil spektrum respons Analisis harus

dilakukan untuk menentukan ragam getar alami untuk struktur Analisis harus

menyertakan jumlah ragam yang cukup untuk mendapatkan partisipasi massa

ragam terkombinasi sebesar paling sedikit 90 persen dari massa aktual dalam

masing-masing arah horisontal ortogonal dari respons yang ditinjau oleh model

Parameter respons ragam untuk masing-masing parameter desain terkait gaya yang

ditinjau termasuk simpangan antar lantai tingkat gaya dukung dan gaya elemen

struktur individu untuk masing-masing ragam respons harus dihitung menggunakan

properti masing-masing ragam dan spectrum respons dibagi dengan kuantitas (R

Ie) Parameter respons terkombinasi untuk perpindahan dan kuantitas simpangan

antar lantai harus dikalikan dengan kuantitas (CdIe) Nilai untuk masing-masing

parameter yang ditinjau yang dihitung untuk berbagai ragam harus

dikombinasikan menggunakan metoda akar kuadrat jumlah kuadrat (SRSS) atau

metoda kombinasi kuadrat lengkap (CQC) sesuai dengan SNI 17262012 Metoda

CQC harus digunakan untuk masing-masing nilai ragam di mana ragam berjarak

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

36

dekat mempunyai korelasi silang yang signifikan di antara respons translasi dan

torsi

Kinerja batas ultimit struktur gedung ditentukan oleh simpangan antar-tingkat

maksimum struktur gedung akibat pengaruh gempa rencana dalam kondisi struktur

gedung di ambang keruntuhan yaitu untuk membatasi kemungkinan terjadinya

keruntuhan struktur gedung yang dapat menimbulkan korban jiwa manusia dan

untuk mencegah benturan berbahaya antar-gedung atau antar bagian struktur

gedung yang dipisah dengan sela pemisah (sela delatasi) simpangan antar-tingkat

ini harus dihitung dari simpangan struktur gedung akibat pembebanan gempa

nominal (SNI 17262002) Penentuan simpangan antar lantai tingkat desain ( ∆ )

harus dihitung sebagai perbedaan defleksi pada pusat massa di tingkat teratas dan

terbawah yang ditinjau Lihat Gambar 24 Apabila pusat massa tidak terletak

segaris dalam arah vertikal diijinkan untuk menghitung defleksi di dasar tingkat

berdasarkan proyeksi vertikal dari pusat massa tingkat di atasnya (SNI 17262012)

Gambar 24 Penentuan simpangan antar lantai

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

37

Defleksi pusat massa di tingkatx (δx) (mm) harus ditentukan sesuai dengan

persamaan berikut

δx =

Dimana

Cd = faktor amplifikasi defleksi dalam Tabel 29

δxe = defleksi pada lokasi yang disyaratkan pada pasal ini yang ditentukan

dengan analisis elastis

Ie = faktor keutamaan gempa yang ditentukan sesuai dengan tabel 28

Simpangan antar lantai tingkat desain ∆ tidak boleh melebihi simpangan antar

lantai tingkat ijin ∆a seperti didapatkan dari Tabel 213 untuk semua tingkat

Tabel 218 Simpangan antar lantai ijin

Struktur

Kategori risiko

I atau II III IV

Struktur selain dari struktur dinding geser batu bata 4 tingkat atau kurang dengan dinding interior partisi langit-langit dan sistem dinding eksterior yang telah didesain untuk mengakomodasi simpangan antar lantai tingkat

0025h c

sx 0020 hsx 0015 hsx

Struktur dinding geser kantilever batu batad 0010 hsx 0010 hsx 0010 hsx

Struktur dinding geser batu bata lainnya 0007 hsx 0007 hsx 0007 hsx

Semua struktur lainnya 0020 hsx 0015 hsx 0010 hsx

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

Dua bagian struktur gedung yang tidak direncanakan untuk bekerja sama sebagai

satu kesatuan dalam mengatasi pengaruh Gempa Rencana harus dipisahkan yang

satu terhadap yang lainnya dengan suatu sela pemisah (sela delatasi) yang lebarnya

paling sedikit harus sama dengan jumlah simpangan masing-masing bagian struktur

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

38

gedung pada taraf itu Dalam segala hal lebar sela pemisah tidak boleh ditetapkan

kurang dari 75 mm (SNI 17262012)

222 Kinerja Batas kekuatan

2221 Perencanaan Pelat Floor Deck

Floor deck pada pelat menggantikan fungsi tulangan Tarik pada daerah

lapangan Analisis pelat floor deck meggunakan metode pelat satu arah Bila pelat

mengalami rotasi bebas pada tumpuan pelat dan tumpuan sangat kaku terhadap

momen puntir maka pelat itu dikatakan jepit penuh Bila balok tepi tidak cukup

kuat untuk mencegah rotasi maka dikatakan terjepit sebagian Tebal minimum

yang ditentukan dalam Tabel 214 berlaku untuk konstruksi satu arah yang tidak

menumpu atau tidak disatukan dengan partisi atau konstruksi lain yang mungkin

akan rusak akibat lendutan yang besar kecuali bila erhitungan lendutan

menunjukkan bahwa ketebalan yang lebih kecil dapat digunakan tanpa

menimbulkan pengaruh yang merugikan

Tabel 219 Tebal Minimum Balok Non-Prategang Atau Pelat Satu Arah Bila

Lendutan Tidak Dihitung Tebal minimum h

Komponen struktur Tertumpu Satu ujung Kedua ujung Kantilever

Komponen struktur tidak menumpu atau tidak dihubungkan dengan partisi ataukonstruksi lainnya yang mungkin rusak oleh lendutan yang besar

Pelat masif satu-arah 20

24

28

10

Balok atau pelat rusuk satu-arah 16

185

21

8

(Sumber Tata cara perhitungan struktur beton untuk bangunan gedung SNI 28472002)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

39

CATATAN Panjang bentang dalam mm Nilai yang diberikan harus digunakan langsung untuk komponen struktur dengan beton normal dan tulangan tulangan Mutu 420 MPa Untuk kondisi lain nilai di atas harus dimodifikasikan sebagai berikut a Untuk struktur beton ringan dengan berat jenis (equilibrium density) w di antara 1440 sampai

1840 kgm3 nilai tadi harus dikalikan dengan (165 ndash 00003wc) tetapi tidak kurang dari 109

b Untuk fy selain 420 MPa nilainya harus dikalikan dengan (04 + fy700)

a Disain pada Momen Positif

Disain pada momen positif gaya Tarik disumbangkan oleh metal deck dan

gaya tekan disumbangkan oleh beton Dalam hal ini penampang beton

berbentuk persegi panjang

Gambar 25 Diagram tegangan momen positif floor deck

Penulangan lentur dihitung analisa tulangan tunggal dengan langkah-langkah

sebagai berikut

Mn =

Dimana ϕ= 08

Rn =

m =

ρ = 1 ndash 1 ndash

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

40

As PERLU = ρ b d

rasio tulangan minimum menggunakan syarat tulangan susut dan tulangan

suhu sebagai acuan dan di tabelkan sebagai berikut

Tabel 220 Rasio Tulangan Minimum Pada Pelat

Jenis Pelat ρmin

Pelat yang menggunakan batang tulangan ulir mutu 300 00020

Pelat yang menggunakan batang tulangan ulir atau jaring kawat las 00018

Pelat yang menggunakan tulangan dengan tegangan leleh melebihi 00018 x 400 fy

(Sumber Tata cara perhitungan struktur beton untuk bangunan gedung SNI 28472002)

Persyaratan lain yang harus dipenuhi dalam mendisain pelat satu arah adalah

jarak tulangan maximum Pasal 12 SNI 03-2847-2002 butir 64 jarak tulangan

adalah

S = ndash 25 Cc

Dimana

fs = 60 fy

Cc = Selimut Beton

b Disain pada Momen Negatif

Disain pada momen positif gaya Tarik disumbangkan oleh wiremesh dan gaya

tekan disumbangkan oleh beton Dalam hal ini penampang beton berbentuk

sebagai berikut

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

41

Gambar 26 Diagram tegangan momen negatif floor deck

2222 Perencanaan Pelat Chekered

Pelat metal didisain menggunakan metode pelat satu arah syarat batas yang

harus di penuhi pelat metal adalah

ϕMn gt Mu

dimana

ϕMn = momen nominal = Zx fy

Mu = momen ultimate

2223 Perencanaan Batang Tekan

Kekuatan tekan disain harus nilai terendah yang diperoleh berdasarkan

keadaan batas dari tekuk lentur tekuk torsi dan tekuk torsi lentur Profil dengan

dominan keruntuhan tekuk lentur kekuatan nominal nya adalah

ϕPn = 09 fcr A

tegangan kritis fcr ditentukan sebagai berikut

a Bila lt 471 ( atau lt 225 )

fcr =0658 fy

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

42

b Bila gt 471 ( atau gt 225 )

fcr =0877 fe

fe =

Dimana

K = faktor panjang efektir

L = panjang profil

r = jari jari inersia

fcr = tegangan kritis

fe = tegangan euler

λ = kelangsingan =

2224 Perencanaan Batang Lentur

Pembebanan balok disesuaikan dengan peraturan pembebanan Indonesia

untuk gedung (PPIUG) 1983 sedangkan pemakaian profil dihitung sesuai dengan

SNI 03-1729-2015

Tabel 221 Nilai kekuatan lentur berdasarkan SNI 1729 2015

PROFIL q Lr Lp MP Mr Vn

kgm m m KN m KN m KN

WF 150 x 75 x 5 x 7 1400 316 084 2354 1509 10800

WF 150 x 100 x 6 x 9 2110 530 120 3609 2346 12787

WF 200 x 100 x 45 x 7 1820 346 112 4089 2720 12830

WF 200 x 100 x 55 x 8 2130 378 112 4802 3128 15840

WF 200 x 150 x 6 x 9 3060 637 182 7108 4688 16762

WF 250 x 125 x 5 x 8 2570 420 141 7327 4845 17856

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

43

Tabel 221 Nilai kekuatan lentur berdasarkan SNI 1729 2015 (lanjutan)

PROFIL q Lr Lp MP Mr Vn

kgm m m KN m KN m KN

WF 250 x 125 x 6 x 9 2960 446 141 8443 5508 21600

WF 300 x 150 x 55 x 8 3200 475 167 10920 7208 23602

WF 300 x 150 x 65 x 9 3670 497 167 12528 8177 28080

WF 350 x 175 x 6 x 9 4140 553 197 16538 10897 29894

WF 350 x 175 x 7 x 11 4960 593 200 20179 13175 35280

WF 400 x 200 x 7 x 11 5660 646 227 26100 17170 39917

WF 400 x 200 x 8 x 13 6600 684 230 30861 20230 46080

WF 450 x 200 x 9 x 14 7600 667 223 38913 25330 58320

WF 500 x 200 x 10 x 16 8960 669 219 50311 32470 72000

WF 600 x 200 x 11 x 17 10600 628 209 68714 44030 95040

HB 100 x 100 x 6 x 8 1720 724 125 2018 1300 8640

HB 125 x 125 x 65 x 9 2380 806 158 3578 2312 11700

HB 150 x 150 x 7 x 10 3150 895 190 5748 3723 15120

HB 175 x 175 x 75 x 11 4020 981 222 8628 5610 18900

HB 200 x 200 x 8 x 12 4990 1072 255 12314 8024 23040

HB 250 x 250 x 9 x 14 7240 1255 319 22483 14739 32400

HB 300 x 300 x 10 x 15 9400 1376 381 35152 23120 43200

HBC 350 x 350 x 12 x 19 13700 1718 449 59834 39100 60480

HBC 400 x 400 x 13 x 21 17200 1903 513 86402 56610 74880

WFC 600 x 300 x 12 x 20 15100 1045 348 103413 68340 101606

WFC 700 x 300 x 13 x 24 18500 1041 344 149968 97920 131040

WFC 800 x 300 x 14 x 26 21000 1010 336 191889 123930 161280

WFC 900 x 300 x 16 x 28 24300 984 324 244178 155380 207360

- Profil I dan Kanal

a Kontrol Momen

ϕMn = 09 Mn

- Apabila L lt Lp

Mn = Mp = Zx fy

- Apabila Lp lt L lt Lr

Mn = Cb Mp ndash ( Mp- Mr)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

44

Apabila L gt Lr

Mn = Mcr = radic 1

=

lt 23

=

= 4 2

=

1 1

= 176

Untuk profil I konstanta torsi dan konstanta warping adalah

J = [ 2b + h ]

Cw =

Untuk profil kanal konstanta torsi dan konstanta warping adalah

J = [ 2b + h ]

Cw = [

]

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

45

Gambar 27 Kuat Momen Lentur Nominal Akibat Tekuk Torsi Lateral

b Kontrol Geser

Untuk profil I

= 060 fyw Aw lt Vu

Persamaan diatas dapat dipenuhi bila syarat kelangsingan untuk tebal pelat web

sebagai berikut

lt

c Kontrol Lendutan

Batas-batas lendutan untuk keadaan kemampuan-layan batas harus sesuai

dengan struktur fungsi penggunaan sifat pembebanan serta elemen-elemen

yang didukung oleh struktur tersebut Batas lendutan maksimum diberikan

dalam Tabel dibawah

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

46

Tabel 222 Batas Lendutan Maksimum

Komponen struktur dengan beban tidak Beban tetap Beban

Balok pemikul dinding atau finishing yang getas L360 - Balok biasa L240 - Kolom dengan analisis orde pertama saja h500 h200 Kolom dengan analisis orde kedua h300 h200

(Sumber Tata cara perencanaan struktur baja untuk bangunan gedung SNI 17292002)

- Profil Siku

a Kontrol Momen

ϕMn = 09 Mn

- Momen Leleh

Mn = 15 My

Dimana

My = momen leleh di sumbu lentur

- Momen dengan tekuk torsi lateral

1 Bila Me lt My

Mn = [ 092 -

] Me

2 Bila Me gt My

Mn = [ 192 ndash 117 ] Me lt 15 My

Lentur di sumbu utama major dari baja siku kaki sama

Me =

Dimana

Lb = Panjang profil tak terkekang

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

47

b = lebar siku

E = elastisitas profil siku

t = tebal profil siku

Me = momen tekuk lateral-torsi elastis

b kontrol geser

ϕVn = 09 06 Aw fy cv

Dimana Vn = kekuatan geser penampang Aw = luas badan = b x t fy = tegangan leleh profil siku Nilai cv dari persamaan diatas ditentukan dengan

- Bila

lt 11

cv = 1

- Bila

11

lt lt 137

cv = 11

x

- Bila

gt 137

cv =

x

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

48

2225 Perencanaan Balok Kolom

Komponen struktur yang mengalami momen lentur dan gaya aksial harus

direncanakan memenuhi ketentuan sebagai berikut

Untuk

gt 02

+ (

+

) lt 1

Untuk

lt 02

+ (

+

) lt 1

Dimana

Pu = Gaya aksial (tarik atau tekan) terfaktor N

Pn = Kuat nominal penampang N

ϕ = Faktor reduksi kekuatan

= 09 untuk aksial tarik

= 09 untuk aksial tekan

Mux = Momen lentur terfaktor terhadap sumbu-x

Muy = Momen lentur terfaktor terhadap sumbu-y

Mnx = Kuat nominal lentur penampang terhadap sumbu-x

Mny = Kuat nominal lentur penampang terhadap sumbu-y

ϕb = Faktor reduksi kekuatan lentur = 09

2226 Perencanaan Balok Komposit

Menurut SNI 17292015 lebar efektif balok komposit adalah

- seperdelapan dari bentang balok pusat-ke-pusat tumpuan

- setengah jarak ke sumbu dari balok yang berdekatan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

49

- jarak ke tepi dari pelat

Kekuatan Lentur Positif balok komposit bisa di disain secara plastis jika memenuhi

lt 376 Jika gt 376 maka momen harus di tentukan dengan

superposisi tegangan elastis (SNI 17292015) Nilai ultimate dari momen lentur

dapat di tinjau dari 2 kondisi yaitu

1 Sumbu netral jatuh pada pelat beton

Besar nya gaya tekan pada kondisi ultimate adalah

C = 085 a be

Gaya tarik pada profil baja adalah

T = As fy

Gaya tarik floor deck adalah

T = Afd fu

Jika ẏ gt (tf - hfd) keseimbangan gaya C = T maka diperoleh

a =

Lengan kopel terhadap gaya tekan

d1 = ts ndash ċ -

d2 = + ts -

Kuat momen lentur nominal positif balok komposit adalah

ϕMn = 09 [ As fy ( d2 ) + Afd fu ( d1 ) ]

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

50

Gambar 28 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan ẏ lt (ts - hfd)

Gambar 29 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan ẏ gt (ts - hfd)

Jika ẏ lt (tf - hfd) gaya tarik floor deck adalah

T = Aefd fu

keseimbangan gaya C = T maka diperoleh

a =

Lengan kopel terhadap gaya tekan

d1 = ts ndash ċ -

d2 = + ts -

Kuat momen lentur nominal positif balok komposit adalah

ϕMn = 09 [ As fy ( d2 ) + Aefd fu ( d1 ) ]

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

51

2 Sumbu netral jatuh pada baja profil

Besar nya gaya tekan pada kondisi ultimate adalah

Cc = 085 a be

Gaya tarik pada profil baja adalah

T = As fy

Keseimbangan gaya diperoleh

Trsquo = Cc + Cs

Besarnya Trsquo sekarang lebih kecil daripada Asfy yaitu

Trsquo = As fy - Cs

Sehingga gaya tekan profil baja

Cc + Cs = As fy - Cs

2Cs = Cc + As fy

Cs =

Jika ẏ lt (ts + tf) Pusat tarik profil

ӯ = ẏ ẏ

lengan kopel terhadap pusat tarik

d1 = d ndash ӯ - (ẏ - ts)

d2 = d ndash ӯ + pusat tekan beton

kapasitas lentur positif nominal

ϕMn = 09 [ Cc ( d2 ) + Cs ( d1 ) ]

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

52

Gambar 210 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan ẏ lt (ts + tf)

Jika (ts+ d) gt ẏ gt (ts + tf) Pusat tarik profil adalah

ӯ

ndash ẏ ẏ

Lengan kopel terhadap gaya tarik

d1 = d ndash ӯ - tf

d2 = d ndash ӯ ndash tf - (ẏ - tf)

d3 = d ndash ӯ + pusat tekan beton

kapasitas lentur positif nominal

ϕMn = 09 [ Cc ( d3 ) + Csf ( d2 ) + Csw ( d1 ) ]

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

53

Gambar 211 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan ẏ gt (ts + tf)

Dimana

As = Luas baja profil mm2

Afd = Luas floor deck mm2

Aefd = Luas efektif floor deck mm2

a Tinggidariluasantekanbetonmm

bE Lebarefektifbeton

C = Gaya tekan KN

Ċ = Titik berat floor deck mm

d = Tinggi baja profil mm

= Tegangan leleh baja profil

= Tegangan ultimate floor deck

hfd = Tinggi floor deck

ts = Tebal pelat lantai mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

54

Kapasitas momen lentur negative menurut SNI 17292015 dapat di tentukan dari

kapasitas momen nominal dari profil baja itu sendiri sebagai alternatif dapat

ditentukan kapasitas momen negatif dari distribusi plastis penampang komposit

untuk keadaan leleh asalkan menenuhi

- Balok baja adalah penampang kompak dan dibreising secara cukup

- Steel headed stud atau angkur kanal baja yang menyambungkan pelat ke

balok baja pada daerah momen negatif

- Tulangan pelat yang paralel pada balok baja di lebar efektif pelat

diperhitungkan dengan tepat

Nilai ultimate dari momen lentur negatif komposit adalah

Gaya tarik tulangan

Tsr = Asr fyr

Gaya tarik floor deck

Tfd = Afd fu

Gaya tarik total

T = Tsr + Tfd

Gaya tekan maximum profil baja

Cmax = As fy

Jika Cmax gt T maka titik berat berada pada profil baja

T + Ts = Cmax ndash Ts

2Ts = Cmax ndash T

Ts = (Cmax ndash T)

Jika sumbu netral jatuh di sayap maka

b t fy = Ts

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

55

Gambar 212 Diagram tegangan balok komposit momen negatif dengan ts gt ẏ gt (ts + tf)

tc =

Pusat gaya tekan

ӯ = ẏ ẏ

Lengan kopel terhadap gaya tekan

d1 = d ndash ӯ ndash tc

d2 = d ndash ӯ + Ċ

d3 = d ndash ӯ + ts ndash selimut pelat - empty

Momen nominal

ϕMn = 09 [Mn1 + Mn2 + Mn3]

= Tsr d3 + Tfd d2 + t fy d1

Jika sumbu netral jatuh di web maka

h tw fy = Ts - Tf

hrsquo =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

56

Gambar 213 Diagram tegangan balok komposit momen negatif dengan ẏ gt (ts + tf)

Pusat gaya tekan

ӯ ndash

Lengan kopel terhadap gaya tekan

d1 = d ndash ӯ ndash tf - hrsquo

d2 = d ndash ӯ ndash tf

d3 = d ndash ӯ + Ċ

d4 = d ndash ӯ + ts ndash selimut pelat - empty

Momen nominal

ϕMn = 09 [Mn1 + Mn2 + Mn3 + Mn4]

= Tsr d4 + Tfd d3 + tf fy d2 + hrsquo tw fy d1

Kekuatan geser yang tersedia dari balok komposit dengan steel headed stud atau

angkur kanal baja harus ditentukan berdasarkan properti dari penampang baja

sendiri Kekuatan geser nominal satu angkur steel headed stud yang ditanam pada

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

57

suatu pelat beton solid atau pada suatu pelat komposit dengan dek harus ditentukan

sebagai berikut

Qn = 05 Asc lt Rg Rp Asc fu

Dimana

Asc = Luas penampang shear conector

fcrsquo = Kuat tekan beton

Ec = Modulus elastisitas beton

fu = kuat putus shear conektor

Rg = 10 untuk

a Satu angkur steel headed stud yang di las pada suatu rusuk

dek baja dengan dek yang diorientasikan tegak lurus terhadap

profil baja

b Sejumlah dari angkur steel headed stud di suatu lajurbaris

secara langsung terhadap profil baja

c Sejumlah dari angkur steel headed stud yang di las pada

suatu lajur sampai dek baja dengan dek diorientasikan paralel

terhadap profil baja dan rasio dari lebar rusuk rata-rata

terhadap kedalaman rusuk ge 15

085 untuk

a Dua angkur steel headed stud yang dilas pada suatu rusuk

dek baja dengan dek diorientasikan tegak lurus terhadap

profil baja

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

58

b Satu angkur steel headed stud yang di las melewati dek baja

dengan dek diorientasikan paralel terhadap profil baja dan

rasio dari lebar rusuk rata-rata terhadap kedalaman rusuk lt

15

07 untuk tiga atau lebih angkur steel headed stud yang dilas pada

suatu rusuk dek baja dengan dek yang diorientasikan tegak lurus

terhadap profil baja

Rp = 075 untuk

a Angkur steel headed stud yang dilas secara langsung pada

profil baja

b Angkur steel headed stud yang dilas pada suatu pelat komposit

dengan dek yang diorientasikan tegak lurus terhadap balok dan

emid-ht ge 2 in (50 mm) Angkur steel headed stud yang dilas

melewati dek baja atau lembaran baja yang digunakan sebagai

material pengisi gelagar dan ditanam pada suatu pelat

komposit dengan dek diorientasikan paralel terhadap balok

tersebut

06 untuk angkur steel headed stud yang di las pada suatu pelat

komposit dengan dek diorientasikan tegak lurus terhadap balok

dan emid-ht lt 2 in (50 mm)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

59

emid-ht = jarak dari tepi kaki angkur steel headed stud terhadap

badan dek baja diukur di tengahtinggi dari rusuk dek

dan pada arah tumpuan beban dari angkur steel headed

stud (dengan kata lain pada arah dari momen maksimum

untuk suatu balok yang ditumpu sederhana)

Tabel 223 Nilai untuk Rg dan Rp untuk setiap kasus Kapasitas untuk angkur steel headed stud

Kondisi Rg Rp

Tanpa dek 10 10 Dek diorientasi paralel terhadap profil baja

gt 15 lt 15

10

085

075

075

Dek diorientaskan tegak lurus terhadap profil

10

06

baja Jumlah dari angkur steel headed stud yangmemiliki rusuk dek yang sama

1 2 085 06

+3 atau lebih 07 06+

(Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015) Catatan Wr = lebar rata-rata dari rusuk atau voute beton hr = tinggi rusuk nominal untuk suatu angkur steel headed stud tunggal nilai ini dapat ditingkatkan sampai 075 bila emid-ht gt 51 mm

2227 Perencanaan Sambungan Las

Luas efektif dari suatu las sudut adalah panjang efektif dikalikan dengan throat

efektif Throat efektif dari suatu las sudut merupakan jarak terpendek (garis tinggi)

dari perpotongan kaki las ke muka las diagrammatik Suatu penambahan dalam

throat efektif diizinkan jika penetrasi konsisten di luar jarak terpendek (garis tinggi)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

60

dari perpotongan kaki las ke muka las diagrammatik yang dibuktikan melalui

pengujian dengan menggunakan proses produksi dan variabel prosedur Untuk las

sudut dalam lubang dan slot panjang efektif harus panjang dari sumbu las

sepanjang pusat bidang yang melalui throat Pada kasus las sudut yang

beroverlap luas efektif tidak boleh melebihi luas penampang nominal dari lubang

atau slot dalam bidang permukaan lekatan (SNI 17292015)

Sumber httpwwwtwi-globalcomtechnical-knowledgejob-knowledgedesign-part-2-091

Gambar 214 Tebal efektif las sudut Ukuran minimum las sudut menurut SNI 17292015 harus tidak kurang dari ukuran

yang diperlukan untuk menyalurkan gaya yang dihitung atau ukuran seperti yang

tertera dalam Tabel 223 Ukuran maksimum dari las sudut dari bagian-bagian yang

tersambung harus

a Sepanjang tepi material dengan ketebalan kurang dari frac14 in (6 mm) tidak

lebih besar dari ketebalan material

b Sepanjang tepi material dengan ketebalan frac14 in (6 mm) atau lebih tidak

lebih besar dari ketebalan material dikurangi 116 in (2 mm) kecuali las

yang secara khusus diperlihatkan pada gambar pelaksanaan untuk

memperoleh ketebalan throat-penuh Untuk kondisi las yang sudah jadi

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

61

jarak antara tepi logam dasar dan ujung kaki las boleh kurang dari 116 in

(2 mm) bila ukuran las secara jelas dapat diverifikasi

Tabel 224 Tebal minimum las sudut

Ketebalan Material dari Bagian Paling Tipis yang Tersambung in (mm)

Ukuran Minimum Las Sudut[a] in (mm)

Sampai dengan frac14 (6) 18 (3) Lebih besar dari frac14 (6) sampai dengan frac12 (13) 316 (5)

Lebih besar dari frac12 (13) sampai dengan frac34 (19) frac14 (6) Lebih besar dari frac34 (19) 516 (8)

[a] Dimensi kaki las sudut Las pas tunggal harus digunakan Catatan Lihat Pasal J22b untuk ukuran maksimum las sudut

(Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015)

Panjang minimum dari las sudut yang dirancang berdasarkan kekuatan tidak boleh

kurang dari empat kali ukuran las nominal atau ukuran lain dari las harus

diperhitungkan tidak melebihi frac14 dari panjangnya Jika las sudut longitudinal saja

digunakan pada sambungan ujung dari komponen struktur tarik tulangan-rata

panjang dari setiap las sudut tidak boleh kurang dari jarak tegak lurus antaranya

Gambar 215 Panjang las longitudinal

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

62

Kekuatan desain ϕRn yang dilas harus merupakan nilai terendah dari kekuatan

material dasar yang ditentukan menurut keadaan batas dari keruntuhan tarik dan

keruntuhan geser dan kekuatan logam las yang ditentukan menurut keadaan batas

dari keruntuhan berikut ini

Untuk logam dasar

ϕRn = 075 fn BM ABM

Untuk logam las

ϕRn = 075 fne AWE

Dimana

fn BM = tegangan nominal dari logam dasar ksi (MPa)

fne = tegangan nominal dari logam las ksi (MPa)

ABM = luas penampang logam dasar in2 (mm2)

AWE = luas efektif las in2 (mm2)

kelompok las linear dengan suatu ukuran kaki yang seragam dibebani

melalui titik berat

ϕRn = 075 fne AWE

dan

fne = 060 fEXX ( 1 + 05sin15 θ )

dimana

fEXX = kekuatan klasifikasi logam pengisi ksi (MPa)

θ = sudut pembebanan yang diukur dari sumbu longitudinal las derajat

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

63

Kekuatan sambungan las pada sambungan pemikul momen adalah

ϕMn = sum ϕPlas d

Dimana

ϕMn = Kekuatan nominal sambungan las terhadap momen

ϕPlas = Gaya las terkoreksi

d = Lengan kopel terhadap garis netral

Gambar 216 Momen plastis siklik pada sambungan pemikul momen

2228 Perencanaan Sambungan Baut

Semua baut kekuatan-tinggi yang disyaratkan pada gambar desain yang digunakan

dalam pra-tarik atau joint kritis-slip harus dikencangkan dengan suatu ketegangan

baut tidak kurang dari yang diberikan dalam Tabel 224 kuat tarik nominal dan

kuat geser nominal pada sambungan tipe tumpu diberikan dalam tabel 225 dan

ukuran lubang maksimum untuk baut diberikan dalam Tabel 226 Jarak antara

pusat-pusat standar ukuran-berlebih atau lubang-lubang slot tidak boleh kurang

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

64

dari 2 23 kali diameter nominal d dari pengencang suatu jarak 3d yang lebih

disukai Jarak dari pusat lubang standar ke suatu tepi dari suatu bagian yang

disambung pada setiap arah tidak boleh kurang dari nilai yang berlaku dari Tabel

227 Jarak maksimum dari pusat setiap baut ke tepi terdekat dari bagian-bagian

dalam kontak harus 12 kali ketebalan dari bagian yang disambung akibat

perhitungan tetapi tidak boleh melebihi 6 in (150 mm) (SNI 17292015) Spasi

longitudinal pengencang antara elemen-elemen yang terdiri dari suatu pelat dan

suatu profil atau dua pelat pada kontak menerus harus sebagai berkut

1 Untuk komponen struktur dicat atau komponen struktur tidak dicat yang

tidak menahan korosi spasi tersebut tidak boleh melebihi 24 kali ketebalan

dari bagian tertipis atau 12 in (305 mm)

2 Untuk komponen struktur tidak dicat dari baja yang berhubungan dengan

cuaca yang menahan korosi atmospheric spasi tidak boleh melebihi 14 kali

ketebalan dari bagian tertipis atau 7 in (180 mm)

Catatan Dimensi pada (a) dan (b) tidak berlaku untuk elemen-elemen yang terdiri

dari dua profil dalam kontak menerus

Tabel 225 Pratarik baut minimum kN

(Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015)

Ukuran Baut mm Baut A325M Baut A490MM16 91 114 M20 142 179 M22 176 221 M24 205 257 M27 267 334 M30 326 408 M36 475 595

Sama dengan 070 dikalikan kekuatan tarik minimum baut dibulatkan mendekati kN seperti disyaratkan dalam spesifikasi untuk baut ASTM A325M dan A490M dengan ulir UNC

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

65

Kekuatan tarik atau geser desain dari suatu baut snug-tightened atau baut kekuatan-

tinggi pra-tarik atau bagian berulir harus ditentukan sesuai dengan keadaan batas

dari keruntuhan tarik dan keruntuhan geser sebagai berikut

ϕRn = 075 fn AB

Dimana

AB = Luas penampang baut

fn = kuat nominal baut terhadap tarik (fnt) atau geser (fnv) (tabel 225)

Kekuatan tarik yang tersedia dari baut yang menahan kombinasi gaya tarik dan

geser harus ditentukan sesuai dengan keadaan batas dari keruntuhan geser sebagai

berikut

ϕRn = 075 fnrsquo AB

dan

fnrsquo = 13 fnt -

frv lt fnt

dimana

fnrsquo = tegangan tarik nominal yang dimodifikasi mencakup efek tegangan

geser ksi (MPa)

fnt = tegangan tarik nominal dari Tabel 225 ksi (MPa)

fnv = tegangan geser dari Tabel 225 ksi (MPa)

frv = tegangan geser yang diperlukan ksi (MPa)

Tegangan geser yang tersedia dari sarana penyambung sama dengan atau melebihi

tegangan geser yang diperlukanfrv

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

66

Catatan Catatan bahwa bila tegangan yang diperlukan f baik geser atau tarik

yang kurang dari atau sama dengan 30 persen dari tegangan yang tersedia yang

sesuai efek kombinasi tegangan tidak perlu diperiksa

Tabel 226 Kekuatan nominal pengencang dan bagian yang berulir ksi (MPa)

(Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015) Tabel 227 Dimensi Lubang Nominal mm

Diameter

Baut

Dimensi LubangStandar

(Diameter)Ukuran-lebih

(Diameter)Slot-Pendek

(Lebar x Panjang)Slot-Panjang

(Lebar x Panjang)M16 18 20 18 x 22 18 x 40M20 22 24 22 x 26 22 x 50M22 24 28 24 x 30 24 x 55M24 27[a] 30 27 x 32 27 x 60M27 30 35 30 x 37 30 x 67M30 33 38 33 x 40 33 x 75ge M36 d + 3 d + 8 (d + 3) x (d + 10) (d + 3) x 25d

[a] Izin yang diberikan memungkinkan penggunaan baut 1 in jika diinginkan (Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015)

Deskripsi Pengencang Kekuatan Tarik

Nominal Fnt ksi (MPa)[a]

Kekuatan Geser Nominal dalam Sambungan Tipe-

Tumpu Fnv ksi (MPa)[b]

Baut A307 45 (310) 27 (188) [c][d]

Baut group A (misal A325) bila ulir tidak dikecualikan dari bidang geser

90 (620) 54 (372)

Baut group A (misal A325) bila ulir tidak termasuk dari bidang geser

90 (620) 68 (457)

Baut A490 atau A490M bila ulir tidak dikecualikan dari bidang geser

113 (780) 68 (457)

Baut A490 atau A490M bila ulir tidak termasuk dari bidang geser

113 (780) 84 (579)

Bagian berulir yang memenuhi persyaratan Pasal A34 bila ulir tidak dikecualikan dari bidang geser

075 Fu 0450 Fu

Bagian berulir yang memenuhi persyaratan Pasal A34 bila ulir tidak termasuk dari bidang geser

075 Fu 0563 Fu

[a]untuk baut kekuatan tinggi yang menahan beban fatik tarik[b]Untuk ujung sambungan yang dibebani dengan panjang pola pengencang lebih besar dari 38 in (965 mm) Fnv harus direduksi sampai 833 dari nilai tabulasi Panjang pola pengencang merupakan jarak maksimum sejajar dengan garis gaya antara sumbu baut-baut yang menyambungkan dua bagian dengan satu permukaan lekatan [c]Untuk baut A307 nilai yang ditabulasikan harus direduksi sebesar 1 persen untuk setiap 116 in (2 mm) di atas diameter 5 dari panjang pada pegangangrip tersebut [d]Ulir diizinkan pada bidang geser

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

67

(a) Sambungan tidak diperkaku (b) Sambungan diperkaku (c) Sambungan diperkaku + pengaku kolom

Tabel 228 Jarak tepi minimum dari pusat lubang standar ke tepi dari bagian

yang disambung

Diameter Baut (mm) Jarak Tepi Minimum 16 22 20 26 22 28 24 30 27 34 30 38 36 46

Di atas 36 125d [a]Jika diperlukan jarak tepi terkecil diizinkan asalkan ketentuan yang sesuai Pasal J310 dan J4 dipenuhi tetapi jarak tepi yang kurang dari satu diameter baut tidak diizinkan tanpa persetujuan dari Insinyur yang memiliki izin bekerja sebagai perencana [b]Untuk ukuran-berlebih atau lubang-lubang slot lihat Tabel J35M

(Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015)

Beberapa aplikasi dari sambungan baut adalah sambungan pemikul momen dan

sambungan geser Prinsip dasar dari sambungan baut adalah baut menahan gaya

geser dan gaya tarik

1 Sambungan pemikul momen

Gambar 217 Sambungan pemikul momen menurut AISC 2003

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

68

Gambar 219 Menentukan Muc

Perencanaan sambungan baut untuk balok kolom lebih kuat dari profil yang

disambung untuk menghindari prilaku sambungan yg runtuh getas Momen

rencana untuk sambungan adalah

- Sambungan tidak diperkaku

Muc = Mp + Vu (k) k terkecil dari d atau 3b

- Sambungan diperkaku

Muc = Mp + Vu (Lst + tp)

Gambar 218 Lokasi sendi plastis

Lst =

Gambar 220 Geometri sambungan end-plate

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

69

Sambungan end-plate pada umum nya mempunya 2 buat setiap baris jika dibebani

sampai kondisi ultimate maka reaksi setiap baut adalah 2Pt kapasitas sambungan

tanpa efek prying maka momen kapasitas sambungan adalah jumlah kumulatif

statis momen gaya reaksi baut tarik 2Pt terhadap titik resultan desak di pusat berat

pelat sayap profil (Dewobroto 2016) Kuat sambungan berdasarkan baut tanpa efek

prying adalah

ϕMnp = 2 ϕPt sum

= 2 ϕPt sum (h0 + h1 + h3 hellip hi)

Dimana

Mnp = kapasitas sambungan end-plate didasarkan pada kuat tarik tanpa

efek prying

Pt = gaya reaksi tarik baut

Gambar 221 Momen kopel baut tarik terhadap sayap tekan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

70

Tabel 229 Kapasitas sambungan end-pelat menurut AISC 2003

No Kapasitas Sambungan

1

Konfigurasi 4 baut tanpa pengaku

2

Konfigurasi 4 baut dengan pengaku

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

71

Tabel 229 Kapasitas sambungan end-pelat menurut AISC 2003 (lanjutan)

No Kapasitas Sambungan

3

Konfigurasi 6 baut tanpa pengaku

4

Konfigurasi 8 baut tanpa pengaku

Sumber Extended end-plateed moment connections seismic and wind applications AISC 2003

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

72

2 Sambungan Geser

Gambar 222 Sambungan balok anak ke balok induk

Perencanaan sambungan baut untuk geser juga harus lebih kuat dari profil yang

disambung untuk menghindari prilaku sambungan yg runtuh getas Gaya geser

rencana untuk sambungan adalah gaya geser ultimate balok anak sehingga

jumlah baut yg diperlukan adalah

=

Dimana

= kuat geser nominal profil

= kuat geser minimum baut

223 Disain untuk stabilitas

Stabilitas harus disediakan untuk struktur secara keseluruhan dan untuk setiap

elemennya Efek terhadap stabilitas struktur dan elemen-elemennya harus

memperhitungkan hal-hal berikut

1 lentur geser dan deformasi komponen struktur aksial dan semua deformasi

lainnya yang memberi kontribusi terhadap perpindahan struktur

2 efek orde-kedua (kedua efek P-∆ dan P-δ)

3 ketidaksempurnaan geometri

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

73

4 reduksi kekakuan akibat inelastisitas

5 ketidakpastian dalam kekakuan dan kekuatan Semua efek yang bergantung

beban harus dihitung di level pembebanan sesuai dengan kombinasi beban

Direct Analysis Method (DAM) dibuat untuk mengatasi keterbatasan Effective

Length Method (ELM) yang merupakan strategi penyederhanaan analisis cara

manual Akurasi DAM dapat diandalkan karena memakai komputer dan

mempersyaratkan program analisis struktur yang dipakai seperti

1 Dapat memperhitungkan deformasi komponen-komponen struktur dan

sambungannya yang mempengaruhi deformasi struktur keseluruhan

Deformasi komponen yang dimaksud berupa deformasi akibat lentur aksial

dan geser Persyaratan ini cukup mudah hampir sebagian besar program

komputer analisa struktur berbasis metoda matrik kekakuan apalagi

lsquometoda elemen hinggarsquo yang merupakan algoritma dasar ana-lisa struktur

berbasis komputer sudah memasukkan pengaruh deformasi pada elemen

formulasinya (Dewobroto 2013)

2 Pengaruh Orde ke-2 (P-Δ amp P-δ) Program komputer yang dapat

menghitung gaya-gaya batang dengan analisa struktur orde ke-2 yang

mempertimbangkan pengaruh P-Δ dan P-δ adalah sangat penting dan

menentukan Umumnya program komputer komersil bisa melakukan

analisa struktur orde ke-2 meskipun kadangkala hasilnya bisa berbeda satu

dengan lain-nya Oleh karena itu diperlukan verifikasi terhadap kemam-

puan program komputer yang dipakai Ketidaksempurnaan terjadi ketika

program ternyata hanya mampu memperhi-tungkan pengaruh P-Δ saja

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

74

tetapi tidak P-δ Adapun yang dimaksud P-Δ adalah pengaruh pembebanan

akibat terjadinya perpindahan titik-titik nodal elemen sedangkan P-δ adalah

pengaruh pembebanan akibat deformasi di elemen (di antara dua titik nodal)

(Dewobroto 2013) seperti terlihat pada Gambar 28 di bawah

Gambar 223 Pengaruh Orde ke-2 (AISC 2010)

3 Perhitungan stabilitas struktur modern didasarkan anggapan bah-a

perhitungan gaya-gaya batang diperoleh dari analisa struktur elastik orde-2

yang memenuhi kondisi keseimbangan setelah pembebanan yaitu setelah

deformasi Ketidak-sempurnaan atau cacat dari elemen struktur seperti

ketidaklurusan batang akibat proses fabrikasi atau konsekuensi adanya

toleransi pelaksanaan lapangan akan menghasilkan apa yang disebut efek

destabilizing Adanya cacat bawaan (initial imperfection) yang

mengakibatkan efek destablizing dalam Direct Analysis Method (DAM)

dapat diselesaikan dengan dua cara yaitu [1] cara pemodelan langsung cacat

pada geometri model yang dianalisis atau [2] memberikan beban notional

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

75

(beban lateral ekivalen) dari sebagian prosentasi beban gravitasi (vertikal)

yang bekerja Cara pemodelan langsung dapat diberikan pada titik nodal

batang yang digeser untuk sejumlah tertentu perpindahan yang besarnya

diambil dari toleransi maksimum yang diperbolehkan dalam perencanaan

maupun pelaksanaan Pola penggeseran titik nodal pada pemodelan

langsung harus dibuat sedemikian rupa sehingga memberikan efek

destabilizing terbesar Pola yang dipilih dapat mengikuti pola lendutan hasil

pembebanan atau pola tekuk yang mungkin terjadi Beban notional

merupakan beban lateral yang diberikan pada titik nodal di semua level

berdasarkan prosentasi beban vertikal yang bekerja di level tersebut dan

diberikan pada sistem struktur penahanbeban gravitasi melalui rangka atau

kolom vertikal atau dinding sebagai simulasi pengaruh adanya cacat

bawaan (initial imperfection)Beban notional harus ditambahkan bersama-

sama beban lateral lain juga pada semua kombinasi kecuali kasus tertentu

yang memenuhi kriteria pada Section C22b(1) (SNI 1729 2015) Besarnya

beban notional adalah

Ni = 0002 α Yi

Dimana

α = 16 untuk metode tegangan izin dan 10 untuk metode ultimit

Ni = Beban notional yang digunakan pada level i

Yi = Beban grafitasi yang digunakan pada level i

Nilai 0002 mewakili nilai nominal rasio kemiringan tingkat (story out of

plumbness) sebesar 1500 yang mengacu AISC Code of Standard Practice

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

76

Jika struktur aktual ternyata punya kemiringan tingkat berbeda lebih besar

tentunya maka nilai tersebut tentunya perlu ditinjau ulang Beban notional

pada level tersebut nantinya akan didistribusikan seperti halnya beban

gravitasi tetapi pada arah lateral yang dapat menimbulkan efek

destabilizing terbesar Jadi perlu beberapa tinjauanPada bangunan gedung

jika kombinasi beban belum memasukkan efek lateral maka beban notional

diberikan dalam dua arah alternatif ortogonal masing-masing pada arah

positip dan arah negatif yang sama untuk setiap level Sedangkan untuk

kombinasi dengan beban lateral maka beban notional diberikan pada arah

sama dengan arah resultan kombinasi beban lateral pada level tersebut Jadi

penempatan notional load diatur sedemikian rupa agar jangan sampai hasil

akhir kombinasinya akan lebih ringan Bukankah notional load adalah

untuk memodelkan ketidaksempurnaan (Dewobroto 2015)

Adanya leleh setempat (partial yielding) akibat tegangan sisa pada profil

baja (hot rolled atau welded) akan menyebabkan pelemahan kekuatan saat

mendekati kondisi batasnya Kondisi tersebut pada akhirnya menghasilkan

efek destabilizing seperti yang terjadi akibat adanya geometry imperfection

Kondisi tersebut pada Direct Analysis Method (DAM) akan diatasi dengan

penyesuaian kekakuan struktur yaitu memberikan faktor reduksi kekakuan

Nilainya diperoleh dengan cara kalibrasi dengan membandingkannya

dengan analisa distribusi plastisitas maupun hasil uji test empiris (Galambos

1998) Faktor reduksi kekakuan EI=08τbEI dan EA=08EA dipilih DAM

dengan dua alasan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

77

Pertama Portal dengan elemen langsing yang kondisi batasnya ditentukan

oleh stabilitas elastis maka faktor 08 pada kekakuan dapat

menghasilkan kuat batas sistem sebesar 08 times kuat tekuk

elastisHal ini ekivalen dengan batas aman yang ditetapkan pada

perencanaan kolom langsing memakai Efective Length Method

persamaan E3-3 (SNI 1729 2015) yaitu φPn = 09 (0877 Pe) =

079 Pe

Kedua Portal dengan elemen kaku stocky dan sedang faktor

08τb dipakai memperhitungkan adanya pelemahan (softening)

akibat kombinasi aksial tekan dan momen lentur Jadi kebetulan

jika ternyata faktor reduksi kolom langsing dan kolom kaku

nilainya saling mendekati atau sama Untuk itu satu faktor reduksi

sebesar 08τb dipakai bersama untuk semua nilai kelangsingan

batang (SNI 1729 2015 C23(1)) (Dewobroto 2015)

Faktor τb mirip dengan reduksi kekakuan inelastis kolom akibat hilangnya

kekakuan batang Untuk kondisi Pr le 05Py dimana Pr= adalah gaya tekan

perlu hasil kombinasi LRFD

τb = 1

Jika gaya tekannya besar yaitu Pr gt 05Py maka

τb = 4 [ 1 - ]

Pemakaian reduksi kekakuan hanya berlaku untuk memperhitungkan

kondisi batas kekuatan dan stabilitas struktur baja dan tidak digunakan pada

perhitungan drift (pergeseran) lendutan vibrasi dan penentuan periode

getar Untuk kemudahan pada kasus τb = 1 reduksi EI dan EA dapat

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

78

diberikan dengan cara memodifikasi nilai E dalam analisis Tetapi jika

komputer program bekerja semi otomatis perlu diperhatikan bahwa reduksi

E hanya diterapkan pada 2nd order analysis Adapun nilai modulus elastis

untuk perhitungan kuat nominal penampang tidak boleh dikurangi seperti

misal saat perhitungan tekuk torsi lateral pada balok tanpa tumpuan lateral

(Dewobroto 2015) Bebanan notional dapat juga dipakai untuk antisipasi

pelemahan kekakuan lentur τb akibat kondisi inelastic adanya tegangan

residu Strategi ini cocok untuk menyederhanakan perhitungan DAM pada

batang dengan gaya tekan besar αPr gt 05Py dimana nilai τb lt 10 Jika

strategi ini akan dipakai maka τb = 10 dan diberikan beban notional

tambahan sebesar

Ni = 0001 α Yi

Dimana

α = 16 untuk metode tegangan izin dan 10 untuk metode ultimit

Ni = Beban notional yang digunakan pada level i

Yi = Beban grafitasi yang digunakan pada level i

Beban tersebut diberikan sekaligus bersama beban notional yang

merepresentasikan cacat geometri bawaan (initial imperfection) karena

sifatnya memperbesar maka beban notional akhir menjadi Ni=0003Yi

sedangkan τb = 10 untuk semua kombinasi beban (Dewobroto 2015)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

79

BAB III

METODE PENELITIAN

31 Persiapan

Tahap ini merupakan rangkaian kegiatan sebelum melakukan pengumpulan

dan pengolahan data Tahap ini meliputi kegiatan-kegiatan sebagai berikut

1 Menentukan judul Tugas Akhir

2 Pembuatan proposal Tugas Akhir

3 Studi pustaka terhadap materi sebagai garis besar

32 Bagan Alir

MULAI

PENGUMPULAN DATA

STUDI LITERATUR

TAHAP DESAIN DATA

Perhitungan beban mati

Perhitungan beban hidup

Perhitungan beban angin

Perhitungan beban gempa

PENGOLAHAN DATA

A Pradimensi dan kontrol struktur sekunder B Analisa struktur primer dengan bantuan etabs 2015

(efek P-∆ dan P-δ) dan kontrol manual C Disain sambungan balok kolom dan sambungan

balok balok

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

80

Gambar 31 Diagram Alir Penelitian

321 Mulai

322 Pengumpulan Data

Pengumpulan data data yang di gunakan dalam perencanaan struktur baja

seperti profil yang di gunakan kuat tarik baja yang tersedia dan kuat tekan beton

rencana

323 Studi Literatur

Studi literatur bermula dari pengumpulan teori-teori yang berhubungan

dengan disain baja dan system rangka baja pemikul momen khusus Selain itu

dikumpulkan juga data-data yang berhubungan dengan tugas akhir ini seperti data

pembebanan gedung yang diambil dari peraturan pembebanan untuk gedung 1983

HASIL DAN PEMBAHASAN

Dimensi struktur sekunder Dimensi struktur primer Rencana Sambungan

SELESAI

KESIMPULAN DAN SARAN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

81

dan rumus-rumus yang akan digunakan dalam perhitungan berdasarkan metode

Load and Resistance Factor Design (LRFD)

324 Tahap Desain Data

Pada tahap desain data hal pertama yang dikerjakan adalah menghitung

pembebanan pada struktur sekunder Perhitungan pembebanan berdasarkan

PPURG 1983 Beban-beban yang bekerja hanya beban mati dan beban hidup

Struktur sekunder meliputi pelar metal deck pelat baja gording dan tangga

Setelah perhitungan pembebanan selesai tahap selanjutnya adalah

melakukan pradimensi ketebalan pada pelat dan pradimensi profil pada gording dan

tangga Kemudian hasil pradimensi akan dikontrol apakah dimensi yang di

asumsikan sudah memenuhi syarat atau belum sesuai dengan besarnya gaya-gaya

dalam yang bekerja pada masing masing struktur sekunder tersebut Jika sudah

memenuhi syarat maka reaksi dari masing masing struktur sekunder tersebut akan

di jadikan beban pada struktur primer Struktur primer yang sudah di pradimensi

akan di analisa dengan menggunakan kombinasi kombinasi beban mati beban hidup

dan beban gempa dengan bantuan software etabs 2015 Selanjutkan output dari

etabs berupa momen lentur gaya lintang dan gaya normal pada masing masing

balok dan kolom akan di kontrol secara manual dengan metode LRFD yang

mengacu kepada SNI 1729 2015

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

82

325 Pengolahan Data

325a Analisa Struktur Manual Dengan Metode LRFD

Pada tahap analisa struktur manual dengan metode LRFD bagian yang akan

dianalisa adalah mengontrol momen lentur dan gaya geser yang terjadi pada balok

komposit Pada kolom di kontrol kombinasi gaya tekan dan lentur dua arah serta

gaya geser Lalu selanjutnya adalah melakukan kontrol terhadap pradimensi apakah

sudah memenuhi syarat atau belum

325b Analisa sambungan balok kolom

Analisa sambungan dilakukan untuk mendapatkan jumlah baut tebal pelat

penyambung tebal las pada Balok dan kolom analisa sambungan pemikul momen

menggunakan momen plastis penampang sebagai momen ultimit sehingga

kekuatan sambungan sama dengan atau lebih besar dari kekuatan profil sedangkan

pada sambungan sendi digunakan gaya geser ultimate sebagai gaya geser rencana

326 Hasil dan Pembahasan

Dimensi struktur sekunder dan dimensi struktur primer yang memenuhi

syarat keamanan dan kenyamanan Rekapitulasi stress ratio pada balok komposit

dan kolom yang ada di struktur primer Stress ratio sendiri adalah perbandingan

gaya terfaktor dibagi dengan gaya terkoreksi yang artinya jika stress ratio lebih

besar dari satu (1) maka struktur dinyatakan tidak memenuhi syarat keamanan

327 Kesimpulan dan Saran

328 Selesai

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

83

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

41 Disain Struktur Sekunder

411 Pelat Floor deck

Gambar 41 Tributari area elevasi +580 m

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat sendiri pelat 012 x 1 x 2400 = 288 kgm

Berat spesi 002 x 1 x 2100 = 42 kgm

Berat keramik 001 x 1 x 2400 = 24 kgm +

qdl = 354 kgm

2 Beban hidup (life load)

Berdasarkan PPPURG 1987 beban hidup untuk lantai pabrik 400 kgm2

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

84

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 354 = 4956 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 354 + 16 x 400 = 10648 kgm

sehingga digunakan qu = 10648 kgm

B Dimensi Floor Deck

Berdasarkan SNI ndash 03 ndash 2847 ndash 2002 pasal 103 didapat momen positif

maximum untuk pelat satu arah adalah

Gambar 42 Distribusi momen untuk pelat satu arah

=

=

= 30422 kg m

Dicoba smartdeck BMT 07 mm

Gambar 43 Diagram tegangan momen kopel (positif) floor deck

d = h ndash c = 120 ndash 255 = 945 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

85

a =

=

= 239867 mm

ϕMn = 08 As fy ( d- )

ϕMn = 08 x 92676 x 550 ( 945 -

)

ϕMn = 33644 kg m gt Mu = 30422 kg m ( OK )

C Dimensi Wiremesh

Berdasarkan SNI ndash 03 ndash 2847 ndash 2002 pasal 103 didapat momen negatif

maximum untuk pelat satu arah adalah

=

=

= 42592 kg m

Dicoba wiremesh M-8 ( AST = 33493 mm2 )

Gambar 44 Diagram tegangan momen kopel (negatif) floor deck

d = h - selimut ndash 05 ϕ = 120 ndash 20 ndash 05 x 8 = 96

a =

=

= 1083 mm

ϕMn = 08 As fy ( d- )

ϕMn = 08 x 33493 x 400 ( 96 -

)

ϕMn = 970955 kg m gt Mu = 42592 kg m ( OK )

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

86

412 Balok Anak Pelat Floor Deck

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat floof deck = 2 x 354 = 708 kgm

Berat WF 300 x 150 x 55 x 8 = 32 = 32 kgm +

qdl = 740 kgm

2 Beban hidup (life load)

Beban hidup pelat = 2 x 400 = 800 kgm

qll = 800 kgm

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 740 = 1036 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 740 + 16 x 800 = 2168 kgm

sehingga digunakan qu = 2168 kgm

B Momen ultimate

MMAX = qu l2

MMAX = 2168 x 82

MMAX = 17344 kg m

C Kontrol momen

- menentukan lebar efektif pelat beton

1 be lt

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

87

be lt

be lt 1

2 be lt bo

be lt 1

sehingga digunakan be = 1 meter

akibat adanya lubang pada floor deck maka digunakan bekivalen

bekivalen =

=

= 810 mm

- Menentukan nilai n

Ebeton = 4700 = 4700 radic25 = 23500

Ebaja = 200000

n = = = 851

- Menentukan lebar transformasi penampang beton

=

= 951 cm

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Pelat Beton 11412 6 68472 Floor Deck 1867 945 17643 Profil WF 3766 245 92267

sum 17045 sum 178382

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

88

ẏ = sum

sum =

= 1046 cm

Titik berat berada di pelat beton

a =

=

= 4938 mm

d1 = 05hprofil + tpelat = 125 + 120 = 245 mm

d2 = hprofil ndash ċ = 120 ndash 1713 = 10287

ϕMn = 09 As fy ( d1- )

ϕMn = 09 x [ 3766 x 240 x ( 245 -

) +118843 550 ( 10287 -

) ]

ϕMn = 1792124 + 102396

ϕMn = 189452 kg m gt Mu = 17344 kg m ( OK )

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

89

D Dimensi Penghubung Geser (Shear Conector)

Gaya horizontal akibat aksi komposit penuh

Vh = 085 a b = 085 x 4938 x 1000 x 25 = 1049325 N

Digunakan Stud connector ⅝rdquo luas satu buah stud connector adalah

Asc = d2 = 158752 =19801 mm2

Kuat geser satu buah shear connector

Qn = 05 Asc lt Rg Rp Asc fu

Qn = 05 x 19801 x radic25 23500 lt 085 x 075 x 19801 x 550

Qn = 7588676 N lt 69427

Jumlah shear connector yang di butuhkan

N = = = 151 ~ 16 buah untuk setengah bentang

Total kebutuhan shear connector adalah 32 buah untuk semua bentang Jika

dipasang dua buah shear connector pada setiap penampang melintang maka

jarak shear connector adalah

S = = 500 mm

Smin = 6d = 6 x 15875 = 9525 mm

Smax = 8t = 8 x 120 = 960 mm

Strans = 4d = 4 x 15875 = 635 mm

Sehingga digunakan shear connector 2 x (⅝rdquo x 65 cm) dengan jarak 20 cm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

90

E Kontrol Geser

Menghitung gaya geser ultimate

Vu = qu l = x 2168 x 8 = 8672 kg

Menghitung gaya geser nominal

ϕVn = 09 (06 fy) h tw

ϕVn = 09 x 06 x 240 x 264 x 55

ϕVn = 20243 kg gt Vu = 8672 kg (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

91

413 Pelat Chekered

Gambar 45 Tributari area elevasi +1070 m

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat pelat 45 mm = 00045 x 1 x 7850 = 35325 kgm

2 Beban hidup (life load)

Berdasarkan PPPURG 1987 beban hidup untuk lantai pabrik 400 kgm2

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 35325 = 49455 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 35325 + 16 x 400 = 68239 kgm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

92

sehingga digunakan qu = 68239 kgm

B Momen Maximum

Berdasarkan SNI ndash 03 ndash 2847 ndash 2002 pasal 103 didapat momen maximum

untuk pelat satu arah adalah

Gambar 46 Distribusi momen untuk pelat satu arah

=

=

= 2557 kg m

C Momen Nominal

ϕMn = 09 zx fy

= 09 x ( b d2 ) x fy

= 09 x ( 1000 x 452 ) x 240

= 10935 kg m gt Mu = 2557 kg m OK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

93

414 Siku Pengaku Pelat Lantai Chekred

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat pelat 45 mm = 00045 x 06 x 7850 = 21195 kgm

Berat L 70 x 70 x 6 = 638 = 638 kgm +

= 27575 kgm

2 Beban hidup (life load)

Beban hidup pelat = 06 x 400 = 240 kgm

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 27575 = 35805 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 27575 + 16 x 240 = 41469 kgm

sehingga digunakan qu = 41469 kgm

B Momen Maximum

=

=

= 7465 kg m

C Momen Nominal

My = sx fy

= 7330 x 240

= 17592 kg m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

94

Me =

=

= 13524 kg m

Me gt My

Mn = [ 192 ndash 117 ] Me lt 15 My

= [ 192 ndash 117

] My lt 15 My

= 1498 My lt 15 My

ϕMn = 09 x 1498 x My

= 09 x 1498 x 17592

= 23717 kg m gt Mu = 7465 kg m OK

C Geser Nominal

lt 11

lt 11

1 lt 34785 ~gt cv = 1

ϕVn = 09 06 Aw fy cv

= 09 x 06 x 70 x 7 x 240 x 1

= 63504 kg gt Vu = (05 x l x qu = 2488 kg)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

95

415 Balok Anak Pelat Chekered

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat L 70 x 70 x 6 = 638 x 12 x 13 = 99528 kg

Berat ekivalen siku = =

= 12441 kgm

Berat pelat 45 mm = 00045 x 12 x 7850 = 42390 kgm

Berat WF 200 x 150 x 6 x 9 = 30600 = 30600 kgm

Berat L 70 x 70 x 6 = 12441 = 12441 kgm +

= 85431 kgm

2 Beban hidup (life load)

Beban hidup pelat = 12 x 400 = 480 kgm

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 85431 = 11960 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 76131 + 16 x 480 = 87052 kgm

sehingga digunakan qu = 87052 kgm

B Momen Maximum

=

=

= 696414 kg m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

96

C Menentukan momen nominal

Lp = = radic

36 = 18357 cm

L lt Lp

Mp = zx fy

= [(btf(h-tf)) + 05(h-2tf)2tw)] fy

= [(150 x 9 x (200 ndash 9)) + 05(200 ndash 2 x 9)2 x 6)] x 240

= 857332 kg m

ϕMn = 09 Mp

= 09 x 857332

= 771599 kg m gt Mu = 696414 kg m OK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

97

416 Gording

Gambar 47 Rencana atap elevasi +1250 m dan +3550 m

Jarak antara Gording = 14 meter

Panjang gording = 6 meter

Sudut kemiringan atap = 10o

Berat atap (BMT 045) = 657 kgm2

Isolation rockwool = 25 kgm2

Profil gording = CNP 150 x 50 x 20 x 32 = 7 kgm

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat isolation rockwool = 14 x 25 = 35 kgm

Berat atap = 14 x 657 = 92 kgm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

98

Berat gording = 70 = 70 kgm +

qdl = 512 kgm

2 Beban hidup (life load)

Beban hidup di tengah gording = 100 kg

3 Beban angin

Gambar 48 Kecepatan angin

Kecepatan angin maximum adalah 35 KNOT yaitu 6482 kmjam ( 18 ms )

P = = = 2026 kgm2

Tekanan angin minimum di laut dan di tepi laut sampai sejauh 5 km dari pantai

diambil minimum 40 kgm2 Sehingga digunakan tekanan angin 40 kgm2

Koefisien angin tekan = 002α - 04 = 002 (10) - 04 = - 02

Koefisien angin hisap = - 04

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

99

qtekan = -02 x 40 = 8 kgm2

qhisap = -04 x 70 = 16 kgm2

B Menghitung momen momen pada gording

1 akibat beban mati

Mx = qdl cosα = 512 x cos10 x 62 = 226899 kg m

My = qdl sinα = 512 x sin10 x 22 = 445 kg m

2 akibat beban hidup

Mx = P cosα lx = 100 x cos10 x 6 = 147721 kg m

My = P sinα ly = 100 x sin10 x 2 = 8682 kg m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

100

3 akibat beban angin

Mtekan = qwl = (-8) x cos10 x 62 = -3545 kg m

Mhisap = qwl = (-16) x sin10 x 62 = -709 kg m

No Kombinasi Beban Sumbu x Sumbu y 1 14 DL 3176586 623 2 12 DL + 05La 3461393 9681 3 12 DL + 16 La 5086324 192312 4 12 DL + 13 W + 05La 4465911 -188234 5 12 DL + 16 La + 08 W 4802724 -374888 6 09 DL + 13 W 2261938 -8683

Sehingga didapat momen maximum adalah

Mx = 508632 kg m

My = 19231 kg m

C Menentukan momen nominal

Lp = = radic

181 = 92 cm

J = [ 2b + h ]

= [ 2 x 50 x 323 + 150 x 323 ]

= 2730 6667 mm

Cw = [

]

=

[

]

= 750 x 106

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

101

=

=

= 11512931

= 4 2

= 4

]2

= 3141 x 10-4

=

1 1

=

1 1 3141 10 240 70

= 25044 cm

Lp lt L lt Lr

Mp = zx fy

= [(btf(h-tf)) + 05(h-2tf)2tw)] fy

= [(50 x 32 x (150 ndash 32)) + 05(150 ndash 2 x 32)2 x 32)] x 240

= 95963 kg m

Mr = Sx fr

= 37400 x (240 ndash 70)

= 6358 kg m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

102

ϕMnx = 09 ( Mp ndash ( Mp- Mr)

)

= 09 ( 95963 ndash (95963 ndash 6358)

)

= 66984 kg m gt Mu = 508632 kg m OK

ϕMny = 09 Sy fy

= 09 x 8200 x 240

= 17712 kg m gt Mu = 19231 kg m OK

kontrol syarat momen lentur

+ lt 10

+

lt 10

0867 lt 10 OK

D Lendutan

=

+

=

+

= 15194 + 7913

= 23107 mm

=

+

=

+

= 0331 + 0516

= 0846 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

103

δ =

= 23107 0846

= 23122 mm

δizin = = = 25 mm gt δ = 23112 mm OK

417 Sagrod (Batang Tarik)

Gambar 49 Rencana sagrod

Rencana digunakan sagrod Oslash 10 mm

A Beban yang bekerja

1 Beban mati

- Gording luar

Berat atap = 2 x 14 x 657 x sin 10o = 31944 kg

Berat gording = 2 x 7 x sin 10o = 24310 kg +

sum = 56254 kg

- Gording dalam

Berat atap = 2 x 14 x 657 x sin 10o = 31944 kg

Berat gording = 2 x 7 x sin 10o = 24310 kg

Isolation rockwoll = 2 x 14 x 25 x sin 10o = 121553 kg +

sum = 177807 kg

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

104

2 Beban hidup

- Gording luar

Beban tak terduga = 200 x sin 10o = 347296 kg

- Gording dalam

Beban tak terduga = 100 x sin 10o = 173648 kg

B Gaya ultimate pada sagrod

PDL = Gording Luar + 10 Gording Dalam + Berat sagrod

= 56254 + (10 x 177807) + (0617 x 14)

= 1920704 kg

PLL = Gording Luar + 10 Gording Dalam

= 347296 + (10 x 173648)

= 2083776 kg

Kombinasi Pu kg

14 DL 288899

12DL + 16LL 563888

Digunakan 2 buah sagrod sehingga Pu sagrod adalah 5638882 = 281944 kg

C Menentukan Gaya Nominal Sagrod

Kekuatan leleh tarik pada penampang bruto

ϕPn = 09Asfy

= 09 x 785 x 240

= 16955 kg

Kekuatan tarik pada penampang netto

ϕPn = 075Asfu

= 075 x (09 x 785) x 370

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

105

= 19605 kg

Sehingga ʹϕPn yang digunakan adalah 16955 kg

Stress ratio = =

= 017 lt 1 OK

418 Ikatan Angin

Ikatan angin akan didisain menggunakan besi beton karena kelangsingan besi

beton sangat kecil maka batang hanya didisain terhadap tarik

Gambar 410 Tributri area ikatan angin

Dicoba menggunakan ikatan angin Oslash 22 mm

Data data geometri

x = 12 tanα = 12 tan 10o = 21159 m

h1 = 71 + x = 71 + 21159 = 92159 m

β

60925 60925 60925 60925

60000

60000 60000 60000 60000

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

106

h2 = 71 + 075x = 71 + 15869 = 86869 m

h3 = 71 + 025x = 71 + 05289 = 76289 m

tan β =

= 09848 β = 445617o

sin β = 07016

cos β = 07126

Koefisien angin C = 09

F1 = CPa λ

= 09 x 40 x 6 x

= 193350 kg

F2 = CPa λ

= 09 x 40 x 6 x

= 176210 kg

F3 = CPa λ

= 09 x 40 x 6 x

= 159072 kg

R = 05F1 + F2 + F3 = 96675 + 176210 + 159072 = 431957 kg

A Gaya Ultimate Pada Ikatan Angin

Gaya batang akan dihitung dengan menggunakan analisa keseimbangan titik

buhul

- Titik A

sumV = 0 sum H = 0

R + S1 = 0 H1 = 0

S1 = - R

S1 = - 431957 kg

- Titik B

sumV = 0 sum H = 0

F3 + S1 + D1sinβ = 0 H2 + D1cosβ = 0

D1 = -

H2 = - D1cosβ

R

S1

H1

H2

S1

F3

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

107

S1

D1 = -

H2 = - 388946 x 07124

D1 = 388946 kg H2 = - 277085 kg

- Titik C

sumV = 0 sum H = 0

S2 + D1sinβ = 0 H3 ndash H1 - D1cosβ = 0

S2 = - D1sinβ H3 = 0 + D1cosβ

S2 = - 388946 x 07016 H3 = 388946 x 07124

S2 = - 272885 kg H2 = 277085 kg

- Titik D

sumV = 0

F2 + S2+ D2sinβ = 0

D2 = -

D2 = -

D2 = 137792 kg

Gaya batang maximum pada ikatan angin 388946 kg

Pu = 16 WL = 16 x 388946 = 622314 kg

B Gaya Nominal Ikatan Angin

Kekuatan leleh tarik pada penampang bruto

ϕPn = 09Asfy

= 09 x 3801 x 240

= 821016 kg

Kekuatan tarik pada penampang netto

ϕPn = 075Asfu

= 075 x (09 x 3801) x 370

= 949299 kg

H3 H1

S2

F2

H2 H4

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

108

Sehingga ʹϕPn yang digunakan adalah 821016 kg

Stress ratio = =

= 076 lt 1 OK

419 Tangga

Gambar 411 Rencana tangga

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Pipa 15rdquo 36 x [ (2x4942) + (8x1) + (4x03)] = 687 kg

Pipa 1rdquo = 18 x [ (4x4942) + (8x03)] = 399 kg

Pelat 45 mm = 35325 x 03 x 1 x 16 = 1696 kg +

= 27816 kg

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

109

= =

= 56285 kgm

Digunakan profil UNP 200 x 80 x 75 x 11

= +

= 56285 + 246

= 80885 kgm

2 Beban hidup (life load)

Beban hidup tangga = 400 kgm

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 80885 = 113239 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 80885 + 16 x 400 = 737062 kgm

sehingga digunakan qu = 737062 kgm untuk 2 profil kanal beban untuk 1

profil kanal adalah = 368521 kgm

B Momen maximum

Mu = q = 368521 x 4942 = 11251 kg m

C Momen nominal

Lp = = radic

238 = 121366 cm

b = b ndash 05tw

= 80 ndash (05 x 75)

= 7625 mm

h = h - tf

= 200 - 11

= 189 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

110

J = [ 2brsquo + hrsquo ]

= [ 2 x 7625 x 113 + 189 x 753 ]

= 94237291 mm

Cw = [

]

=

[

]

=

[

]

= 120 x 108

=

=

= 2474747

= 4 2

= 4

]2

= 18143 x 10-5

=

1 1

=

1 1 18143 10 240 70

= 51792 cm

Lp lt L lt Lr

Mp = zx fy

= [(btf(h-tf)) + 05(h-2tf)2tw)] fy

= [(80 x 11 x (200 ndash 11)) + 05(200 ndash 2 x 11)2 x 75)] x 240

= 684324 kg m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

111

Mr = sx fr

= 195000 x (240 ndash 70)

= 3315 kg m

ϕMnx = 09 ( Mp ndash ( Mp- Mr)

)

= 09 ( 684324 ndash (684324 ndash 3315)

)

= 352568 kg m gt Mu = 11251 kg m OK

42 Disain Struktur Primer

421 Beban beban yang bekerja

4211 Beban gravitasi

a Beban pada floor deck

- Beban mati tambahan (dead load)

Berat spesi 002 x 1 x 2100 = 42 kgm

Berat keramik 001 x 1 x 2400 = 24 kgm +

qdl = 66 kgm

adapun berat sendiri profil dihitung dengan software etabs 2015

- Beban hidup (life load)

Berdasarkan PPPURG 1987

Beban hidup rencana untuk lantai pabrik = 400 kgm2

Koefisien reduksi untuk perencanaan balok induk = 100

Koefisien reduksi untuk peninjauan terhadap masa gempa = 090

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

112

b Beban pada lantai chekered plate

- Beban mati tambahan (dead load)

Berat per 6 meter luas L 70 x 70 x 6 = 638 x 6 x 9 = 34452 kg

Berat ekivalen siku = =

= 957 kgm

- Beban hidup (life load)

Berdasarkan PPPURG 1987

Beban hidup rencana untuk lantai pabrik = 400 kgm2

Koefisien reduksi untuk perencanaan balok induk = 100

Koefisien reduksi untuk peninjauan terhadap masa gempa = 090

4212 Beban angin

- Dinding vertical

Di pihak angin = + 09 x 40 = + 36 kgm2

Di belakang angin = - 04 x 40 = - 16 kgm2

- Atap segi-tiga dengan sudut kemiringan α 10o

Koefisien angin tekan = 002α - 04 = 002 (10) - 04 = - 02

Koefisien angin hisap = - 04

qtekan = -02 x 40 = -8 kgm2

qhisap = -04 x 70 = -16 kgm2

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

113

4213 Beban gempa

Jenis pemamfaatan bangunan = Pabrik (kategori risiko II tabel 27)

Faktor keutamaan gempa Ie = 1 (tabel 28)

Ss = 05g

S1 = 03g

Jenis tanah = Keras (kelas C)

Fa = 12 ( tabel 211 dengan input Ss = 05 )

Fs = 15 ( tabel 212 dengan input S1 = 03 )

SDS = Fa Ss = 12 05 = 040

SD1 = FV S1 = 15 03 = 030

Gambar 412 Respon spectra rencana

Berdasarkan SDS gedung berada di kategori risiko C ( tabel 213 )

Berdasarkan SD1 gedung berada di kategori risiko D ( tabel 214 )

00000

00500

01000

01500

02000

02500

03000

03500

04000

04500

0000 1000 2000 3000 4000 5000

S

T

MEDAN TANAH KERAST S

0000 01600

0075 02800

0113 03400

0150 04000

0750 04000

0750 04000

0830 03614

3070 00977

3310 00906

3550 00845

4030 00744

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

114

Sehingga bangunan akan direncanakan dengan kategori risiko D yaitu sistem

rangka baja pemikul momen khusus Adapun nilai koefisien modifikasi respons

(R) faktor kuat lebih (Ω) dan faktor pembesaran defleksi (cd) adalah

Koefisien modifikasi respons (R) = 8

Faktor kuat lebih (Ω) = 3

Faktor pembesaran defleksi (cd) = 55

1 Gaya gempa statik ekivalen

- Menentukan T

- Ta = Ct -gt Ct = 0724 x = 08 ( tabel 213 )

= 00724 x 37614

= 1318 detik

Tmax = Cu Ta -gt Cu = 14 ( tabel 214 )

= 14 1318

= 1845 detik

Tc = Tx 3438 Ty -3231

Sehingga digunakan T = 1845

- Menentukan nilai C

Cmin = 0044 SDS I gt 001

= 0044 040 1 gt 001

= 00176

Cs = =

= 005

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

115

Cs = =

= 0020

Sehingga digunakan Cs = 0020

- Menentukan berat struktur

Beban mati

Tabel 41 Beban mati struktur (rangka)

Tabel 42 Beban mati struktur (Atap partisi diafragma dll)

Sehingga beban mati total struktur adalah 46021142 kg

Adapun beban hidup total permeter luas adalah 09 x 400 = 360 kgm2

No Jenis Beban Sendiri q kgm L m W Kg

1 H 350 X 350 X 12 X 19 13700 42813 5865313

2 H 300 X 300 X 10 X 15 9400 16583 1558785

3 IWF 300 X 150 X 65 X 9 3670 192448 7062838

4 IWF 350 X 175 X 7 X 11 4960 26850 1331760

5 IWF 250 X 125 X 6 X 9 2960 16455 487059

6 IWF 200 X 200 X 8 X 12 4990 4640 231536

7 IWF 200 X 100 X 55 X 8 2130 135712 2890659

8 CNP 700 85280 596960

9 Sagrod 062 29242 18042

10 Ikatan angin 298 23758 70894

sum 20113845

No Jenis Beban Sendiri q kgm2 A m2 W Kg

1 Floor deck 28800 52636 15159168

2 Chekered plate 45 mm 4777 184206 8798611

3 Clading 446 2200 9812

4 Spandek 498 64700 322206

5 Isolation Rockwool 2500 64700 1617500

sum 25907297

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

116

Tabel 43 Beban hidup struktur

No Beban Hidup q kgm2 A m2 W Kg

1 Floor deck 36000 52636 18948960

2 Chekered plate 45 mm 36000 184206 66314244

sum 85263204

Sehingga berat struktur adalah

WT = WDL + WLL

= 25907297 + 85263204

= 131284346 kg

- Menentukan gaya geser dasar

V = Cs WT

= 0020 131284346

= 2668381 kg

2 Analisis spectrum respons ragam

- Kontrol partisipasi massa ragam

Tabel 44 Waktu getar alami dan partisipasi massa

Case ModePeriod Selisih Waktu

Getar Alami Sum UX Sum UY Sum UZ

sec

Modal 1 3438 870 06918 00161 00022

Modal 2 3139 1911 07121 06293 00025

Modal 3 2539 666 07818 06293 00028

Modal 4 237 1139 0782 06297 00032

Modal 5 21 3948 0782 07018 00037

Modal 6 1271 582 0786 07024 00065

Modal 7 1197 635 09305 07037 00066

Modal 8 1121 660 09308 07038 00084

Modal 9 1047 669 09308 07057 00086

Modal 10 0977 379 09311 07792 00088

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

117

Tabel 44 Waktu getar alami dan partisipasi massa (lanjutan)

Case ModePeriod Selisih Waktu

Getar Alami Sum UX Sum UY Sum UZ

sec

Modal 11 094 1649 09318 08848 00096

Modal 12 0785 382 09332 08849 00099

Modal 13 0755 252 0959 08885 00099

Modal 14 0736 095 09612 09008 00117

Modal 15 0729 727 09627 09114 00125

Modal 16 0676 459 09751 09119 00125

Modal 17 0645 698 09799 09121 00125

Analisa modal pada software etabs 2015 menunjukan bahwa

perbedaan waktu getar sangat sedikit sehingga untuk selanjutnya digunakan

metoda kombinasi kuadrat lengkap (CQC) Pada mode ke 7 partisipasi

massa pada UX sudah mencapai 93 dan pada mode ke 14 partisipasi

massa pada UY sudah mencapai 90 sehingga sudah memenuhi syarat

minimal (90)

- Kontrol base reaction

Tabel 45 Base Reaction

Load CaseCombo

FX FY FZ

KN KN KN

RS U1 Max 2366839 325487 10303

RS U2 Max 290655 2367369 22637

085 VStatik gt VDinamik

085 2668381 gt 2367369

226812 lt 2367369 (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

118

4214 Beban notional

Untuk struktur yang menahan beban gravitasi terutama melalui kolom dinding

atau portal vertikal nominal diijinkan menggunakan beban notional untuk mewakili

efek ketidaksempurnaan awal Beban notional harus digunakan sebagai beban

lateral pada semua levelbeban national di hitung otomatis dari program ETABS

2015 dengan nominal 0002 α Yi untuk mewakili ketidaksempurnaan awal dan

0001 α Yi untuk kekakuan lentur sehingga

Ni = 0003 α Yi

Gambar 413 Beban notional pada etabs 2015

Beban tersebut di distribusikan arah orthogonal baik untuk beban grafitasi beban

hidup maupun beban grafitasi akibat beban mati

422 Kombinasi beban

Struktur akan didisain dengan gempa termasuk gaya seismic vertikal dan

faktor redundansi Gaya seismic vertikal adalah

Ev = 02 SDS DL

= 02 040 DL

= 008 DL

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

119

Faktor redundansi untuk kategori desain seismik DE dan F adalah 13 sehingga

kombinasi pembebanan menjadi

1 14D

2 12D + 16L + 05(Lr atau R)

3 12D + 16(Lr atau R) + (L atau 05W)

4 12D + 10 W + L + 05(Lr atau R)

5 12D + 10 E + L -gt 13D + 13E + L

6 09D + 10 W

7 09D + 10 E -gt 08D + 13E

423 Kontrol Driff

Tabel 46 Simpangan antar lantai akibat gempa X

Elevasi h SUMBU X SUMBU Y ∆IZIN KETERANGAN

m mm δse (mm) δx (mm) ∆x (mm) δse (mm) δy (mm) ∆y (mm) mm

355 4100 80 440 2585 15 825 385 82 OK

314 3000 753 41415 2035 143 7865 33 60 OK

284 3000 716 3938 2695 137 7535 275 60 OK

254 3000 667 36685 363 132 726 33 60 OK

224 3000 601 33055 4345 126 693 44 60 OK

194 3000 522 2871 4565 118 649 495 60 OK

164 2650 439 24145 3905 109 5995 66 53 OK

1375 3050 368 2024 407 97 5335 1155 61 OK

107 4900 294 1617 7535 76 418 253 98 OK

58 5800 157 8635 8635 3 165 165 116 OK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

120

Gambar 414 Grafik simpangan antar lantai VS elevasi akibat gempa - X

Tabel 47 Simpangan antar lantai akibat gempa Y

Elevasi h SUMBU X SUMBU Y ∆IZIN KETERANGAN

m mm δse (mm) δx (mm) ∆x (mm) δse (mm) δy (mm) ∆y (mm) mm

355 4100 398 742 35 742 4081 1925 82 OK

314 3000 371 707 27 707 38885 1485 60 OK

284 3000 35 68 3 68 374 165 60 OK

254 3000 324 65 43 65 3575 2365 60 OK

224 3000 288 607 56 607 33385 308 60 OK

194 3000 246 551 68 551 30305 374 60 OK

164 2650 201 483 68 483 26565 374 53 OK

1375 3050 164 415 92 415 22825 506 61 OK

107 4900 127 323 182 323 17765 80 98 OK

58 5800 62 141 141 141 9765 9765 116 OK

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 20 40 60 80 100 120 140

ELEV

ASI

STORY DRIFT

GRAFIK STORY DRIFT vs ELEVASI

DRIFT X

DRIFT Y

DRIFT IZIN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

121

Gambar 415 Grafik simpangan antar lantai VS elevasi akibat gempa - Y

424 Kontrol Profil

4241 Kolom 350 x 350 x 12 x 19 ( A = 1739 cm2 )

Ix = 40300 cm4 Zx = 24931

Iy = 13600 cm4 Zy = 11749

Sx = 2300 cm3 Lp = 449 m

Sy = 776 cm3 Lr = 1718 m

rx = 152 cm Mp = 5983 KN m

ry = 884 cm Mr = 391 KN m

Panjang tidak terkekang lateral = 58 m

Elastisitas bahan = 200000 MPa

Tegangan leleh bahan = 240 MPa

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 20 40 60 80 100 120 140

ELEV

ASI

STORY DRIFT

GRAFIK STORY DRIFT vs ELEVASI

DRIFT X

DRIFT Y

DRIFT IZIN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

122

a Kapasitas kolom terhadap tekan

λ = lt 471

=

lt 471

= 65611 lt 13797

fe =

=

= 45890 MPa

lt 225

lt 225

0522 lt 225

Sehingga tegangan keritis adalah

fcr = 0658 fy

= 0658 240

= 19698 MPa

ϕPn = 09 fcr A

= 09 19698 17390

= 308307 KN

b Kapasitas kolom terhadap momen sumbu x

L = 58 m

Lp = 449 m

Lr = 1718 m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

123

didapat Lp lt L lt Lr sehingga momen ultimate adalah

Mn = Cb [Mp ndash ( Mp- Mr)

]

= 1 [5983 - (5983 ndash 391)

]

= 57694 KN m

ϕ Mn = 09 57694

= 51924 KN m

c Kapasitas kolom terhadap momen sumbu y

ϕ Mn = 09 Zy fy

= 09 11749 240

= 25377 KN m

Tabel 48 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 350 x 350 x 12 x 19

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

14DL 0 -50108 -439 -693 PuϕPn lt 02 0114

14DL 275 -49599 076 340 PuϕPn lt 02 0092

14DL 55 -49090 565 1356 PuϕPn lt 02 013

12DL + 16LL 0 -234590 -1264 -1380 PuϕPn gt 02 0846

12DL + 16LL 275 -234153 104 786 PuϕPn gt 02 0794

12DL + 16LL 55 -233716 1360 2854 PuϕPn gt 02 0871

12DL + 16LL + 05WL-X 0 -237561 -1198 2174 PuϕPn gt 02 0867

12DL + 16LL + 05WL-X 275 -237124 116 2293 PuϕPn gt 02 083

12DL + 16LL + 05WL-X 55 -236688 1312 2004 PuϕPn gt 02 0865

12DL + 16LL + 05WL-Y 0 -234440 -2572 -1245 PuϕPn gt 02 0889

12DL + 16LL + 05WL-Y 275 -234003 -342 865 PuϕPn gt 02 0803

12DL + 16LL + 05WL-Y 55 -233567 2144 2857 PuϕPn gt 02 0898

12DL + LL + WL-X 0 -168693 -156 6011 PuϕPn gt 02 0668

12DL + LL + WL-X 275 -168257 257 3604 PuϕPn gt 02 0629

12DL + LL + WL-X 55 -167820 583 512 PuϕPn gt 02 0586

12DL + LL + WL-Y 0 -162386 -4668 -795 PuϕPn gt 02 0716

12DL + LL + WL-Y 275 -161949 -1059 776 PuϕPn gt 02 0588

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

124

Tabel 48 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 350 x 350 x 12 x 19 (lanjutan)

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

12DL + LL + WL-Y 55 -161513 3203 2242 PuϕPn gt 02 0686

13DL + LL + ρRS-X Max 0 -161904 5293 4622 PuϕPn gt 02 0802

13DL + LL + ρRS-X Max 275 -161431 1821 3150 PuϕPn gt 02 0653

13DL + LL + ρRS-X Max 55 -160958 5145 3377 PuϕPn gt 02 0772

13DL + LL + ρRS-X Min 0 -171412 -7624 -5979 PuϕPn gt 02 0938

13DL + LL + ρRS-X Min 275 -170939 -1731 -1543 PuϕPn gt 02 0654

13DL + LL + ρRS-X Min 55 -170466 -2792 1061 PuϕPn gt 02 0681

13DL + LL + ρRS-Y Max 0 -157108 2483 11576 PuϕPn gt 02 0806

13DL + LL + ρRS-Y Max 275 -156635 990 6117 PuϕPn gt 02 0659

13DL + LL + ρRS-Y Max 55 -156162 2686 4441 PuϕPn gt 02 0688

13DL + LL + ρRS-Y Min 0 -177929 -3506 -10847 PuϕPn gt 02 0899

13DL + LL + ρRS-Y Min 275 -177456 -609 -3714 PuϕPn gt 02 0673

13DL + LL + ρRS-Y Min 55 -176983 -1052 -492 PuϕPn gt 02 0632

09DL + WL-X 0 -38166 033 6660 PuϕPn lt 02 0193

09DL + WL-X 275 -37839 110 3230 PuϕPn lt 02 013

09DL + WL-X 55 -37511 161 -829 PuϕPn lt 02 0085

09DL + WLY 0 -31859 -4479 -146 PuϕPn lt 02 0233

09DL + WLY 275 -31532 -1205 402 PuϕPn lt 02 0108

09DL + WLY 55 -31204 2781 901 PuϕPn lt 02 0179

08DL + ρRS-X Max 0 -23960 6089 5031 PuϕPn lt 02 0377

08DL + ρRS-X Max 275 -23669 1794 2588 PuϕPn lt 02 016

08DL + ρRS-X Max 55 -23378 4359 1901 PuϕPn lt 02 0248

08DL + ρRS-X Min 0 -33468 -6828 -5570 PuϕPn lt 02 0432

08DL + ρRS-X Min 275 -33177 -1757 -2105 PuϕPn lt 02 0165

08DL + ρRS-X Min 55 -32886 -3578 -415 PuϕPn lt 02 0204

08DL + ρRS-Y Max 0 -18520 2830 11228 PuϕPn lt 02 0359

08DL + ρRS-Y Max 275 -18229 860 5259 PuϕPn lt 02 0166

08DL + ρRS-Y Max 55 -17938 2141 3132 PuϕPn lt 02 0175

08DL + ρRS-Y Min 0 -39341 -3159 -11196 PuϕPn lt 02 0406

08DL + ρRS-Y Min 275 -39050 -739 -4572 PuϕPn lt 02 0182

08DL + ρRS-Y Min 55 -38759 -1596 -1801 PuϕPn lt 02 0162

Stress ratio maximum adalah 0938 lt 1 OK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

125

d Kapasitas kolom terhadap geser

Tabel 49 Resume gaya geser Kolom 350 x 350 x 12 x 19

V2 kN V3 kN

Vmax 18049 9887

Vmin -22158 -15602

- Kontrol terhadap geser sumbu x

ϕVn = 09 06 Aw fy

= 09 06 3744 240

= 48522 KN gt 22158 OK

- Kontrol terhadap geser sumbu y

ϕVn = 09 06 Af fy

= 09 06 12844 240

= 16645 KN gt 156 OK

4242 Kolom 300 x 300 x 10 x 15 ( A = 1198 cm2 )

Ix = 20400 cm4 Zx = 14647 cm3

Iy = 6750 cm4 Zy = 6817 cm3

Sx = 1360 cm3 Lp = 381 m

Sy = 450 cm3 Lr = 1376 m

rx = 131 cm Mp = 3515 KN m

ry = 751 cm Mr = 2312 KN m

Panjang tidak terkekang laterar = 3 m

Elastisitas bahan = 200000 MPa

Tegangan leleh bahan = 240 MPa

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

126

a Kapasitas kolom terhadap tekan

λ = lt 471

=

lt 471

= 39947 lt 13797

fe =

=

= 123797 MPa

lt 225

lt 225

01938 lt 225

Sehingga tegangan keritis adalah

fcr = 0658 fy

= 0658 240

= 221295 MPa

ϕPn = 09 fcr A

= 09 221295 11980

= 2386003 KN

b Kapasitas kolom terhadap momen sumbu x

L = 3 m

Lp = 381 m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

127

didapat Lp gt L sehingga momen ultimate adalah

Mn = Mp

= 35152 KN m

ϕ Mn = 09 35152

= 319376 KN m

c Kapasitas kolom terhadap momen sumbu y

ϕ Mn = 09 Zy fy

= 09 6817 240

= 147247 KN m

Tabel 410 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 300 x 300 x 10 x 15

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

14DL 0 -12254 -884 -306 PuϕPn lt 02 0096

14DL 275 -12082 -141 072 PuϕPn lt 02 0038

14DL 55 -11910 605 449 PuϕPn lt 02 0081

12DL + 16LL 0 -53658 -6540 -1683 PuϕPn gt 02 0667

12DL + 16LL 275 -53510 -1187 515 PuϕPn gt 02 0311

12DL + 16LL 55 -53362 4228 2705 PuϕPn gt 02 0555

12DL + 16LL + 05WL-X 0 -53789 -6536 -1139 PuϕPn gt 02 0652

12DL + 16LL + 05WL-X 275 -53641 -1183 464 PuϕPn gt 02 031

12DL + 16LL + 05WL-X 55 -53494 4231 2060 PuϕPn gt 02 0538

12DL + 16LL + 05WL-Y 0 -54867 -7138 -1717 PuϕPn gt 02 071

12DL + 16LL + 05WL-Y 275 -54719 -1176 504 PuϕPn gt 02 0315

12DL + 16LL + 05WL-Y 55 -54572 4762 2715 PuϕPn gt 02 0593

12DL + LL + WL-X 0 -37583 -4262 -046 PuϕPn lt 02 037

12DL + LL + WL-X 275 -37435 -786 246 PuϕPn lt 02 014

12DL + LL + WL-X 55 -37287 2730 534 PuϕPn lt 02 0281

12DL + LL + WL-Y 0 -40160 -5753 -1248 PuϕPn lt 02 0515

12DL + LL + WL-Y 275 -40012 -752 319 PuϕPn lt 02 0145

12DL + LL + WL-Y 55 -39864 4114 1881 PuϕPn lt 02 0423

13DL + LL + ρRS-X Max 0 -34864 -2278 258 PuϕPn lt 02 0236

13DL + LL + ρRS-X Max 275 -34704 -448 634 PuϕPn lt 02 0124

13DL + LL + ρRS-X Max 55 -34544 4920 3224 PuϕPn lt 02 0509

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

128

Tabel 410 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 300 x 300 x 10 x 15

(lanjutan)

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

13DL + LL + ρRS-X Min 0 -42010 -6668 -2496 PuϕPn lt 02 062

13DL + LL + ρRS-X Min 275 -41850 -1139 041 PuϕPn lt 02 0167

13DL + LL + ρRS-X Min 55 -41690 930 353 PuϕPn lt 02 0162

13DL + LL + ρRS-Y Max 0 -36078 -3269 1785 PuϕPn lt 02 0355

13DL + LL + ρRS-Y Max 275 -35917 -644 806 PuϕPn lt 02 0145

13DL + LL + ρRS-Y Max 55 -35757 3829 4637 PuϕPn lt 02 0482

13DL + LL + ρRS-Y Min 0 -40673 -5470 -3709 PuϕPn lt 02 0574

13DL + LL + ρRS-Y Min 275 -40513 -955 -183 PuϕPn lt 02 0156

13DL + LL + ρRS-Y Min 55 -40353 1791 -1478 PuϕPn lt 02 0253

09DL + WL-X 0 -8094 -537 895 PuϕPn lt 02 0082

09DL + WL-X 275 -7983 -084 -055 PuϕPn lt 02 0025

09DL + WL-X 55 -7872 371 -1002 PuϕPn lt 02 0074

09DL + WLY 0 -10671 -2028 -307 PuϕPn lt 02 017

09DL + WLY 275 -10560 -050 019 PuϕPn lt 02 0027

09DL + WLY 55 -10449 1755 346 PuϕPn lt 02 0153

08DL + ρRS-X Max 0 -3468 1674 1216 PuϕPn lt 02 016

08DL + ρRS-X Max 275 -3370 266 336 PuϕPn lt 02 0036

08DL + ρRS-X Max 55 -3271 2356 1674 PuϕPn lt 02 022

08DL + ρRS-X Min 0 -10614 -2716 -1539 PuϕPn lt 02 0256

08DL + ρRS-X Min 275 -10516 -426 -258 PuϕPn lt 02 006

08DL + ρRS-X Min 55 -10417 -1633 -1197 PuϕPn lt 02 0171

08DL + ρRS-Y Max 0 -4709 606 2625 PuϕPn lt 02 0135

08DL + ρRS-Y Max 275 -4610 075 529 PuϕPn lt 02 0032

08DL + ρRS-Y Max 55 -4512 1354 3250 PuϕPn lt 02 0205

08DL + ρRS-Y Min 0 -9304 -1595 -2869 PuϕPn lt 02 0219

08DL + ρRS-Y Min 275 -9206 -236 -459 PuϕPn lt 02 005

08DL + ρRS-Y Min 55 -9107 -684 -2866 PuϕPn lt 02 0157

Stress ratio maximum adalah 0710 lt 1 OK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

129

d Kapasitas kolom terhadap geser

Tabel 411 Resume gaya geser Kolom 300 x 300 x 10 x 15

V2 kN V3 kN

Vmax 18748 9962

Vmin -29322 -43951

- Kontrol terhadap geser sumbu x

ϕVn = 09 06 Aw fy

= 09 06 2700 240

= 34992 KN gt 29322 KN (OK)

- Kontrol terhadap geser sumbu y

ϕVn = 09 06 Af fy

= 09 06 8700 240

= 112752 KN gt 43951 KN (OK)

4243 Kolom 200 x 200 x 8 x 12 ( A = 6353 cm2 )

Ix = 4720 cm4 Zx = 5131 cm3

Iy = 1600 cm4 Zy = 2428 cm3

Sx = 472 cm3 Lp = 255 m

Sy = 160 cm3 Lr = 1072 m

rx = 862 cm Mp = 1231 KN m

ry = 502 cm Mr = 802 KN m

Panjang tidak terkekang laterar = 58 m

Elastisitas bahan = 200000 MPa

Tegangan leleh bahan = 240 MPa

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

130

a Kapasitas kolom terhadap tekan

λ = lt 471

=

lt 471

= 115538 lt 13797

fe =

=

= 14799 MPa

lt 225

lt 225

1621 lt 225

Sehingga tegangan keritis adalah

fcr = 0658 fy

= 0658 240

= 121737 MPa

ϕPn = 09 fcr A

= 09 121737 6353

= 696056 KN

b Kapasitas kolom terhadap momen sumbu x

L = 58 m

Lp = 255 m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

131

Lr = 1072 m

didapat Lp lt L lt Lr sehingga momen ultimate adalah

Mn = Cb [Mp ndash ( Mp- Mr)

]

= 1 [123144 - (123144 ndash 8024)

]

= 106077 KN m

ϕ Mn = 09 106077

= 9547 KN m

c Kapasitas kolom terhadap momen sumbu y

ϕ Mn = 09 Zy fy

= 09 2428 240

= 524448 KN m

Tabel 412 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 200 x 200 x 8 x 12

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

14DL 0 -2195 -043 -037 PuϕPn lt 02 0028

14DL 275 -2006 004 001 PuϕPn lt 02 0016

14DL 55 -1818 049 038 PuϕPn lt 02 0027

12DL + 16LL 0 -4566 -141 -070 PuϕPn lt 02 0068

12DL + 16LL 275 -4405 007 018 PuϕPn lt 02 0035

12DL + 16LL 55 -4243 152 107 PuϕPn lt 02 0071

12DL + 16LL + 05WL-X 0 -3107 -138 483 PuϕPn lt 02 0100

12DL + 16LL + 05WL-X 275 -2945 008 053 PuϕPn lt 02 0029

12DL + 16LL + 05WL-X 55 -2784 150 -378 PuϕPn lt 02 0089

12DL + 16LL + 05WL-Y 0 -4677 -384 -090 PuϕPn lt 02 0117

12DL + 16LL + 05WL-Y 275 -4516 -011 019 PuϕPn lt 02 0037

12DL + 16LL + 05WL-Y 55 -4354 364 127 PuϕPn lt 02 0115

12DL + LL + WL-X 0 -622 005 1055 PuϕPn lt 02 0116

12DL + LL + WL-X 275 -461 014 081 PuϕPn lt 02 0015

12DL + LL + WL-X 55 -299 021 -895 PuϕPn lt 02 01

12DL + LL + WL-Y 0 -3816 -763 -100 PuϕPn lt 02 0184

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

132

Tabel 412 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 200 x 200 x 8 x 12

(lanjutan)

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

12DL + LL + WL-Y 275 -3655 -041 014 PuϕPn lt 02 0036

12DL + LL + WL-Y 55 -3493 686 126 PuϕPn lt 02 017

13DL + LL + ρRS-X Max 0 -1973 939 590 PuϕPn lt 02 0255

13DL + LL + ρRS-X Max 275 -1798 079 054 PuϕPn lt 02 0034

13DL + LL + ρRS-X Max 55 -1623 1078 567 PuϕPn lt 02 0277

13DL + LL + ρRS-X Min 0 -5225 -1217 -612 PuϕPn lt 02 0334

13DL + LL + ρRS-X Min 275 -5050 -072 -025 PuϕPn lt 02 0053

13DL + LL + ρRS-X Min 55 -4875 -791 -486 PuϕPn lt 02 0237

13DL + LL + ρRS-Y Max 0 340 425 1491 PuϕPn lt 02 024

13DL + LL + ρRS-Y Max 275 514 043 110 PuϕPn lt 02 0024

13DL + LL + ρRS-Y Max 55 689 462 1152 PuϕPn lt 02 0214

13DL + LL + ρRS-Y Min 0 -6918 -505 -1281 PuϕPn lt 02 0281

13DL + LL + ρRS-Y Min 275 -6743 -023 -068 PuϕPn lt 02 006

13DL + LL + ρRS-Y Min 55 -6569 -343 -1273 PuϕPn lt 02 0246

09DL + WL-X 0 1511 008 1085 PuϕPn lt 02 0126

09DL + WL-X 275 1632 006 070 PuϕPn lt 02 0021

09DL + WL-X 55 1753 004 -947 PuϕPn lt 02 0113

09DL + WLY 0 -1682 -761 -069 PuϕPn lt 02 0165

09DL + WLY 275 -1561 -049 003 PuϕPn lt 02 0021

09DL + WLY 55 -1440 668 075 PuϕPn lt 02 0146

08DL + ρRS-X Max 0 412 1035 596 PuϕPn lt 02 0263

08DL + ρRS-X Max 275 519 077 041 PuϕPn lt 02 0023

08DL + ρRS-X Max 55 627 978 534 PuϕPn lt 02 0247

08DL + ρRS-X Min 0 -2840 -1120 -606 PuϕPn lt 02 0298

08DL + ρRS-X Min 275 -2733 -074 -038 PuϕPn lt 02 0038

08DL + ρRS-X Min 55 -2625 -891 -519 PuϕPn lt 02 0244

08DL + ρRS-Y Max 0 2516 453 1421 PuϕPn lt 02 0254

08DL + ρRS-Y Max 275 2624 036 093 PuϕPn lt 02 0036

08DL + ρRS-Y Max 55 2731 420 1186 PuϕPn lt 02 0224

08DL + ρRS-Y Min 0 -4742 -477 -1350 PuϕPn lt 02 0267

08DL + ρRS-Y Min 275 -4634 -030 -085 PuϕPn lt 02 0048

08DL + ρRS-Y Min 55 -4527 -385 -1239 PuϕPn lt 02 0236

Stress ratio maximum adalah 0334 lt 1 (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

133

e Kapasitas kolom terhadap geser

Tabel 413 Resume gaya geser Kolom 200 x 200 x 8 x 12

V2 kN V3 kN

Vmax 4961 3345

Vmin ‐45461 ‐40182

- Kontrol terhadap geser sumbu x

ϕVn = 09 06 Aw fy

= 09 06 1408 240

= 18247 KN gt 4961 OK

- Kontrol terhadap geser sumbu y

ϕVn = 09 06 Af fy

= 09 06 4512 240

= 584755 KN gt 40182 OK

4244 Balok Komposit 300 x 150 x 65 x 9 ( A = 4678 cm2 )

Ix = 7210 cm4 Zx = 522 cm3

Iy = 508 cm4 Zy = 1042 cm3

Sx = 481 cm3 Lp = 167 m

Sy = 677 cm3 Lr = 497 m

rx = 124 cm Mp = 1253 KN m

ry = 329 cm Mr = 817 KN m

Panjang tidak terkekang laterar = 8 m

Elastisitas bahan = 200000 MPa

Tegangan leleh bahan = 240 MPa

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

134

Tabel 414 Resume Gaya luar envelope balok komposit 300 x 150 x 65 x 9

Load CaseCombo Station P V2 V3 T M2 M3

m kN kN kN kN‐m kN‐m kN‐m

ENVELOPE Max 0175 0030 4867 0030 ‐0009 0012 35372

ENVELOPE Max 0671 0020 5715 0020 ‐0009 0000 32749

ENVELOPE Max 1166 0009 6564 0009 ‐0009 0000 30189

ENVELOPE Max 1662 0000 7412 0000 ‐0009 0000 30289

ENVELOPE Max 2158 0000 8260 0000 ‐0009 0000 29122

ENVELOPE Max 2653 0000 9109 0000 ‐0009 0004 26687

ENVELOPE Max 3149 0000 9957 0000 ‐0009 0018 22986

ENVELOPE Max 3617 0003 17149 0003 0059 0002 15061

ENVELOPE Max 4084 0003 17368 0003 0059 0000 10950

ENVELOPE Max 4552 0002 17587 0002 0059 0000 13087

ENVELOPE Max 5019 0001 17806 0001 0059 0000 15177

ENVELOPE Max 5487 0000 18025 0000 0059 0000 17921

ENVELOPE Max 5955 0000 18244 0000 0059 0000 22012

ENVELOPE Max 6422 0000 18463 0000 0059 0000 26039

ENVELOPE Max 6890 0000 18681 0000 0059 0000 30003

ENVELOPE Max 7357 0000 18900 0000 0059 0001 33905

ENVELOPE Max 7825 0000 19119 0000 0059 0003 37743

ENVELOPE Min 0175 0000 ‐28736 0000 ‐0084 0000 ‐56467

ENVELOPE Min 0671 0000 ‐26180 0000 ‐0084 0000 ‐42857

ENVELOPE Min 1166 0000 ‐23624 0000 ‐0084 ‐0007 ‐30998

ENVELOPE Min 1662 ‐0002 ‐21067 ‐0002 ‐0084 ‐0009 ‐23486

ENVELOPE Min 2158 ‐0013 ‐18511 ‐0013 ‐0084 ‐0005 ‐16393

ENVELOPE Min 2653 ‐0023 ‐15955 ‐0023 ‐0084 0000 ‐9722

ENVELOPE Min 3149 ‐0034 ‐13398 ‐0034 ‐0084 0000 ‐3471

ENVELOPE Min 3617 0000 ‐9354 0000 0007 0000 0930

ENVELOPE Min 4084 0000 ‐9219 0000 0007 0000 1369

ENVELOPE Min 4552 0000 ‐9084 0000 0007 ‐0001 ‐4717

ENVELOPE Min 5019 0000 ‐8950 0000 0007 ‐0001 ‐10866

ENVELOPE Min 5487 0000 ‐8815 0000 0007 ‐0002 ‐17834

ENVELOPE Min 5955 ‐0001 ‐8680 ‐0001 0007 ‐0002 ‐26313

ENVELOPE Min 6422 ‐0002 ‐8546 ‐0002 0007 ‐0001 ‐34895

ENVELOPE Min 6890 ‐0002 ‐8411 ‐0002 0007 0000 ‐43579

ENVELOPE Min 7357 ‐0003 ‐8276 ‐0003 0007 0000 ‐52366

ENVELOPE Min 7825 ‐0004 ‐8142 ‐0004 0007 0000 ‐61255

Didapat M+max 3774 KN m dan M-

max 6125 KN m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

135

a Kontrol momen positif

- menentukan lebar efektif pelat beton ( digunakan Lrelativ )

1 be lt

be lt

be lt 1

2 be lt bo

be lt 1

sehingga digunakan be = 1 meter

akibat adanya lubang pada floor deck maka digunakan bekivalen

bekivalen =

=

= 810 mm

- Menentukan nilai n

Ebeton = 4700 = 4700 radic25 = 23500

Ebaja = 200000

n = = = 851

- Menentukan lebar transformasi penampang beton

=

= 952 cm

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Pelat Beton 11424 6 68544 Floor Deck 1867 945 17646 Profil WF 4678 27 126306

sum 17969 sum 212496

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

136

ẏ = sum

sum =

= 11825 mm

Titik berat berada di pelat beton

a =

=

= 5968 mm

d1 = 05hprofil + tpelat = 150 + 120 = 270 mm

d2 = hprofil ndash ċ = 120 ndash 035 = 11965

ϕMn = 09 As fy ( d1- ӯ )

ϕMn = 09 x [ 4678 x 240 x (270 ndash 2984) +2646 550 (11965 ndash 2984) ]

ϕMn = 24266 + 1176

ϕMn = 25442 KN m gt Mu = 3774 KN m ( OK )

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

137

b Kontrol momen negatif

- Menentukan sumbu netral penampang

Tsr = Asr fyr

= 667 ( 503 ) 400

= 13413334 N

Tfd = As Fu

= 81485 550

= 4481675 N

T = Tsr + Tfd

= 13413334 + 448167

= 58230084 N

Cmax = As fy

= 4678 240

= 1122720 N

Cmax gt T maka titik berat berada pada profil baja

T + Ts = Cmax ndash Ts

2Ts = Cmax ndash T

Ts = 05 (1122720 ndash 58230084)

Ts = 270209 N

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

138

Jika sumbu netral jatuh di sayap maka

b tf fy = Ts

150 tw 240 = 27020958

t =

= 75 mm

- Menghitung garis kerja gaya pusat tekan

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Profil WF 4678 15000 701700 Flens -1125 29625 -333281

sum 3553 sum 36841

ӯ =

= 10369 mm

Momen terhadap garis kerja

Tsr Mn1 = Tsr (d ndash ӯ + ts ndash 24)

= 13413334 ( 300 ndash 10369 + 120 ndash 24 )

= 3920 KN m

Tfr Mn2 = Tfd ( d ndash ӯ + 25 )

= 4481675 ( 300 ndash 10369 + 25)

= 9918 KN m

Ts flens Mn3 = Ts ( d ndash ӯ ndash (752) )

= 270000 ( 300 ndash 10369 ndash 375 )

= 5199 KN m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

139

Mn = Mn1 + Mn2 + Mn3

= 3920 + 9918 + 5199

= 19037 KN m

ϕ Mn = 09 Mn

= 09 19037

= 17133 KN m gt 6125 KN m (OK)

D Dimensi Penghubung Geser (Shear Conector)

Gaya horizontal akibat aksi komposit penuh

Vh = 085 a b = 085 x 5968 x 1000 x 25 = 1268200 N

Digunakan Stud connector ⅝rdquo luas satu buah stud connector adalah

Asc = d2 = 158752 =19801 mm2

Kuat geser satu buah shear connector

Qn = 05 Asc lt Rg Rp Asc fu

Qn = 05 x 19801 x radic25 23500 lt 085 x 075 x 19801 x 550

Qn = 7588676 N lt 69427

Jumlah shear connector yang di butuhkan

N = = = 182 ~ 19 buah untuk setengah bentang

Total kebutuhan shear connector adalah 38 buah untuk semua bentang Jika

dipasang dua buah shear connector pada setiap penampang melintang maka

jarak shear connector adalah

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

140

S = = 421 mm

Smin = 6d = 6 x 15875 = 9525 mm

Smax = 8t = 8 x 120 = 960 mm

Strans = 4d = 4 x 15875 = 635 mm

Sehingga digunakan shear connector 2 x (⅝rdquo x 65 cm) dengan jarak 25 cm

E Kontrol Geser

Menghitung gaya geser ultimate

Vu = 43951 KN

Menghitung gaya geser nominal

ϕVn = 09 (06 fy) h tw

ϕVn = 09 x 06 x 240 x 282 x 65

ϕVn = 23755 KN gt Vu = 43951 (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

141

4245 Balok Komposit 350 x 175 x 7 x 11 ( A = 6314 cm2 )

Ix = 13600 cm4 Zx = 8408 cm3

Iy = 984 cm4 Zy = 1724 cm3

Sx = 775 cm3 Lp = 2 m

Sy = 112 cm3 Lr = 593 m

rx = 147 cm Mp = 2017 KN m

ry = 395 cm Mr = 1317 KN m

Panjang tidak terkekang laterar = 6 m

Elastisitas bahan = 200000 MPa

Tegangan leleh bahan = 240 MPa

Tabel 415 Resume Gaya luar envelope balok komposit 350 x 175 x 7 x 11

Load CaseCombo Station P V2 V3 T M2 M3

m kN kN kN kN-m kN-m kN-m

ENVELOPE Max 015 00015 -286870 00000 -00119 00000 -114887

ENVELOPE Max 061 00007 -285538 00000 -00119 00002 17497

ENVELOPE Max 108 00000 -284206 00001 -00119 00003 149271

ENVELOPE Max 154 00000 -282873 00009 -00119 00000 509357

ENVELOPE Max 200 00000 -281541 00017 -00119 00000 1180521

ENVELOPE Max 250 00009 99787 00000 00008 00001 1186148

ENVELOPE Max 300 00000 101228 00000 00008 00003 1190858

ENVELOPE Max 350 00000 102668 00009 00008 00001 1204523

ENVELOPE Max 400 00000 104108 00017 00008 00000 1220570

ENVELOPE Max 446 00009 1540139 00000 01032 00000 560851

ENVELOPE Max 493 00001 1542137 00000 01032 00003 155777

ENVELOPE Max 539 00000 1544136 00007 01032 00002 31225

ENVELOPE Max 585 00000 1546134 00015 01032 00000 -93930

ENVELOPE Min 015 00000 -1602940 -00015 -00945 -00003 -1807980

ENVELOPE Min 061 00000 -1600942 -00007 -00945 00000 -1124508

ENVELOPE Min 108 -00001 -1598944 00000 -00945 00000 -483534

ENVELOPE Min 154 -00009 -1596945 00000 -00945 00000 -72489

ENVELOPE Min 200 -00017 -1594947 00000 -00945 -00006 163564

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

142

Tabel 415 Resume Gaya luar envelope balok komposit 350 x 175 x 7 x 11

(lanjutan)

Load CaseCombo Station P V2 V3 T M2 M3

m kN kN kN kN-m kN-m kN-m

ENVELOPE Min 250 00000 -138749 -00009 -00032 00000 224275

ENVELOPE Min 300 00000 -136409 00000 -00032 00000 283264

ENVELOPE Min 350 -00009 -134068 00000 -00032 00000 259583

ENVELOPE Min 400 -00017 -131728 00000 -00032 -00006 208160

ENVELOPE Min 446 00000 267215 -00009 00146 00000 -14744

ENVELOPE Min 493 00000 268547 -00001 00146 00000 -341901

ENVELOPE Min 539 -00007 269880 00000 00146 00000 -951197

ENVELOPE Min 585 -00015 271212 00000 00146 -00003 -1655771

Didapat M+max 122057 KN m dan M-

max -180798 KN m

a Kontrol momen positif

- menentukan lebar efektif pelat beton

1 be lt

be lt

be lt 075

2 be lt bo

be lt 1

sehingga digunakan be = 075 meter

akibat adanya lubang pada floor deck maka digunakan bekivalen

bekivalen =

= = 614633 mm

- Menentukan nilai n

Ebeton = 4700 = 4700 radic25 = 23500

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

143

Ebaja = 200000

n = = = 851

- Menentukan lebar transformasi penampang beton

=

= 723 cm

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Pelat Beton 864 6 5184 Profil WF 6314 295 186263

sum 16546 sum 253147

ẏ = sum

sum =

= 1592 cm

Titik berat berada di profil baja titik pusat tarik baja profil

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Profil WF 6314 175 11049500 Flens -1925 3445 - 6631625 Web -1974 3249 - 6413526

sum 41916 sum 3776522

ẏ = sum

sum =

= 90097 cm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

144

momen nominal positif

a =

=

= 6311 mm

d1 = h - ӯ + tpelat = 350 - 90 + 120 = 380 mm

d2 = h - ӯ ndash (112) = 350 - 90 - 55 = 2545 mm

d3 = h - ӯ - tf - (2822) = 350 - 90 ndash 11 ndash 141 = 2349 mm

ϕMn = 09 085 a b fcrsquo ( d1- ) + 09 Asf fy (d2) + 09 Asw fy (d3)

ϕMn = 09 x [ 085 x 6311 x 750 x 25 x ( 380 -

) + 11 x 175 x 240 x 2545

+ 282 x 7 x 240 x 2349 ]

ϕMn = 4308 KN m gt Mu = 122057 KN m ( OK )

b Kontrol momen negatif

- Menentukan sumbu netral penampang

Tsr = Asr fyr

= 667 ( 503 ) 400

= 13413334

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

145

Tfd = As Fu

= 595 550

= 327250

T = Tsr + Tfd

= 13413334 + 327250

= 46138334

Cmax = As fy

= 6314 240

= 1515360

Cmax gt T maka titik berat berada pada profil baja

T + Ts = Cmax ndash Ts

2Ts = Cmax ndash T

Ts = 05 (1515360 ndash 46138334)

Ts = 52698833

Jika sumbu netral jatuh di web maka

b tf fy = Ts

h 7 240 = 52698833 ndash (175 11 240)

h =

= 3869 mm

- Menghitung garis kerja gaya pusat tekan

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Profil WF 6314 17500 11049500 Flens -1925 34450 - 6631625 Web -270 31965 - 863068

sum 4119 sum 3554806

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

146

ӯ =

= 8630 mm

Momen terhadap pusat tekan

Tsr Mn1 = Tsr (d ndash ӯ + t ndash 24)

= 13413334 ( 350 ndash 8630 + 120 ndash 24 )

= 48247 KN m

Tfr Mn2 = Tfd ( d ndash ӯ + 25 )

= 327250 ( 350 - 8630 + 25)

= 94477 KN m

Ts flens Mn3 = Tf ( d ndash ӯ ndash (112) )

= 462000 ( 350 ndash 8630 ndash 55 )

= 119288 KN m

Ts web M4 = Tw ( d ndash ӯ ndash 11 ndash (38692) )

= 37464 ( 350 ndash 8630 ndash 11 ndash 1934 )

= 15167 KN m

Mn = Mn1 + Mn2 + Mn3 + Mn4

= 48247 + 94477 + 119288 + 15167

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

147

= 277179 KN m

ϕ Mn = 09 Mn

= 09 277179

= 249461 KN m gt 180798 KN m (OK)

D Dimensi Penghubung Geser (Shear Conector)

Gaya horizontal akibat aksi komposit penuh

Vh = 085 a b = 085 x 6311 x 750 x 25 = 1005816 N

Digunakan Stud connector ⅝rdquo luas satu buah stud connector adalah

Asc = d2 = 158752 =19801 mm2

Kuat geser satu buah shear connector

Qn = 05 Asc lt Rg Rp Asc fu

Qn = 05 x 19801 x radic25 23500 lt 085 x 075 x 19801 x 550

Qn = 7588676 N lt 69427

Jumlah shear connector yang di butuhkan

N = = = 1448 ~ 15 buah untuk setengah bentang

Total kebutuhan shear connector adalah 28 buah untuk semua bentang Jika

dipasang dua buah shear connector pada setiap penampang melintang maka

jarak shear connector adalah

S = = 400 mm

Smin = 6d = 6 x 15875 = 9525 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

148

Smax = 8t = 8 x 120 = 960 mm

Strans = 4d = 4 x 15875 = 635 mm

Sehingga digunakan shear connector 2 x (⅝rdquo x 65 cm) dengan jarak 25

cm

E Kontrol Geser

Menghitung gaya geser ultimate

Vu = 160294

Menghitung gaya geser nominal

ϕVn = 09 (06 fy) h tw

ϕVn = 09 x 06 x 240 x 328 x 7

ϕVn = 29756 KN gt Vu = 160294 KN (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

149

425 Dimensi Sambungan

4251 Sambungan Balok Kolom

1 Sambungan Balok Kolom IWF 350 x 175 x 7 x 11 (ϕMP = 182 KN m)

Gambar 416 Rencana sambungan balok kolom IWF 350 x 175 x 7 x 11

Data geometri sambungan

pfo = 80 pfi = pb = 60 mm

h0 = hpr + pfo = 350 + 80 = 430 mm

h1 = hpr ndash tf ndash pfi = 350 ndash 11 ndash 60 = 279 mm

h2 = hpr ndash tf ndash pfi ndash pb = 350 ndash 11 ndash 60 ndash 60 = 219 mm

g = 95 mm

de = 50 mm

bp = 175 mm

hst = 130 mm -gt Lst = = = 22516 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

150

- Momen rencana sambungan (tebal pelat rencana 24 mm)

Muc = Mp + Vu (Lst + tp)

= 182 + 1603 x ( 22516 + 24 )10-3

= 22194 KN m

- Kontrol tebal end-plate

s =

= radic175 95

= 64468 mm

Yp = lang rang 2 lang rang lang rang

2

1 lang 34rang 2

42

Yp = 279 lang rang 219 lang

rang 430 lang rang

295

279 lang60 3 604

rang 219 64468 604

952

Yp = 113067 + 983126 + 475

Yp = 216129

t =

=

= 2297 lt t (24 mm) (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

151

- Kontrol tebal pelat pengaku

Direncanakan tebal pelat pengaku = 10 mm

tst = 10 mm (hst = 130 mm Lst = 22516 mm)

cek tekuk lokal

lt 056

lt

13 lt 1616 (OK)

- Kontrol Sambungan Baut

Digunakan baut A325 M20 (Ab = 31428 mm2 )

Tegangan nominal tarik baut bergantung pada gaya geser ultimate

fnt = 620 MPa

fnv = 372 MPa

frv =

=

= 51 MPa

fnrsquo = 13 fnt -

frv lt fnt

fnrsquo = 13 x 620 -

x 51 lt 620

fnrsquo = 693 lt 620

sehingga tegangan tarik maximum yang digunakan adalah 620 MPa

momen tahanan sambungan baut adalah

ϕMnp = 2ϕPt sum

= 2ϕPt (h0 + h1 + h2)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

152

= 2 075 31428 620 ( 430 + 279 + 219 )

= 271236 KN m gt Muc = 22194 KN m (OK)

- Kontrol las

Digunakan las dengan tebal las maximum yaitu

tlas 1 = 6 mm untuk las vertical

tlas 2 = 9 mm untuk las horizontal

Menentukan tiitk berat las

Las

(i)

1 2hst tlas 1 = 1560 = 424

2 2b2 tlas 2 = 1377 = 3635

3 2b1 tlas 2 = 1404 = 3435

4 2h1 tlas 1 = 3936 = 184

5 2b1 tlas 2 = 1404 = 245

6 2b2 tlas 2 = 1377 = 45

sum A = 9681

61965

2409072sum AY =

05tlas

tf + 15tlas 34398

hpr ‐ tf + tlas 482274

05hpr + tlas 724224

hpr + 05hst + tlas 661440

hpr + 15tlas 5005395

Luas (Ai) Jarak ke sumbu x (yi) Ai x yi

(mm2) (mm) mm

3

h1 = hpr ndash 2tf

= 350 ndash 211

= 328 mm

b1 = 05 [be - tw - 2tlas)

= 05 [175 ndash 7 ndash 26]

= 78 mm

b2 = 05 [be ndash tst - 2tlas)

= 05 [175 ndash 10 ndash 26]

= 765 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

153

ӯ = sumAy

sumA =

2409072 = 248845 mm

kekuatan las

fEXX = 490 MPa (E60)

ϕRn = 075 te 06 fEXX

= 075 x 0707 x 6 x 06 x 490

= 93536 N

Kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 7 x 06 x 370

= 11655 N

Kekuatan las menentukan kekuatan sambungan las dipengaruhi oleh geser

dan lentur sehingga tegangan geser untuk lentur

frv = = = 1655 MPa

fn =

= 490 1655

= 4897 MPa

Momen lentur nominal las

ϕfu = 075 0707 06 fEXX

= 075 x 0707 x 06 x 4897

= 155804 Nmm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

154

momen plastis terhadap garis netral adalah

Mn = 22914 KN m gt Muc = 22194 KN m (OK)

Las Luas (Ai) ϕfu Gaya Las

(i) (mm2) Mpa KN

1 1560 155804 2430542 1377 155804 2145423 1404 155804 2187494 3936 155804 6132455 1404 155804 2187496 1377 155804 214542

397664907552422

229140sum Mn

01150095006502240244

Mn

KN m425722459820706

Lengan kopel

m0175

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

155

2 Sambungan Balok Kolom IWF 300 x 150 x 65 x 9 (ϕMP = 113 KN m)

Gambar 417 Rencana sambungan balok kolom IWF 300 x 150 x 65 x 9

Data geometri sambungan

pfo = 80 pfi = 60 mm

h0 = hpr + pfo = 300 + 80 = 380 mm

h1 = hpr ndash tf ndash pfi = 300 ndash 9 ndash 60 = 231 mm

g = 70 mm

de = 75 mm

bp = 150 mm

hst = 155 mm -gt Lst = = 26846mm

- Momen rencana sambungan (tebal pelat rencana 24 mm)

Muc = Mp + Vu (Lst + tp)

= 113 + 285 x ( 26846 + 14 )10-3

= 12105 KN m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

156

- Kontrol tebal end-plate

s =

= radic150 70

= 51234 mm

Yp = lang rang lang rang

2

1lang rang 0

Yp = 231 lang

rang 380 lang

rang

270

231lang51234 51234rang 380 75 80

Yp = 131069 + 235914

Yp = 366983

t =

=

= 1302 lt t (14 mm) (OK)

- Kontrol tebal pelat pengaku

Direncanakan tebal pelat pengaku = 10 mm

tst = 10 mm (hst = 155 mm Lst = 26846 mm)

cek tekuk lokal

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

157

lt 056

lt

155 lt 1616 (OK)

- Kontrol Sambungan Baut

Digunakan baut A325 M20 (Ab = 31428 mm2 )

Tegangan nominal tarik baut bergantung pada gaya geser ultimate

fnt = 620 MPa

fnv = 372 MPa

frv =

=

= 16 MPa

fnrsquo = 13 fnt -

frv lt fnt

fnrsquo = 13 x 620 -

x 16 lt 620

fnrsquo = 770 lt 620

sehingga tegangan tarik maximum yang digunakan adalah 620 MPa

momen tahanan sambungan baut adalah

ϕMnp = 2ϕPt sum

= 2ϕPt (h0 + h1)

= 2 075 31428 620 ( 380 + 231)

= 17858 KN m gt Muc = 12105 KN m (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

158

- Kontrol las

Digunakan las dengan tebal las maximum yaitu

tlas 1 = 6 mm untuk las vertical

tlas 2 = 7 mm untuk las horizontal

Menentukan tiitk berat las

ӯ = sumAy

sumA =

1999635 = 228190 mm

Las

(i)

1 2hst tlas 1 = 1860 = 3865

2 2b2 tlas 2 = 1152 = 3135

3 2b1 tlas 2 = 11835 = 2955

4 2h1 tlas 1 = 3384 = 159

5 2b1 tlas 2 = 11835 = 225

6 2b2 tlas 2 = 1152 = 45

sum A = 8763

tf + 15tlas 2662875

05tlas 5184

sum AY = 1999635

hpr ‐ tf + tlas 34972425

05hpr + tlas 538056

hpr + 05hst + tlas 718890

hpr + 15tlas 361152

Luas (Ai) Jarak ke sumbu x (yi) Ai x yi

(mm2) (mm) mm

3

h1 = hpr ndash 2tf

= 300 ndash 29

= 282 mm

b1 = 05 [be - tw - 2tlas)

= 05 [150ndash 65 ndash 26]

= 6575 mm

b2 = 05 [be ndash tst - 2tlas)

= 05 [150 ndash 10 ndash 26]

= 64 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

159

kekuatan las

fEXX = 490 MPa

ϕRn = 075 te 06 fEXX

= 075 x 0707 x 6 x 06 x 490

= 935361 N

Kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 65 x 06 x 370

= 108225 N

Kekuatan las menentukan kekuatan sambungan las dipengaruhi oleh geser

dan lentur sehingga tegangan geser untuk lentur

frv = = = 325 MPa

fn =

= 490 325

= 4899 MPa

Momen lentur nominal las

ϕfu = 075 0707 06 fEXX

= 075 x 0707 x 06 x 4899

= 155861 Nmm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

160

momen plastis terhadap garis netral adalah

Mn = 188227 KN m gt Muc = 12105 KN m (OK)

Las Luas (Ai) ϕfu Gaya Las

(i) (mm2) Mpa KN

1 1860 155861 2899012 1152 155861 1795523 11835 155861 1844614 3384 155861 5274345 11835 155861 1844616 1152 155861 179552

sum Mn 188227

0069 364930206 379420224 40164

0158 458940085 153170067 12416

Lengan kopel Mn

m KN m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

161

4251 Sambungan Balok Balok

1 Sambungan Balok Balok IWF 300 x 150 x 65 x 9 (ϕVn = 2527 KN m)

Gambar 418 Rencana sambungan balok balok IWF 300 x 150 x 65 x 9

Dicoba 5 buah baut M16 (AB = 20114 mm2) dengan tebal pelat 8 mm

fnv = 372 MPa

Kekuatan geser baut

ϕRn = 075 fn AB

= 075 x 372 x 20114

= 5611 KN

Kekuatan tumpuan baut

ϕRn = 12 lc t fu lt 24 d t fu

ϕRn = 12 x 32 x 8 x 370 lt 24 x 16 x 8 x 37

ϕRn = 113664 lt 113664

Jumlah baut perlu

nBAUT =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

162

=

= 45 ~ 5 baut

Untuk baut diameter 16 jarak ke tepi

Jarak minimum = 22 mm (tabel 227)

Jarak maximum = 12 tmin = 12x 6 = 72 mm

Diambil 34 mm

Untuk baut diameter 16 jarak antar baut

Jarak minimum = 3d = 3 x 16 = 48 mm

Jarak maximum = 14 tmin = 14 x 6 = 84 mm

Diambil 50 mm

Kontrol Pelat

ϕVn = 09 x 06 x Ag x fy

= 09 x 06 x 268 x 8 x 240

= 2778 KN gt 2527 KN

Kontrol Las

kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 65 x 06 x 370

= 1082 Nmm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

163

kekuatan las transversal

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490

= 779467 Nmm

kekuatan las longitudinal

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490 x ( 1 + 05sin15 90 )

= 116920 Nmm

Sehingga kekuatan sambungan las adalah

P =sum ϕRn min x L

= 779467 x 268 + 1082 x 1295

= 349 KN gt 2527 KN (OK)

Gambar 419 Detail sambungan balok balok IWF 300 x 150 x 65 x 9

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

164

2 Sambungan Balok Balok IWF 250 x 125 x 6 x 9 (ϕVn = 1944 KN m)

Gambar 420 Rencana sambungan balok balok IWF 250 x 125 x 6 x 9

Dicoba 4 buah baut M16 (AB = 20114 mm2) dengan tebal pelat 8 mm

fnv = 372 MPa

Kekuatan geser baut

ϕRn = 075 fn AB

= 075 x 372 x 20114

= 5611 KN

Kekuatan tumpuan baut

ϕRn = 12 lc t fu lt 24 d t fu

ϕRn = 12 x 32 x 8 x 370 lt 24 x 16 x 8 x 370

ϕRn = 113664 lt 113664

Jumlah baut perlu

nBAUT =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

165

=

= 346 ~ 4 baut

Untuk baut diameter 16 jarak ke tepi

Jarak minimum = 22 mm (tabel 227)

Jarak maximum = 12 tmin = 12x 6 = 72 mm

Diambil 34 mm

Untuk baut diameter 16 jarak antar baut

Jarak minimum = 3d = 3 x 16 = 48 mm

Jarak maximum = 14 tmin = 14 x 6 = 84 mm

Diambil 50 mm

Kontrol Pelat

ϕVn = 09 x 06 x Ag x fy

= 09 x 06 x 218 x 8 x 240

= 22602 KN gt 1944 KN

Kontrol Las

kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 6 x 06 x 370

= 999 Nmm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

166

kekuatan las transversal

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490

= 779467 Nmm

kekuatan las longitudinal

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490 x ( 1 + 05sin15 90 )

= 116920 Nmm

Sehingga kekuatan sambungan las adalah

P =sum ϕRn min x L

= 779467 x 268 + 999 x 1295

= 33826 KN gt 1944 KN (OK)

Gambar 421 Detail sambungan balok balok IWF IWF 250 x 125 x 6 x 9

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

167

3 Sambungan Balok Balok IWF 200 x 100 x 55 x 8 (ϕVn = 1422 KN m)

Gambar 422 Rencana sambungan balok balok IWF 200 x 100 x 55 x 8

Dicoba 3 buah baut M16 (AB = 20114 mm2) dengan tebal pelat pengaku 8 mm

fnv = 372 MPa

Kekuatan geser baut

ϕRn = 075 fn AB

= 075 x 372 x 20114

= 5611 KN

Kekuatan tumpuan baut

ϕRn = 12 lc t fu lt 24 d t fu

ϕRn = 12 x 32 x 8 x 370 lt 24 x 16 x 8 x 370

ϕRn = 113664 lt 113664

Jumlah baut perlu

nBAUT =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

168

=

= 253 ~ 3 baut

Untuk baut diameter 16 jarak ke tepi

Jarak minimum = 22 mm (tabel 227)

Jarak maximum = 12 tmin = 12 x 6 = 72 mm

Diambil 34 mm

Untuk baut diameter 16 jarak antar baut

Jarak minimum = 3d = 3 x 16 = 48 mm

Jarak maximum = 14 tmin = 14 x 6 = 84 mm

Diambil 50 mm

Kontrol Pelat

ϕVn = 09 x 06 x Ag x fy

= 09 x 06 x 168 x 8 x 240

= 174 KN gt 1422 KN

Kontrol Las

kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 55 x 06 x 370

= 91575 Nmm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

169

kekuatan las

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490

= 779467 Nmm

Sehingga kekuatan sambungan las adalah

P = ϕRn min x L

= 779467 x 268

= 20889 KN gt 158 KN (OK)

Gambar 423 Detail sambungan balok balok IWF 200 x 100 x 55 x 8

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

170

4 Sambungan Balok Balok L 70 x 70 x 7 (ϕVn = 635 KN m)

Gambar 424 Rencana sambungan balok balok L 70 x 70 x 7

Kontrol las dengan tebal 5 mm

kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 6 x 06 x 370

= 999 Nmm

kekuatan las

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490

= 779467 Nmm

Sehingga kekuatan sambungan las adalah

P = ϕRn min x L

= 779467 x 110

= 8574 KN gt 635KN (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

171

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

51 Kesimpulan

Dari hasil perhitungan dan analisa yangtelah dilakukan maka dapat diambil

kesimpulansebagai berikut

1 Dari hasil analisa perhitungan struktur sekunder didapatkan

Pelat lantai elevasi + 580 menggunakan Bondex LYSAGHT

INDONESIA BMT = 07 mm dengan tebal plat beton 120 mm dan untuk

elevasi lain nya digunakan pelat chekered t = 45 mm dengan siku L 70 x

70 x 7 sebagai pengaku

Balok anak lantai pabrik

1 WF 250 x 125 x 6 x 9 untuk elevasi + 580 m

2 WF 200 x 100 x 55 x 8 untuk elevasi yang lain

Gording dengan profil CNP 150 x 50 x 20 x 32

Sagrod Oslash 10 mm

Ikatan angin Oslash 22 mm

Balok tangga UNP 200 x 80 x 75 x 11

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

172

2 Dari hasil analisa perhitungan struktur primer didapatkan

Kolom 350 x 350 x 12 x 19 untuk elevasi +000 sd +1640 pada portal 7

portal 6 dan portal 5

Kolom 300 x 300 x 10 x 15 untuk portal 12 portal 11 portal 10 portal 8

dan portal 7 portal 6 portal 5 dari elevasi +1640 sd +3550

Kolom 200 x 200 x 8 x 12 untuk kolom pendukung pada portal 8 dan 9

Balok 350 x 175 x 7 x 11 komposit untuk elevasi +580

Balok 350 x 175 x 7 x 11 untuk balok atap

Balok 300 x 150 x 65 x 9 komposit untuk balok induk semua elevasi

sesuai gambar kerja

3 Rekapitulasi gaya pada struktur

Tabel 51 Resume gaya luar dan stress ratio kolom

No Dimensi Profil Pu Mux Muy ϕPn ϕMnx ϕMny Stress

Ratio KN KN m KN m KN KN m KN m

1 350 x 350 x 12 x 19 -171412 -7624 -5979 308307 51924 25377 0938

2 300 x 300 x 10 x 15 -54867 -7138 -1717 238600 31937 14724 0710

3 200 x 200 x 8 x 12 -5225 -1217 -612 69605 9547 5244 0334

Tabel 52 Resume gaya luar dan stress ratio balok komposit

No Dimensi Profil M+

max M-max ϕM+ ϕM-

KN m Stress

Ratio (M+) Stress Ratio

(M+) KN m KN m KN m

1 350 x 175 x 7 x 11 122057 180798 43080 249461 0283 0724

2 300 x 150 x 65 x 9 3774 6125 25442 17133 0148 0357

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

173

52 Saran

Perencanaan struktur harus mempertimbangkan aspek teknis ekonomi dan

estetika Pemodelan yang sederhana dapat mempermudah pekerjaan analisa

struktur dan diharapkan hasil yang mendekati kondisi sesungguhnya Perlu

dilakukan analisa geoteknik untuk menentukan titik jepit sesungguhnya agar

mendapatkan hasil prilaku struktur yang sebenarnya

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

188

DAFTAR PUSTAKA

Anonim1 1983 Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung 1983

Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Anonim2 2002 Tatacara Perencanaan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung

SNI 03-2478-2002 Badan Standardisasi Nasional

Anonim3 2012 Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur

Bangunan Gedung Dan Non Gedung SNI-1726-2012 Badan

Standardisasi Nasional

Anonim4 2015 Spesifikasi untuk bangunan baja gedung baja struktural SNI

1729-2015 Badan Standardisasi Nasional

Asroni A 2010 Balok dan Pelat Beton Bertulang Yogyakarta Graha Ilmu

Dewobroto Wiryanto 2015 Struktur Baja Perilaku Analisis Dan

Disain ndash AISC 2010 Tangerang LUMINA Press

Fakhrur Rozi Muhammad 2014 ldquoPengaruh Panjang Daerah Pemasangan Shear

Connector Pada Balok Komposit Terhadap Kuat Lenturrdquo Jurnal Rekayasa

Teknik Sipil Vol 2 No 2 4

Oentoeng 1999 Konstruksi Baja Yogyakarta ANDI

Salmon CG dkk 1995 Struktur Baja Disain Dan Perilaku Jakarta Erlangga

Schueller Wolfgang 1989 Struktur Bangunan Bertingkat Tinggi

Bandung PT ERESCO

Schodek Daniel L 1991 Struktur Bandung PT ERESCO

Setiawan Agus 2008 Perencanaan Struktur Baja dengan Metode LRFD

Jakarta Erlangga

Smith JC Structural Steel Design LRFD Approach Canada Jhon Wlwy amp

Sons 1991

Park R 1989 Evaluation of Ductility of Structures And Structural Assemblages

From Laboratory TestingBulletin of the New Zealand National Society for

Earthquake Engineering Vol 22 No 3 Sepetember 1989New Zealand

University of Canterbury

McComarc JC Structural Steel Design New York Harper amp Row 1981

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xvi

Murray TM dan SummerEA 2003 ldquoExtended End-Plate Moment Connections

Seismic and Wind Applications 2nd Editionrdquo Steel Design Guide Series -

4 American Institute of Steel Construction Inc

Wijaya PK Panjang efektif Untuk Tekuk Torsi Lateral Pada Balok Baja

Dengan Penampang I Konferensi Nasional Teknik Sipil 7 2013

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

  • Cover
  • Abstrak
  • KATA PENGANTAR
  • DAFTAR ISI
  • BAB I
  • BAB II
  • BAB III
  • BAB IV
  • BAB V
  • Daftar Pustaka
Page 4: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …

iii

6 BapakIbu seluruh staff pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sumatera Utara

7 Teristimewa dihati buat keluarga saya terutama kepada kedua orang tua saya

Bapak Pudjijono dan Ibu Aswita yang telah memberikan doa motivasi semangat

dan nasehat kepada saya Terima kasih atas segala pengorbanan cinta kasih sayang

dan dorsquoa yang tiada batas untuk saya Saudara-saudara tercinta Guru guru yang

saya hormati dan cintai Orang tua yang saya hormati dan adik adik yang saya

sayang Asilah maisun kurniasih yang telah banyak membantu dan mendukung

saya selama ini terima kasih atas doanya Dan keluarga besar yang selalu memberi

semangat kepada saya Fazray syah player yang selalu berbagi ilmu terima kasih

atas dukungan moril maupun materil

8 Pegawai Administrasi yang telah memberikan bantuan dalam penyelesaian

administrasi Terima kasih atas bantuannya selama awal kuliah sampai saat ini

9 Rekan-rekan mahasiswa Jurusan Teknik Sipil Angkatan 2011 Ahmad Syarief

Barly Dhika Swandana Eky Hilman wardana Philips napitupulu Yogie

Zulfuadli Michael Tambunan lsquo010 Yusriawan lsquo010 bang MHafizrsquo08 bang

Ucuprsquo08 bang Ibnursquo08 bang Siddiqrsquo08 bang bang Ozzyrsquo08 abang-abang dan

kakak senior dan adik-adik angkatan 2012 Ahmed nanda dkk adik-adik angkatan

2013 alby novran dkk adik-adik angkatan 2014 Ridho Rajib dkk dan bagi kawan-

kawan serta adek-adek yang belum tersebutkan namanya saya mohon maaf yang

sebesar-besarnya Miskin harta manusiawi miskin hati jangan apalagi miskin ilmu

maka dari itu tetaplah berkarya

Saya menyadari bahwa dalam penyusunan tugas akhir ini masih jauh dari kata

sempurna yang disebabkan keterbatasan pengetahuan dan kurangnya pemahaman saya

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

iv

Oleh karena itu saya mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari para

pembaca demi perbaikan menjadi lebih baik

Akhir kata saya mengucapkan terima kasih dan semoga tugas akhir ini dapat

bermanfaat bagi para pembaca

Medan November 2016

Penulis

Ahmad Amanu SS

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

v

DAFTAR ISI

Halaman

ABSTRAK i

KATA PENGANTAR ii

DAFTAR ISI v

DAFTAR TABEL viii

DAFTAR GAMBAR xi

DAFTAR NOTASI xiv

BAB I PENDAHULUAN 1

11 Latar Belakang 1

12 Perumusan Masalah 2

13 Tujuan Penelitian 3

14 Mamfaat Penelitian 3

15 Pembatasan Masalah 3

16 Sistematika Penulisan 4

BAB II DASAR TEORI 6

21 Dasar Perencanaan 6

211 Jenis Pembebanan 6

2111 Beban Mati 6

2112 Beban Hidup 8

2113 Beban Angin 12

2114 Beban Gempa 13

212 Kombinasi Pembebanan 32

22 Kinerja Struktur Gedung 34

221 Kinerja Batas Layan 34

222 Kinerja Batas Kekuatan 38

2221 Perencanaan Pelat Floor Deck 38

2222 Perencanaan Pelat Chekered 41

2223 Perencanaan Batang Tekan 41

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

vi

2224 Perencanaan Batang Lentur 42

2225 Perencanaan Balok Kolom 48

2226 Perencanaan Balok Komposit 48

2227 Perencanaan Sambungan Las 59

2228 Perencanaan Sambungan Baut 63

23 Disain untuk Stabilitas 72

BAB III METODE PENELITIAN 79

31 Persiapan 79

32 Bagan Alir 79

321 Mulai 80

322 Pengumpulan Data 80

323 Studi Literatur 80

324 Tahap Disain Data 81

325 Pengolahan Data 82

326 Hasil Dan Pembahasan 82

327 Kesimpulan dan saran 82

328 Selesai 82

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 83

41 Disain Struktur Sekunder 83

411 Pelat Floor Deck 83

412 Balok Anak Pelat Floor Deck 86

413 Pelat Chekered 91

414 Siku Pengaku Pelat Chekered 93

415 Balok Anak Pelat Chekered 95

416 Gording 97

417 Sagrod 103

418 Ikatan Angin 105

419 Tangga 108

42 Disain Struktur Primer 111

421 Beban Beban Yang Bekerja 111

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

vii

4211 Beban Grafitasi 111

4212 Beban angin 112

4213 Beban Gempa 113

4214 Beban Notional 118

422 Kombinasi Beban 118

423 Kontrol Drift 119

424 Kontrol Profil 121

4241 Kolom 350 x 350 x 12 x 19 121

4242 Kolom 300 x 300 x 10 x 15 125

4243 Kolom 200 x 200 x 8 x 12 129

4244 Balok Komposit 300 x 150 x 65 x 9 133

4245 Balok Komposit 350 x 175 x 7 x 11 141

425 Dimensi Sambungan 149

4251 Sambungan Balok Kolom 149

4252 Sambungan Balok Balok 161

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 171

51 Kesimpulan 171

52 Saran 173

DAFTAR PUSTAKA 174

LAMPIRAN A

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

viii

DAFTAR TABEL

Tabel 21 Berat jenis bahan bangunan 6

Tabel 22 Beban Mati Tambahan (komponen gedung) 7

Tabel 23 Beban Hidup Pada Lantai Bangunan 9

Tabel 24 Beban Hidup Pada Atap 10

Tabel 25 Koefisien reduksi beban hidup 11

Tabel 26 Koefisien Beban Angin 13

Tabel 27 Kategori risiko bangunan gedung dan non gedung untuk beban

gempa 15

Tabel 28 Faktor keutamaan gempa 17

Tabel 29 Faktor R Cd dan Ω0 untuk sistem penahan gaya gempa 19

Tabel 210 Klasifikasi situs 24

Tabel 211 Koefisien situs Fa 26

Tabel 212 Koefisien situs Fv 27

Tabel 213 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan pada

perioda pendek 28

Tabel 214 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan

pada perioda 1 detik 28

Tabel 215 Nilai parameter perioda pendekatan Ct dan x 31

Tabel 216 Koefisien untuk batas perioda struktur 32

Tabel 217 Persyaratan untuk masing-masing tingkat yang menahan lebih dari

35 persen gaya geser dasar 34

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

ix

Tabel 218 Simpangan antar lantai ijin 37

Tabel 219 Tebal Minimum balok non-prategang atau pelat satu arah bila

lendutan tidak dihitung 38

Tabel 220 Rasio Tulangan Minimum Pada Pelat 40

Tabel 221 Nilai kekuatan lentur berdasarkan SNI 1729 2015 42

Tabel 222 Batas Lendutan Maksimum 46

Tabel 223 Nilai untuk Rg dan Rp untuk setiap kasus Kapasitas untuk angkur

steel headed stud 59

Tabel 224 Tebal minimum las sudut 61

Tabel 225 Pratarik baut minimum kN 64

Tabel 226 Kekuatan nominal pengencang dan bagian yang berulir ksi (MPa) 66

Tabel 227 Dimensi Lubang Nominal mm 66

Tabel 228 Jarak tepi minimum dari pusat lubang standar ke tepi dari bagian

yang disambung 67

Tabel 229 Kapasitas sambungan end-pelat menurut AISC 2003 70

Tabel 41 Beban mati struktur (rangka) 115

Tabel 42 Beban mati struktur (Atap partisi diafragma dll) 115

Tabel 43 Beban hidup struktur 116

Tabel 44 Waktu getar alami dan partisipasi massa 116

Tabel 45 Base Reaction 117

Tabel 46 Simpangan antar lantai akibat gempa X 119

Tabel 47 Simpangan antar lantai akibat gempa Y 120

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

x

Tabel 48 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 350 x 350 x 12 x 19 123

Tabel 49 Resume gaya geser Kolom 350 x 350 x 12 x 19 125

Tabel 410 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 300 x 300 x 10 x 15 127

Tabel 411 Resume gaya geser Kolom 300 x 300 x 10 x 15 129

Tabel 412 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 200 x 200 x 8 x 12 131

Tabel 413 Resume gaya geser Kolom 200 x 200 x 8 x 12 133

Tabel 414 Resume Gaya luar envelope balok komposit 300 x 150 x 65 x 9 134

Tabel 415 Resume Gaya luar envelope balok komposit 350 x 175 x 7 x 11 141

Tabel 51 Resume gaya luar dan stress ratio kolom 172

Tabel 52 Resume gaya luar dan stress ratio balok komposit 172

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 21 Jalur Cincin Api dan Gunung Berapi Sebagai Pusat Gempa 14

Gambar 22 Peta Gempa Pada SNI 1726 2012 14

Gambar 23 Respon Spektrum Gempa Rencana Wilayah Medan (SNI-03-

1726-2012) 17

Gambar 24 Penentuan simpangan antar lantai 36

Gambar 25 Diagram tegangan momen positif floor deck 39

Gambar 26 Diagram tegangan momen negatif floor deck 41

Gambar 27 Kuat Momen Lentur Nominal Akibat Tekuk Torsi Lateral 45

Gambar 28 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan

ẏ lt (ts - hfd) 50

Gambar 29 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan

ẏ gt (ts - hfd) 50

Gambar 210 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan

ẏ lt (ts + tf) 52

Gambar 211 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan

ẏ gt (ts + tf) 53

Gambar 212 Diagram tegangan balok komposit momen negatif dengan

ts gt ẏ gt (ts + tf) 55

Gambar 213 Diagram tegangan balok komposit momen negatif dengan

ẏ gt (ts + tf) 56

Gambar 214 Tebal efektif las sudut 60

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xii

Gambar 215 Panjang las longitudinal 61

Gambar 216 Momen plastis siklik pada sambungan pemikul momen 63

Gambar 217 Sambungan pemikul momen menurut AISC 2003 67

Gambar 218 Lokasi sendi plastis 68

Gambar 219 Menentukan Muc 68

Gambar 220 Geometri sambungan end-plate 68

Gambar 221 Momen kopel baut tarik terhadap sayap tekan 69

Gambar 222 Sambungan balok anak ke balok induk 72

Gambar 223 Pengaruh Orde ke-2 (AISC 2010) 74

Gambar 31 Diagram Alir Penelitian 79

Gambar 41 Tributari area elevasi +580 m 83

Gambar 42 Distribusi momen untuk pelat satu arah 84

Gambar 43 Diagram tegangan momen kopel (positif) floor deck 84

Gambar 44 Diagram tegangan momen kopel (negatif) floor deck 85

Gambar 45 Tributari area elevasi +1070 m 91

Gambar 46 Distribusi momen untuk pelat satu arah 92

Gambar 47 Rencana atap elevasi +1250 m dan +3550 m 97

Gambar 48 Kecepatan angin 98

Gambar 49 Rencana sagrod 103

Gambar 410 Tributari area ikatan angin 105

Gambar 411 Rencana tangga 108

Gambar 412 Respon spectra rencana 113

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xiii

Gambar 413 Beban notional pada etabs 2015 118

Gambar 414 Grafik simpangan antar lantai VS elevasi akibat gempa ndash X 120

Gambar 415 Grafik simpangan antar lantai VS elevasi akibat gempa ndash Y 121

Gambar 416 Rencana sambungan balok kolom IWF 350 x 175 x 7 x 11 149

Gambar 417 Rencana sambungan balok kolom IWF 300 x 150 x 65 x 9 155

Gambar 418 Rencana sambungan balok balok IWF 300 x 150 x 65 x 9 161

Gambar 419 Detail sambungan balok balok IWF 300 x 150 x 65 x 9 163

Gambar 420 Rencana sambungan balok balok IWF 250 x 125 x 6 x 9 164

Gambar 421 Detail sambungan balok balok IWF IWF 250 x 125 x 6 x 9 166

Gambar 422 Rencana sambungan balok balok IWF 200 x 100 x 55 x 8 167

Gambar 423 Detail sambungan balok balok IWF 200 x 100 x 55 x 8 169

Gambar 424 Rencana sambungan balok balok L 70 x 70 x 7 170

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xiv

DAFTAR NOTASI

A luas penampang beton (mm2)

A B luas penampang baut (mm2)

As luas tulangan tarik (mm2)

Asrsquo luas tulangan tekan (mm2)

Av luas tulangan geser dalam daerah sejarak s (mm2)

Aw luas badan profil

Cb faktor midifikasi tekuk torsi lateral untuk diagram momen tidak merata

Cd faktor amplifikasi defleksi

Cu koefisien batas prioda struktur

Cs koefisien respons seismik

Ct koefisien prioda struktur pendekatan

Cw konstanta warping

Eh gaya gempa horizontal

Ev gaya gempa vertikal

Es modulus elastisitas baja (MPa)

Ec modulus elastisitas beton (MPa)

I momen inersia (mm4)

Ie faktor keutamaan gempa

J konstanta torsi

K koefisien panjang efektif

Lp panjang plastis

Lr panjang batas untuk kondisi inelastis

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xv

Lb panjang profil tak terkekang

Mu momen maksimum pada komponen struktur (Nmm)

Mn momen tahanan nominal profilpenampang

Mux momen lentur terfaktor terhadap sumbu-x

Muy momen lentur terfaktor terhadap sumbu-y

Muc momen rencana sambungan

Mnx kuat nominal lentur penampang terhadap sumbu-x

Mny kuat nominal lentur penampang terhadap sumbu-y

N jumlah tingkat

Ni gaya notional yang bekerja pada level i

Pr gaya tekan hasil kombinasi LRFD

Pe gaya menurut euler

Pn gaya terkoreksi menurut SNI 1729 2015

Ptr Kuat tarik baut

R faktor modifikasi respons

SDS parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang perioda

pendek

S1 parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang sebesar

10 detik

Ta waktu getar struktur pendekatan

Tc waktu getar struktur analisa modal

nV kuat geser nominal (N)

Vu gaya geser hasil kombinasi LRFD

V1 gaya geser dasar nominal sebagai respons dinamik ragam yang

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xvi

pertama saja

Vt gaya geser dasar nominal yang didapat dari hasil analisis ragam

spektrum respons yang telah dilakukan

W berat seismik efektif

Y konstanta tebal end-plate

a tinggi blok tegangan (mm)

b lebar balok (mm)

c jarak serat tekan terluar ke garis netral (mm)

cv koefisien geser

d jarak dari serat tekan terluar ke titik berat tulangan tarik tinggi efektif (mm)

drsquo jarak dari serat tekan terluar ke titik berat tulangan tekan (mm)

g percepatan grafitasi

hfd tinggi floor deck

frsquoc kuat tekan beton (MPa)

ffd tegangan floor deck

fy tegangan leleh baja (MPa)

fnt tegangan tarik baut (MPa)

fnv tegangan geser baut (MPa)

h tinggi balok (mm)

kv koefisien tekuk geser pelat badan

qDL beban akibat berat sendiri (kNm)

qLL beban akibat beban hidup (kNm)

qWL beban akibat tekanan angin (kNm)

r jari jari inersia (mm4)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xvii

Δ defleksi pada elemen global

1 konstanta yang merupakan fungsi dari kelas kuat beton

δ defleksi pada elemen lokal

λ kelangsingan =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

1

BAB I

PENDAHULUAN

11 Latar Belakang

Perkembangan industri pengolahan kelapa sawit yang pesat di

Indonesia khususnya sumatera utara ahkir ahkir ini memicu pertumbuhan dan

pembangunan pabrik refinery (pemurnian) dan Fraksinasi (pemisahan) kelapa

sawit dimana pabrik refinery dan fraksinasi tersebut mendorong para

perencana bangunan untuk membuat bangunan pabrik tingkat tinggi yang

tahan gempa Dimana berdasarkan geografis Indonesia terletak di antara dua

lempeng dunia yang aktif yaitu Eurasia dan Australia Hal ini

mengkibatkan Indonesia merupakan daerah rawan gempa Akhir ndash akhir ini

gempa yang mengguncang pulau sumatera terjadi dalam skala besar tahun

2004 gempa Aceh (26 desember Skala 92) yang disertai Tsunami dan gempa

padang (30 September 2009 Skala 76) yang masih sering terjadi hingga saat

ini sehingga mengakibatkan kerusakan pada bangunan tingkat tinggi yang

cukup parah

Kondisi itu menyadarkan kita bahwa Indonesia merupakan daerah

rawan terjadinya gempa Untuk mengurangi resiko bencana yang terjadi

diperlukan konstruksi bangunan tahan gempa Hal ini pula yang menuntut

seorang perencana agar membuat perencanaan struktur bangunan tingkat tinggi

agar dapat menahan gaya yang diakibatkan oleh gempa bumi tersebut

Struktur yang kuat biasanya memiliki dimensi yang besar tetapi tidak

ekonomis jika diterapkan pada bangunan bertingkat tinggi Perhitungan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

2

dimensi biasanya didasarkan pada kolom atau balok struktur yang menanggung

beban paling besar Untuk mendapatkan dimensi penampang yang optimal

maka besar gaya-gaya yang bekerja pada struktur perlu diketahui analisa balok

maupun kolom

Dengan adanya pengaruh beban-beban yang bekerja maka kapasitas

momen akan dideformasikan merata ke seluruh elemen Apabila struktur lentur

maka pembebanan pada balok perlu diperhitungkan deformasi momennya

Tugas akhir ini merupakan studi untuk merencanakan bangunan tingkat

tinggi dengan struktur baja Dimana bangunan tingkat tinggi tersebut harus

mampu bertahan terhadap gaya gempa dan gaya grafitasi yang terjadi

12 Perumusan Masalah

Dari latar belakang dapat dirumuskan suatu permasalahan sebagai berikut

1 Bagaimana merencanakan dimensi gording terhadap momen akibat gaya

grafitasi dan angin

2 Bagaimana merencanakan tebal floor deck terhadap momen akibat gaya

grafitasi

3 Bagaimana merencanakan dimensi balok anak terhadap momen akibat

gaya grafitasi

4 Bagaimana merencanakan tangga terhadap momen akibat gaya grafitasi

5 Bagaimana merencanakan lantai dengan checkered mild steel

6 Bagaimana merencanakan dimensi kolom dan dimensi balok pada sistem

rangka pemikul momen akibat gaya gravitasi dan gaya gempa

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

3

7 Bagaimana pemodelan dan menganalisa struktur dengan menggunakan

program bantu ETABS 2015

13 Tujuan Penelitian

Adapun maksud dan tujuan penulisan tugas akhir ini adalah

1 Merencanakan dimensi gording terhadap momen akibat gaya grafitasi dan

angin

2 Merencanakan tebal floor deck terhadap momen akibat gaya grafitasi

3 Merencanakan dimensi balok anak terhadap momen akibat gaya grafitasi

4 Merencanakan tangga terhadap momen akibat gaya grafitasi

5 Merencanakan lantai dengan checkered mild steel

6 Merencanakan dimensi kolom dan dimensi balok pada sistem rangka

pemikul momen akibat gaya gravitasi dan gaya gempa

7 Memodelan dan menganalisa struktur dengan menggunakan program bantu

ETABS 2015

14 Mamfaat Penelitian

Tugas akhir ini diharapkan dapat menambah ilmu dan pengetahuan tentang

perencanaan struktur baja pada bangunan yang berfungsi sebagai pabrik dengan

SNI-03-1729-2015 dan SNI-03-1726-2012

15 Pembatasan masalah

Dalam penelitian ini permasalahan dibatasi ruang lingkupnya agar tidak

terlalu luas Pembatasan masalah meliputi

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

4

a Gaya yang bekerja pada struktur utama adalah gaya gravitasi dan gempa

b Tekanan angin pada atap dihitung antara kecepatan angin maximum atau

tekanan minimum

c Jumlah Lantai 8 tingkat

d Fungsi bangunan adalah sebagai pabrik

e Mesin mempunyai struktur dan pondasi sendiri

f Gedung terletak di medan dan digunakan respons spectrum kota medan

pada SNI-03-1726-2012 pada jenis tanah keras

g Tidak meninjau struktur bawah

h Mengunakan pedoman perencanaan pembebanan untuk rumah dan gedung

(SKBI-1353-1987) sebagai acuan beban gravitasi dan beban angin

16 Sistematika Penulisan

BAB I Pendahuluan

Bab ini mencakup latar belakang penelitian tujuan penelitian

pembatasan masalah mekanisme percobaan metodologi penelitian

manfaat penelitian dan sistematika penulisan

BAB II Dasar teori

Pada bab ini berisikan tentang dasar-dasar teori yang berkaitan tentang

penelitian

BAB III Metode perencanaan

Pada bab ini berisikan tentang data spesifikasi dan perencanaan mutu

baja yang digunakan mutu beton yang di gunakan spefisikasi teknis

yang di gunakan dan metode perencanaan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

5

BAB IV Hasil dan Pembahasan

Pada bab ini membahas tentang hasil dari perencanaan struktur

sekunde perencanaan sistem rangka utama shear conector sambungan

dan gambar teknik

BAB V Kesimpulan dan Saran

Pada bab ini berisikan kesimpulan dari hasil penelitian yang diperoleh

dan saran-saran mengenai penelitian yang dilakukan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

6

BAB II

DASAR TEORI

21 Dasar Perencanaan

211 Jenis Pembebanan

Perencanakan struktur pada suatu bangunan bertingkat berdasarkan pada

gaya gaya yang akan bekerja pada bangunan tersebut struktur yang didisain harus

mampu mendukung berat bangunan beban hidup akibat fungsi bangunan tekanan

angin maupun beban khusus berupa gempa dll Beban-beban yang bekerja pada

struktur dihitung menurut Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983

2111 Beban Mati (qDL)

Beban mati adalah berat dari semua bagian dari suatu gedung yang bersifat tetap

termasuk segala unsur tambahan penyelesaianndashpenyelesaian mesin mesin serta

peralatan tetap yang merupakan bagian tak terpisahkan dari gedung ituUntuk

merencanakan gedung ini beban mati yang terdiri dari berat sendiri bahan

bangunan dan komponen gedung adalah

Tabel 21 Berat jenis bahan bangunan

No Material Berat Keterangan 1 Baja 7850 kgm3

2 Batu alam 2600 kgm3

3 Batu belah batu bulatbatu gunung 1500 kgm3 berat tumpuk 4 Batu karang 700 kgm3 berat tumpuk

5 Batu pecah 1450 kgm3

6 Besi tuang 7250 kgm3

7 Beton 2200 kgm3

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

7

Tabel 21 Berat jenis bahan bangunan (lanjutan)

No Material Berat Keterangan 8 Beton bertulang 2400 kgm3

9 Kayu 1000 kgm3 kelas I

10 Kerikil koral 1650 kgm3 kering udara sampai

11 Pasangan bata merah 1700 kgm3

12 Pasangan batu belah batu bulat 2200 kgm3

13 Pasangan batu cetak 2200 kgm3

14 Pasangan batu karang 1450 kgm3

15 Pasir 1600 kgm3 kering udara sampai

16 Pasir 1800 kgm3 jenuh air

17 Pasir kerikil koral 1850 kgm3 kering udara sampai

18 Tanah lempung dan lanau 1700 kgm3 kering udara sampai

19 Tanah lempung dan lanau 2000 kgm3 basah

20 Timah hitam timbel) 11400 kgm3

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

Tabel 22 Beban Mati Tambahan (komponen gedung)

No Material Berat Keterangan

1 Adukan per cm tebal

21

kgm2

- dari semen

- dari kapur semen merahtras 17 kgm2

2 Aspal per cm tebal 14 kgm2

3 Dinding pasangan bata merah

450

kgm2

- satu batu

- setengah batu 250 kgm2

4

Dinding pasangan batako - berlubang tebal dinding 20 cm (HB 20) tebal dinding 10 cm (HB 10)

200120

kgm2

kgm2

- tanpa lubang tebal dinding 15 cm tebal dinding 10 cm

300

200

kgm2

kgm2

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

8

Tabel 22 Beban mati tambahan (komponen gedung) (lanjutan)

No Material Berat Keterangan

5

Langit-langit amp dinding terdiri

- semen asbes (eternit) tebal

maks 4 mm

- kaca tebal 3-5 mm

11

10

kgm2

kgm2

termasuk rusuk-rusuk

tanpa pengantung atau

pengaku

6 Lantai kayu sederhana dengan 40 kgm2 tanpa langit-langit bentang

7 Penggantung langit-langit (kayu) 7 kgm2 bentang maks 5 m jarak

8 Penutup atap genteng 50 kgm2 dengan reng dan usuk kaso

9 Penutup atap sirap 40 kgm2 dengan reng dan usuk kaso

10 Penutup atap seng gelombang 10 kgm2 tanpa usuk

11 Penutup lantai ubin cm tebal 24 kgm2 ubin semen portland teraso

12 Semen asbes gelombang (5 mm) 11 kgm2

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

2112 Beban Hidup (qLL)

Beban hidup adalah semua beban yang terjadi akibat penghuni atau pengguna suatu

gedung termasuk beban ndash beban pada lantai yang berasal dari barang ndash barang yang

dapat berpindah mesin ndash mesin serta peralatan yang merupakan bagian yang tidak

terpisahkan dari gedung dan dapat diganti selama masa hidup dari gedung itu

sehingga mengakibatkan perubahan pembebanan lantai dan atap tersebut

Khususnya pada atap beban hidup dapat termasuk beban yang berasal dari air hujan

(PPIUG 1983)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

9

Beban hidup merupakan baban-beban gravitasi yang bekerja pada saat struktur

telah berfungsi namun bervariasi dalam besar dan lokasinya Contohnya adalah

beban orang furnitur perkakas yang dapat bergerak kendaraan dan barang-barang

yang dapat disimpan Secara praktis beban hidup bersifat tidak permanen

sedangkan yang lainnya sering berpindah-pindah tempatnya Karena tidak

diketahui besar lokasi dan kepadatannya besar dan posisi sebenarnya dari beban-

beban semacam itu sulit sekali ditentukan (Salmon dan Johnson 1992)

Beban hidup untuk bangunan terdiri dari beban hidup lantai dan beban hidup atap

yang bervariasi bergantung pada fungsi bangunan tersebut

Tabel 23 Beban Hidup Pada Lantai Bangunan

No Fungsi Beban Hidup

a Lantai dan tangga rumah tinggal kecuali disebut no b 200 kgm2

b Lantai amp tangga rumah tinggal sederhana dan gudang gudang tidak penting yang bukan untuk toko pabrik atau bengkel

125 kgm2

c Lantai sekolah ruang kuliah Kantor Toko toserba Restoran Hotel asrama Rumah Sakit

250 kgm2

d Lantai ruang olahraga 400 kgm2

e Lantai ruang dansa 500 kgm2

f Lantai dan balkon dalam dari ruang pertemuan yang lain dari pada yang disebut dalam a sd e seperti masjid gereja ruang pagelaranrapat bioskop dengan tempat duduk tetap

400 kgm2

g Lantai panggung dengan tempat duduk tidak tetap atau untuk penonton yang berdiri

500 kgm2

h Lantai Tangga bordes tangga dan gang dari yang disebut dalam c

300 kgm2

i Lantai Tangga bordes tangga dan gang dari yang disebut dalam d e f dan g

500 kgm2

j Lantai ruang pelengkap dari yang disebut dalam c d e f dan g

250 kgm2

k

Lantai Pabrik bengkel gudang Perpustakaan ruang arsiptoko buku toko besi ruang alat alat dan ruang mesin harus direncanakan terhadap beban hidup ditentukan tersendiri dengan minimum

400 kgm2

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

10

Tabel 23 Beban Hidup Pada Lantai Bangunan (lanjutan)

No Fungsi Beban Hidup

l Lantai gedung parkir bertingkat - Lantai bawah - Lantai tingkat lainnya

800 kgm2

400 kgm2

m Lantai balkon-balkon yang menjorok bebas keluar harus direncanakan terhadap beban hidupdari lantai ruang berbatasan dengan minimum

300 kgm2

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

Tabel 24 Beban Hidup Pada Atap

No Fungsi Beban Hidup

a Atap bagiannya dapat dicapai orang termasuk kanopi dan atap dak

100 kgm2

b Atap bagiannya tidak dapat dicapai orang (diambil min) - beban hujan - beban terpusat

20 kgm2 100 kg

c Balokgording tepi kantilever 200 kgm2

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

Berhubung peluang untuk terjadi beban hidup penuh yang membebani semua

bagian dan semua unsur struktur pemikul secara serempak selama unsur gedung

tersebut adalah sangat kecil maka pada perencanaan balok induk dan portal dari

system pemikul beban dari suatu struktur gedung beban hidupnya dikalikan

dengan suatu koefisien reduksi yang nilainya tergantung pada penggunaan

gedung yang ditinjau dan yang dicantumkan pada tabel 25

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

11

Tabel 25 Koefisien reduksi beban hidup

Penggunaan gedung

Koefisien Reduksi Beban HidupPerencanaan balok

induk dan portal Peninjauan

gempa

PERUMAHANPENGHUNIAN

Rumah tinggal asrama hotel rumah sakit

075 030

PENDIDIKAN Sekolah Ruang kuliah

090

050

PERTEMUAN UMUM Mesjid gereja bioskop restoran ruang dansa ruang pagelaran

090 050

KANTOR Kantor Bank 060 030

PERDAGANGAN

Toko toserba pasar 080 080

PENYIMPANAN

Gudang perpustakaan ruang arsip 080 080

INDUSTRI Pabrik bengkel 100 090

TEMPAT KENDARAAN

Garasi gedung parkir 090 050

GANG amp TANGGA - Perumahanpenghunian - Pendidikan kantor - Pertemuan umum perdagangan - Penyimpanan industri tempat

kendaraan

075 075 090

030 050 050

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

12

2113 Beban Angin (qWL)

Besarnya beban angin yang bekerja pada struktur bangunan tergantung dari

kecepatan angin rapat massa udara letak geografis bentuk dan ketinggian

bangunan serta kekakuan struktur Bangunan yang berada pada lintasan angin

akan menyebabkan angin berbelok atau dapat berhenti Sebagai akibatnya energi

kinetik dari angin akan berubah menjadi energi potensial yang berupa tekanan atau

hisapan pada bangunan Beban Angin adalah semua beban yang bekerja pada

gedung atau bagian gedung

Beban Angin ditentukan dengan menganggap adanya tekanan positif dan tekanan

negatif (hisapan) yang bekerja tegak lurus pada bidang yang ditinjau Besarnya

tekanan positif dan negatif yang dinyatakan dalam kgm2 ini ditentukan dengan

mengalikan tekanan tiup dengan koefisien ndash koefisien angin Tekan tiup harus

diambil minimum 25 kgm2 kecuali untuk daerah di laut dan di tepi laut sampai

sejauh 5 km dari tepi pantai Pada daerah tersebut tekanan hisap diambil minimum

40 kg m2 (dimana V adalah kecepatan angin dalam mdet yang harus ditentukan

oleh instansi yang berwenang Sedangkan koefisien angin ( + berarti tekanan dan ndash

berarti isapan ) beban tekanan angin disederhanakan dalam bentuk koefisen angin

yang di rangkum dalam tabel 26

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

13

Tabel 26 Koefisien Beban Angin

No Jenis Gedung Struktur Posisi Tinjauan Koefisien 1 Gedung tertutup

a Dinding vertikal b Atap segitiga

c Atap segitiga majemuk

- di pihak angin - di belakang angin - sejajar arah angin

- di pihak angin (α lt 65o)

- di pihak angin (65o lt α lt90o) - di belakang angin (semua sudut)

- bidang atap di pihak angin (α lt 65o ) - bidang atap di pihak angin

(65oltαlt90o) - bidang atap di belakang angin (semua sudut)

- bidang atap vertikal di belakang angin (semua sudut)

+ 09 - 04 - 04

( 002α - 04)

+ 09 - 04

( 002α - 04)

+ 09

- 04

+ 04

2 Gedung terbuka sebelah Sama dengan No1 dengan tambahan

- bid dinding dalam di pihak angin

- bid dinding dalam di belakang angin

+ 06

- 03

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

2114Beban Gempa

Perhitungan beban gempa dilakukan dengan standart Tata Cara Perencanaan

ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 1726 2012 Pada

peraturan tersebut menggunakan percepatan permukaan tanah (PGA) sebagai acuan

dasar standart Percepatan permukaan tanah adalah percepatan tanah yang sampai

ke lokasi bangunan tersebut akibat adanya gempa dari pusat gempa Variasi

percepatan permukaan tanah bervariasi tergantung jarak dari pusat gempa

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

14

Sumber httpekspedisikompascomcincinapiindexphpinfografis39

Gambar 21 Jalur Cincin Api dan Gunung Berapi Sebagai Pusat Gempa

Gambar 22 Peta Gempa Pada SNI 1726 2012

Beban Gempa rencana pada SNI 1726 2012 ditetapkan sebagai gempa dengan

kemungkinan terlewati besaran nya selama umur struktur bangunan 50 tahun

sebesar 2 Untuk berbagai kategori risiko struktur bangunan gedung dan non

gedung sesuai Tabel 1 pengaruh gempa rencana terhadapnya harus dikalikan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

15

dengan suatu faktor keutamaan Ie menurut Tabel 2 Khusus untuk struktur

bangunan dengan kategori risiko IV bila dibutuhkan pintu masuk untuk

operasional dari struktur bangunan yang bersebelahan maka struktur bangunan

yang bersebelahan tersebut harus didesain sesuai dengan kategori risiko IV

Tabel 27 Kategori risiko bangunan gedung dan non gedung untuk beban

gempa

Jenis pemanfaatan Kategori risiko

Gedung dan non gedung yang memiliki risiko rendah terhadap jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan termasuk tapi tidak dibatasi untuk antara lain

- Fasilitas pertanian perkebunan perternakan dan perikanan - Fasilitas sementara - Gudang penyimpanan - Rumah jaga dan struktur kecil lainnya

I

Semua gedung dan struktur lain kecuali yang termasuk dalam kategori risiko IIIIIV termasuk tapi tidak dibatasi untuk

- Perumahan - Rumah toko dan rumah kantor - Pasar - Gedung perkantoran - Gedung apartemen rumah susun - Pusat perbelanjaan mall - Bangunan industri - Fasilitas manufaktur - Pabrik

II

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

16

Tabel 27 Kategori risiko bangunan gedung dan non gedung untuk beban

gempa (lanjutan)

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

Jenis pemanfaatan Kategori risiko

Gedung dan non gedung yang memiliki risiko tinggi terhadap jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan termasuk tapi tidak dibatasi untuk

- Bioskop - Gedung pertemuan - Stadion - Fasilitas kesehatan yang tidak memiliki unit bedah dan unit gawat darurat - Fasilitas penitipan anak - Penjara - Bangunan untuk orang jompo

Gedung dan non gedung tidak termasuk kedalam kategori risiko IV yang memiliki potensi untuk menyebabkan dampak ekonomi yang besar danatau gangguan massal terhadap kehidupan masyarakat sehari-hari bila terjadi kegagalan termasuk tapi tidak dibatasi untuk

- Pusat pembangkit listrik biasa - Fasilitas penanganan air - Fasilitas penanganan limbah - Pusat telekomunikasi

Gedung dan non gedung yang tidak termasuk dalam kategori risiko IV (termasuk tetapi tidak dibatasi untuk fasilitas manufaktur proses penanganan penyimpanan penggunaan atau tempat pembuangan bahan bakar berbahaya bahan kimia berbahaya limbah berbahaya atau bahan yang mudah meledak) yang mengandung bahan beracun atau peledak di mana jumlah kandungan bahannya melebihi nilai batas yang disyaratkan oleh instansi yang berwenang dan cukup menimbulkan bahaya bagi masyarakat jika terjadi kebocoran

III

Gedung dan non gedung yang ditunjukkan sebagai fasilitas yang penting termasuk tetapi tidak dibatasi untuk

- Bangunan-bangunan monumental - Gedung sekolah dan fasilitas pendidikan - Rumah sakit dan fasilitas kesehatan lainnya yang memiliki fasilitas bedah

dan unit gawat darurat - Fasilitas pemadam kebakaran ambulans dan kantor polisi serta garasi

kendaraan darurat - Tempat perlindungan terhadap gempa bumi angin badai dan tempat

perlindungan darurat lainnya - Fasilitas kesiapan darurat komunikasi pusat operasi dan fasilitas lainnya

untuk tanggap darurat - Pusat pembangkit energi dan fasilitas publik lainnya yang dibutuhkan pada

saat keadaan darurat - Struktur tambahan (termasuk menara telekomunikasi tangki penyimpanan

bahan bakar menara pendingin struktur stasiun listrik tangki air pemadam kebakaran atau struktur rumah atau struktur pendukung air atau material atau peralatan pemadam kebakaran ) yang disyaratkan untuk beroperasi pada saat keadaan darurat

Gedung dan non gedung yang dibutuhkan untuk mempertahankan fungsi struktur bangunan lain yang masuk ke dalam kategori risiko IV

IV

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

17

Tabel 28 Faktor keutamaan gempa

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

lokasi proyek berada pada daerah wilayah medan (045g = 441 ms2) sehingga

di digunakan spectrum rencana sebagai berikut

Sumber httppuskimpugoidAplikasidesain_spektra_indonesia_2011

Gambar 23 Respon Spektrum Gempa Rencana Wilayah Medan

(SNI-03-1726-2012)

Kategori risiko Faktor keutamaan gempa Ie

I atau II 10III 125IV 150

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

18

Sistem penahan gaya gempa lateral dan vertikal dasar harus memenuhi salah

satu tipe yang ditunjukkan dalam Tabel 9 atau kombinasi sistem seperti dalam

722 723 dan 724 Pembagian setiap tipe berdasarkan pada elemen vertikal

yang digunakan untuk menahan gaya gempa lateral Sistem struktur yang

digunakan harus sesuai dengan batasan system struktur dan batasan ketinggian

struktur yang ditunjukkan dalam Tabel 9 Koefisien modifikasi respons yang

sesuai R faktor kuat lebih sistem 0 Ω dan koefisien amplifikasi defleksi d C

sebagaimana ditunjukkan dalam Tabel9 harus digunakan dalam penentuan

geser dasar gaya desain elemen dan simpangan antarlantai tingkatdesain

Setiap sistem penahan gaya gempa yang dipilih harus dirancang dan didetailkan

sesuai dengan persyaratan khusus bagi sistem tersebut yang ditetapkan dalam

dokumen acuan yang berlaku seperti terdaftar dalam Tabel 9 dan persyaratan

tambahan yang ditetapkan dalam 714 Sistem penahan gaya gempa yang tidak

termuat dalam Tabel 9 diijinkan apabila data analitis dan data uji diserahkan

kepada pihak yang berwenang memberikan persetujuan yang membentuk

karakteristik dinamis dan menunjukkan tahanan gaya lateral dan kapasitas

disipasi energi agar ekivalen dengan sistem struktur yang terdaftar dalam Tabel

9 untuk nilainilai ekivalen dari koefisien modifikasi respons R koefisien kuat-

lebih sistem Ω0 dan factor amplifikasi defleksi Cd (SNI 17262012)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

19

Tabel 29 Faktor R Cd dan Ω0 untuk sistem penahan gaya gempa

Sistem penahan-gaya seismik

Koefisien modifika

si respons

Ra

Faktor kuat- lebih sistem

Ω0g

Faktor

pembesaran defleksi

Cdb

Batasan sistem struktur dan batasan

tinggi struktur h (m) c

Kategori desain seismik

B C D

d E d

F e

A Sistem dinding penumpu 711 712 713 714 715 716 717 718

1 Dinding geser beton bertulang khusus 5 2frac12 5 TB TB 48 48 30

2 Dinding geser beton bertulang biasa 4 2frac12 4 TB TB TI TI TI

3 Dinding geser beton polos didetail 2 2frac12 2 TB TI TI TI TI

4 Dinding geser beton polos biasa 1frac12 2frac12 1frac12 TB TI TI TI TI

5 Dinding geser pracetak menengah 4 2frac12 4 TB TB 12k 12k 12k

6 Dinding geser pracetak biasa 3 2frac12 3 TB TI TI TI TI

7 Dinding geser batu bata bertulang khusus 5 2frac12 3frac12 TB TB 48 48 30

8 Dinding geser batu bata bertulang h

3frac12 2frac12 2frac14 TB TB TI TI TI

9 Dinding geser batu bata bertulang biasa 2 2frac12 1frac34 TB 48 TI TI TI

10Dinding geser batu bata polos didetail 2 2frac12 1frac34 TB TI TI TI TI

11Dinding geser batu bata polos biasa 1frac12 2frac12 1frac14 TB TI TI TI TI

12Dinding geser batu bata prategang 1frac12 2frac12 1frac34 TB TI TI TI TI

13Dinding geser batu bata ringan (AAC) bertulang biasa

2 2frac12 2 TB 10 TI TI TI

14Dinding geser batu bata ringan (AAC) polos biasa

1frac12 2frac12 1frac12 TB TI TI TI TI

15Dinding rangka ringan (kayu) dilapisidengan panel struktur kayu yang ditujukanuntuk tahanan geser atau dengan lembaran baja

6frac12 3 4 TB TB 20 20 20

16Dinding rangka ringan (baja canai dingin)yang dilapisi dengan panel struktur kayuyang ditujukan untuk tahanan geser ataudengan lembaran baja

6frac12 3 4 TB TB 20 20 20

17 Dinding rangka ringan dengan panel geser dari semua material lainnya

2 2frac12 2 TB TB 10 TI TI

18Sistem dinding rangka ringan (baja canai dingin) menggunakan bresing strip datar

4 2 3frac12 TB TB 20 20 20

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

20

Tabel 29 Faktor R Cd dan Ω0 untuk sistem penahan gaya gempa (lanjutan)

Sistem penahan-gaya seismik

Koefisien modifikasi respons

Ra

Faktor kuat- lebih sistem

Ω0g

Faktor

pembesarandefleksi

Cdb

Batasan sistem struktur dan batasan

tinggi struktur h (m) c

Kategori desain seismik

B C D d E

d F

e

B Sistem rangka bangunan

1 Rangka baja dengan bresing eksentris 8 2 4 TB TB 48 48 30

2 Rangka baja dengan bresing konsentris 6 2 5 TB TB 48 48 30 3 Rangka baja dengan bresing konsentris biasa 3frac14 2 3frac14 TB TB 10j 10j TIj

4 Dinding geser beton bertulang khusus 6 2frac12 5 TB TB 48 48 30

5 Dinding geser beton bertulang biasa 5 2frac12 4 TB TB TI TI TI 6 Dinding geser beton polos detail 2 2frac12 2 TB TI TI TI TI

7 Dinding geser beton polos biasa 1frac12 2frac12 1 TB T TI TI TI

8 Dinding geser pracetak menengah 5 2frac12 4 TB TB 12k 12k 12k

9 Dinding geser pracetak biasa 4 2frac12 4 TB TI TI TI TI 10Rangka baja dan beton komposit

dengan bresing eksentris 8 2 4 TB TB 48 48 30

11Rangka baja dan beton komposit dengan bresing konsentris khusus

5 2 4frac12

TB TB 48 48 30

12Rangka baja dan beton komposit dengan bresing biasa

3 2 3 TB TB TI TI TI

13Dinding geser pelat baja dan beton komposit 6frac12 2frac12 5 TB TB 48 48 30

14Dinding geser baja dan beton komposit 6 2frac12 5 TB TB 48 48 30

15Dinding geser baja dan beton komposit biasa 5 2frac12 4 TB TB TI TI TI

16Dinding geser batu bata bertulang khusus 5frac12 2frac12 4 TB TB 48 48 30

17Dinding geser batu bata bertulang menengah 4 2frac12 4 TB TB TI TI TI

18Dinding geser batu bata bertulang biasa 2 2frac12 2 TB 48 TI TI TI

19Dinding geser batu bata polos didetail 2 2frac12 2 TB TI TI TI TI

20Dinding geser batu bata polos biasa 1frac12 2frac12 1 TB T TI TI TI

21Dinding geser batu bata prategang 1frac12 2frac12 1 TB T TI TI TI

22Dinding rangka ringan (kayu) yang dilapisi dengan panel struktur kayu yangdimaksudkan untuk tahanan geser

7 2frac12 4frac12 TB TB 22 22 22

23Dinding rangka ringan (baja canai dingin)yang dilapisi dengan panel struktur kayuyang dimaksudkan untuk tahanan geser atau dengan lembaran baja

7 2frac12 4frac12 TB TB 22 22 22

24Dinding rangka ringan dengan panel geser dari semua material lainnya

2frac12 2frac12 2frac12 TB TB 10 TB TB

25Rangka baja dengan bresing terkekang terhadap tekuk

8 2frac12 5 TB TB 48 48 30

26Dinding geser pelat baja khusus 7 2 6 TB TB 4 48 30

C Sistem rangka pemikul momen

1 Rangka baja pemikul momen khusus 8 3 5frac12 TB TB T TB TB

2 Rangka batang baja pemikul momen khusus 7 3 5frac12 TB TB 48 30 TI

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

21

Tabel 29 Faktor R Cd dan Ω0 untuk sistem penahan gaya gempa (lanjutan)

Sistem penahan-gaya seismik

Koefisien

modifikasi respons

Ra

Faktor kuat- lebih sistem

Ω0g

Faktor

pembesaran defleksi

Cdb

Batasan sistem struktur dan batasan

tinggi struktur h (m) c

Kategori desain seismik

B C Dd E

d F

e

3 Rangka baja pemikul momen menengah 4frac12 3 4 TB 1TB 10hi TIh TIi

4 Rangka baja pemikul momen biasa 3frac12 3 3 TB TB TIh TIh TIi

5 Rangka beton bertulang pemikul momen khusus

8 3 5frac12 TB TB TB TB TB

6 Rangka beton bertulang pemikul momen menengah

5 3 4frac12 TB TB TI TI TI

7 Rangka beton bertulang pemikul momen 3 3 2frac12 TB TI TI TI TI

8 Rangka baja dan beton komposit pemikul momen khusus

8 3 5frac12 TB TB TB TB TB

9 Rangka baja dan beton komposit pemikul momen menengah

5 3 4frac12 TB TB TI TI TI

10Rangka baja dan beton komposit terkekang parsial pemikul momen

6 3 5frac12 48 48 30 TI TI

11Rangka baja dan beton komposit pemikul momen biasa

3 3 2frac12 TB TI TI TI TI

12 Rangka baja canai dingin pemikul momen khusus dengan pembautan

3frac12 3o 3frac12 10 10 10 10 10

D Sistem ganda dengan rangka pemikul momen khusus yang mampu menahan paling sedikit 25 persen gaya gempayang ditetapkan

1 Rangka baja dengan bresing eksentris 8 2frac12 4 TB TB TB TB TB

2 Rangka baja dengan bresing konsentris khusus

7 2frac12 5frac12 TB TB TB TB TB

3 Dinding geser beton bertulang khusus 7 2frac12 5frac12 TB TB TB TB TB

4 Dinding geser beton bertulang biasa 6 2frac12 5 TB TB TI TI TI

5 Rangka baja dan beton komposit dengan bresing eksentris

8 2frac12 4 TB TB TB TB TB

6 Rangka baja dan beton komposit dengan bresing konsentris khusus

6 2frac12 5 TB TB TB TB TB

7 Dinding geser pelat baja dan beton 7frac12 2frac12 6 TB TB TB TB TB

8 Dinding geser baja dan beton komposit 7 2frac12 6 TB TB TB TB TB

9 Dinding geser baja dan beton komposit 6 2frac12 5 TB TB TI TI TI 10Dinding geser batu bata bertulang khusus 5frac12 3 5 TB TB TB TB TB

11Dinding geser batu bata bertulang 4 3 3frac12 TB TB TI TI TI

12Rangka baja dengan bresing terkekang terhadap tekuk

8 2frac12 5 TB TB TB TB TB

13Dinding geser pelat baja khusus 8 2frac12 6frac12 TB TB TB TB TB

E Sistem ganda dengan rangka pemikul momen menengah mampu menahan paling sedikit 25 persen gayagempayang ditetapkan

1 Rangka baja dengan bresing

konsentris khususf

6 2frac12 5 TB TB 10 TI TIhk

2 Dinding geser beton bertulang khusus 6frac12 2frac12 5 TB TB 48 30 30

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

22

Tabel 29 Faktor R Cd dan Ω0 untuk sistem penahan gaya gempa (lanjutan)

Sistem penahan-gaya seismik

Koefisien

modifikasi respons

Ra

Faktor kuat- lebih sistem

Ω0g 0

Faktor

pembesaran defleksi

Cdb

Batasan sistem struktur dan batasan

tinggi struktur h (m) c

Kategori desain seismik

B C Dd E d F e

3 Dinding geser batu bata bertulang biasa 3 3 2frac12 TB 48 TI T TI 4 Dinding geser batu bata bertulang 3frac12 3 3 TB TB TI TI TI

5 Rangka baja dan beton komposit dengan bresing konsentris khusus

5frac12 2frac12 4frac12 TB TB 48 30 TI

6 Rangka baja dan beton komposit dengan bresing biasa

3frac12 2frac12 3 TB TB TI TI TI

7 Dinding geser baja dan betonkomposit 5 3 4frac12 TB TB TI TI TI

8 Dinding geser beton bertulang biasa 5frac12 2frac12 4frac12 TB TB TI TI TI

F Sistem interaktif dinding geser-rangka dengan rangka pemikul momen beton bertulang biasa dan dinding geser beton bertulang biasa

4frac12 2frac12 4 TB TI TI TI TI

G Sistem kolom kantilever didetail untuk memenuhi persyaratan

1 Sistem kolom baja dengan kantilever khusus

2frac12 1frac14 2frac12 10 10 10 10 10

2 Sistem kolom baja dengan kantilever biasa 1frac14 1frac14 1frac14 10 10 TI TIhi TIh

i3 Rangka beton bertulang pemikul momen

khusus 2frac12 1frac14 2frac12 10 10 10 10 10

4 Rangka beton bertulang pemikul momen menengah

1frac12 1frac14 1frac12 10 10 TI TI TI

5 Rangka beton bertulang pemikul momen biasa

1 1frac14 1 10 TI TI TI TI

6 Rangka kayu 1frac12 1frac12 1frac12 10 10 10 TI TI

H Sistem baja tidak didetail secara khusus untuk ketahanan seismik tidak termasuk sistem kolom kantilever

3 3 3 TB TB TI TI TI

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

Bekerjanya beban untuk bangunan bertingkat berlaku sistem gravitasi yaitu

elemen struktur yang berada di atas akan membebani elemen struktur di

bawahnya atau dengan kata lain elemen struktur yang mempunyai kekuatan

lebih besar akan menahan atau memikul elemen struktur yang mempunyai

kekuatan lebih kecil

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

23

Dengan demikian sistem bekerjanya beban untuk elemen ndash elemen struktur

gedung bertingkat secara umum dapat dinyatakan sebagai berikut beban pelat

lantai didistribusikan terhadap balok anak dan balok portal beban balok portal

didistribusikan ke kolom dan beban kolom kemudian diteruskan ke tanah dasar

melalui pondasi

Dalam perumusan kriteria desain seismik suatu bangunan di permukaan tanah

atau penentuan amplifikasi besaran percepatan gempa puncak dari batuan dasar

ke permukaan tanah untuk suatu situs maka situs tersebut harus diklasifikasikan

terlebih dahulu Profil tanah di situs harus diklasifikasikan sesuai dengan Tabel

210 berdasarkan profil tanah lapisan 30 m paling atas Penetapan kelas situs

harus melalui penyelidikan tanah di lapangan dan dilaboratorium yang

dilakukan oleh otoritas yang berwewenang atau ahli desain geoteknik

bersertifikat dengan minimal mengukur secara independen dua dari tiga

parameter tanah yang tercantum dalam Tabel 210 Dalam hal ini kelas situs

dengan kondisi yang lebih buruk harus diberlakukan Apabila tidak tersedia data

tanah yang spesifik pada situs sampai kedalaman 30 m maka sifat-sifat tanah

harus diestimasi oleh seorang ahli geoteknik yang memiliki sertifikatijin

keahlian yang menyiapkan laporan penyelidikan tanah berdasarkan kondisi

getekniknya Penetapan kelas situs SA dan kelas situs SB tidak diperkenankan

jika terdapat lebih dari 3 m lapisan tanah antara dasar telapak atau rakit fondasi

dan permukaan batuan dasar (SNI 17262012)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

24

Tabel 210 Klasifikasi situs

Kelas situs vs (mdetik) N atau N ch su (kPa)

SA (batuan keras) gt1500 NA NA SB (batuan) 750 sampai 1500 NA NA SC (tanah keras sangat padat dan batuan lunak)

350 sampai 750 gt50

2100

SD (tanah sedang) 175 sampai 350 15sampai 50 50 sampai100 lt 175 lt15 lt 50SE (tanah lunak) Atau setiap profil tanah yang mengandung lebih dari 3 m tanah dengan

karateristik sebagai berikut 1 Indeks plastisitas PI gt 20 2 Kadar air w 2 40 3 Kuat geser niralir su lt 25 kPa

SF (tanah khusus)

Setiap profil lapisan tanah yang memiliki salah satu atau lebih dari karakteristik berikut - Rawan dan berpotensi gagal atau runtuh akibat beban gempa seperti

mudah likuifaksi lempung sangat sensitif tanah tersementasi lemah - Lempung sangat organik danatau gambut (ketebalan H gt 3 m)

- Lempung berplastisitas sangat tinggi (ketebalan H gt 75 m dengan

Indeks Plasitisitas PI gt 75 ) Lapisan lempung lunaksetengah teguh dengan ketebalan H gt 35 m

dengan su lt 50 kPa

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

- Kecepatan rata-rata gelombang geser Vs

Dimana

di = tebal setiap lapisan antara kedalaman 0 sampai 30 meter

Vsi = kecepatan gelombang geser lapisan i dinyatakan dalam meter per

detik (mdetik)

- Tahanan penetrasi standar lapangan rata-rata N

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

25

Dimana

di = tebal setiap lapisan antara kedalaman 0 sampai 30 meter

Ni = tahanan penetrasi standar 60 persen energy ( N60 ) yang terukur

langsung di lapangan tanpa koreksi dengan nilai tidak lebih dari

305 pukulanm

- Kuat geser niralir rata-rata Su

Dimana

dc = jumlah ketebalan total dari lapisan - lapisan tanah kohesif di

dalam lapisan 30 meter paling atas

Sui = kuat geser niralir (kPa) dengan nilai tidak lebih dari 250 kPa

Untuk penentuan respons spektral percepatan gempa MCER di permukaan tanah

diperlukan suatu faktor amplifikasi seismik pada perioda 02 detik dan perioda 1

detik Faktor amplifikasi meliputi faktor amplifikasi getaran terkait percepatan pada

getaran perioda pendek (Fa) dan faktor amplifikasi terkait percepatan yang

mewakili getaran perioda 1 detik (Fv) Parameter spektrum respons percepatan pada

perioda pendek (SMS) dan perioda 1 detik (SM1) Yang disesuaikan dengan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

26

pengaruh klasifikasi situs (SNI 17262012) harus ditentukan dengan perumusan

berikut ini

SMS = Fa Ss

SM1 = Fv S1

Dimana

Ss = parameter respons spektral percepatan gempa MCER terpetakan untuk

perioda pendek

S1 = parameter respons spektral percepatan gempa MCER terpetakan untuk

perioda 10 detik

dan koefisien situs Fa dan Fv mengikuti Tabel 211 dan Tabel 212

Tabel 211 Koefisien situs Fa

Kelas situs

Parameter respons spektral percepatan gempa (MCER) terpetakan padaperioda pendek T=02 detik Ss

Ss s 025 Ss = 05 Ss = 075 Ss = 10 Ss 2 125 SA 08 08 08 08 08SB 10 10 10 10 10SC 12 12 11 10 10SD 16 14 12 11 10SE 25 17 12 09 09SF SSb

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

CATATAN

- Untuk nilai-nilai antara Ss dapat dilakukan interpolasi linier

- SS = Situs yang memerlukan investigasi geoteknik spesifik dan analisis respons situs spesifik

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

27

Tabel 212 Koefisien situs Fv

Kelas situs

Parameter respons spektral percepatan gempa MCER terpetakan padaperioda 1 detik S1

S1 s 01 S1 = 02 S1 = 03 S1 = 04 S1 2 05 SA 08 08 08 08 08SB 10 10 10 10 10SC 17 16 15 14 13SD 24 2 18 16 15SE 35 32 28 24 24SF SSb

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

CATATAN

- Untuk nilai-nilai antara Ss dapat dilakukan interpolasi linier

- SS = Situs yang memerlukan investigasi geoteknik spesifik dan analisis respons situs spesifik Struktur harus ditetapkan memiliki suatu kategori desain seismik Struktur dengan

kategori risiko I II atau III yang berlokasi di mana parameter respons spektral

percepatan terpetakan pada perioda 1 detik S1 lebih besar dari atau sama dengan

075 harus ditetapkan sebagai struktur dengan kategori desain seismik E Struktur

yang berkategori risiko IV yang berlokasi di mana parameter respons spektral

percepatan terpetakan pada perioda 1 detik S1 lebih besar dari atau sama dengan

075 harus ditetapkan sebagai struktur dengan kategori desain seismik F Semua

struktur lainnya harus ditetapkan kategori desain seismiknya berdasarkan kategori

risikonya dan parameter respons spektral percepatan desainnya SDS dan SD1

Masing-masing bangunan dan struktur harus ditetapkan ke dalam kategori desain

seismik yang lebih parah dengan mengacu pada Tabel 213 atau 214 terlepas dari

nilai perioda fundamental getaran struktur T (SNI 17262012)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

28

Tabel 213 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan pada perioda pendek

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

Tabel 214 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons

percepatan pada perioda 1 detik

Nilai S D1 Kategori risiko

I atau II atau III IV

SD1 lt 0167 A A

0067 lt SD1 lt 0133 B C

0133 lt SD1 lt 020 C D

020 lt SD1 D D (Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung

dan non gedung SNI 17262012)

Geser dasar seismik V dalam arah yang ditetapkan harus ditentukan sesuai

dengan persamaan berikut

V = Cs W

Keterangan

Cs = koefisien respons seismik

W = berat seismik efektif

Berat seismik efektif struktur W menurut SNI 17262012 harus menyertakan

seluruh beban mati dan beban lainnya yang terdaftar di bawah ini

Nilai SDS Kategori risiko

I atau II atau III IV

SDS lt 0167 A A

0167 lt SDS lt 033 B C

033 lt SDS lt 050 C D

050 lt SDS D D

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

29

1 Dalam daerah yang digunakan untuk penyimpanan minimum sebesar 25

persen beban hidup lantai (beban hidup lantai di garasi publik dan struktur

parkiran terbuka serta beban penyimpanan yang tidak melebihi 5 persen

dari berat seismik efektif pada suatu lantai tidak perlu disertakan)

2 Jika ketentuan untuk partisi disyaratkan dalam desain beban lantai diambil

sebagai yang terbesar di antara berat partisi aktual atau berat daerah lantai

minimum sebesar 048 kNm2

3 Berat operasional total dari peralatan yang permanen

4 Berat lansekap dan beban lainnya pada taman atap dan luasan sejenis

lainnya

Koefisien respons seismik Cs harus ditentukan sesuai dengan

Cs =

Dimana

SDS = parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang perioda

pendek

R = faktor modifikasi respons dalam Tabel 29

Ie = faktor keutamaan gempa yang ditentukan sesuai Tabel 28

Nilai Cs yang dihitung sesuai dengan Persamaan diatas tidak perlu melebihi Cs dari

persamaan di bawah

Cs =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

30

Cs yang di dapatkan harus tidak kurang dari

Cmin = 0044 SDS Ie gt 001

Sebagai tambahan untuk struktur yang berlokasi di daerah di mana 1 S sama

dengan atau lebih besar dari 06g maka Cs harus tidak kurang dari

Cs =

Dimana

SDS = parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang perioda

pendek

SD1 = parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang sebesar

10 detik

R = faktor modifikasi respons dalam Tabel 29

Ie = faktor keutamaan gempa yang ditentukan sesuai Tabel 28

T = perioda fundamental struktur (detik)

Perioda fundamental pendekatan Ta dalam detik harus ditentukan dari

Ta = Ct

Dimana

hn = ketinggian struktur dalam (m)

Ct = koefisien prioda struktur pendekatan yang ditentukan dalam tabel 213

x = koefisien ketinggian yang ditentukan dalam tabel 213

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

31

Tabel 215 Nilai parameter perioda pendekatan Ct dan x

Tipe struktur Ct x

Sistem rangka pemikul momen di mana rangka memikul 100 persen gaya gempa yang disyaratkan dan tidak dilingkupi atau dihubungkan dengan komponen yang lebih kaku dan akan mencegah rangka dari defleksi jika dikenai gaya gempa

Rangka baja pemikul momen 00724 a 08

Rangka beton pemikul momen 00466 a 09

Rangka baja dengan bresing eksentris 00731 a 075

Rangka baja dengan bresing terkekang terhadap tekuk 00731 a 075

Semua sistem struktur lainnya 00488 a 075

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

Sebagai alternatif menurut SNI 17262012 untuk menentukan perioda fundamental

pendekatan Ta dalam detik dari persamaan berikut untuk struktur dengan

ketinggian tidak melebihi 12 tingkat di mana sistem penahan gaya gempa terdiri

dari rangka penahan momen beton atau baja secara keseluruhan dan tinggi tingkat

paling sedikit 3 m

Ta = 01N

Dimana

N = jumlah tingkat (m)

Perioda fundamental struktur harus dibatasi dengan

Tmax = Cu Ta

Dimana

Ta = waktu getar struktur dalam (m)

Cu = koefisien batas prioda struktur yang ditentukan dalam tabel 214

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

32

Tabel 216 Koefisien untuk batas perioda struktur

Parameter percepatan respons spektral desain pada 1 detik S D1

Koefisien Cu

gt 04 14 03 14 02 15

015 16

lt 01 17 (Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur

gedung dan non gedung SNI 17262012)

212 Kombinasi Pembebanan

komponen-elemen struktur dan elemen-elemen fondasi menurut SNI

17262012 harus dirancang sedemikian hingga kuat rencananya sama atau melebihi

pengaruh beban-beban terfaktor dengan kombinasi-kombinasi sebagai berikut

1 14D

2 12D + 16L + 05(Lr atau R)

3 12D + 16(Lr atau R) + (L atau 05W)

4 12D + 10 W + L + 05(Lr atau R)

5 12D + 10 E + L

6 09D + 10 W

7 09D + 10 E

8

Pengaruh beban gempa E harus ditentukan sesuai dengan berikut ini

1 Untuk penggunaan dalam kombinasi beban 5 dalam

E = Eh + Ev

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

33

2 Untuk penggunaan dalam kombinasi beban 7

E = Eh - Ev

Keterangan

E = pengaruh beban gempa

Eh = pengaruh beban gempa horisontal

Ev = pengaruh beban gempa vertikal

Pengaruh beban gempa horisontal Eh harus ditentukan sesuai dengan Persamaan

sebagai berikut

E h = ρQh

Keterangan

Q = pengaruh gaya gempa horisontal dari V atau F p

ρ = faktor redundansi

Untuk struktur yang dirancang untuk kategori desain seismik D E atau Fm

SNI 17262012 mengatur ρ harus sama dengan 13 kecuali jika satu dari dua

kondisi berikut dipenuhi di mana p diijinkan diambil sebesar 10

a Masing-masing tingkat yang menahan lebih dari 35 persen geser dasar dalam

arah yang ditinjau harus sesuai dengan Tabel 212

b Struktur dengan denah beraturan di semua tingkat dengan sistem penahan gaya

gempa terdiri dari paling sedikit dua bentang perimeter penahan gaya gempa

yang merangka pada masing-masing sisi struktur dalam masing-masing arah

ortogonal di setiap tingkat yang menahan lebih dari 35 persen geser dasar

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

34

Jumlah bentang untuk dinding geser harus dihitung sebagai panjang dinding

geser dibagi dengan tinggi tingkat atau dua kali panjang dinding geser dibagi

dengan tinggi tingkat hsx untuk konstruksi rangka ringan

Tabel 217 Persyaratan untuk masing-masing tingkat yang menahan lebih

dari 35 persen gaya geser dasar

Elemen penahan gaya lateral

Persyaratan

Rangka dengan bresing

Pelepasan bresing individu atau sambungan yang terhubung tidak akan mengakibatkan reduksi kuat tingkat sebesar lebih dari 33 persen atau sistem yang dihasilkan tidak mempunyai ketidakteraturan torsi yang berlebihan (ketidakteraturan struktur horisontal Tipe 1b)

Rangka pemikul momen

Kehilangan tahanan momen di sambungan balok ke kolom di kedua ujung balok tunggal tidak akan mengakibatkan lebih dari reduksi kuat tingkat sebesar33 persen atau sistem yang dihasilkan tidak mempunyai ketidakteraturantorsi yang berlebihan (ketidakteraturan struktur horisontal Tipe 1b)

Dinding geser atau pilar dinding dengan rasio tinggi terhadap panjang lebih besar dari 10

Pelepasan dinding geser atau pier dinding dengan rasio tinggi terhadap panjang lebih besar dari 10 di semua tingkat atau sambungan kolektor yang terhubung tidak akan mengakibatkan lebih dari reduksi kuat tingkat sebesar 33 persen atau sistem yang dihasilkan mempunyai ketidakteraturan torsi yang berlebihan (ketidakteraturan struktur horisontal Tipe 1b)

Kolom kantilever Kehilangan tahanan momen di sambungan dasar semua kolom kantilever tunggal tidak akan mengakibatkan lebih dari reduksi kuat tingkat sebesar 33 persen atau sistem yang dihasilkan mempunyai ketidakteraturan torsi yang berlebihan (ketidakteraturan struktur horisontal Tipe 1b)

Lainnya Tidak ada persyaratan

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

22 Kinerja Struktur Gedung

221 Kinerja Batas Layan

Kinerja batas layan struktur gedung ditentukan oleh simpangan antar tingkat

akibat pengaruh gempa rencana yaitu untuk membatasi terjadinya pelelehan baja

dan peretakan beton yang berlebihan di samping untuk mencegah kerusakan

nonstruktur dan ketidaknyamanan penghuni Simpangan antar-tingkat ini harus

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

35

dihitung dari simpangan struktur gedung tersebut akibat pengaruh gempa nominal

yang telah dibagi Faktor Skala

Faktor Skala =

gt 1

Dimana

V1 = Gaya geser dasar nominal sebagai respons dinamik ragam yang

pertama saja

Vt = Gaya geser dasar nominal yang didapat dari hasil analisis ragam

spektrum respons yang telah dilakukan

Gaya geser dasar nominal yang didapat dari hasil spektrum respons Analisis harus

dilakukan untuk menentukan ragam getar alami untuk struktur Analisis harus

menyertakan jumlah ragam yang cukup untuk mendapatkan partisipasi massa

ragam terkombinasi sebesar paling sedikit 90 persen dari massa aktual dalam

masing-masing arah horisontal ortogonal dari respons yang ditinjau oleh model

Parameter respons ragam untuk masing-masing parameter desain terkait gaya yang

ditinjau termasuk simpangan antar lantai tingkat gaya dukung dan gaya elemen

struktur individu untuk masing-masing ragam respons harus dihitung menggunakan

properti masing-masing ragam dan spectrum respons dibagi dengan kuantitas (R

Ie) Parameter respons terkombinasi untuk perpindahan dan kuantitas simpangan

antar lantai harus dikalikan dengan kuantitas (CdIe) Nilai untuk masing-masing

parameter yang ditinjau yang dihitung untuk berbagai ragam harus

dikombinasikan menggunakan metoda akar kuadrat jumlah kuadrat (SRSS) atau

metoda kombinasi kuadrat lengkap (CQC) sesuai dengan SNI 17262012 Metoda

CQC harus digunakan untuk masing-masing nilai ragam di mana ragam berjarak

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

36

dekat mempunyai korelasi silang yang signifikan di antara respons translasi dan

torsi

Kinerja batas ultimit struktur gedung ditentukan oleh simpangan antar-tingkat

maksimum struktur gedung akibat pengaruh gempa rencana dalam kondisi struktur

gedung di ambang keruntuhan yaitu untuk membatasi kemungkinan terjadinya

keruntuhan struktur gedung yang dapat menimbulkan korban jiwa manusia dan

untuk mencegah benturan berbahaya antar-gedung atau antar bagian struktur

gedung yang dipisah dengan sela pemisah (sela delatasi) simpangan antar-tingkat

ini harus dihitung dari simpangan struktur gedung akibat pembebanan gempa

nominal (SNI 17262002) Penentuan simpangan antar lantai tingkat desain ( ∆ )

harus dihitung sebagai perbedaan defleksi pada pusat massa di tingkat teratas dan

terbawah yang ditinjau Lihat Gambar 24 Apabila pusat massa tidak terletak

segaris dalam arah vertikal diijinkan untuk menghitung defleksi di dasar tingkat

berdasarkan proyeksi vertikal dari pusat massa tingkat di atasnya (SNI 17262012)

Gambar 24 Penentuan simpangan antar lantai

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

37

Defleksi pusat massa di tingkatx (δx) (mm) harus ditentukan sesuai dengan

persamaan berikut

δx =

Dimana

Cd = faktor amplifikasi defleksi dalam Tabel 29

δxe = defleksi pada lokasi yang disyaratkan pada pasal ini yang ditentukan

dengan analisis elastis

Ie = faktor keutamaan gempa yang ditentukan sesuai dengan tabel 28

Simpangan antar lantai tingkat desain ∆ tidak boleh melebihi simpangan antar

lantai tingkat ijin ∆a seperti didapatkan dari Tabel 213 untuk semua tingkat

Tabel 218 Simpangan antar lantai ijin

Struktur

Kategori risiko

I atau II III IV

Struktur selain dari struktur dinding geser batu bata 4 tingkat atau kurang dengan dinding interior partisi langit-langit dan sistem dinding eksterior yang telah didesain untuk mengakomodasi simpangan antar lantai tingkat

0025h c

sx 0020 hsx 0015 hsx

Struktur dinding geser kantilever batu batad 0010 hsx 0010 hsx 0010 hsx

Struktur dinding geser batu bata lainnya 0007 hsx 0007 hsx 0007 hsx

Semua struktur lainnya 0020 hsx 0015 hsx 0010 hsx

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

Dua bagian struktur gedung yang tidak direncanakan untuk bekerja sama sebagai

satu kesatuan dalam mengatasi pengaruh Gempa Rencana harus dipisahkan yang

satu terhadap yang lainnya dengan suatu sela pemisah (sela delatasi) yang lebarnya

paling sedikit harus sama dengan jumlah simpangan masing-masing bagian struktur

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

38

gedung pada taraf itu Dalam segala hal lebar sela pemisah tidak boleh ditetapkan

kurang dari 75 mm (SNI 17262012)

222 Kinerja Batas kekuatan

2221 Perencanaan Pelat Floor Deck

Floor deck pada pelat menggantikan fungsi tulangan Tarik pada daerah

lapangan Analisis pelat floor deck meggunakan metode pelat satu arah Bila pelat

mengalami rotasi bebas pada tumpuan pelat dan tumpuan sangat kaku terhadap

momen puntir maka pelat itu dikatakan jepit penuh Bila balok tepi tidak cukup

kuat untuk mencegah rotasi maka dikatakan terjepit sebagian Tebal minimum

yang ditentukan dalam Tabel 214 berlaku untuk konstruksi satu arah yang tidak

menumpu atau tidak disatukan dengan partisi atau konstruksi lain yang mungkin

akan rusak akibat lendutan yang besar kecuali bila erhitungan lendutan

menunjukkan bahwa ketebalan yang lebih kecil dapat digunakan tanpa

menimbulkan pengaruh yang merugikan

Tabel 219 Tebal Minimum Balok Non-Prategang Atau Pelat Satu Arah Bila

Lendutan Tidak Dihitung Tebal minimum h

Komponen struktur Tertumpu Satu ujung Kedua ujung Kantilever

Komponen struktur tidak menumpu atau tidak dihubungkan dengan partisi ataukonstruksi lainnya yang mungkin rusak oleh lendutan yang besar

Pelat masif satu-arah 20

24

28

10

Balok atau pelat rusuk satu-arah 16

185

21

8

(Sumber Tata cara perhitungan struktur beton untuk bangunan gedung SNI 28472002)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

39

CATATAN Panjang bentang dalam mm Nilai yang diberikan harus digunakan langsung untuk komponen struktur dengan beton normal dan tulangan tulangan Mutu 420 MPa Untuk kondisi lain nilai di atas harus dimodifikasikan sebagai berikut a Untuk struktur beton ringan dengan berat jenis (equilibrium density) w di antara 1440 sampai

1840 kgm3 nilai tadi harus dikalikan dengan (165 ndash 00003wc) tetapi tidak kurang dari 109

b Untuk fy selain 420 MPa nilainya harus dikalikan dengan (04 + fy700)

a Disain pada Momen Positif

Disain pada momen positif gaya Tarik disumbangkan oleh metal deck dan

gaya tekan disumbangkan oleh beton Dalam hal ini penampang beton

berbentuk persegi panjang

Gambar 25 Diagram tegangan momen positif floor deck

Penulangan lentur dihitung analisa tulangan tunggal dengan langkah-langkah

sebagai berikut

Mn =

Dimana ϕ= 08

Rn =

m =

ρ = 1 ndash 1 ndash

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

40

As PERLU = ρ b d

rasio tulangan minimum menggunakan syarat tulangan susut dan tulangan

suhu sebagai acuan dan di tabelkan sebagai berikut

Tabel 220 Rasio Tulangan Minimum Pada Pelat

Jenis Pelat ρmin

Pelat yang menggunakan batang tulangan ulir mutu 300 00020

Pelat yang menggunakan batang tulangan ulir atau jaring kawat las 00018

Pelat yang menggunakan tulangan dengan tegangan leleh melebihi 00018 x 400 fy

(Sumber Tata cara perhitungan struktur beton untuk bangunan gedung SNI 28472002)

Persyaratan lain yang harus dipenuhi dalam mendisain pelat satu arah adalah

jarak tulangan maximum Pasal 12 SNI 03-2847-2002 butir 64 jarak tulangan

adalah

S = ndash 25 Cc

Dimana

fs = 60 fy

Cc = Selimut Beton

b Disain pada Momen Negatif

Disain pada momen positif gaya Tarik disumbangkan oleh wiremesh dan gaya

tekan disumbangkan oleh beton Dalam hal ini penampang beton berbentuk

sebagai berikut

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

41

Gambar 26 Diagram tegangan momen negatif floor deck

2222 Perencanaan Pelat Chekered

Pelat metal didisain menggunakan metode pelat satu arah syarat batas yang

harus di penuhi pelat metal adalah

ϕMn gt Mu

dimana

ϕMn = momen nominal = Zx fy

Mu = momen ultimate

2223 Perencanaan Batang Tekan

Kekuatan tekan disain harus nilai terendah yang diperoleh berdasarkan

keadaan batas dari tekuk lentur tekuk torsi dan tekuk torsi lentur Profil dengan

dominan keruntuhan tekuk lentur kekuatan nominal nya adalah

ϕPn = 09 fcr A

tegangan kritis fcr ditentukan sebagai berikut

a Bila lt 471 ( atau lt 225 )

fcr =0658 fy

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

42

b Bila gt 471 ( atau gt 225 )

fcr =0877 fe

fe =

Dimana

K = faktor panjang efektir

L = panjang profil

r = jari jari inersia

fcr = tegangan kritis

fe = tegangan euler

λ = kelangsingan =

2224 Perencanaan Batang Lentur

Pembebanan balok disesuaikan dengan peraturan pembebanan Indonesia

untuk gedung (PPIUG) 1983 sedangkan pemakaian profil dihitung sesuai dengan

SNI 03-1729-2015

Tabel 221 Nilai kekuatan lentur berdasarkan SNI 1729 2015

PROFIL q Lr Lp MP Mr Vn

kgm m m KN m KN m KN

WF 150 x 75 x 5 x 7 1400 316 084 2354 1509 10800

WF 150 x 100 x 6 x 9 2110 530 120 3609 2346 12787

WF 200 x 100 x 45 x 7 1820 346 112 4089 2720 12830

WF 200 x 100 x 55 x 8 2130 378 112 4802 3128 15840

WF 200 x 150 x 6 x 9 3060 637 182 7108 4688 16762

WF 250 x 125 x 5 x 8 2570 420 141 7327 4845 17856

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

43

Tabel 221 Nilai kekuatan lentur berdasarkan SNI 1729 2015 (lanjutan)

PROFIL q Lr Lp MP Mr Vn

kgm m m KN m KN m KN

WF 250 x 125 x 6 x 9 2960 446 141 8443 5508 21600

WF 300 x 150 x 55 x 8 3200 475 167 10920 7208 23602

WF 300 x 150 x 65 x 9 3670 497 167 12528 8177 28080

WF 350 x 175 x 6 x 9 4140 553 197 16538 10897 29894

WF 350 x 175 x 7 x 11 4960 593 200 20179 13175 35280

WF 400 x 200 x 7 x 11 5660 646 227 26100 17170 39917

WF 400 x 200 x 8 x 13 6600 684 230 30861 20230 46080

WF 450 x 200 x 9 x 14 7600 667 223 38913 25330 58320

WF 500 x 200 x 10 x 16 8960 669 219 50311 32470 72000

WF 600 x 200 x 11 x 17 10600 628 209 68714 44030 95040

HB 100 x 100 x 6 x 8 1720 724 125 2018 1300 8640

HB 125 x 125 x 65 x 9 2380 806 158 3578 2312 11700

HB 150 x 150 x 7 x 10 3150 895 190 5748 3723 15120

HB 175 x 175 x 75 x 11 4020 981 222 8628 5610 18900

HB 200 x 200 x 8 x 12 4990 1072 255 12314 8024 23040

HB 250 x 250 x 9 x 14 7240 1255 319 22483 14739 32400

HB 300 x 300 x 10 x 15 9400 1376 381 35152 23120 43200

HBC 350 x 350 x 12 x 19 13700 1718 449 59834 39100 60480

HBC 400 x 400 x 13 x 21 17200 1903 513 86402 56610 74880

WFC 600 x 300 x 12 x 20 15100 1045 348 103413 68340 101606

WFC 700 x 300 x 13 x 24 18500 1041 344 149968 97920 131040

WFC 800 x 300 x 14 x 26 21000 1010 336 191889 123930 161280

WFC 900 x 300 x 16 x 28 24300 984 324 244178 155380 207360

- Profil I dan Kanal

a Kontrol Momen

ϕMn = 09 Mn

- Apabila L lt Lp

Mn = Mp = Zx fy

- Apabila Lp lt L lt Lr

Mn = Cb Mp ndash ( Mp- Mr)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

44

Apabila L gt Lr

Mn = Mcr = radic 1

=

lt 23

=

= 4 2

=

1 1

= 176

Untuk profil I konstanta torsi dan konstanta warping adalah

J = [ 2b + h ]

Cw =

Untuk profil kanal konstanta torsi dan konstanta warping adalah

J = [ 2b + h ]

Cw = [

]

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

45

Gambar 27 Kuat Momen Lentur Nominal Akibat Tekuk Torsi Lateral

b Kontrol Geser

Untuk profil I

= 060 fyw Aw lt Vu

Persamaan diatas dapat dipenuhi bila syarat kelangsingan untuk tebal pelat web

sebagai berikut

lt

c Kontrol Lendutan

Batas-batas lendutan untuk keadaan kemampuan-layan batas harus sesuai

dengan struktur fungsi penggunaan sifat pembebanan serta elemen-elemen

yang didukung oleh struktur tersebut Batas lendutan maksimum diberikan

dalam Tabel dibawah

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

46

Tabel 222 Batas Lendutan Maksimum

Komponen struktur dengan beban tidak Beban tetap Beban

Balok pemikul dinding atau finishing yang getas L360 - Balok biasa L240 - Kolom dengan analisis orde pertama saja h500 h200 Kolom dengan analisis orde kedua h300 h200

(Sumber Tata cara perencanaan struktur baja untuk bangunan gedung SNI 17292002)

- Profil Siku

a Kontrol Momen

ϕMn = 09 Mn

- Momen Leleh

Mn = 15 My

Dimana

My = momen leleh di sumbu lentur

- Momen dengan tekuk torsi lateral

1 Bila Me lt My

Mn = [ 092 -

] Me

2 Bila Me gt My

Mn = [ 192 ndash 117 ] Me lt 15 My

Lentur di sumbu utama major dari baja siku kaki sama

Me =

Dimana

Lb = Panjang profil tak terkekang

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

47

b = lebar siku

E = elastisitas profil siku

t = tebal profil siku

Me = momen tekuk lateral-torsi elastis

b kontrol geser

ϕVn = 09 06 Aw fy cv

Dimana Vn = kekuatan geser penampang Aw = luas badan = b x t fy = tegangan leleh profil siku Nilai cv dari persamaan diatas ditentukan dengan

- Bila

lt 11

cv = 1

- Bila

11

lt lt 137

cv = 11

x

- Bila

gt 137

cv =

x

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

48

2225 Perencanaan Balok Kolom

Komponen struktur yang mengalami momen lentur dan gaya aksial harus

direncanakan memenuhi ketentuan sebagai berikut

Untuk

gt 02

+ (

+

) lt 1

Untuk

lt 02

+ (

+

) lt 1

Dimana

Pu = Gaya aksial (tarik atau tekan) terfaktor N

Pn = Kuat nominal penampang N

ϕ = Faktor reduksi kekuatan

= 09 untuk aksial tarik

= 09 untuk aksial tekan

Mux = Momen lentur terfaktor terhadap sumbu-x

Muy = Momen lentur terfaktor terhadap sumbu-y

Mnx = Kuat nominal lentur penampang terhadap sumbu-x

Mny = Kuat nominal lentur penampang terhadap sumbu-y

ϕb = Faktor reduksi kekuatan lentur = 09

2226 Perencanaan Balok Komposit

Menurut SNI 17292015 lebar efektif balok komposit adalah

- seperdelapan dari bentang balok pusat-ke-pusat tumpuan

- setengah jarak ke sumbu dari balok yang berdekatan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

49

- jarak ke tepi dari pelat

Kekuatan Lentur Positif balok komposit bisa di disain secara plastis jika memenuhi

lt 376 Jika gt 376 maka momen harus di tentukan dengan

superposisi tegangan elastis (SNI 17292015) Nilai ultimate dari momen lentur

dapat di tinjau dari 2 kondisi yaitu

1 Sumbu netral jatuh pada pelat beton

Besar nya gaya tekan pada kondisi ultimate adalah

C = 085 a be

Gaya tarik pada profil baja adalah

T = As fy

Gaya tarik floor deck adalah

T = Afd fu

Jika ẏ gt (tf - hfd) keseimbangan gaya C = T maka diperoleh

a =

Lengan kopel terhadap gaya tekan

d1 = ts ndash ċ -

d2 = + ts -

Kuat momen lentur nominal positif balok komposit adalah

ϕMn = 09 [ As fy ( d2 ) + Afd fu ( d1 ) ]

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

50

Gambar 28 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan ẏ lt (ts - hfd)

Gambar 29 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan ẏ gt (ts - hfd)

Jika ẏ lt (tf - hfd) gaya tarik floor deck adalah

T = Aefd fu

keseimbangan gaya C = T maka diperoleh

a =

Lengan kopel terhadap gaya tekan

d1 = ts ndash ċ -

d2 = + ts -

Kuat momen lentur nominal positif balok komposit adalah

ϕMn = 09 [ As fy ( d2 ) + Aefd fu ( d1 ) ]

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

51

2 Sumbu netral jatuh pada baja profil

Besar nya gaya tekan pada kondisi ultimate adalah

Cc = 085 a be

Gaya tarik pada profil baja adalah

T = As fy

Keseimbangan gaya diperoleh

Trsquo = Cc + Cs

Besarnya Trsquo sekarang lebih kecil daripada Asfy yaitu

Trsquo = As fy - Cs

Sehingga gaya tekan profil baja

Cc + Cs = As fy - Cs

2Cs = Cc + As fy

Cs =

Jika ẏ lt (ts + tf) Pusat tarik profil

ӯ = ẏ ẏ

lengan kopel terhadap pusat tarik

d1 = d ndash ӯ - (ẏ - ts)

d2 = d ndash ӯ + pusat tekan beton

kapasitas lentur positif nominal

ϕMn = 09 [ Cc ( d2 ) + Cs ( d1 ) ]

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

52

Gambar 210 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan ẏ lt (ts + tf)

Jika (ts+ d) gt ẏ gt (ts + tf) Pusat tarik profil adalah

ӯ

ndash ẏ ẏ

Lengan kopel terhadap gaya tarik

d1 = d ndash ӯ - tf

d2 = d ndash ӯ ndash tf - (ẏ - tf)

d3 = d ndash ӯ + pusat tekan beton

kapasitas lentur positif nominal

ϕMn = 09 [ Cc ( d3 ) + Csf ( d2 ) + Csw ( d1 ) ]

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

53

Gambar 211 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan ẏ gt (ts + tf)

Dimana

As = Luas baja profil mm2

Afd = Luas floor deck mm2

Aefd = Luas efektif floor deck mm2

a Tinggidariluasantekanbetonmm

bE Lebarefektifbeton

C = Gaya tekan KN

Ċ = Titik berat floor deck mm

d = Tinggi baja profil mm

= Tegangan leleh baja profil

= Tegangan ultimate floor deck

hfd = Tinggi floor deck

ts = Tebal pelat lantai mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

54

Kapasitas momen lentur negative menurut SNI 17292015 dapat di tentukan dari

kapasitas momen nominal dari profil baja itu sendiri sebagai alternatif dapat

ditentukan kapasitas momen negatif dari distribusi plastis penampang komposit

untuk keadaan leleh asalkan menenuhi

- Balok baja adalah penampang kompak dan dibreising secara cukup

- Steel headed stud atau angkur kanal baja yang menyambungkan pelat ke

balok baja pada daerah momen negatif

- Tulangan pelat yang paralel pada balok baja di lebar efektif pelat

diperhitungkan dengan tepat

Nilai ultimate dari momen lentur negatif komposit adalah

Gaya tarik tulangan

Tsr = Asr fyr

Gaya tarik floor deck

Tfd = Afd fu

Gaya tarik total

T = Tsr + Tfd

Gaya tekan maximum profil baja

Cmax = As fy

Jika Cmax gt T maka titik berat berada pada profil baja

T + Ts = Cmax ndash Ts

2Ts = Cmax ndash T

Ts = (Cmax ndash T)

Jika sumbu netral jatuh di sayap maka

b t fy = Ts

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

55

Gambar 212 Diagram tegangan balok komposit momen negatif dengan ts gt ẏ gt (ts + tf)

tc =

Pusat gaya tekan

ӯ = ẏ ẏ

Lengan kopel terhadap gaya tekan

d1 = d ndash ӯ ndash tc

d2 = d ndash ӯ + Ċ

d3 = d ndash ӯ + ts ndash selimut pelat - empty

Momen nominal

ϕMn = 09 [Mn1 + Mn2 + Mn3]

= Tsr d3 + Tfd d2 + t fy d1

Jika sumbu netral jatuh di web maka

h tw fy = Ts - Tf

hrsquo =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

56

Gambar 213 Diagram tegangan balok komposit momen negatif dengan ẏ gt (ts + tf)

Pusat gaya tekan

ӯ ndash

Lengan kopel terhadap gaya tekan

d1 = d ndash ӯ ndash tf - hrsquo

d2 = d ndash ӯ ndash tf

d3 = d ndash ӯ + Ċ

d4 = d ndash ӯ + ts ndash selimut pelat - empty

Momen nominal

ϕMn = 09 [Mn1 + Mn2 + Mn3 + Mn4]

= Tsr d4 + Tfd d3 + tf fy d2 + hrsquo tw fy d1

Kekuatan geser yang tersedia dari balok komposit dengan steel headed stud atau

angkur kanal baja harus ditentukan berdasarkan properti dari penampang baja

sendiri Kekuatan geser nominal satu angkur steel headed stud yang ditanam pada

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

57

suatu pelat beton solid atau pada suatu pelat komposit dengan dek harus ditentukan

sebagai berikut

Qn = 05 Asc lt Rg Rp Asc fu

Dimana

Asc = Luas penampang shear conector

fcrsquo = Kuat tekan beton

Ec = Modulus elastisitas beton

fu = kuat putus shear conektor

Rg = 10 untuk

a Satu angkur steel headed stud yang di las pada suatu rusuk

dek baja dengan dek yang diorientasikan tegak lurus terhadap

profil baja

b Sejumlah dari angkur steel headed stud di suatu lajurbaris

secara langsung terhadap profil baja

c Sejumlah dari angkur steel headed stud yang di las pada

suatu lajur sampai dek baja dengan dek diorientasikan paralel

terhadap profil baja dan rasio dari lebar rusuk rata-rata

terhadap kedalaman rusuk ge 15

085 untuk

a Dua angkur steel headed stud yang dilas pada suatu rusuk

dek baja dengan dek diorientasikan tegak lurus terhadap

profil baja

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

58

b Satu angkur steel headed stud yang di las melewati dek baja

dengan dek diorientasikan paralel terhadap profil baja dan

rasio dari lebar rusuk rata-rata terhadap kedalaman rusuk lt

15

07 untuk tiga atau lebih angkur steel headed stud yang dilas pada

suatu rusuk dek baja dengan dek yang diorientasikan tegak lurus

terhadap profil baja

Rp = 075 untuk

a Angkur steel headed stud yang dilas secara langsung pada

profil baja

b Angkur steel headed stud yang dilas pada suatu pelat komposit

dengan dek yang diorientasikan tegak lurus terhadap balok dan

emid-ht ge 2 in (50 mm) Angkur steel headed stud yang dilas

melewati dek baja atau lembaran baja yang digunakan sebagai

material pengisi gelagar dan ditanam pada suatu pelat

komposit dengan dek diorientasikan paralel terhadap balok

tersebut

06 untuk angkur steel headed stud yang di las pada suatu pelat

komposit dengan dek diorientasikan tegak lurus terhadap balok

dan emid-ht lt 2 in (50 mm)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

59

emid-ht = jarak dari tepi kaki angkur steel headed stud terhadap

badan dek baja diukur di tengahtinggi dari rusuk dek

dan pada arah tumpuan beban dari angkur steel headed

stud (dengan kata lain pada arah dari momen maksimum

untuk suatu balok yang ditumpu sederhana)

Tabel 223 Nilai untuk Rg dan Rp untuk setiap kasus Kapasitas untuk angkur steel headed stud

Kondisi Rg Rp

Tanpa dek 10 10 Dek diorientasi paralel terhadap profil baja

gt 15 lt 15

10

085

075

075

Dek diorientaskan tegak lurus terhadap profil

10

06

baja Jumlah dari angkur steel headed stud yangmemiliki rusuk dek yang sama

1 2 085 06

+3 atau lebih 07 06+

(Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015) Catatan Wr = lebar rata-rata dari rusuk atau voute beton hr = tinggi rusuk nominal untuk suatu angkur steel headed stud tunggal nilai ini dapat ditingkatkan sampai 075 bila emid-ht gt 51 mm

2227 Perencanaan Sambungan Las

Luas efektif dari suatu las sudut adalah panjang efektif dikalikan dengan throat

efektif Throat efektif dari suatu las sudut merupakan jarak terpendek (garis tinggi)

dari perpotongan kaki las ke muka las diagrammatik Suatu penambahan dalam

throat efektif diizinkan jika penetrasi konsisten di luar jarak terpendek (garis tinggi)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

60

dari perpotongan kaki las ke muka las diagrammatik yang dibuktikan melalui

pengujian dengan menggunakan proses produksi dan variabel prosedur Untuk las

sudut dalam lubang dan slot panjang efektif harus panjang dari sumbu las

sepanjang pusat bidang yang melalui throat Pada kasus las sudut yang

beroverlap luas efektif tidak boleh melebihi luas penampang nominal dari lubang

atau slot dalam bidang permukaan lekatan (SNI 17292015)

Sumber httpwwwtwi-globalcomtechnical-knowledgejob-knowledgedesign-part-2-091

Gambar 214 Tebal efektif las sudut Ukuran minimum las sudut menurut SNI 17292015 harus tidak kurang dari ukuran

yang diperlukan untuk menyalurkan gaya yang dihitung atau ukuran seperti yang

tertera dalam Tabel 223 Ukuran maksimum dari las sudut dari bagian-bagian yang

tersambung harus

a Sepanjang tepi material dengan ketebalan kurang dari frac14 in (6 mm) tidak

lebih besar dari ketebalan material

b Sepanjang tepi material dengan ketebalan frac14 in (6 mm) atau lebih tidak

lebih besar dari ketebalan material dikurangi 116 in (2 mm) kecuali las

yang secara khusus diperlihatkan pada gambar pelaksanaan untuk

memperoleh ketebalan throat-penuh Untuk kondisi las yang sudah jadi

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

61

jarak antara tepi logam dasar dan ujung kaki las boleh kurang dari 116 in

(2 mm) bila ukuran las secara jelas dapat diverifikasi

Tabel 224 Tebal minimum las sudut

Ketebalan Material dari Bagian Paling Tipis yang Tersambung in (mm)

Ukuran Minimum Las Sudut[a] in (mm)

Sampai dengan frac14 (6) 18 (3) Lebih besar dari frac14 (6) sampai dengan frac12 (13) 316 (5)

Lebih besar dari frac12 (13) sampai dengan frac34 (19) frac14 (6) Lebih besar dari frac34 (19) 516 (8)

[a] Dimensi kaki las sudut Las pas tunggal harus digunakan Catatan Lihat Pasal J22b untuk ukuran maksimum las sudut

(Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015)

Panjang minimum dari las sudut yang dirancang berdasarkan kekuatan tidak boleh

kurang dari empat kali ukuran las nominal atau ukuran lain dari las harus

diperhitungkan tidak melebihi frac14 dari panjangnya Jika las sudut longitudinal saja

digunakan pada sambungan ujung dari komponen struktur tarik tulangan-rata

panjang dari setiap las sudut tidak boleh kurang dari jarak tegak lurus antaranya

Gambar 215 Panjang las longitudinal

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

62

Kekuatan desain ϕRn yang dilas harus merupakan nilai terendah dari kekuatan

material dasar yang ditentukan menurut keadaan batas dari keruntuhan tarik dan

keruntuhan geser dan kekuatan logam las yang ditentukan menurut keadaan batas

dari keruntuhan berikut ini

Untuk logam dasar

ϕRn = 075 fn BM ABM

Untuk logam las

ϕRn = 075 fne AWE

Dimana

fn BM = tegangan nominal dari logam dasar ksi (MPa)

fne = tegangan nominal dari logam las ksi (MPa)

ABM = luas penampang logam dasar in2 (mm2)

AWE = luas efektif las in2 (mm2)

kelompok las linear dengan suatu ukuran kaki yang seragam dibebani

melalui titik berat

ϕRn = 075 fne AWE

dan

fne = 060 fEXX ( 1 + 05sin15 θ )

dimana

fEXX = kekuatan klasifikasi logam pengisi ksi (MPa)

θ = sudut pembebanan yang diukur dari sumbu longitudinal las derajat

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

63

Kekuatan sambungan las pada sambungan pemikul momen adalah

ϕMn = sum ϕPlas d

Dimana

ϕMn = Kekuatan nominal sambungan las terhadap momen

ϕPlas = Gaya las terkoreksi

d = Lengan kopel terhadap garis netral

Gambar 216 Momen plastis siklik pada sambungan pemikul momen

2228 Perencanaan Sambungan Baut

Semua baut kekuatan-tinggi yang disyaratkan pada gambar desain yang digunakan

dalam pra-tarik atau joint kritis-slip harus dikencangkan dengan suatu ketegangan

baut tidak kurang dari yang diberikan dalam Tabel 224 kuat tarik nominal dan

kuat geser nominal pada sambungan tipe tumpu diberikan dalam tabel 225 dan

ukuran lubang maksimum untuk baut diberikan dalam Tabel 226 Jarak antara

pusat-pusat standar ukuran-berlebih atau lubang-lubang slot tidak boleh kurang

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

64

dari 2 23 kali diameter nominal d dari pengencang suatu jarak 3d yang lebih

disukai Jarak dari pusat lubang standar ke suatu tepi dari suatu bagian yang

disambung pada setiap arah tidak boleh kurang dari nilai yang berlaku dari Tabel

227 Jarak maksimum dari pusat setiap baut ke tepi terdekat dari bagian-bagian

dalam kontak harus 12 kali ketebalan dari bagian yang disambung akibat

perhitungan tetapi tidak boleh melebihi 6 in (150 mm) (SNI 17292015) Spasi

longitudinal pengencang antara elemen-elemen yang terdiri dari suatu pelat dan

suatu profil atau dua pelat pada kontak menerus harus sebagai berkut

1 Untuk komponen struktur dicat atau komponen struktur tidak dicat yang

tidak menahan korosi spasi tersebut tidak boleh melebihi 24 kali ketebalan

dari bagian tertipis atau 12 in (305 mm)

2 Untuk komponen struktur tidak dicat dari baja yang berhubungan dengan

cuaca yang menahan korosi atmospheric spasi tidak boleh melebihi 14 kali

ketebalan dari bagian tertipis atau 7 in (180 mm)

Catatan Dimensi pada (a) dan (b) tidak berlaku untuk elemen-elemen yang terdiri

dari dua profil dalam kontak menerus

Tabel 225 Pratarik baut minimum kN

(Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015)

Ukuran Baut mm Baut A325M Baut A490MM16 91 114 M20 142 179 M22 176 221 M24 205 257 M27 267 334 M30 326 408 M36 475 595

Sama dengan 070 dikalikan kekuatan tarik minimum baut dibulatkan mendekati kN seperti disyaratkan dalam spesifikasi untuk baut ASTM A325M dan A490M dengan ulir UNC

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

65

Kekuatan tarik atau geser desain dari suatu baut snug-tightened atau baut kekuatan-

tinggi pra-tarik atau bagian berulir harus ditentukan sesuai dengan keadaan batas

dari keruntuhan tarik dan keruntuhan geser sebagai berikut

ϕRn = 075 fn AB

Dimana

AB = Luas penampang baut

fn = kuat nominal baut terhadap tarik (fnt) atau geser (fnv) (tabel 225)

Kekuatan tarik yang tersedia dari baut yang menahan kombinasi gaya tarik dan

geser harus ditentukan sesuai dengan keadaan batas dari keruntuhan geser sebagai

berikut

ϕRn = 075 fnrsquo AB

dan

fnrsquo = 13 fnt -

frv lt fnt

dimana

fnrsquo = tegangan tarik nominal yang dimodifikasi mencakup efek tegangan

geser ksi (MPa)

fnt = tegangan tarik nominal dari Tabel 225 ksi (MPa)

fnv = tegangan geser dari Tabel 225 ksi (MPa)

frv = tegangan geser yang diperlukan ksi (MPa)

Tegangan geser yang tersedia dari sarana penyambung sama dengan atau melebihi

tegangan geser yang diperlukanfrv

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

66

Catatan Catatan bahwa bila tegangan yang diperlukan f baik geser atau tarik

yang kurang dari atau sama dengan 30 persen dari tegangan yang tersedia yang

sesuai efek kombinasi tegangan tidak perlu diperiksa

Tabel 226 Kekuatan nominal pengencang dan bagian yang berulir ksi (MPa)

(Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015) Tabel 227 Dimensi Lubang Nominal mm

Diameter

Baut

Dimensi LubangStandar

(Diameter)Ukuran-lebih

(Diameter)Slot-Pendek

(Lebar x Panjang)Slot-Panjang

(Lebar x Panjang)M16 18 20 18 x 22 18 x 40M20 22 24 22 x 26 22 x 50M22 24 28 24 x 30 24 x 55M24 27[a] 30 27 x 32 27 x 60M27 30 35 30 x 37 30 x 67M30 33 38 33 x 40 33 x 75ge M36 d + 3 d + 8 (d + 3) x (d + 10) (d + 3) x 25d

[a] Izin yang diberikan memungkinkan penggunaan baut 1 in jika diinginkan (Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015)

Deskripsi Pengencang Kekuatan Tarik

Nominal Fnt ksi (MPa)[a]

Kekuatan Geser Nominal dalam Sambungan Tipe-

Tumpu Fnv ksi (MPa)[b]

Baut A307 45 (310) 27 (188) [c][d]

Baut group A (misal A325) bila ulir tidak dikecualikan dari bidang geser

90 (620) 54 (372)

Baut group A (misal A325) bila ulir tidak termasuk dari bidang geser

90 (620) 68 (457)

Baut A490 atau A490M bila ulir tidak dikecualikan dari bidang geser

113 (780) 68 (457)

Baut A490 atau A490M bila ulir tidak termasuk dari bidang geser

113 (780) 84 (579)

Bagian berulir yang memenuhi persyaratan Pasal A34 bila ulir tidak dikecualikan dari bidang geser

075 Fu 0450 Fu

Bagian berulir yang memenuhi persyaratan Pasal A34 bila ulir tidak termasuk dari bidang geser

075 Fu 0563 Fu

[a]untuk baut kekuatan tinggi yang menahan beban fatik tarik[b]Untuk ujung sambungan yang dibebani dengan panjang pola pengencang lebih besar dari 38 in (965 mm) Fnv harus direduksi sampai 833 dari nilai tabulasi Panjang pola pengencang merupakan jarak maksimum sejajar dengan garis gaya antara sumbu baut-baut yang menyambungkan dua bagian dengan satu permukaan lekatan [c]Untuk baut A307 nilai yang ditabulasikan harus direduksi sebesar 1 persen untuk setiap 116 in (2 mm) di atas diameter 5 dari panjang pada pegangangrip tersebut [d]Ulir diizinkan pada bidang geser

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

67

(a) Sambungan tidak diperkaku (b) Sambungan diperkaku (c) Sambungan diperkaku + pengaku kolom

Tabel 228 Jarak tepi minimum dari pusat lubang standar ke tepi dari bagian

yang disambung

Diameter Baut (mm) Jarak Tepi Minimum 16 22 20 26 22 28 24 30 27 34 30 38 36 46

Di atas 36 125d [a]Jika diperlukan jarak tepi terkecil diizinkan asalkan ketentuan yang sesuai Pasal J310 dan J4 dipenuhi tetapi jarak tepi yang kurang dari satu diameter baut tidak diizinkan tanpa persetujuan dari Insinyur yang memiliki izin bekerja sebagai perencana [b]Untuk ukuran-berlebih atau lubang-lubang slot lihat Tabel J35M

(Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015)

Beberapa aplikasi dari sambungan baut adalah sambungan pemikul momen dan

sambungan geser Prinsip dasar dari sambungan baut adalah baut menahan gaya

geser dan gaya tarik

1 Sambungan pemikul momen

Gambar 217 Sambungan pemikul momen menurut AISC 2003

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

68

Gambar 219 Menentukan Muc

Perencanaan sambungan baut untuk balok kolom lebih kuat dari profil yang

disambung untuk menghindari prilaku sambungan yg runtuh getas Momen

rencana untuk sambungan adalah

- Sambungan tidak diperkaku

Muc = Mp + Vu (k) k terkecil dari d atau 3b

- Sambungan diperkaku

Muc = Mp + Vu (Lst + tp)

Gambar 218 Lokasi sendi plastis

Lst =

Gambar 220 Geometri sambungan end-plate

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

69

Sambungan end-plate pada umum nya mempunya 2 buat setiap baris jika dibebani

sampai kondisi ultimate maka reaksi setiap baut adalah 2Pt kapasitas sambungan

tanpa efek prying maka momen kapasitas sambungan adalah jumlah kumulatif

statis momen gaya reaksi baut tarik 2Pt terhadap titik resultan desak di pusat berat

pelat sayap profil (Dewobroto 2016) Kuat sambungan berdasarkan baut tanpa efek

prying adalah

ϕMnp = 2 ϕPt sum

= 2 ϕPt sum (h0 + h1 + h3 hellip hi)

Dimana

Mnp = kapasitas sambungan end-plate didasarkan pada kuat tarik tanpa

efek prying

Pt = gaya reaksi tarik baut

Gambar 221 Momen kopel baut tarik terhadap sayap tekan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

70

Tabel 229 Kapasitas sambungan end-pelat menurut AISC 2003

No Kapasitas Sambungan

1

Konfigurasi 4 baut tanpa pengaku

2

Konfigurasi 4 baut dengan pengaku

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

71

Tabel 229 Kapasitas sambungan end-pelat menurut AISC 2003 (lanjutan)

No Kapasitas Sambungan

3

Konfigurasi 6 baut tanpa pengaku

4

Konfigurasi 8 baut tanpa pengaku

Sumber Extended end-plateed moment connections seismic and wind applications AISC 2003

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

72

2 Sambungan Geser

Gambar 222 Sambungan balok anak ke balok induk

Perencanaan sambungan baut untuk geser juga harus lebih kuat dari profil yang

disambung untuk menghindari prilaku sambungan yg runtuh getas Gaya geser

rencana untuk sambungan adalah gaya geser ultimate balok anak sehingga

jumlah baut yg diperlukan adalah

=

Dimana

= kuat geser nominal profil

= kuat geser minimum baut

223 Disain untuk stabilitas

Stabilitas harus disediakan untuk struktur secara keseluruhan dan untuk setiap

elemennya Efek terhadap stabilitas struktur dan elemen-elemennya harus

memperhitungkan hal-hal berikut

1 lentur geser dan deformasi komponen struktur aksial dan semua deformasi

lainnya yang memberi kontribusi terhadap perpindahan struktur

2 efek orde-kedua (kedua efek P-∆ dan P-δ)

3 ketidaksempurnaan geometri

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

73

4 reduksi kekakuan akibat inelastisitas

5 ketidakpastian dalam kekakuan dan kekuatan Semua efek yang bergantung

beban harus dihitung di level pembebanan sesuai dengan kombinasi beban

Direct Analysis Method (DAM) dibuat untuk mengatasi keterbatasan Effective

Length Method (ELM) yang merupakan strategi penyederhanaan analisis cara

manual Akurasi DAM dapat diandalkan karena memakai komputer dan

mempersyaratkan program analisis struktur yang dipakai seperti

1 Dapat memperhitungkan deformasi komponen-komponen struktur dan

sambungannya yang mempengaruhi deformasi struktur keseluruhan

Deformasi komponen yang dimaksud berupa deformasi akibat lentur aksial

dan geser Persyaratan ini cukup mudah hampir sebagian besar program

komputer analisa struktur berbasis metoda matrik kekakuan apalagi

lsquometoda elemen hinggarsquo yang merupakan algoritma dasar ana-lisa struktur

berbasis komputer sudah memasukkan pengaruh deformasi pada elemen

formulasinya (Dewobroto 2013)

2 Pengaruh Orde ke-2 (P-Δ amp P-δ) Program komputer yang dapat

menghitung gaya-gaya batang dengan analisa struktur orde ke-2 yang

mempertimbangkan pengaruh P-Δ dan P-δ adalah sangat penting dan

menentukan Umumnya program komputer komersil bisa melakukan

analisa struktur orde ke-2 meskipun kadangkala hasilnya bisa berbeda satu

dengan lain-nya Oleh karena itu diperlukan verifikasi terhadap kemam-

puan program komputer yang dipakai Ketidaksempurnaan terjadi ketika

program ternyata hanya mampu memperhi-tungkan pengaruh P-Δ saja

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

74

tetapi tidak P-δ Adapun yang dimaksud P-Δ adalah pengaruh pembebanan

akibat terjadinya perpindahan titik-titik nodal elemen sedangkan P-δ adalah

pengaruh pembebanan akibat deformasi di elemen (di antara dua titik nodal)

(Dewobroto 2013) seperti terlihat pada Gambar 28 di bawah

Gambar 223 Pengaruh Orde ke-2 (AISC 2010)

3 Perhitungan stabilitas struktur modern didasarkan anggapan bah-a

perhitungan gaya-gaya batang diperoleh dari analisa struktur elastik orde-2

yang memenuhi kondisi keseimbangan setelah pembebanan yaitu setelah

deformasi Ketidak-sempurnaan atau cacat dari elemen struktur seperti

ketidaklurusan batang akibat proses fabrikasi atau konsekuensi adanya

toleransi pelaksanaan lapangan akan menghasilkan apa yang disebut efek

destabilizing Adanya cacat bawaan (initial imperfection) yang

mengakibatkan efek destablizing dalam Direct Analysis Method (DAM)

dapat diselesaikan dengan dua cara yaitu [1] cara pemodelan langsung cacat

pada geometri model yang dianalisis atau [2] memberikan beban notional

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

75

(beban lateral ekivalen) dari sebagian prosentasi beban gravitasi (vertikal)

yang bekerja Cara pemodelan langsung dapat diberikan pada titik nodal

batang yang digeser untuk sejumlah tertentu perpindahan yang besarnya

diambil dari toleransi maksimum yang diperbolehkan dalam perencanaan

maupun pelaksanaan Pola penggeseran titik nodal pada pemodelan

langsung harus dibuat sedemikian rupa sehingga memberikan efek

destabilizing terbesar Pola yang dipilih dapat mengikuti pola lendutan hasil

pembebanan atau pola tekuk yang mungkin terjadi Beban notional

merupakan beban lateral yang diberikan pada titik nodal di semua level

berdasarkan prosentasi beban vertikal yang bekerja di level tersebut dan

diberikan pada sistem struktur penahanbeban gravitasi melalui rangka atau

kolom vertikal atau dinding sebagai simulasi pengaruh adanya cacat

bawaan (initial imperfection)Beban notional harus ditambahkan bersama-

sama beban lateral lain juga pada semua kombinasi kecuali kasus tertentu

yang memenuhi kriteria pada Section C22b(1) (SNI 1729 2015) Besarnya

beban notional adalah

Ni = 0002 α Yi

Dimana

α = 16 untuk metode tegangan izin dan 10 untuk metode ultimit

Ni = Beban notional yang digunakan pada level i

Yi = Beban grafitasi yang digunakan pada level i

Nilai 0002 mewakili nilai nominal rasio kemiringan tingkat (story out of

plumbness) sebesar 1500 yang mengacu AISC Code of Standard Practice

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

76

Jika struktur aktual ternyata punya kemiringan tingkat berbeda lebih besar

tentunya maka nilai tersebut tentunya perlu ditinjau ulang Beban notional

pada level tersebut nantinya akan didistribusikan seperti halnya beban

gravitasi tetapi pada arah lateral yang dapat menimbulkan efek

destabilizing terbesar Jadi perlu beberapa tinjauanPada bangunan gedung

jika kombinasi beban belum memasukkan efek lateral maka beban notional

diberikan dalam dua arah alternatif ortogonal masing-masing pada arah

positip dan arah negatif yang sama untuk setiap level Sedangkan untuk

kombinasi dengan beban lateral maka beban notional diberikan pada arah

sama dengan arah resultan kombinasi beban lateral pada level tersebut Jadi

penempatan notional load diatur sedemikian rupa agar jangan sampai hasil

akhir kombinasinya akan lebih ringan Bukankah notional load adalah

untuk memodelkan ketidaksempurnaan (Dewobroto 2015)

Adanya leleh setempat (partial yielding) akibat tegangan sisa pada profil

baja (hot rolled atau welded) akan menyebabkan pelemahan kekuatan saat

mendekati kondisi batasnya Kondisi tersebut pada akhirnya menghasilkan

efek destabilizing seperti yang terjadi akibat adanya geometry imperfection

Kondisi tersebut pada Direct Analysis Method (DAM) akan diatasi dengan

penyesuaian kekakuan struktur yaitu memberikan faktor reduksi kekakuan

Nilainya diperoleh dengan cara kalibrasi dengan membandingkannya

dengan analisa distribusi plastisitas maupun hasil uji test empiris (Galambos

1998) Faktor reduksi kekakuan EI=08τbEI dan EA=08EA dipilih DAM

dengan dua alasan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

77

Pertama Portal dengan elemen langsing yang kondisi batasnya ditentukan

oleh stabilitas elastis maka faktor 08 pada kekakuan dapat

menghasilkan kuat batas sistem sebesar 08 times kuat tekuk

elastisHal ini ekivalen dengan batas aman yang ditetapkan pada

perencanaan kolom langsing memakai Efective Length Method

persamaan E3-3 (SNI 1729 2015) yaitu φPn = 09 (0877 Pe) =

079 Pe

Kedua Portal dengan elemen kaku stocky dan sedang faktor

08τb dipakai memperhitungkan adanya pelemahan (softening)

akibat kombinasi aksial tekan dan momen lentur Jadi kebetulan

jika ternyata faktor reduksi kolom langsing dan kolom kaku

nilainya saling mendekati atau sama Untuk itu satu faktor reduksi

sebesar 08τb dipakai bersama untuk semua nilai kelangsingan

batang (SNI 1729 2015 C23(1)) (Dewobroto 2015)

Faktor τb mirip dengan reduksi kekakuan inelastis kolom akibat hilangnya

kekakuan batang Untuk kondisi Pr le 05Py dimana Pr= adalah gaya tekan

perlu hasil kombinasi LRFD

τb = 1

Jika gaya tekannya besar yaitu Pr gt 05Py maka

τb = 4 [ 1 - ]

Pemakaian reduksi kekakuan hanya berlaku untuk memperhitungkan

kondisi batas kekuatan dan stabilitas struktur baja dan tidak digunakan pada

perhitungan drift (pergeseran) lendutan vibrasi dan penentuan periode

getar Untuk kemudahan pada kasus τb = 1 reduksi EI dan EA dapat

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

78

diberikan dengan cara memodifikasi nilai E dalam analisis Tetapi jika

komputer program bekerja semi otomatis perlu diperhatikan bahwa reduksi

E hanya diterapkan pada 2nd order analysis Adapun nilai modulus elastis

untuk perhitungan kuat nominal penampang tidak boleh dikurangi seperti

misal saat perhitungan tekuk torsi lateral pada balok tanpa tumpuan lateral

(Dewobroto 2015) Bebanan notional dapat juga dipakai untuk antisipasi

pelemahan kekakuan lentur τb akibat kondisi inelastic adanya tegangan

residu Strategi ini cocok untuk menyederhanakan perhitungan DAM pada

batang dengan gaya tekan besar αPr gt 05Py dimana nilai τb lt 10 Jika

strategi ini akan dipakai maka τb = 10 dan diberikan beban notional

tambahan sebesar

Ni = 0001 α Yi

Dimana

α = 16 untuk metode tegangan izin dan 10 untuk metode ultimit

Ni = Beban notional yang digunakan pada level i

Yi = Beban grafitasi yang digunakan pada level i

Beban tersebut diberikan sekaligus bersama beban notional yang

merepresentasikan cacat geometri bawaan (initial imperfection) karena

sifatnya memperbesar maka beban notional akhir menjadi Ni=0003Yi

sedangkan τb = 10 untuk semua kombinasi beban (Dewobroto 2015)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

79

BAB III

METODE PENELITIAN

31 Persiapan

Tahap ini merupakan rangkaian kegiatan sebelum melakukan pengumpulan

dan pengolahan data Tahap ini meliputi kegiatan-kegiatan sebagai berikut

1 Menentukan judul Tugas Akhir

2 Pembuatan proposal Tugas Akhir

3 Studi pustaka terhadap materi sebagai garis besar

32 Bagan Alir

MULAI

PENGUMPULAN DATA

STUDI LITERATUR

TAHAP DESAIN DATA

Perhitungan beban mati

Perhitungan beban hidup

Perhitungan beban angin

Perhitungan beban gempa

PENGOLAHAN DATA

A Pradimensi dan kontrol struktur sekunder B Analisa struktur primer dengan bantuan etabs 2015

(efek P-∆ dan P-δ) dan kontrol manual C Disain sambungan balok kolom dan sambungan

balok balok

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

80

Gambar 31 Diagram Alir Penelitian

321 Mulai

322 Pengumpulan Data

Pengumpulan data data yang di gunakan dalam perencanaan struktur baja

seperti profil yang di gunakan kuat tarik baja yang tersedia dan kuat tekan beton

rencana

323 Studi Literatur

Studi literatur bermula dari pengumpulan teori-teori yang berhubungan

dengan disain baja dan system rangka baja pemikul momen khusus Selain itu

dikumpulkan juga data-data yang berhubungan dengan tugas akhir ini seperti data

pembebanan gedung yang diambil dari peraturan pembebanan untuk gedung 1983

HASIL DAN PEMBAHASAN

Dimensi struktur sekunder Dimensi struktur primer Rencana Sambungan

SELESAI

KESIMPULAN DAN SARAN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

81

dan rumus-rumus yang akan digunakan dalam perhitungan berdasarkan metode

Load and Resistance Factor Design (LRFD)

324 Tahap Desain Data

Pada tahap desain data hal pertama yang dikerjakan adalah menghitung

pembebanan pada struktur sekunder Perhitungan pembebanan berdasarkan

PPURG 1983 Beban-beban yang bekerja hanya beban mati dan beban hidup

Struktur sekunder meliputi pelar metal deck pelat baja gording dan tangga

Setelah perhitungan pembebanan selesai tahap selanjutnya adalah

melakukan pradimensi ketebalan pada pelat dan pradimensi profil pada gording dan

tangga Kemudian hasil pradimensi akan dikontrol apakah dimensi yang di

asumsikan sudah memenuhi syarat atau belum sesuai dengan besarnya gaya-gaya

dalam yang bekerja pada masing masing struktur sekunder tersebut Jika sudah

memenuhi syarat maka reaksi dari masing masing struktur sekunder tersebut akan

di jadikan beban pada struktur primer Struktur primer yang sudah di pradimensi

akan di analisa dengan menggunakan kombinasi kombinasi beban mati beban hidup

dan beban gempa dengan bantuan software etabs 2015 Selanjutkan output dari

etabs berupa momen lentur gaya lintang dan gaya normal pada masing masing

balok dan kolom akan di kontrol secara manual dengan metode LRFD yang

mengacu kepada SNI 1729 2015

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

82

325 Pengolahan Data

325a Analisa Struktur Manual Dengan Metode LRFD

Pada tahap analisa struktur manual dengan metode LRFD bagian yang akan

dianalisa adalah mengontrol momen lentur dan gaya geser yang terjadi pada balok

komposit Pada kolom di kontrol kombinasi gaya tekan dan lentur dua arah serta

gaya geser Lalu selanjutnya adalah melakukan kontrol terhadap pradimensi apakah

sudah memenuhi syarat atau belum

325b Analisa sambungan balok kolom

Analisa sambungan dilakukan untuk mendapatkan jumlah baut tebal pelat

penyambung tebal las pada Balok dan kolom analisa sambungan pemikul momen

menggunakan momen plastis penampang sebagai momen ultimit sehingga

kekuatan sambungan sama dengan atau lebih besar dari kekuatan profil sedangkan

pada sambungan sendi digunakan gaya geser ultimate sebagai gaya geser rencana

326 Hasil dan Pembahasan

Dimensi struktur sekunder dan dimensi struktur primer yang memenuhi

syarat keamanan dan kenyamanan Rekapitulasi stress ratio pada balok komposit

dan kolom yang ada di struktur primer Stress ratio sendiri adalah perbandingan

gaya terfaktor dibagi dengan gaya terkoreksi yang artinya jika stress ratio lebih

besar dari satu (1) maka struktur dinyatakan tidak memenuhi syarat keamanan

327 Kesimpulan dan Saran

328 Selesai

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

83

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

41 Disain Struktur Sekunder

411 Pelat Floor deck

Gambar 41 Tributari area elevasi +580 m

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat sendiri pelat 012 x 1 x 2400 = 288 kgm

Berat spesi 002 x 1 x 2100 = 42 kgm

Berat keramik 001 x 1 x 2400 = 24 kgm +

qdl = 354 kgm

2 Beban hidup (life load)

Berdasarkan PPPURG 1987 beban hidup untuk lantai pabrik 400 kgm2

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

84

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 354 = 4956 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 354 + 16 x 400 = 10648 kgm

sehingga digunakan qu = 10648 kgm

B Dimensi Floor Deck

Berdasarkan SNI ndash 03 ndash 2847 ndash 2002 pasal 103 didapat momen positif

maximum untuk pelat satu arah adalah

Gambar 42 Distribusi momen untuk pelat satu arah

=

=

= 30422 kg m

Dicoba smartdeck BMT 07 mm

Gambar 43 Diagram tegangan momen kopel (positif) floor deck

d = h ndash c = 120 ndash 255 = 945 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

85

a =

=

= 239867 mm

ϕMn = 08 As fy ( d- )

ϕMn = 08 x 92676 x 550 ( 945 -

)

ϕMn = 33644 kg m gt Mu = 30422 kg m ( OK )

C Dimensi Wiremesh

Berdasarkan SNI ndash 03 ndash 2847 ndash 2002 pasal 103 didapat momen negatif

maximum untuk pelat satu arah adalah

=

=

= 42592 kg m

Dicoba wiremesh M-8 ( AST = 33493 mm2 )

Gambar 44 Diagram tegangan momen kopel (negatif) floor deck

d = h - selimut ndash 05 ϕ = 120 ndash 20 ndash 05 x 8 = 96

a =

=

= 1083 mm

ϕMn = 08 As fy ( d- )

ϕMn = 08 x 33493 x 400 ( 96 -

)

ϕMn = 970955 kg m gt Mu = 42592 kg m ( OK )

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

86

412 Balok Anak Pelat Floor Deck

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat floof deck = 2 x 354 = 708 kgm

Berat WF 300 x 150 x 55 x 8 = 32 = 32 kgm +

qdl = 740 kgm

2 Beban hidup (life load)

Beban hidup pelat = 2 x 400 = 800 kgm

qll = 800 kgm

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 740 = 1036 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 740 + 16 x 800 = 2168 kgm

sehingga digunakan qu = 2168 kgm

B Momen ultimate

MMAX = qu l2

MMAX = 2168 x 82

MMAX = 17344 kg m

C Kontrol momen

- menentukan lebar efektif pelat beton

1 be lt

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

87

be lt

be lt 1

2 be lt bo

be lt 1

sehingga digunakan be = 1 meter

akibat adanya lubang pada floor deck maka digunakan bekivalen

bekivalen =

=

= 810 mm

- Menentukan nilai n

Ebeton = 4700 = 4700 radic25 = 23500

Ebaja = 200000

n = = = 851

- Menentukan lebar transformasi penampang beton

=

= 951 cm

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Pelat Beton 11412 6 68472 Floor Deck 1867 945 17643 Profil WF 3766 245 92267

sum 17045 sum 178382

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

88

ẏ = sum

sum =

= 1046 cm

Titik berat berada di pelat beton

a =

=

= 4938 mm

d1 = 05hprofil + tpelat = 125 + 120 = 245 mm

d2 = hprofil ndash ċ = 120 ndash 1713 = 10287

ϕMn = 09 As fy ( d1- )

ϕMn = 09 x [ 3766 x 240 x ( 245 -

) +118843 550 ( 10287 -

) ]

ϕMn = 1792124 + 102396

ϕMn = 189452 kg m gt Mu = 17344 kg m ( OK )

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

89

D Dimensi Penghubung Geser (Shear Conector)

Gaya horizontal akibat aksi komposit penuh

Vh = 085 a b = 085 x 4938 x 1000 x 25 = 1049325 N

Digunakan Stud connector ⅝rdquo luas satu buah stud connector adalah

Asc = d2 = 158752 =19801 mm2

Kuat geser satu buah shear connector

Qn = 05 Asc lt Rg Rp Asc fu

Qn = 05 x 19801 x radic25 23500 lt 085 x 075 x 19801 x 550

Qn = 7588676 N lt 69427

Jumlah shear connector yang di butuhkan

N = = = 151 ~ 16 buah untuk setengah bentang

Total kebutuhan shear connector adalah 32 buah untuk semua bentang Jika

dipasang dua buah shear connector pada setiap penampang melintang maka

jarak shear connector adalah

S = = 500 mm

Smin = 6d = 6 x 15875 = 9525 mm

Smax = 8t = 8 x 120 = 960 mm

Strans = 4d = 4 x 15875 = 635 mm

Sehingga digunakan shear connector 2 x (⅝rdquo x 65 cm) dengan jarak 20 cm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

90

E Kontrol Geser

Menghitung gaya geser ultimate

Vu = qu l = x 2168 x 8 = 8672 kg

Menghitung gaya geser nominal

ϕVn = 09 (06 fy) h tw

ϕVn = 09 x 06 x 240 x 264 x 55

ϕVn = 20243 kg gt Vu = 8672 kg (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

91

413 Pelat Chekered

Gambar 45 Tributari area elevasi +1070 m

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat pelat 45 mm = 00045 x 1 x 7850 = 35325 kgm

2 Beban hidup (life load)

Berdasarkan PPPURG 1987 beban hidup untuk lantai pabrik 400 kgm2

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 35325 = 49455 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 35325 + 16 x 400 = 68239 kgm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

92

sehingga digunakan qu = 68239 kgm

B Momen Maximum

Berdasarkan SNI ndash 03 ndash 2847 ndash 2002 pasal 103 didapat momen maximum

untuk pelat satu arah adalah

Gambar 46 Distribusi momen untuk pelat satu arah

=

=

= 2557 kg m

C Momen Nominal

ϕMn = 09 zx fy

= 09 x ( b d2 ) x fy

= 09 x ( 1000 x 452 ) x 240

= 10935 kg m gt Mu = 2557 kg m OK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

93

414 Siku Pengaku Pelat Lantai Chekred

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat pelat 45 mm = 00045 x 06 x 7850 = 21195 kgm

Berat L 70 x 70 x 6 = 638 = 638 kgm +

= 27575 kgm

2 Beban hidup (life load)

Beban hidup pelat = 06 x 400 = 240 kgm

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 27575 = 35805 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 27575 + 16 x 240 = 41469 kgm

sehingga digunakan qu = 41469 kgm

B Momen Maximum

=

=

= 7465 kg m

C Momen Nominal

My = sx fy

= 7330 x 240

= 17592 kg m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

94

Me =

=

= 13524 kg m

Me gt My

Mn = [ 192 ndash 117 ] Me lt 15 My

= [ 192 ndash 117

] My lt 15 My

= 1498 My lt 15 My

ϕMn = 09 x 1498 x My

= 09 x 1498 x 17592

= 23717 kg m gt Mu = 7465 kg m OK

C Geser Nominal

lt 11

lt 11

1 lt 34785 ~gt cv = 1

ϕVn = 09 06 Aw fy cv

= 09 x 06 x 70 x 7 x 240 x 1

= 63504 kg gt Vu = (05 x l x qu = 2488 kg)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

95

415 Balok Anak Pelat Chekered

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat L 70 x 70 x 6 = 638 x 12 x 13 = 99528 kg

Berat ekivalen siku = =

= 12441 kgm

Berat pelat 45 mm = 00045 x 12 x 7850 = 42390 kgm

Berat WF 200 x 150 x 6 x 9 = 30600 = 30600 kgm

Berat L 70 x 70 x 6 = 12441 = 12441 kgm +

= 85431 kgm

2 Beban hidup (life load)

Beban hidup pelat = 12 x 400 = 480 kgm

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 85431 = 11960 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 76131 + 16 x 480 = 87052 kgm

sehingga digunakan qu = 87052 kgm

B Momen Maximum

=

=

= 696414 kg m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

96

C Menentukan momen nominal

Lp = = radic

36 = 18357 cm

L lt Lp

Mp = zx fy

= [(btf(h-tf)) + 05(h-2tf)2tw)] fy

= [(150 x 9 x (200 ndash 9)) + 05(200 ndash 2 x 9)2 x 6)] x 240

= 857332 kg m

ϕMn = 09 Mp

= 09 x 857332

= 771599 kg m gt Mu = 696414 kg m OK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

97

416 Gording

Gambar 47 Rencana atap elevasi +1250 m dan +3550 m

Jarak antara Gording = 14 meter

Panjang gording = 6 meter

Sudut kemiringan atap = 10o

Berat atap (BMT 045) = 657 kgm2

Isolation rockwool = 25 kgm2

Profil gording = CNP 150 x 50 x 20 x 32 = 7 kgm

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat isolation rockwool = 14 x 25 = 35 kgm

Berat atap = 14 x 657 = 92 kgm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

98

Berat gording = 70 = 70 kgm +

qdl = 512 kgm

2 Beban hidup (life load)

Beban hidup di tengah gording = 100 kg

3 Beban angin

Gambar 48 Kecepatan angin

Kecepatan angin maximum adalah 35 KNOT yaitu 6482 kmjam ( 18 ms )

P = = = 2026 kgm2

Tekanan angin minimum di laut dan di tepi laut sampai sejauh 5 km dari pantai

diambil minimum 40 kgm2 Sehingga digunakan tekanan angin 40 kgm2

Koefisien angin tekan = 002α - 04 = 002 (10) - 04 = - 02

Koefisien angin hisap = - 04

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

99

qtekan = -02 x 40 = 8 kgm2

qhisap = -04 x 70 = 16 kgm2

B Menghitung momen momen pada gording

1 akibat beban mati

Mx = qdl cosα = 512 x cos10 x 62 = 226899 kg m

My = qdl sinα = 512 x sin10 x 22 = 445 kg m

2 akibat beban hidup

Mx = P cosα lx = 100 x cos10 x 6 = 147721 kg m

My = P sinα ly = 100 x sin10 x 2 = 8682 kg m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

100

3 akibat beban angin

Mtekan = qwl = (-8) x cos10 x 62 = -3545 kg m

Mhisap = qwl = (-16) x sin10 x 62 = -709 kg m

No Kombinasi Beban Sumbu x Sumbu y 1 14 DL 3176586 623 2 12 DL + 05La 3461393 9681 3 12 DL + 16 La 5086324 192312 4 12 DL + 13 W + 05La 4465911 -188234 5 12 DL + 16 La + 08 W 4802724 -374888 6 09 DL + 13 W 2261938 -8683

Sehingga didapat momen maximum adalah

Mx = 508632 kg m

My = 19231 kg m

C Menentukan momen nominal

Lp = = radic

181 = 92 cm

J = [ 2b + h ]

= [ 2 x 50 x 323 + 150 x 323 ]

= 2730 6667 mm

Cw = [

]

=

[

]

= 750 x 106

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

101

=

=

= 11512931

= 4 2

= 4

]2

= 3141 x 10-4

=

1 1

=

1 1 3141 10 240 70

= 25044 cm

Lp lt L lt Lr

Mp = zx fy

= [(btf(h-tf)) + 05(h-2tf)2tw)] fy

= [(50 x 32 x (150 ndash 32)) + 05(150 ndash 2 x 32)2 x 32)] x 240

= 95963 kg m

Mr = Sx fr

= 37400 x (240 ndash 70)

= 6358 kg m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

102

ϕMnx = 09 ( Mp ndash ( Mp- Mr)

)

= 09 ( 95963 ndash (95963 ndash 6358)

)

= 66984 kg m gt Mu = 508632 kg m OK

ϕMny = 09 Sy fy

= 09 x 8200 x 240

= 17712 kg m gt Mu = 19231 kg m OK

kontrol syarat momen lentur

+ lt 10

+

lt 10

0867 lt 10 OK

D Lendutan

=

+

=

+

= 15194 + 7913

= 23107 mm

=

+

=

+

= 0331 + 0516

= 0846 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

103

δ =

= 23107 0846

= 23122 mm

δizin = = = 25 mm gt δ = 23112 mm OK

417 Sagrod (Batang Tarik)

Gambar 49 Rencana sagrod

Rencana digunakan sagrod Oslash 10 mm

A Beban yang bekerja

1 Beban mati

- Gording luar

Berat atap = 2 x 14 x 657 x sin 10o = 31944 kg

Berat gording = 2 x 7 x sin 10o = 24310 kg +

sum = 56254 kg

- Gording dalam

Berat atap = 2 x 14 x 657 x sin 10o = 31944 kg

Berat gording = 2 x 7 x sin 10o = 24310 kg

Isolation rockwoll = 2 x 14 x 25 x sin 10o = 121553 kg +

sum = 177807 kg

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

104

2 Beban hidup

- Gording luar

Beban tak terduga = 200 x sin 10o = 347296 kg

- Gording dalam

Beban tak terduga = 100 x sin 10o = 173648 kg

B Gaya ultimate pada sagrod

PDL = Gording Luar + 10 Gording Dalam + Berat sagrod

= 56254 + (10 x 177807) + (0617 x 14)

= 1920704 kg

PLL = Gording Luar + 10 Gording Dalam

= 347296 + (10 x 173648)

= 2083776 kg

Kombinasi Pu kg

14 DL 288899

12DL + 16LL 563888

Digunakan 2 buah sagrod sehingga Pu sagrod adalah 5638882 = 281944 kg

C Menentukan Gaya Nominal Sagrod

Kekuatan leleh tarik pada penampang bruto

ϕPn = 09Asfy

= 09 x 785 x 240

= 16955 kg

Kekuatan tarik pada penampang netto

ϕPn = 075Asfu

= 075 x (09 x 785) x 370

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

105

= 19605 kg

Sehingga ʹϕPn yang digunakan adalah 16955 kg

Stress ratio = =

= 017 lt 1 OK

418 Ikatan Angin

Ikatan angin akan didisain menggunakan besi beton karena kelangsingan besi

beton sangat kecil maka batang hanya didisain terhadap tarik

Gambar 410 Tributri area ikatan angin

Dicoba menggunakan ikatan angin Oslash 22 mm

Data data geometri

x = 12 tanα = 12 tan 10o = 21159 m

h1 = 71 + x = 71 + 21159 = 92159 m

β

60925 60925 60925 60925

60000

60000 60000 60000 60000

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

106

h2 = 71 + 075x = 71 + 15869 = 86869 m

h3 = 71 + 025x = 71 + 05289 = 76289 m

tan β =

= 09848 β = 445617o

sin β = 07016

cos β = 07126

Koefisien angin C = 09

F1 = CPa λ

= 09 x 40 x 6 x

= 193350 kg

F2 = CPa λ

= 09 x 40 x 6 x

= 176210 kg

F3 = CPa λ

= 09 x 40 x 6 x

= 159072 kg

R = 05F1 + F2 + F3 = 96675 + 176210 + 159072 = 431957 kg

A Gaya Ultimate Pada Ikatan Angin

Gaya batang akan dihitung dengan menggunakan analisa keseimbangan titik

buhul

- Titik A

sumV = 0 sum H = 0

R + S1 = 0 H1 = 0

S1 = - R

S1 = - 431957 kg

- Titik B

sumV = 0 sum H = 0

F3 + S1 + D1sinβ = 0 H2 + D1cosβ = 0

D1 = -

H2 = - D1cosβ

R

S1

H1

H2

S1

F3

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

107

S1

D1 = -

H2 = - 388946 x 07124

D1 = 388946 kg H2 = - 277085 kg

- Titik C

sumV = 0 sum H = 0

S2 + D1sinβ = 0 H3 ndash H1 - D1cosβ = 0

S2 = - D1sinβ H3 = 0 + D1cosβ

S2 = - 388946 x 07016 H3 = 388946 x 07124

S2 = - 272885 kg H2 = 277085 kg

- Titik D

sumV = 0

F2 + S2+ D2sinβ = 0

D2 = -

D2 = -

D2 = 137792 kg

Gaya batang maximum pada ikatan angin 388946 kg

Pu = 16 WL = 16 x 388946 = 622314 kg

B Gaya Nominal Ikatan Angin

Kekuatan leleh tarik pada penampang bruto

ϕPn = 09Asfy

= 09 x 3801 x 240

= 821016 kg

Kekuatan tarik pada penampang netto

ϕPn = 075Asfu

= 075 x (09 x 3801) x 370

= 949299 kg

H3 H1

S2

F2

H2 H4

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

108

Sehingga ʹϕPn yang digunakan adalah 821016 kg

Stress ratio = =

= 076 lt 1 OK

419 Tangga

Gambar 411 Rencana tangga

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Pipa 15rdquo 36 x [ (2x4942) + (8x1) + (4x03)] = 687 kg

Pipa 1rdquo = 18 x [ (4x4942) + (8x03)] = 399 kg

Pelat 45 mm = 35325 x 03 x 1 x 16 = 1696 kg +

= 27816 kg

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

109

= =

= 56285 kgm

Digunakan profil UNP 200 x 80 x 75 x 11

= +

= 56285 + 246

= 80885 kgm

2 Beban hidup (life load)

Beban hidup tangga = 400 kgm

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 80885 = 113239 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 80885 + 16 x 400 = 737062 kgm

sehingga digunakan qu = 737062 kgm untuk 2 profil kanal beban untuk 1

profil kanal adalah = 368521 kgm

B Momen maximum

Mu = q = 368521 x 4942 = 11251 kg m

C Momen nominal

Lp = = radic

238 = 121366 cm

b = b ndash 05tw

= 80 ndash (05 x 75)

= 7625 mm

h = h - tf

= 200 - 11

= 189 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

110

J = [ 2brsquo + hrsquo ]

= [ 2 x 7625 x 113 + 189 x 753 ]

= 94237291 mm

Cw = [

]

=

[

]

=

[

]

= 120 x 108

=

=

= 2474747

= 4 2

= 4

]2

= 18143 x 10-5

=

1 1

=

1 1 18143 10 240 70

= 51792 cm

Lp lt L lt Lr

Mp = zx fy

= [(btf(h-tf)) + 05(h-2tf)2tw)] fy

= [(80 x 11 x (200 ndash 11)) + 05(200 ndash 2 x 11)2 x 75)] x 240

= 684324 kg m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

111

Mr = sx fr

= 195000 x (240 ndash 70)

= 3315 kg m

ϕMnx = 09 ( Mp ndash ( Mp- Mr)

)

= 09 ( 684324 ndash (684324 ndash 3315)

)

= 352568 kg m gt Mu = 11251 kg m OK

42 Disain Struktur Primer

421 Beban beban yang bekerja

4211 Beban gravitasi

a Beban pada floor deck

- Beban mati tambahan (dead load)

Berat spesi 002 x 1 x 2100 = 42 kgm

Berat keramik 001 x 1 x 2400 = 24 kgm +

qdl = 66 kgm

adapun berat sendiri profil dihitung dengan software etabs 2015

- Beban hidup (life load)

Berdasarkan PPPURG 1987

Beban hidup rencana untuk lantai pabrik = 400 kgm2

Koefisien reduksi untuk perencanaan balok induk = 100

Koefisien reduksi untuk peninjauan terhadap masa gempa = 090

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

112

b Beban pada lantai chekered plate

- Beban mati tambahan (dead load)

Berat per 6 meter luas L 70 x 70 x 6 = 638 x 6 x 9 = 34452 kg

Berat ekivalen siku = =

= 957 kgm

- Beban hidup (life load)

Berdasarkan PPPURG 1987

Beban hidup rencana untuk lantai pabrik = 400 kgm2

Koefisien reduksi untuk perencanaan balok induk = 100

Koefisien reduksi untuk peninjauan terhadap masa gempa = 090

4212 Beban angin

- Dinding vertical

Di pihak angin = + 09 x 40 = + 36 kgm2

Di belakang angin = - 04 x 40 = - 16 kgm2

- Atap segi-tiga dengan sudut kemiringan α 10o

Koefisien angin tekan = 002α - 04 = 002 (10) - 04 = - 02

Koefisien angin hisap = - 04

qtekan = -02 x 40 = -8 kgm2

qhisap = -04 x 70 = -16 kgm2

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

113

4213 Beban gempa

Jenis pemamfaatan bangunan = Pabrik (kategori risiko II tabel 27)

Faktor keutamaan gempa Ie = 1 (tabel 28)

Ss = 05g

S1 = 03g

Jenis tanah = Keras (kelas C)

Fa = 12 ( tabel 211 dengan input Ss = 05 )

Fs = 15 ( tabel 212 dengan input S1 = 03 )

SDS = Fa Ss = 12 05 = 040

SD1 = FV S1 = 15 03 = 030

Gambar 412 Respon spectra rencana

Berdasarkan SDS gedung berada di kategori risiko C ( tabel 213 )

Berdasarkan SD1 gedung berada di kategori risiko D ( tabel 214 )

00000

00500

01000

01500

02000

02500

03000

03500

04000

04500

0000 1000 2000 3000 4000 5000

S

T

MEDAN TANAH KERAST S

0000 01600

0075 02800

0113 03400

0150 04000

0750 04000

0750 04000

0830 03614

3070 00977

3310 00906

3550 00845

4030 00744

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

114

Sehingga bangunan akan direncanakan dengan kategori risiko D yaitu sistem

rangka baja pemikul momen khusus Adapun nilai koefisien modifikasi respons

(R) faktor kuat lebih (Ω) dan faktor pembesaran defleksi (cd) adalah

Koefisien modifikasi respons (R) = 8

Faktor kuat lebih (Ω) = 3

Faktor pembesaran defleksi (cd) = 55

1 Gaya gempa statik ekivalen

- Menentukan T

- Ta = Ct -gt Ct = 0724 x = 08 ( tabel 213 )

= 00724 x 37614

= 1318 detik

Tmax = Cu Ta -gt Cu = 14 ( tabel 214 )

= 14 1318

= 1845 detik

Tc = Tx 3438 Ty -3231

Sehingga digunakan T = 1845

- Menentukan nilai C

Cmin = 0044 SDS I gt 001

= 0044 040 1 gt 001

= 00176

Cs = =

= 005

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

115

Cs = =

= 0020

Sehingga digunakan Cs = 0020

- Menentukan berat struktur

Beban mati

Tabel 41 Beban mati struktur (rangka)

Tabel 42 Beban mati struktur (Atap partisi diafragma dll)

Sehingga beban mati total struktur adalah 46021142 kg

Adapun beban hidup total permeter luas adalah 09 x 400 = 360 kgm2

No Jenis Beban Sendiri q kgm L m W Kg

1 H 350 X 350 X 12 X 19 13700 42813 5865313

2 H 300 X 300 X 10 X 15 9400 16583 1558785

3 IWF 300 X 150 X 65 X 9 3670 192448 7062838

4 IWF 350 X 175 X 7 X 11 4960 26850 1331760

5 IWF 250 X 125 X 6 X 9 2960 16455 487059

6 IWF 200 X 200 X 8 X 12 4990 4640 231536

7 IWF 200 X 100 X 55 X 8 2130 135712 2890659

8 CNP 700 85280 596960

9 Sagrod 062 29242 18042

10 Ikatan angin 298 23758 70894

sum 20113845

No Jenis Beban Sendiri q kgm2 A m2 W Kg

1 Floor deck 28800 52636 15159168

2 Chekered plate 45 mm 4777 184206 8798611

3 Clading 446 2200 9812

4 Spandek 498 64700 322206

5 Isolation Rockwool 2500 64700 1617500

sum 25907297

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

116

Tabel 43 Beban hidup struktur

No Beban Hidup q kgm2 A m2 W Kg

1 Floor deck 36000 52636 18948960

2 Chekered plate 45 mm 36000 184206 66314244

sum 85263204

Sehingga berat struktur adalah

WT = WDL + WLL

= 25907297 + 85263204

= 131284346 kg

- Menentukan gaya geser dasar

V = Cs WT

= 0020 131284346

= 2668381 kg

2 Analisis spectrum respons ragam

- Kontrol partisipasi massa ragam

Tabel 44 Waktu getar alami dan partisipasi massa

Case ModePeriod Selisih Waktu

Getar Alami Sum UX Sum UY Sum UZ

sec

Modal 1 3438 870 06918 00161 00022

Modal 2 3139 1911 07121 06293 00025

Modal 3 2539 666 07818 06293 00028

Modal 4 237 1139 0782 06297 00032

Modal 5 21 3948 0782 07018 00037

Modal 6 1271 582 0786 07024 00065

Modal 7 1197 635 09305 07037 00066

Modal 8 1121 660 09308 07038 00084

Modal 9 1047 669 09308 07057 00086

Modal 10 0977 379 09311 07792 00088

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

117

Tabel 44 Waktu getar alami dan partisipasi massa (lanjutan)

Case ModePeriod Selisih Waktu

Getar Alami Sum UX Sum UY Sum UZ

sec

Modal 11 094 1649 09318 08848 00096

Modal 12 0785 382 09332 08849 00099

Modal 13 0755 252 0959 08885 00099

Modal 14 0736 095 09612 09008 00117

Modal 15 0729 727 09627 09114 00125

Modal 16 0676 459 09751 09119 00125

Modal 17 0645 698 09799 09121 00125

Analisa modal pada software etabs 2015 menunjukan bahwa

perbedaan waktu getar sangat sedikit sehingga untuk selanjutnya digunakan

metoda kombinasi kuadrat lengkap (CQC) Pada mode ke 7 partisipasi

massa pada UX sudah mencapai 93 dan pada mode ke 14 partisipasi

massa pada UY sudah mencapai 90 sehingga sudah memenuhi syarat

minimal (90)

- Kontrol base reaction

Tabel 45 Base Reaction

Load CaseCombo

FX FY FZ

KN KN KN

RS U1 Max 2366839 325487 10303

RS U2 Max 290655 2367369 22637

085 VStatik gt VDinamik

085 2668381 gt 2367369

226812 lt 2367369 (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

118

4214 Beban notional

Untuk struktur yang menahan beban gravitasi terutama melalui kolom dinding

atau portal vertikal nominal diijinkan menggunakan beban notional untuk mewakili

efek ketidaksempurnaan awal Beban notional harus digunakan sebagai beban

lateral pada semua levelbeban national di hitung otomatis dari program ETABS

2015 dengan nominal 0002 α Yi untuk mewakili ketidaksempurnaan awal dan

0001 α Yi untuk kekakuan lentur sehingga

Ni = 0003 α Yi

Gambar 413 Beban notional pada etabs 2015

Beban tersebut di distribusikan arah orthogonal baik untuk beban grafitasi beban

hidup maupun beban grafitasi akibat beban mati

422 Kombinasi beban

Struktur akan didisain dengan gempa termasuk gaya seismic vertikal dan

faktor redundansi Gaya seismic vertikal adalah

Ev = 02 SDS DL

= 02 040 DL

= 008 DL

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

119

Faktor redundansi untuk kategori desain seismik DE dan F adalah 13 sehingga

kombinasi pembebanan menjadi

1 14D

2 12D + 16L + 05(Lr atau R)

3 12D + 16(Lr atau R) + (L atau 05W)

4 12D + 10 W + L + 05(Lr atau R)

5 12D + 10 E + L -gt 13D + 13E + L

6 09D + 10 W

7 09D + 10 E -gt 08D + 13E

423 Kontrol Driff

Tabel 46 Simpangan antar lantai akibat gempa X

Elevasi h SUMBU X SUMBU Y ∆IZIN KETERANGAN

m mm δse (mm) δx (mm) ∆x (mm) δse (mm) δy (mm) ∆y (mm) mm

355 4100 80 440 2585 15 825 385 82 OK

314 3000 753 41415 2035 143 7865 33 60 OK

284 3000 716 3938 2695 137 7535 275 60 OK

254 3000 667 36685 363 132 726 33 60 OK

224 3000 601 33055 4345 126 693 44 60 OK

194 3000 522 2871 4565 118 649 495 60 OK

164 2650 439 24145 3905 109 5995 66 53 OK

1375 3050 368 2024 407 97 5335 1155 61 OK

107 4900 294 1617 7535 76 418 253 98 OK

58 5800 157 8635 8635 3 165 165 116 OK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

120

Gambar 414 Grafik simpangan antar lantai VS elevasi akibat gempa - X

Tabel 47 Simpangan antar lantai akibat gempa Y

Elevasi h SUMBU X SUMBU Y ∆IZIN KETERANGAN

m mm δse (mm) δx (mm) ∆x (mm) δse (mm) δy (mm) ∆y (mm) mm

355 4100 398 742 35 742 4081 1925 82 OK

314 3000 371 707 27 707 38885 1485 60 OK

284 3000 35 68 3 68 374 165 60 OK

254 3000 324 65 43 65 3575 2365 60 OK

224 3000 288 607 56 607 33385 308 60 OK

194 3000 246 551 68 551 30305 374 60 OK

164 2650 201 483 68 483 26565 374 53 OK

1375 3050 164 415 92 415 22825 506 61 OK

107 4900 127 323 182 323 17765 80 98 OK

58 5800 62 141 141 141 9765 9765 116 OK

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 20 40 60 80 100 120 140

ELEV

ASI

STORY DRIFT

GRAFIK STORY DRIFT vs ELEVASI

DRIFT X

DRIFT Y

DRIFT IZIN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

121

Gambar 415 Grafik simpangan antar lantai VS elevasi akibat gempa - Y

424 Kontrol Profil

4241 Kolom 350 x 350 x 12 x 19 ( A = 1739 cm2 )

Ix = 40300 cm4 Zx = 24931

Iy = 13600 cm4 Zy = 11749

Sx = 2300 cm3 Lp = 449 m

Sy = 776 cm3 Lr = 1718 m

rx = 152 cm Mp = 5983 KN m

ry = 884 cm Mr = 391 KN m

Panjang tidak terkekang lateral = 58 m

Elastisitas bahan = 200000 MPa

Tegangan leleh bahan = 240 MPa

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 20 40 60 80 100 120 140

ELEV

ASI

STORY DRIFT

GRAFIK STORY DRIFT vs ELEVASI

DRIFT X

DRIFT Y

DRIFT IZIN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

122

a Kapasitas kolom terhadap tekan

λ = lt 471

=

lt 471

= 65611 lt 13797

fe =

=

= 45890 MPa

lt 225

lt 225

0522 lt 225

Sehingga tegangan keritis adalah

fcr = 0658 fy

= 0658 240

= 19698 MPa

ϕPn = 09 fcr A

= 09 19698 17390

= 308307 KN

b Kapasitas kolom terhadap momen sumbu x

L = 58 m

Lp = 449 m

Lr = 1718 m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

123

didapat Lp lt L lt Lr sehingga momen ultimate adalah

Mn = Cb [Mp ndash ( Mp- Mr)

]

= 1 [5983 - (5983 ndash 391)

]

= 57694 KN m

ϕ Mn = 09 57694

= 51924 KN m

c Kapasitas kolom terhadap momen sumbu y

ϕ Mn = 09 Zy fy

= 09 11749 240

= 25377 KN m

Tabel 48 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 350 x 350 x 12 x 19

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

14DL 0 -50108 -439 -693 PuϕPn lt 02 0114

14DL 275 -49599 076 340 PuϕPn lt 02 0092

14DL 55 -49090 565 1356 PuϕPn lt 02 013

12DL + 16LL 0 -234590 -1264 -1380 PuϕPn gt 02 0846

12DL + 16LL 275 -234153 104 786 PuϕPn gt 02 0794

12DL + 16LL 55 -233716 1360 2854 PuϕPn gt 02 0871

12DL + 16LL + 05WL-X 0 -237561 -1198 2174 PuϕPn gt 02 0867

12DL + 16LL + 05WL-X 275 -237124 116 2293 PuϕPn gt 02 083

12DL + 16LL + 05WL-X 55 -236688 1312 2004 PuϕPn gt 02 0865

12DL + 16LL + 05WL-Y 0 -234440 -2572 -1245 PuϕPn gt 02 0889

12DL + 16LL + 05WL-Y 275 -234003 -342 865 PuϕPn gt 02 0803

12DL + 16LL + 05WL-Y 55 -233567 2144 2857 PuϕPn gt 02 0898

12DL + LL + WL-X 0 -168693 -156 6011 PuϕPn gt 02 0668

12DL + LL + WL-X 275 -168257 257 3604 PuϕPn gt 02 0629

12DL + LL + WL-X 55 -167820 583 512 PuϕPn gt 02 0586

12DL + LL + WL-Y 0 -162386 -4668 -795 PuϕPn gt 02 0716

12DL + LL + WL-Y 275 -161949 -1059 776 PuϕPn gt 02 0588

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

124

Tabel 48 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 350 x 350 x 12 x 19 (lanjutan)

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

12DL + LL + WL-Y 55 -161513 3203 2242 PuϕPn gt 02 0686

13DL + LL + ρRS-X Max 0 -161904 5293 4622 PuϕPn gt 02 0802

13DL + LL + ρRS-X Max 275 -161431 1821 3150 PuϕPn gt 02 0653

13DL + LL + ρRS-X Max 55 -160958 5145 3377 PuϕPn gt 02 0772

13DL + LL + ρRS-X Min 0 -171412 -7624 -5979 PuϕPn gt 02 0938

13DL + LL + ρRS-X Min 275 -170939 -1731 -1543 PuϕPn gt 02 0654

13DL + LL + ρRS-X Min 55 -170466 -2792 1061 PuϕPn gt 02 0681

13DL + LL + ρRS-Y Max 0 -157108 2483 11576 PuϕPn gt 02 0806

13DL + LL + ρRS-Y Max 275 -156635 990 6117 PuϕPn gt 02 0659

13DL + LL + ρRS-Y Max 55 -156162 2686 4441 PuϕPn gt 02 0688

13DL + LL + ρRS-Y Min 0 -177929 -3506 -10847 PuϕPn gt 02 0899

13DL + LL + ρRS-Y Min 275 -177456 -609 -3714 PuϕPn gt 02 0673

13DL + LL + ρRS-Y Min 55 -176983 -1052 -492 PuϕPn gt 02 0632

09DL + WL-X 0 -38166 033 6660 PuϕPn lt 02 0193

09DL + WL-X 275 -37839 110 3230 PuϕPn lt 02 013

09DL + WL-X 55 -37511 161 -829 PuϕPn lt 02 0085

09DL + WLY 0 -31859 -4479 -146 PuϕPn lt 02 0233

09DL + WLY 275 -31532 -1205 402 PuϕPn lt 02 0108

09DL + WLY 55 -31204 2781 901 PuϕPn lt 02 0179

08DL + ρRS-X Max 0 -23960 6089 5031 PuϕPn lt 02 0377

08DL + ρRS-X Max 275 -23669 1794 2588 PuϕPn lt 02 016

08DL + ρRS-X Max 55 -23378 4359 1901 PuϕPn lt 02 0248

08DL + ρRS-X Min 0 -33468 -6828 -5570 PuϕPn lt 02 0432

08DL + ρRS-X Min 275 -33177 -1757 -2105 PuϕPn lt 02 0165

08DL + ρRS-X Min 55 -32886 -3578 -415 PuϕPn lt 02 0204

08DL + ρRS-Y Max 0 -18520 2830 11228 PuϕPn lt 02 0359

08DL + ρRS-Y Max 275 -18229 860 5259 PuϕPn lt 02 0166

08DL + ρRS-Y Max 55 -17938 2141 3132 PuϕPn lt 02 0175

08DL + ρRS-Y Min 0 -39341 -3159 -11196 PuϕPn lt 02 0406

08DL + ρRS-Y Min 275 -39050 -739 -4572 PuϕPn lt 02 0182

08DL + ρRS-Y Min 55 -38759 -1596 -1801 PuϕPn lt 02 0162

Stress ratio maximum adalah 0938 lt 1 OK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

125

d Kapasitas kolom terhadap geser

Tabel 49 Resume gaya geser Kolom 350 x 350 x 12 x 19

V2 kN V3 kN

Vmax 18049 9887

Vmin -22158 -15602

- Kontrol terhadap geser sumbu x

ϕVn = 09 06 Aw fy

= 09 06 3744 240

= 48522 KN gt 22158 OK

- Kontrol terhadap geser sumbu y

ϕVn = 09 06 Af fy

= 09 06 12844 240

= 16645 KN gt 156 OK

4242 Kolom 300 x 300 x 10 x 15 ( A = 1198 cm2 )

Ix = 20400 cm4 Zx = 14647 cm3

Iy = 6750 cm4 Zy = 6817 cm3

Sx = 1360 cm3 Lp = 381 m

Sy = 450 cm3 Lr = 1376 m

rx = 131 cm Mp = 3515 KN m

ry = 751 cm Mr = 2312 KN m

Panjang tidak terkekang laterar = 3 m

Elastisitas bahan = 200000 MPa

Tegangan leleh bahan = 240 MPa

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

126

a Kapasitas kolom terhadap tekan

λ = lt 471

=

lt 471

= 39947 lt 13797

fe =

=

= 123797 MPa

lt 225

lt 225

01938 lt 225

Sehingga tegangan keritis adalah

fcr = 0658 fy

= 0658 240

= 221295 MPa

ϕPn = 09 fcr A

= 09 221295 11980

= 2386003 KN

b Kapasitas kolom terhadap momen sumbu x

L = 3 m

Lp = 381 m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

127

didapat Lp gt L sehingga momen ultimate adalah

Mn = Mp

= 35152 KN m

ϕ Mn = 09 35152

= 319376 KN m

c Kapasitas kolom terhadap momen sumbu y

ϕ Mn = 09 Zy fy

= 09 6817 240

= 147247 KN m

Tabel 410 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 300 x 300 x 10 x 15

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

14DL 0 -12254 -884 -306 PuϕPn lt 02 0096

14DL 275 -12082 -141 072 PuϕPn lt 02 0038

14DL 55 -11910 605 449 PuϕPn lt 02 0081

12DL + 16LL 0 -53658 -6540 -1683 PuϕPn gt 02 0667

12DL + 16LL 275 -53510 -1187 515 PuϕPn gt 02 0311

12DL + 16LL 55 -53362 4228 2705 PuϕPn gt 02 0555

12DL + 16LL + 05WL-X 0 -53789 -6536 -1139 PuϕPn gt 02 0652

12DL + 16LL + 05WL-X 275 -53641 -1183 464 PuϕPn gt 02 031

12DL + 16LL + 05WL-X 55 -53494 4231 2060 PuϕPn gt 02 0538

12DL + 16LL + 05WL-Y 0 -54867 -7138 -1717 PuϕPn gt 02 071

12DL + 16LL + 05WL-Y 275 -54719 -1176 504 PuϕPn gt 02 0315

12DL + 16LL + 05WL-Y 55 -54572 4762 2715 PuϕPn gt 02 0593

12DL + LL + WL-X 0 -37583 -4262 -046 PuϕPn lt 02 037

12DL + LL + WL-X 275 -37435 -786 246 PuϕPn lt 02 014

12DL + LL + WL-X 55 -37287 2730 534 PuϕPn lt 02 0281

12DL + LL + WL-Y 0 -40160 -5753 -1248 PuϕPn lt 02 0515

12DL + LL + WL-Y 275 -40012 -752 319 PuϕPn lt 02 0145

12DL + LL + WL-Y 55 -39864 4114 1881 PuϕPn lt 02 0423

13DL + LL + ρRS-X Max 0 -34864 -2278 258 PuϕPn lt 02 0236

13DL + LL + ρRS-X Max 275 -34704 -448 634 PuϕPn lt 02 0124

13DL + LL + ρRS-X Max 55 -34544 4920 3224 PuϕPn lt 02 0509

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

128

Tabel 410 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 300 x 300 x 10 x 15

(lanjutan)

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

13DL + LL + ρRS-X Min 0 -42010 -6668 -2496 PuϕPn lt 02 062

13DL + LL + ρRS-X Min 275 -41850 -1139 041 PuϕPn lt 02 0167

13DL + LL + ρRS-X Min 55 -41690 930 353 PuϕPn lt 02 0162

13DL + LL + ρRS-Y Max 0 -36078 -3269 1785 PuϕPn lt 02 0355

13DL + LL + ρRS-Y Max 275 -35917 -644 806 PuϕPn lt 02 0145

13DL + LL + ρRS-Y Max 55 -35757 3829 4637 PuϕPn lt 02 0482

13DL + LL + ρRS-Y Min 0 -40673 -5470 -3709 PuϕPn lt 02 0574

13DL + LL + ρRS-Y Min 275 -40513 -955 -183 PuϕPn lt 02 0156

13DL + LL + ρRS-Y Min 55 -40353 1791 -1478 PuϕPn lt 02 0253

09DL + WL-X 0 -8094 -537 895 PuϕPn lt 02 0082

09DL + WL-X 275 -7983 -084 -055 PuϕPn lt 02 0025

09DL + WL-X 55 -7872 371 -1002 PuϕPn lt 02 0074

09DL + WLY 0 -10671 -2028 -307 PuϕPn lt 02 017

09DL + WLY 275 -10560 -050 019 PuϕPn lt 02 0027

09DL + WLY 55 -10449 1755 346 PuϕPn lt 02 0153

08DL + ρRS-X Max 0 -3468 1674 1216 PuϕPn lt 02 016

08DL + ρRS-X Max 275 -3370 266 336 PuϕPn lt 02 0036

08DL + ρRS-X Max 55 -3271 2356 1674 PuϕPn lt 02 022

08DL + ρRS-X Min 0 -10614 -2716 -1539 PuϕPn lt 02 0256

08DL + ρRS-X Min 275 -10516 -426 -258 PuϕPn lt 02 006

08DL + ρRS-X Min 55 -10417 -1633 -1197 PuϕPn lt 02 0171

08DL + ρRS-Y Max 0 -4709 606 2625 PuϕPn lt 02 0135

08DL + ρRS-Y Max 275 -4610 075 529 PuϕPn lt 02 0032

08DL + ρRS-Y Max 55 -4512 1354 3250 PuϕPn lt 02 0205

08DL + ρRS-Y Min 0 -9304 -1595 -2869 PuϕPn lt 02 0219

08DL + ρRS-Y Min 275 -9206 -236 -459 PuϕPn lt 02 005

08DL + ρRS-Y Min 55 -9107 -684 -2866 PuϕPn lt 02 0157

Stress ratio maximum adalah 0710 lt 1 OK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

129

d Kapasitas kolom terhadap geser

Tabel 411 Resume gaya geser Kolom 300 x 300 x 10 x 15

V2 kN V3 kN

Vmax 18748 9962

Vmin -29322 -43951

- Kontrol terhadap geser sumbu x

ϕVn = 09 06 Aw fy

= 09 06 2700 240

= 34992 KN gt 29322 KN (OK)

- Kontrol terhadap geser sumbu y

ϕVn = 09 06 Af fy

= 09 06 8700 240

= 112752 KN gt 43951 KN (OK)

4243 Kolom 200 x 200 x 8 x 12 ( A = 6353 cm2 )

Ix = 4720 cm4 Zx = 5131 cm3

Iy = 1600 cm4 Zy = 2428 cm3

Sx = 472 cm3 Lp = 255 m

Sy = 160 cm3 Lr = 1072 m

rx = 862 cm Mp = 1231 KN m

ry = 502 cm Mr = 802 KN m

Panjang tidak terkekang laterar = 58 m

Elastisitas bahan = 200000 MPa

Tegangan leleh bahan = 240 MPa

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

130

a Kapasitas kolom terhadap tekan

λ = lt 471

=

lt 471

= 115538 lt 13797

fe =

=

= 14799 MPa

lt 225

lt 225

1621 lt 225

Sehingga tegangan keritis adalah

fcr = 0658 fy

= 0658 240

= 121737 MPa

ϕPn = 09 fcr A

= 09 121737 6353

= 696056 KN

b Kapasitas kolom terhadap momen sumbu x

L = 58 m

Lp = 255 m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

131

Lr = 1072 m

didapat Lp lt L lt Lr sehingga momen ultimate adalah

Mn = Cb [Mp ndash ( Mp- Mr)

]

= 1 [123144 - (123144 ndash 8024)

]

= 106077 KN m

ϕ Mn = 09 106077

= 9547 KN m

c Kapasitas kolom terhadap momen sumbu y

ϕ Mn = 09 Zy fy

= 09 2428 240

= 524448 KN m

Tabel 412 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 200 x 200 x 8 x 12

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

14DL 0 -2195 -043 -037 PuϕPn lt 02 0028

14DL 275 -2006 004 001 PuϕPn lt 02 0016

14DL 55 -1818 049 038 PuϕPn lt 02 0027

12DL + 16LL 0 -4566 -141 -070 PuϕPn lt 02 0068

12DL + 16LL 275 -4405 007 018 PuϕPn lt 02 0035

12DL + 16LL 55 -4243 152 107 PuϕPn lt 02 0071

12DL + 16LL + 05WL-X 0 -3107 -138 483 PuϕPn lt 02 0100

12DL + 16LL + 05WL-X 275 -2945 008 053 PuϕPn lt 02 0029

12DL + 16LL + 05WL-X 55 -2784 150 -378 PuϕPn lt 02 0089

12DL + 16LL + 05WL-Y 0 -4677 -384 -090 PuϕPn lt 02 0117

12DL + 16LL + 05WL-Y 275 -4516 -011 019 PuϕPn lt 02 0037

12DL + 16LL + 05WL-Y 55 -4354 364 127 PuϕPn lt 02 0115

12DL + LL + WL-X 0 -622 005 1055 PuϕPn lt 02 0116

12DL + LL + WL-X 275 -461 014 081 PuϕPn lt 02 0015

12DL + LL + WL-X 55 -299 021 -895 PuϕPn lt 02 01

12DL + LL + WL-Y 0 -3816 -763 -100 PuϕPn lt 02 0184

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

132

Tabel 412 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 200 x 200 x 8 x 12

(lanjutan)

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

12DL + LL + WL-Y 275 -3655 -041 014 PuϕPn lt 02 0036

12DL + LL + WL-Y 55 -3493 686 126 PuϕPn lt 02 017

13DL + LL + ρRS-X Max 0 -1973 939 590 PuϕPn lt 02 0255

13DL + LL + ρRS-X Max 275 -1798 079 054 PuϕPn lt 02 0034

13DL + LL + ρRS-X Max 55 -1623 1078 567 PuϕPn lt 02 0277

13DL + LL + ρRS-X Min 0 -5225 -1217 -612 PuϕPn lt 02 0334

13DL + LL + ρRS-X Min 275 -5050 -072 -025 PuϕPn lt 02 0053

13DL + LL + ρRS-X Min 55 -4875 -791 -486 PuϕPn lt 02 0237

13DL + LL + ρRS-Y Max 0 340 425 1491 PuϕPn lt 02 024

13DL + LL + ρRS-Y Max 275 514 043 110 PuϕPn lt 02 0024

13DL + LL + ρRS-Y Max 55 689 462 1152 PuϕPn lt 02 0214

13DL + LL + ρRS-Y Min 0 -6918 -505 -1281 PuϕPn lt 02 0281

13DL + LL + ρRS-Y Min 275 -6743 -023 -068 PuϕPn lt 02 006

13DL + LL + ρRS-Y Min 55 -6569 -343 -1273 PuϕPn lt 02 0246

09DL + WL-X 0 1511 008 1085 PuϕPn lt 02 0126

09DL + WL-X 275 1632 006 070 PuϕPn lt 02 0021

09DL + WL-X 55 1753 004 -947 PuϕPn lt 02 0113

09DL + WLY 0 -1682 -761 -069 PuϕPn lt 02 0165

09DL + WLY 275 -1561 -049 003 PuϕPn lt 02 0021

09DL + WLY 55 -1440 668 075 PuϕPn lt 02 0146

08DL + ρRS-X Max 0 412 1035 596 PuϕPn lt 02 0263

08DL + ρRS-X Max 275 519 077 041 PuϕPn lt 02 0023

08DL + ρRS-X Max 55 627 978 534 PuϕPn lt 02 0247

08DL + ρRS-X Min 0 -2840 -1120 -606 PuϕPn lt 02 0298

08DL + ρRS-X Min 275 -2733 -074 -038 PuϕPn lt 02 0038

08DL + ρRS-X Min 55 -2625 -891 -519 PuϕPn lt 02 0244

08DL + ρRS-Y Max 0 2516 453 1421 PuϕPn lt 02 0254

08DL + ρRS-Y Max 275 2624 036 093 PuϕPn lt 02 0036

08DL + ρRS-Y Max 55 2731 420 1186 PuϕPn lt 02 0224

08DL + ρRS-Y Min 0 -4742 -477 -1350 PuϕPn lt 02 0267

08DL + ρRS-Y Min 275 -4634 -030 -085 PuϕPn lt 02 0048

08DL + ρRS-Y Min 55 -4527 -385 -1239 PuϕPn lt 02 0236

Stress ratio maximum adalah 0334 lt 1 (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

133

e Kapasitas kolom terhadap geser

Tabel 413 Resume gaya geser Kolom 200 x 200 x 8 x 12

V2 kN V3 kN

Vmax 4961 3345

Vmin ‐45461 ‐40182

- Kontrol terhadap geser sumbu x

ϕVn = 09 06 Aw fy

= 09 06 1408 240

= 18247 KN gt 4961 OK

- Kontrol terhadap geser sumbu y

ϕVn = 09 06 Af fy

= 09 06 4512 240

= 584755 KN gt 40182 OK

4244 Balok Komposit 300 x 150 x 65 x 9 ( A = 4678 cm2 )

Ix = 7210 cm4 Zx = 522 cm3

Iy = 508 cm4 Zy = 1042 cm3

Sx = 481 cm3 Lp = 167 m

Sy = 677 cm3 Lr = 497 m

rx = 124 cm Mp = 1253 KN m

ry = 329 cm Mr = 817 KN m

Panjang tidak terkekang laterar = 8 m

Elastisitas bahan = 200000 MPa

Tegangan leleh bahan = 240 MPa

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

134

Tabel 414 Resume Gaya luar envelope balok komposit 300 x 150 x 65 x 9

Load CaseCombo Station P V2 V3 T M2 M3

m kN kN kN kN‐m kN‐m kN‐m

ENVELOPE Max 0175 0030 4867 0030 ‐0009 0012 35372

ENVELOPE Max 0671 0020 5715 0020 ‐0009 0000 32749

ENVELOPE Max 1166 0009 6564 0009 ‐0009 0000 30189

ENVELOPE Max 1662 0000 7412 0000 ‐0009 0000 30289

ENVELOPE Max 2158 0000 8260 0000 ‐0009 0000 29122

ENVELOPE Max 2653 0000 9109 0000 ‐0009 0004 26687

ENVELOPE Max 3149 0000 9957 0000 ‐0009 0018 22986

ENVELOPE Max 3617 0003 17149 0003 0059 0002 15061

ENVELOPE Max 4084 0003 17368 0003 0059 0000 10950

ENVELOPE Max 4552 0002 17587 0002 0059 0000 13087

ENVELOPE Max 5019 0001 17806 0001 0059 0000 15177

ENVELOPE Max 5487 0000 18025 0000 0059 0000 17921

ENVELOPE Max 5955 0000 18244 0000 0059 0000 22012

ENVELOPE Max 6422 0000 18463 0000 0059 0000 26039

ENVELOPE Max 6890 0000 18681 0000 0059 0000 30003

ENVELOPE Max 7357 0000 18900 0000 0059 0001 33905

ENVELOPE Max 7825 0000 19119 0000 0059 0003 37743

ENVELOPE Min 0175 0000 ‐28736 0000 ‐0084 0000 ‐56467

ENVELOPE Min 0671 0000 ‐26180 0000 ‐0084 0000 ‐42857

ENVELOPE Min 1166 0000 ‐23624 0000 ‐0084 ‐0007 ‐30998

ENVELOPE Min 1662 ‐0002 ‐21067 ‐0002 ‐0084 ‐0009 ‐23486

ENVELOPE Min 2158 ‐0013 ‐18511 ‐0013 ‐0084 ‐0005 ‐16393

ENVELOPE Min 2653 ‐0023 ‐15955 ‐0023 ‐0084 0000 ‐9722

ENVELOPE Min 3149 ‐0034 ‐13398 ‐0034 ‐0084 0000 ‐3471

ENVELOPE Min 3617 0000 ‐9354 0000 0007 0000 0930

ENVELOPE Min 4084 0000 ‐9219 0000 0007 0000 1369

ENVELOPE Min 4552 0000 ‐9084 0000 0007 ‐0001 ‐4717

ENVELOPE Min 5019 0000 ‐8950 0000 0007 ‐0001 ‐10866

ENVELOPE Min 5487 0000 ‐8815 0000 0007 ‐0002 ‐17834

ENVELOPE Min 5955 ‐0001 ‐8680 ‐0001 0007 ‐0002 ‐26313

ENVELOPE Min 6422 ‐0002 ‐8546 ‐0002 0007 ‐0001 ‐34895

ENVELOPE Min 6890 ‐0002 ‐8411 ‐0002 0007 0000 ‐43579

ENVELOPE Min 7357 ‐0003 ‐8276 ‐0003 0007 0000 ‐52366

ENVELOPE Min 7825 ‐0004 ‐8142 ‐0004 0007 0000 ‐61255

Didapat M+max 3774 KN m dan M-

max 6125 KN m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

135

a Kontrol momen positif

- menentukan lebar efektif pelat beton ( digunakan Lrelativ )

1 be lt

be lt

be lt 1

2 be lt bo

be lt 1

sehingga digunakan be = 1 meter

akibat adanya lubang pada floor deck maka digunakan bekivalen

bekivalen =

=

= 810 mm

- Menentukan nilai n

Ebeton = 4700 = 4700 radic25 = 23500

Ebaja = 200000

n = = = 851

- Menentukan lebar transformasi penampang beton

=

= 952 cm

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Pelat Beton 11424 6 68544 Floor Deck 1867 945 17646 Profil WF 4678 27 126306

sum 17969 sum 212496

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

136

ẏ = sum

sum =

= 11825 mm

Titik berat berada di pelat beton

a =

=

= 5968 mm

d1 = 05hprofil + tpelat = 150 + 120 = 270 mm

d2 = hprofil ndash ċ = 120 ndash 035 = 11965

ϕMn = 09 As fy ( d1- ӯ )

ϕMn = 09 x [ 4678 x 240 x (270 ndash 2984) +2646 550 (11965 ndash 2984) ]

ϕMn = 24266 + 1176

ϕMn = 25442 KN m gt Mu = 3774 KN m ( OK )

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

137

b Kontrol momen negatif

- Menentukan sumbu netral penampang

Tsr = Asr fyr

= 667 ( 503 ) 400

= 13413334 N

Tfd = As Fu

= 81485 550

= 4481675 N

T = Tsr + Tfd

= 13413334 + 448167

= 58230084 N

Cmax = As fy

= 4678 240

= 1122720 N

Cmax gt T maka titik berat berada pada profil baja

T + Ts = Cmax ndash Ts

2Ts = Cmax ndash T

Ts = 05 (1122720 ndash 58230084)

Ts = 270209 N

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

138

Jika sumbu netral jatuh di sayap maka

b tf fy = Ts

150 tw 240 = 27020958

t =

= 75 mm

- Menghitung garis kerja gaya pusat tekan

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Profil WF 4678 15000 701700 Flens -1125 29625 -333281

sum 3553 sum 36841

ӯ =

= 10369 mm

Momen terhadap garis kerja

Tsr Mn1 = Tsr (d ndash ӯ + ts ndash 24)

= 13413334 ( 300 ndash 10369 + 120 ndash 24 )

= 3920 KN m

Tfr Mn2 = Tfd ( d ndash ӯ + 25 )

= 4481675 ( 300 ndash 10369 + 25)

= 9918 KN m

Ts flens Mn3 = Ts ( d ndash ӯ ndash (752) )

= 270000 ( 300 ndash 10369 ndash 375 )

= 5199 KN m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

139

Mn = Mn1 + Mn2 + Mn3

= 3920 + 9918 + 5199

= 19037 KN m

ϕ Mn = 09 Mn

= 09 19037

= 17133 KN m gt 6125 KN m (OK)

D Dimensi Penghubung Geser (Shear Conector)

Gaya horizontal akibat aksi komposit penuh

Vh = 085 a b = 085 x 5968 x 1000 x 25 = 1268200 N

Digunakan Stud connector ⅝rdquo luas satu buah stud connector adalah

Asc = d2 = 158752 =19801 mm2

Kuat geser satu buah shear connector

Qn = 05 Asc lt Rg Rp Asc fu

Qn = 05 x 19801 x radic25 23500 lt 085 x 075 x 19801 x 550

Qn = 7588676 N lt 69427

Jumlah shear connector yang di butuhkan

N = = = 182 ~ 19 buah untuk setengah bentang

Total kebutuhan shear connector adalah 38 buah untuk semua bentang Jika

dipasang dua buah shear connector pada setiap penampang melintang maka

jarak shear connector adalah

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

140

S = = 421 mm

Smin = 6d = 6 x 15875 = 9525 mm

Smax = 8t = 8 x 120 = 960 mm

Strans = 4d = 4 x 15875 = 635 mm

Sehingga digunakan shear connector 2 x (⅝rdquo x 65 cm) dengan jarak 25 cm

E Kontrol Geser

Menghitung gaya geser ultimate

Vu = 43951 KN

Menghitung gaya geser nominal

ϕVn = 09 (06 fy) h tw

ϕVn = 09 x 06 x 240 x 282 x 65

ϕVn = 23755 KN gt Vu = 43951 (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

141

4245 Balok Komposit 350 x 175 x 7 x 11 ( A = 6314 cm2 )

Ix = 13600 cm4 Zx = 8408 cm3

Iy = 984 cm4 Zy = 1724 cm3

Sx = 775 cm3 Lp = 2 m

Sy = 112 cm3 Lr = 593 m

rx = 147 cm Mp = 2017 KN m

ry = 395 cm Mr = 1317 KN m

Panjang tidak terkekang laterar = 6 m

Elastisitas bahan = 200000 MPa

Tegangan leleh bahan = 240 MPa

Tabel 415 Resume Gaya luar envelope balok komposit 350 x 175 x 7 x 11

Load CaseCombo Station P V2 V3 T M2 M3

m kN kN kN kN-m kN-m kN-m

ENVELOPE Max 015 00015 -286870 00000 -00119 00000 -114887

ENVELOPE Max 061 00007 -285538 00000 -00119 00002 17497

ENVELOPE Max 108 00000 -284206 00001 -00119 00003 149271

ENVELOPE Max 154 00000 -282873 00009 -00119 00000 509357

ENVELOPE Max 200 00000 -281541 00017 -00119 00000 1180521

ENVELOPE Max 250 00009 99787 00000 00008 00001 1186148

ENVELOPE Max 300 00000 101228 00000 00008 00003 1190858

ENVELOPE Max 350 00000 102668 00009 00008 00001 1204523

ENVELOPE Max 400 00000 104108 00017 00008 00000 1220570

ENVELOPE Max 446 00009 1540139 00000 01032 00000 560851

ENVELOPE Max 493 00001 1542137 00000 01032 00003 155777

ENVELOPE Max 539 00000 1544136 00007 01032 00002 31225

ENVELOPE Max 585 00000 1546134 00015 01032 00000 -93930

ENVELOPE Min 015 00000 -1602940 -00015 -00945 -00003 -1807980

ENVELOPE Min 061 00000 -1600942 -00007 -00945 00000 -1124508

ENVELOPE Min 108 -00001 -1598944 00000 -00945 00000 -483534

ENVELOPE Min 154 -00009 -1596945 00000 -00945 00000 -72489

ENVELOPE Min 200 -00017 -1594947 00000 -00945 -00006 163564

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

142

Tabel 415 Resume Gaya luar envelope balok komposit 350 x 175 x 7 x 11

(lanjutan)

Load CaseCombo Station P V2 V3 T M2 M3

m kN kN kN kN-m kN-m kN-m

ENVELOPE Min 250 00000 -138749 -00009 -00032 00000 224275

ENVELOPE Min 300 00000 -136409 00000 -00032 00000 283264

ENVELOPE Min 350 -00009 -134068 00000 -00032 00000 259583

ENVELOPE Min 400 -00017 -131728 00000 -00032 -00006 208160

ENVELOPE Min 446 00000 267215 -00009 00146 00000 -14744

ENVELOPE Min 493 00000 268547 -00001 00146 00000 -341901

ENVELOPE Min 539 -00007 269880 00000 00146 00000 -951197

ENVELOPE Min 585 -00015 271212 00000 00146 -00003 -1655771

Didapat M+max 122057 KN m dan M-

max -180798 KN m

a Kontrol momen positif

- menentukan lebar efektif pelat beton

1 be lt

be lt

be lt 075

2 be lt bo

be lt 1

sehingga digunakan be = 075 meter

akibat adanya lubang pada floor deck maka digunakan bekivalen

bekivalen =

= = 614633 mm

- Menentukan nilai n

Ebeton = 4700 = 4700 radic25 = 23500

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

143

Ebaja = 200000

n = = = 851

- Menentukan lebar transformasi penampang beton

=

= 723 cm

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Pelat Beton 864 6 5184 Profil WF 6314 295 186263

sum 16546 sum 253147

ẏ = sum

sum =

= 1592 cm

Titik berat berada di profil baja titik pusat tarik baja profil

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Profil WF 6314 175 11049500 Flens -1925 3445 - 6631625 Web -1974 3249 - 6413526

sum 41916 sum 3776522

ẏ = sum

sum =

= 90097 cm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

144

momen nominal positif

a =

=

= 6311 mm

d1 = h - ӯ + tpelat = 350 - 90 + 120 = 380 mm

d2 = h - ӯ ndash (112) = 350 - 90 - 55 = 2545 mm

d3 = h - ӯ - tf - (2822) = 350 - 90 ndash 11 ndash 141 = 2349 mm

ϕMn = 09 085 a b fcrsquo ( d1- ) + 09 Asf fy (d2) + 09 Asw fy (d3)

ϕMn = 09 x [ 085 x 6311 x 750 x 25 x ( 380 -

) + 11 x 175 x 240 x 2545

+ 282 x 7 x 240 x 2349 ]

ϕMn = 4308 KN m gt Mu = 122057 KN m ( OK )

b Kontrol momen negatif

- Menentukan sumbu netral penampang

Tsr = Asr fyr

= 667 ( 503 ) 400

= 13413334

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

145

Tfd = As Fu

= 595 550

= 327250

T = Tsr + Tfd

= 13413334 + 327250

= 46138334

Cmax = As fy

= 6314 240

= 1515360

Cmax gt T maka titik berat berada pada profil baja

T + Ts = Cmax ndash Ts

2Ts = Cmax ndash T

Ts = 05 (1515360 ndash 46138334)

Ts = 52698833

Jika sumbu netral jatuh di web maka

b tf fy = Ts

h 7 240 = 52698833 ndash (175 11 240)

h =

= 3869 mm

- Menghitung garis kerja gaya pusat tekan

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Profil WF 6314 17500 11049500 Flens -1925 34450 - 6631625 Web -270 31965 - 863068

sum 4119 sum 3554806

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

146

ӯ =

= 8630 mm

Momen terhadap pusat tekan

Tsr Mn1 = Tsr (d ndash ӯ + t ndash 24)

= 13413334 ( 350 ndash 8630 + 120 ndash 24 )

= 48247 KN m

Tfr Mn2 = Tfd ( d ndash ӯ + 25 )

= 327250 ( 350 - 8630 + 25)

= 94477 KN m

Ts flens Mn3 = Tf ( d ndash ӯ ndash (112) )

= 462000 ( 350 ndash 8630 ndash 55 )

= 119288 KN m

Ts web M4 = Tw ( d ndash ӯ ndash 11 ndash (38692) )

= 37464 ( 350 ndash 8630 ndash 11 ndash 1934 )

= 15167 KN m

Mn = Mn1 + Mn2 + Mn3 + Mn4

= 48247 + 94477 + 119288 + 15167

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

147

= 277179 KN m

ϕ Mn = 09 Mn

= 09 277179

= 249461 KN m gt 180798 KN m (OK)

D Dimensi Penghubung Geser (Shear Conector)

Gaya horizontal akibat aksi komposit penuh

Vh = 085 a b = 085 x 6311 x 750 x 25 = 1005816 N

Digunakan Stud connector ⅝rdquo luas satu buah stud connector adalah

Asc = d2 = 158752 =19801 mm2

Kuat geser satu buah shear connector

Qn = 05 Asc lt Rg Rp Asc fu

Qn = 05 x 19801 x radic25 23500 lt 085 x 075 x 19801 x 550

Qn = 7588676 N lt 69427

Jumlah shear connector yang di butuhkan

N = = = 1448 ~ 15 buah untuk setengah bentang

Total kebutuhan shear connector adalah 28 buah untuk semua bentang Jika

dipasang dua buah shear connector pada setiap penampang melintang maka

jarak shear connector adalah

S = = 400 mm

Smin = 6d = 6 x 15875 = 9525 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

148

Smax = 8t = 8 x 120 = 960 mm

Strans = 4d = 4 x 15875 = 635 mm

Sehingga digunakan shear connector 2 x (⅝rdquo x 65 cm) dengan jarak 25

cm

E Kontrol Geser

Menghitung gaya geser ultimate

Vu = 160294

Menghitung gaya geser nominal

ϕVn = 09 (06 fy) h tw

ϕVn = 09 x 06 x 240 x 328 x 7

ϕVn = 29756 KN gt Vu = 160294 KN (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

149

425 Dimensi Sambungan

4251 Sambungan Balok Kolom

1 Sambungan Balok Kolom IWF 350 x 175 x 7 x 11 (ϕMP = 182 KN m)

Gambar 416 Rencana sambungan balok kolom IWF 350 x 175 x 7 x 11

Data geometri sambungan

pfo = 80 pfi = pb = 60 mm

h0 = hpr + pfo = 350 + 80 = 430 mm

h1 = hpr ndash tf ndash pfi = 350 ndash 11 ndash 60 = 279 mm

h2 = hpr ndash tf ndash pfi ndash pb = 350 ndash 11 ndash 60 ndash 60 = 219 mm

g = 95 mm

de = 50 mm

bp = 175 mm

hst = 130 mm -gt Lst = = = 22516 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

150

- Momen rencana sambungan (tebal pelat rencana 24 mm)

Muc = Mp + Vu (Lst + tp)

= 182 + 1603 x ( 22516 + 24 )10-3

= 22194 KN m

- Kontrol tebal end-plate

s =

= radic175 95

= 64468 mm

Yp = lang rang 2 lang rang lang rang

2

1 lang 34rang 2

42

Yp = 279 lang rang 219 lang

rang 430 lang rang

295

279 lang60 3 604

rang 219 64468 604

952

Yp = 113067 + 983126 + 475

Yp = 216129

t =

=

= 2297 lt t (24 mm) (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

151

- Kontrol tebal pelat pengaku

Direncanakan tebal pelat pengaku = 10 mm

tst = 10 mm (hst = 130 mm Lst = 22516 mm)

cek tekuk lokal

lt 056

lt

13 lt 1616 (OK)

- Kontrol Sambungan Baut

Digunakan baut A325 M20 (Ab = 31428 mm2 )

Tegangan nominal tarik baut bergantung pada gaya geser ultimate

fnt = 620 MPa

fnv = 372 MPa

frv =

=

= 51 MPa

fnrsquo = 13 fnt -

frv lt fnt

fnrsquo = 13 x 620 -

x 51 lt 620

fnrsquo = 693 lt 620

sehingga tegangan tarik maximum yang digunakan adalah 620 MPa

momen tahanan sambungan baut adalah

ϕMnp = 2ϕPt sum

= 2ϕPt (h0 + h1 + h2)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

152

= 2 075 31428 620 ( 430 + 279 + 219 )

= 271236 KN m gt Muc = 22194 KN m (OK)

- Kontrol las

Digunakan las dengan tebal las maximum yaitu

tlas 1 = 6 mm untuk las vertical

tlas 2 = 9 mm untuk las horizontal

Menentukan tiitk berat las

Las

(i)

1 2hst tlas 1 = 1560 = 424

2 2b2 tlas 2 = 1377 = 3635

3 2b1 tlas 2 = 1404 = 3435

4 2h1 tlas 1 = 3936 = 184

5 2b1 tlas 2 = 1404 = 245

6 2b2 tlas 2 = 1377 = 45

sum A = 9681

61965

2409072sum AY =

05tlas

tf + 15tlas 34398

hpr ‐ tf + tlas 482274

05hpr + tlas 724224

hpr + 05hst + tlas 661440

hpr + 15tlas 5005395

Luas (Ai) Jarak ke sumbu x (yi) Ai x yi

(mm2) (mm) mm

3

h1 = hpr ndash 2tf

= 350 ndash 211

= 328 mm

b1 = 05 [be - tw - 2tlas)

= 05 [175 ndash 7 ndash 26]

= 78 mm

b2 = 05 [be ndash tst - 2tlas)

= 05 [175 ndash 10 ndash 26]

= 765 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

153

ӯ = sumAy

sumA =

2409072 = 248845 mm

kekuatan las

fEXX = 490 MPa (E60)

ϕRn = 075 te 06 fEXX

= 075 x 0707 x 6 x 06 x 490

= 93536 N

Kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 7 x 06 x 370

= 11655 N

Kekuatan las menentukan kekuatan sambungan las dipengaruhi oleh geser

dan lentur sehingga tegangan geser untuk lentur

frv = = = 1655 MPa

fn =

= 490 1655

= 4897 MPa

Momen lentur nominal las

ϕfu = 075 0707 06 fEXX

= 075 x 0707 x 06 x 4897

= 155804 Nmm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

154

momen plastis terhadap garis netral adalah

Mn = 22914 KN m gt Muc = 22194 KN m (OK)

Las Luas (Ai) ϕfu Gaya Las

(i) (mm2) Mpa KN

1 1560 155804 2430542 1377 155804 2145423 1404 155804 2187494 3936 155804 6132455 1404 155804 2187496 1377 155804 214542

397664907552422

229140sum Mn

01150095006502240244

Mn

KN m425722459820706

Lengan kopel

m0175

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

155

2 Sambungan Balok Kolom IWF 300 x 150 x 65 x 9 (ϕMP = 113 KN m)

Gambar 417 Rencana sambungan balok kolom IWF 300 x 150 x 65 x 9

Data geometri sambungan

pfo = 80 pfi = 60 mm

h0 = hpr + pfo = 300 + 80 = 380 mm

h1 = hpr ndash tf ndash pfi = 300 ndash 9 ndash 60 = 231 mm

g = 70 mm

de = 75 mm

bp = 150 mm

hst = 155 mm -gt Lst = = 26846mm

- Momen rencana sambungan (tebal pelat rencana 24 mm)

Muc = Mp + Vu (Lst + tp)

= 113 + 285 x ( 26846 + 14 )10-3

= 12105 KN m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

156

- Kontrol tebal end-plate

s =

= radic150 70

= 51234 mm

Yp = lang rang lang rang

2

1lang rang 0

Yp = 231 lang

rang 380 lang

rang

270

231lang51234 51234rang 380 75 80

Yp = 131069 + 235914

Yp = 366983

t =

=

= 1302 lt t (14 mm) (OK)

- Kontrol tebal pelat pengaku

Direncanakan tebal pelat pengaku = 10 mm

tst = 10 mm (hst = 155 mm Lst = 26846 mm)

cek tekuk lokal

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

157

lt 056

lt

155 lt 1616 (OK)

- Kontrol Sambungan Baut

Digunakan baut A325 M20 (Ab = 31428 mm2 )

Tegangan nominal tarik baut bergantung pada gaya geser ultimate

fnt = 620 MPa

fnv = 372 MPa

frv =

=

= 16 MPa

fnrsquo = 13 fnt -

frv lt fnt

fnrsquo = 13 x 620 -

x 16 lt 620

fnrsquo = 770 lt 620

sehingga tegangan tarik maximum yang digunakan adalah 620 MPa

momen tahanan sambungan baut adalah

ϕMnp = 2ϕPt sum

= 2ϕPt (h0 + h1)

= 2 075 31428 620 ( 380 + 231)

= 17858 KN m gt Muc = 12105 KN m (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

158

- Kontrol las

Digunakan las dengan tebal las maximum yaitu

tlas 1 = 6 mm untuk las vertical

tlas 2 = 7 mm untuk las horizontal

Menentukan tiitk berat las

ӯ = sumAy

sumA =

1999635 = 228190 mm

Las

(i)

1 2hst tlas 1 = 1860 = 3865

2 2b2 tlas 2 = 1152 = 3135

3 2b1 tlas 2 = 11835 = 2955

4 2h1 tlas 1 = 3384 = 159

5 2b1 tlas 2 = 11835 = 225

6 2b2 tlas 2 = 1152 = 45

sum A = 8763

tf + 15tlas 2662875

05tlas 5184

sum AY = 1999635

hpr ‐ tf + tlas 34972425

05hpr + tlas 538056

hpr + 05hst + tlas 718890

hpr + 15tlas 361152

Luas (Ai) Jarak ke sumbu x (yi) Ai x yi

(mm2) (mm) mm

3

h1 = hpr ndash 2tf

= 300 ndash 29

= 282 mm

b1 = 05 [be - tw - 2tlas)

= 05 [150ndash 65 ndash 26]

= 6575 mm

b2 = 05 [be ndash tst - 2tlas)

= 05 [150 ndash 10 ndash 26]

= 64 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

159

kekuatan las

fEXX = 490 MPa

ϕRn = 075 te 06 fEXX

= 075 x 0707 x 6 x 06 x 490

= 935361 N

Kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 65 x 06 x 370

= 108225 N

Kekuatan las menentukan kekuatan sambungan las dipengaruhi oleh geser

dan lentur sehingga tegangan geser untuk lentur

frv = = = 325 MPa

fn =

= 490 325

= 4899 MPa

Momen lentur nominal las

ϕfu = 075 0707 06 fEXX

= 075 x 0707 x 06 x 4899

= 155861 Nmm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

160

momen plastis terhadap garis netral adalah

Mn = 188227 KN m gt Muc = 12105 KN m (OK)

Las Luas (Ai) ϕfu Gaya Las

(i) (mm2) Mpa KN

1 1860 155861 2899012 1152 155861 1795523 11835 155861 1844614 3384 155861 5274345 11835 155861 1844616 1152 155861 179552

sum Mn 188227

0069 364930206 379420224 40164

0158 458940085 153170067 12416

Lengan kopel Mn

m KN m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

161

4251 Sambungan Balok Balok

1 Sambungan Balok Balok IWF 300 x 150 x 65 x 9 (ϕVn = 2527 KN m)

Gambar 418 Rencana sambungan balok balok IWF 300 x 150 x 65 x 9

Dicoba 5 buah baut M16 (AB = 20114 mm2) dengan tebal pelat 8 mm

fnv = 372 MPa

Kekuatan geser baut

ϕRn = 075 fn AB

= 075 x 372 x 20114

= 5611 KN

Kekuatan tumpuan baut

ϕRn = 12 lc t fu lt 24 d t fu

ϕRn = 12 x 32 x 8 x 370 lt 24 x 16 x 8 x 37

ϕRn = 113664 lt 113664

Jumlah baut perlu

nBAUT =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

162

=

= 45 ~ 5 baut

Untuk baut diameter 16 jarak ke tepi

Jarak minimum = 22 mm (tabel 227)

Jarak maximum = 12 tmin = 12x 6 = 72 mm

Diambil 34 mm

Untuk baut diameter 16 jarak antar baut

Jarak minimum = 3d = 3 x 16 = 48 mm

Jarak maximum = 14 tmin = 14 x 6 = 84 mm

Diambil 50 mm

Kontrol Pelat

ϕVn = 09 x 06 x Ag x fy

= 09 x 06 x 268 x 8 x 240

= 2778 KN gt 2527 KN

Kontrol Las

kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 65 x 06 x 370

= 1082 Nmm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

163

kekuatan las transversal

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490

= 779467 Nmm

kekuatan las longitudinal

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490 x ( 1 + 05sin15 90 )

= 116920 Nmm

Sehingga kekuatan sambungan las adalah

P =sum ϕRn min x L

= 779467 x 268 + 1082 x 1295

= 349 KN gt 2527 KN (OK)

Gambar 419 Detail sambungan balok balok IWF 300 x 150 x 65 x 9

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

164

2 Sambungan Balok Balok IWF 250 x 125 x 6 x 9 (ϕVn = 1944 KN m)

Gambar 420 Rencana sambungan balok balok IWF 250 x 125 x 6 x 9

Dicoba 4 buah baut M16 (AB = 20114 mm2) dengan tebal pelat 8 mm

fnv = 372 MPa

Kekuatan geser baut

ϕRn = 075 fn AB

= 075 x 372 x 20114

= 5611 KN

Kekuatan tumpuan baut

ϕRn = 12 lc t fu lt 24 d t fu

ϕRn = 12 x 32 x 8 x 370 lt 24 x 16 x 8 x 370

ϕRn = 113664 lt 113664

Jumlah baut perlu

nBAUT =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

165

=

= 346 ~ 4 baut

Untuk baut diameter 16 jarak ke tepi

Jarak minimum = 22 mm (tabel 227)

Jarak maximum = 12 tmin = 12x 6 = 72 mm

Diambil 34 mm

Untuk baut diameter 16 jarak antar baut

Jarak minimum = 3d = 3 x 16 = 48 mm

Jarak maximum = 14 tmin = 14 x 6 = 84 mm

Diambil 50 mm

Kontrol Pelat

ϕVn = 09 x 06 x Ag x fy

= 09 x 06 x 218 x 8 x 240

= 22602 KN gt 1944 KN

Kontrol Las

kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 6 x 06 x 370

= 999 Nmm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

166

kekuatan las transversal

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490

= 779467 Nmm

kekuatan las longitudinal

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490 x ( 1 + 05sin15 90 )

= 116920 Nmm

Sehingga kekuatan sambungan las adalah

P =sum ϕRn min x L

= 779467 x 268 + 999 x 1295

= 33826 KN gt 1944 KN (OK)

Gambar 421 Detail sambungan balok balok IWF IWF 250 x 125 x 6 x 9

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

167

3 Sambungan Balok Balok IWF 200 x 100 x 55 x 8 (ϕVn = 1422 KN m)

Gambar 422 Rencana sambungan balok balok IWF 200 x 100 x 55 x 8

Dicoba 3 buah baut M16 (AB = 20114 mm2) dengan tebal pelat pengaku 8 mm

fnv = 372 MPa

Kekuatan geser baut

ϕRn = 075 fn AB

= 075 x 372 x 20114

= 5611 KN

Kekuatan tumpuan baut

ϕRn = 12 lc t fu lt 24 d t fu

ϕRn = 12 x 32 x 8 x 370 lt 24 x 16 x 8 x 370

ϕRn = 113664 lt 113664

Jumlah baut perlu

nBAUT =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

168

=

= 253 ~ 3 baut

Untuk baut diameter 16 jarak ke tepi

Jarak minimum = 22 mm (tabel 227)

Jarak maximum = 12 tmin = 12 x 6 = 72 mm

Diambil 34 mm

Untuk baut diameter 16 jarak antar baut

Jarak minimum = 3d = 3 x 16 = 48 mm

Jarak maximum = 14 tmin = 14 x 6 = 84 mm

Diambil 50 mm

Kontrol Pelat

ϕVn = 09 x 06 x Ag x fy

= 09 x 06 x 168 x 8 x 240

= 174 KN gt 1422 KN

Kontrol Las

kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 55 x 06 x 370

= 91575 Nmm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

169

kekuatan las

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490

= 779467 Nmm

Sehingga kekuatan sambungan las adalah

P = ϕRn min x L

= 779467 x 268

= 20889 KN gt 158 KN (OK)

Gambar 423 Detail sambungan balok balok IWF 200 x 100 x 55 x 8

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

170

4 Sambungan Balok Balok L 70 x 70 x 7 (ϕVn = 635 KN m)

Gambar 424 Rencana sambungan balok balok L 70 x 70 x 7

Kontrol las dengan tebal 5 mm

kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 6 x 06 x 370

= 999 Nmm

kekuatan las

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490

= 779467 Nmm

Sehingga kekuatan sambungan las adalah

P = ϕRn min x L

= 779467 x 110

= 8574 KN gt 635KN (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

171

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

51 Kesimpulan

Dari hasil perhitungan dan analisa yangtelah dilakukan maka dapat diambil

kesimpulansebagai berikut

1 Dari hasil analisa perhitungan struktur sekunder didapatkan

Pelat lantai elevasi + 580 menggunakan Bondex LYSAGHT

INDONESIA BMT = 07 mm dengan tebal plat beton 120 mm dan untuk

elevasi lain nya digunakan pelat chekered t = 45 mm dengan siku L 70 x

70 x 7 sebagai pengaku

Balok anak lantai pabrik

1 WF 250 x 125 x 6 x 9 untuk elevasi + 580 m

2 WF 200 x 100 x 55 x 8 untuk elevasi yang lain

Gording dengan profil CNP 150 x 50 x 20 x 32

Sagrod Oslash 10 mm

Ikatan angin Oslash 22 mm

Balok tangga UNP 200 x 80 x 75 x 11

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

172

2 Dari hasil analisa perhitungan struktur primer didapatkan

Kolom 350 x 350 x 12 x 19 untuk elevasi +000 sd +1640 pada portal 7

portal 6 dan portal 5

Kolom 300 x 300 x 10 x 15 untuk portal 12 portal 11 portal 10 portal 8

dan portal 7 portal 6 portal 5 dari elevasi +1640 sd +3550

Kolom 200 x 200 x 8 x 12 untuk kolom pendukung pada portal 8 dan 9

Balok 350 x 175 x 7 x 11 komposit untuk elevasi +580

Balok 350 x 175 x 7 x 11 untuk balok atap

Balok 300 x 150 x 65 x 9 komposit untuk balok induk semua elevasi

sesuai gambar kerja

3 Rekapitulasi gaya pada struktur

Tabel 51 Resume gaya luar dan stress ratio kolom

No Dimensi Profil Pu Mux Muy ϕPn ϕMnx ϕMny Stress

Ratio KN KN m KN m KN KN m KN m

1 350 x 350 x 12 x 19 -171412 -7624 -5979 308307 51924 25377 0938

2 300 x 300 x 10 x 15 -54867 -7138 -1717 238600 31937 14724 0710

3 200 x 200 x 8 x 12 -5225 -1217 -612 69605 9547 5244 0334

Tabel 52 Resume gaya luar dan stress ratio balok komposit

No Dimensi Profil M+

max M-max ϕM+ ϕM-

KN m Stress

Ratio (M+) Stress Ratio

(M+) KN m KN m KN m

1 350 x 175 x 7 x 11 122057 180798 43080 249461 0283 0724

2 300 x 150 x 65 x 9 3774 6125 25442 17133 0148 0357

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

173

52 Saran

Perencanaan struktur harus mempertimbangkan aspek teknis ekonomi dan

estetika Pemodelan yang sederhana dapat mempermudah pekerjaan analisa

struktur dan diharapkan hasil yang mendekati kondisi sesungguhnya Perlu

dilakukan analisa geoteknik untuk menentukan titik jepit sesungguhnya agar

mendapatkan hasil prilaku struktur yang sebenarnya

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

188

DAFTAR PUSTAKA

Anonim1 1983 Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung 1983

Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Anonim2 2002 Tatacara Perencanaan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung

SNI 03-2478-2002 Badan Standardisasi Nasional

Anonim3 2012 Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur

Bangunan Gedung Dan Non Gedung SNI-1726-2012 Badan

Standardisasi Nasional

Anonim4 2015 Spesifikasi untuk bangunan baja gedung baja struktural SNI

1729-2015 Badan Standardisasi Nasional

Asroni A 2010 Balok dan Pelat Beton Bertulang Yogyakarta Graha Ilmu

Dewobroto Wiryanto 2015 Struktur Baja Perilaku Analisis Dan

Disain ndash AISC 2010 Tangerang LUMINA Press

Fakhrur Rozi Muhammad 2014 ldquoPengaruh Panjang Daerah Pemasangan Shear

Connector Pada Balok Komposit Terhadap Kuat Lenturrdquo Jurnal Rekayasa

Teknik Sipil Vol 2 No 2 4

Oentoeng 1999 Konstruksi Baja Yogyakarta ANDI

Salmon CG dkk 1995 Struktur Baja Disain Dan Perilaku Jakarta Erlangga

Schueller Wolfgang 1989 Struktur Bangunan Bertingkat Tinggi

Bandung PT ERESCO

Schodek Daniel L 1991 Struktur Bandung PT ERESCO

Setiawan Agus 2008 Perencanaan Struktur Baja dengan Metode LRFD

Jakarta Erlangga

Smith JC Structural Steel Design LRFD Approach Canada Jhon Wlwy amp

Sons 1991

Park R 1989 Evaluation of Ductility of Structures And Structural Assemblages

From Laboratory TestingBulletin of the New Zealand National Society for

Earthquake Engineering Vol 22 No 3 Sepetember 1989New Zealand

University of Canterbury

McComarc JC Structural Steel Design New York Harper amp Row 1981

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xvi

Murray TM dan SummerEA 2003 ldquoExtended End-Plate Moment Connections

Seismic and Wind Applications 2nd Editionrdquo Steel Design Guide Series -

4 American Institute of Steel Construction Inc

Wijaya PK Panjang efektif Untuk Tekuk Torsi Lateral Pada Balok Baja

Dengan Penampang I Konferensi Nasional Teknik Sipil 7 2013

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

  • Cover
  • Abstrak
  • KATA PENGANTAR
  • DAFTAR ISI
  • BAB I
  • BAB II
  • BAB III
  • BAB IV
  • BAB V
  • Daftar Pustaka
Page 5: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …

iv

Oleh karena itu saya mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari para

pembaca demi perbaikan menjadi lebih baik

Akhir kata saya mengucapkan terima kasih dan semoga tugas akhir ini dapat

bermanfaat bagi para pembaca

Medan November 2016

Penulis

Ahmad Amanu SS

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

v

DAFTAR ISI

Halaman

ABSTRAK i

KATA PENGANTAR ii

DAFTAR ISI v

DAFTAR TABEL viii

DAFTAR GAMBAR xi

DAFTAR NOTASI xiv

BAB I PENDAHULUAN 1

11 Latar Belakang 1

12 Perumusan Masalah 2

13 Tujuan Penelitian 3

14 Mamfaat Penelitian 3

15 Pembatasan Masalah 3

16 Sistematika Penulisan 4

BAB II DASAR TEORI 6

21 Dasar Perencanaan 6

211 Jenis Pembebanan 6

2111 Beban Mati 6

2112 Beban Hidup 8

2113 Beban Angin 12

2114 Beban Gempa 13

212 Kombinasi Pembebanan 32

22 Kinerja Struktur Gedung 34

221 Kinerja Batas Layan 34

222 Kinerja Batas Kekuatan 38

2221 Perencanaan Pelat Floor Deck 38

2222 Perencanaan Pelat Chekered 41

2223 Perencanaan Batang Tekan 41

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

vi

2224 Perencanaan Batang Lentur 42

2225 Perencanaan Balok Kolom 48

2226 Perencanaan Balok Komposit 48

2227 Perencanaan Sambungan Las 59

2228 Perencanaan Sambungan Baut 63

23 Disain untuk Stabilitas 72

BAB III METODE PENELITIAN 79

31 Persiapan 79

32 Bagan Alir 79

321 Mulai 80

322 Pengumpulan Data 80

323 Studi Literatur 80

324 Tahap Disain Data 81

325 Pengolahan Data 82

326 Hasil Dan Pembahasan 82

327 Kesimpulan dan saran 82

328 Selesai 82

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 83

41 Disain Struktur Sekunder 83

411 Pelat Floor Deck 83

412 Balok Anak Pelat Floor Deck 86

413 Pelat Chekered 91

414 Siku Pengaku Pelat Chekered 93

415 Balok Anak Pelat Chekered 95

416 Gording 97

417 Sagrod 103

418 Ikatan Angin 105

419 Tangga 108

42 Disain Struktur Primer 111

421 Beban Beban Yang Bekerja 111

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

vii

4211 Beban Grafitasi 111

4212 Beban angin 112

4213 Beban Gempa 113

4214 Beban Notional 118

422 Kombinasi Beban 118

423 Kontrol Drift 119

424 Kontrol Profil 121

4241 Kolom 350 x 350 x 12 x 19 121

4242 Kolom 300 x 300 x 10 x 15 125

4243 Kolom 200 x 200 x 8 x 12 129

4244 Balok Komposit 300 x 150 x 65 x 9 133

4245 Balok Komposit 350 x 175 x 7 x 11 141

425 Dimensi Sambungan 149

4251 Sambungan Balok Kolom 149

4252 Sambungan Balok Balok 161

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 171

51 Kesimpulan 171

52 Saran 173

DAFTAR PUSTAKA 174

LAMPIRAN A

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

viii

DAFTAR TABEL

Tabel 21 Berat jenis bahan bangunan 6

Tabel 22 Beban Mati Tambahan (komponen gedung) 7

Tabel 23 Beban Hidup Pada Lantai Bangunan 9

Tabel 24 Beban Hidup Pada Atap 10

Tabel 25 Koefisien reduksi beban hidup 11

Tabel 26 Koefisien Beban Angin 13

Tabel 27 Kategori risiko bangunan gedung dan non gedung untuk beban

gempa 15

Tabel 28 Faktor keutamaan gempa 17

Tabel 29 Faktor R Cd dan Ω0 untuk sistem penahan gaya gempa 19

Tabel 210 Klasifikasi situs 24

Tabel 211 Koefisien situs Fa 26

Tabel 212 Koefisien situs Fv 27

Tabel 213 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan pada

perioda pendek 28

Tabel 214 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan

pada perioda 1 detik 28

Tabel 215 Nilai parameter perioda pendekatan Ct dan x 31

Tabel 216 Koefisien untuk batas perioda struktur 32

Tabel 217 Persyaratan untuk masing-masing tingkat yang menahan lebih dari

35 persen gaya geser dasar 34

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

ix

Tabel 218 Simpangan antar lantai ijin 37

Tabel 219 Tebal Minimum balok non-prategang atau pelat satu arah bila

lendutan tidak dihitung 38

Tabel 220 Rasio Tulangan Minimum Pada Pelat 40

Tabel 221 Nilai kekuatan lentur berdasarkan SNI 1729 2015 42

Tabel 222 Batas Lendutan Maksimum 46

Tabel 223 Nilai untuk Rg dan Rp untuk setiap kasus Kapasitas untuk angkur

steel headed stud 59

Tabel 224 Tebal minimum las sudut 61

Tabel 225 Pratarik baut minimum kN 64

Tabel 226 Kekuatan nominal pengencang dan bagian yang berulir ksi (MPa) 66

Tabel 227 Dimensi Lubang Nominal mm 66

Tabel 228 Jarak tepi minimum dari pusat lubang standar ke tepi dari bagian

yang disambung 67

Tabel 229 Kapasitas sambungan end-pelat menurut AISC 2003 70

Tabel 41 Beban mati struktur (rangka) 115

Tabel 42 Beban mati struktur (Atap partisi diafragma dll) 115

Tabel 43 Beban hidup struktur 116

Tabel 44 Waktu getar alami dan partisipasi massa 116

Tabel 45 Base Reaction 117

Tabel 46 Simpangan antar lantai akibat gempa X 119

Tabel 47 Simpangan antar lantai akibat gempa Y 120

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

x

Tabel 48 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 350 x 350 x 12 x 19 123

Tabel 49 Resume gaya geser Kolom 350 x 350 x 12 x 19 125

Tabel 410 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 300 x 300 x 10 x 15 127

Tabel 411 Resume gaya geser Kolom 300 x 300 x 10 x 15 129

Tabel 412 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 200 x 200 x 8 x 12 131

Tabel 413 Resume gaya geser Kolom 200 x 200 x 8 x 12 133

Tabel 414 Resume Gaya luar envelope balok komposit 300 x 150 x 65 x 9 134

Tabel 415 Resume Gaya luar envelope balok komposit 350 x 175 x 7 x 11 141

Tabel 51 Resume gaya luar dan stress ratio kolom 172

Tabel 52 Resume gaya luar dan stress ratio balok komposit 172

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 21 Jalur Cincin Api dan Gunung Berapi Sebagai Pusat Gempa 14

Gambar 22 Peta Gempa Pada SNI 1726 2012 14

Gambar 23 Respon Spektrum Gempa Rencana Wilayah Medan (SNI-03-

1726-2012) 17

Gambar 24 Penentuan simpangan antar lantai 36

Gambar 25 Diagram tegangan momen positif floor deck 39

Gambar 26 Diagram tegangan momen negatif floor deck 41

Gambar 27 Kuat Momen Lentur Nominal Akibat Tekuk Torsi Lateral 45

Gambar 28 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan

ẏ lt (ts - hfd) 50

Gambar 29 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan

ẏ gt (ts - hfd) 50

Gambar 210 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan

ẏ lt (ts + tf) 52

Gambar 211 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan

ẏ gt (ts + tf) 53

Gambar 212 Diagram tegangan balok komposit momen negatif dengan

ts gt ẏ gt (ts + tf) 55

Gambar 213 Diagram tegangan balok komposit momen negatif dengan

ẏ gt (ts + tf) 56

Gambar 214 Tebal efektif las sudut 60

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xii

Gambar 215 Panjang las longitudinal 61

Gambar 216 Momen plastis siklik pada sambungan pemikul momen 63

Gambar 217 Sambungan pemikul momen menurut AISC 2003 67

Gambar 218 Lokasi sendi plastis 68

Gambar 219 Menentukan Muc 68

Gambar 220 Geometri sambungan end-plate 68

Gambar 221 Momen kopel baut tarik terhadap sayap tekan 69

Gambar 222 Sambungan balok anak ke balok induk 72

Gambar 223 Pengaruh Orde ke-2 (AISC 2010) 74

Gambar 31 Diagram Alir Penelitian 79

Gambar 41 Tributari area elevasi +580 m 83

Gambar 42 Distribusi momen untuk pelat satu arah 84

Gambar 43 Diagram tegangan momen kopel (positif) floor deck 84

Gambar 44 Diagram tegangan momen kopel (negatif) floor deck 85

Gambar 45 Tributari area elevasi +1070 m 91

Gambar 46 Distribusi momen untuk pelat satu arah 92

Gambar 47 Rencana atap elevasi +1250 m dan +3550 m 97

Gambar 48 Kecepatan angin 98

Gambar 49 Rencana sagrod 103

Gambar 410 Tributari area ikatan angin 105

Gambar 411 Rencana tangga 108

Gambar 412 Respon spectra rencana 113

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xiii

Gambar 413 Beban notional pada etabs 2015 118

Gambar 414 Grafik simpangan antar lantai VS elevasi akibat gempa ndash X 120

Gambar 415 Grafik simpangan antar lantai VS elevasi akibat gempa ndash Y 121

Gambar 416 Rencana sambungan balok kolom IWF 350 x 175 x 7 x 11 149

Gambar 417 Rencana sambungan balok kolom IWF 300 x 150 x 65 x 9 155

Gambar 418 Rencana sambungan balok balok IWF 300 x 150 x 65 x 9 161

Gambar 419 Detail sambungan balok balok IWF 300 x 150 x 65 x 9 163

Gambar 420 Rencana sambungan balok balok IWF 250 x 125 x 6 x 9 164

Gambar 421 Detail sambungan balok balok IWF IWF 250 x 125 x 6 x 9 166

Gambar 422 Rencana sambungan balok balok IWF 200 x 100 x 55 x 8 167

Gambar 423 Detail sambungan balok balok IWF 200 x 100 x 55 x 8 169

Gambar 424 Rencana sambungan balok balok L 70 x 70 x 7 170

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xiv

DAFTAR NOTASI

A luas penampang beton (mm2)

A B luas penampang baut (mm2)

As luas tulangan tarik (mm2)

Asrsquo luas tulangan tekan (mm2)

Av luas tulangan geser dalam daerah sejarak s (mm2)

Aw luas badan profil

Cb faktor midifikasi tekuk torsi lateral untuk diagram momen tidak merata

Cd faktor amplifikasi defleksi

Cu koefisien batas prioda struktur

Cs koefisien respons seismik

Ct koefisien prioda struktur pendekatan

Cw konstanta warping

Eh gaya gempa horizontal

Ev gaya gempa vertikal

Es modulus elastisitas baja (MPa)

Ec modulus elastisitas beton (MPa)

I momen inersia (mm4)

Ie faktor keutamaan gempa

J konstanta torsi

K koefisien panjang efektif

Lp panjang plastis

Lr panjang batas untuk kondisi inelastis

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xv

Lb panjang profil tak terkekang

Mu momen maksimum pada komponen struktur (Nmm)

Mn momen tahanan nominal profilpenampang

Mux momen lentur terfaktor terhadap sumbu-x

Muy momen lentur terfaktor terhadap sumbu-y

Muc momen rencana sambungan

Mnx kuat nominal lentur penampang terhadap sumbu-x

Mny kuat nominal lentur penampang terhadap sumbu-y

N jumlah tingkat

Ni gaya notional yang bekerja pada level i

Pr gaya tekan hasil kombinasi LRFD

Pe gaya menurut euler

Pn gaya terkoreksi menurut SNI 1729 2015

Ptr Kuat tarik baut

R faktor modifikasi respons

SDS parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang perioda

pendek

S1 parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang sebesar

10 detik

Ta waktu getar struktur pendekatan

Tc waktu getar struktur analisa modal

nV kuat geser nominal (N)

Vu gaya geser hasil kombinasi LRFD

V1 gaya geser dasar nominal sebagai respons dinamik ragam yang

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xvi

pertama saja

Vt gaya geser dasar nominal yang didapat dari hasil analisis ragam

spektrum respons yang telah dilakukan

W berat seismik efektif

Y konstanta tebal end-plate

a tinggi blok tegangan (mm)

b lebar balok (mm)

c jarak serat tekan terluar ke garis netral (mm)

cv koefisien geser

d jarak dari serat tekan terluar ke titik berat tulangan tarik tinggi efektif (mm)

drsquo jarak dari serat tekan terluar ke titik berat tulangan tekan (mm)

g percepatan grafitasi

hfd tinggi floor deck

frsquoc kuat tekan beton (MPa)

ffd tegangan floor deck

fy tegangan leleh baja (MPa)

fnt tegangan tarik baut (MPa)

fnv tegangan geser baut (MPa)

h tinggi balok (mm)

kv koefisien tekuk geser pelat badan

qDL beban akibat berat sendiri (kNm)

qLL beban akibat beban hidup (kNm)

qWL beban akibat tekanan angin (kNm)

r jari jari inersia (mm4)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xvii

Δ defleksi pada elemen global

1 konstanta yang merupakan fungsi dari kelas kuat beton

δ defleksi pada elemen lokal

λ kelangsingan =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

1

BAB I

PENDAHULUAN

11 Latar Belakang

Perkembangan industri pengolahan kelapa sawit yang pesat di

Indonesia khususnya sumatera utara ahkir ahkir ini memicu pertumbuhan dan

pembangunan pabrik refinery (pemurnian) dan Fraksinasi (pemisahan) kelapa

sawit dimana pabrik refinery dan fraksinasi tersebut mendorong para

perencana bangunan untuk membuat bangunan pabrik tingkat tinggi yang

tahan gempa Dimana berdasarkan geografis Indonesia terletak di antara dua

lempeng dunia yang aktif yaitu Eurasia dan Australia Hal ini

mengkibatkan Indonesia merupakan daerah rawan gempa Akhir ndash akhir ini

gempa yang mengguncang pulau sumatera terjadi dalam skala besar tahun

2004 gempa Aceh (26 desember Skala 92) yang disertai Tsunami dan gempa

padang (30 September 2009 Skala 76) yang masih sering terjadi hingga saat

ini sehingga mengakibatkan kerusakan pada bangunan tingkat tinggi yang

cukup parah

Kondisi itu menyadarkan kita bahwa Indonesia merupakan daerah

rawan terjadinya gempa Untuk mengurangi resiko bencana yang terjadi

diperlukan konstruksi bangunan tahan gempa Hal ini pula yang menuntut

seorang perencana agar membuat perencanaan struktur bangunan tingkat tinggi

agar dapat menahan gaya yang diakibatkan oleh gempa bumi tersebut

Struktur yang kuat biasanya memiliki dimensi yang besar tetapi tidak

ekonomis jika diterapkan pada bangunan bertingkat tinggi Perhitungan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

2

dimensi biasanya didasarkan pada kolom atau balok struktur yang menanggung

beban paling besar Untuk mendapatkan dimensi penampang yang optimal

maka besar gaya-gaya yang bekerja pada struktur perlu diketahui analisa balok

maupun kolom

Dengan adanya pengaruh beban-beban yang bekerja maka kapasitas

momen akan dideformasikan merata ke seluruh elemen Apabila struktur lentur

maka pembebanan pada balok perlu diperhitungkan deformasi momennya

Tugas akhir ini merupakan studi untuk merencanakan bangunan tingkat

tinggi dengan struktur baja Dimana bangunan tingkat tinggi tersebut harus

mampu bertahan terhadap gaya gempa dan gaya grafitasi yang terjadi

12 Perumusan Masalah

Dari latar belakang dapat dirumuskan suatu permasalahan sebagai berikut

1 Bagaimana merencanakan dimensi gording terhadap momen akibat gaya

grafitasi dan angin

2 Bagaimana merencanakan tebal floor deck terhadap momen akibat gaya

grafitasi

3 Bagaimana merencanakan dimensi balok anak terhadap momen akibat

gaya grafitasi

4 Bagaimana merencanakan tangga terhadap momen akibat gaya grafitasi

5 Bagaimana merencanakan lantai dengan checkered mild steel

6 Bagaimana merencanakan dimensi kolom dan dimensi balok pada sistem

rangka pemikul momen akibat gaya gravitasi dan gaya gempa

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

3

7 Bagaimana pemodelan dan menganalisa struktur dengan menggunakan

program bantu ETABS 2015

13 Tujuan Penelitian

Adapun maksud dan tujuan penulisan tugas akhir ini adalah

1 Merencanakan dimensi gording terhadap momen akibat gaya grafitasi dan

angin

2 Merencanakan tebal floor deck terhadap momen akibat gaya grafitasi

3 Merencanakan dimensi balok anak terhadap momen akibat gaya grafitasi

4 Merencanakan tangga terhadap momen akibat gaya grafitasi

5 Merencanakan lantai dengan checkered mild steel

6 Merencanakan dimensi kolom dan dimensi balok pada sistem rangka

pemikul momen akibat gaya gravitasi dan gaya gempa

7 Memodelan dan menganalisa struktur dengan menggunakan program bantu

ETABS 2015

14 Mamfaat Penelitian

Tugas akhir ini diharapkan dapat menambah ilmu dan pengetahuan tentang

perencanaan struktur baja pada bangunan yang berfungsi sebagai pabrik dengan

SNI-03-1729-2015 dan SNI-03-1726-2012

15 Pembatasan masalah

Dalam penelitian ini permasalahan dibatasi ruang lingkupnya agar tidak

terlalu luas Pembatasan masalah meliputi

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

4

a Gaya yang bekerja pada struktur utama adalah gaya gravitasi dan gempa

b Tekanan angin pada atap dihitung antara kecepatan angin maximum atau

tekanan minimum

c Jumlah Lantai 8 tingkat

d Fungsi bangunan adalah sebagai pabrik

e Mesin mempunyai struktur dan pondasi sendiri

f Gedung terletak di medan dan digunakan respons spectrum kota medan

pada SNI-03-1726-2012 pada jenis tanah keras

g Tidak meninjau struktur bawah

h Mengunakan pedoman perencanaan pembebanan untuk rumah dan gedung

(SKBI-1353-1987) sebagai acuan beban gravitasi dan beban angin

16 Sistematika Penulisan

BAB I Pendahuluan

Bab ini mencakup latar belakang penelitian tujuan penelitian

pembatasan masalah mekanisme percobaan metodologi penelitian

manfaat penelitian dan sistematika penulisan

BAB II Dasar teori

Pada bab ini berisikan tentang dasar-dasar teori yang berkaitan tentang

penelitian

BAB III Metode perencanaan

Pada bab ini berisikan tentang data spesifikasi dan perencanaan mutu

baja yang digunakan mutu beton yang di gunakan spefisikasi teknis

yang di gunakan dan metode perencanaan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

5

BAB IV Hasil dan Pembahasan

Pada bab ini membahas tentang hasil dari perencanaan struktur

sekunde perencanaan sistem rangka utama shear conector sambungan

dan gambar teknik

BAB V Kesimpulan dan Saran

Pada bab ini berisikan kesimpulan dari hasil penelitian yang diperoleh

dan saran-saran mengenai penelitian yang dilakukan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

6

BAB II

DASAR TEORI

21 Dasar Perencanaan

211 Jenis Pembebanan

Perencanakan struktur pada suatu bangunan bertingkat berdasarkan pada

gaya gaya yang akan bekerja pada bangunan tersebut struktur yang didisain harus

mampu mendukung berat bangunan beban hidup akibat fungsi bangunan tekanan

angin maupun beban khusus berupa gempa dll Beban-beban yang bekerja pada

struktur dihitung menurut Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983

2111 Beban Mati (qDL)

Beban mati adalah berat dari semua bagian dari suatu gedung yang bersifat tetap

termasuk segala unsur tambahan penyelesaianndashpenyelesaian mesin mesin serta

peralatan tetap yang merupakan bagian tak terpisahkan dari gedung ituUntuk

merencanakan gedung ini beban mati yang terdiri dari berat sendiri bahan

bangunan dan komponen gedung adalah

Tabel 21 Berat jenis bahan bangunan

No Material Berat Keterangan 1 Baja 7850 kgm3

2 Batu alam 2600 kgm3

3 Batu belah batu bulatbatu gunung 1500 kgm3 berat tumpuk 4 Batu karang 700 kgm3 berat tumpuk

5 Batu pecah 1450 kgm3

6 Besi tuang 7250 kgm3

7 Beton 2200 kgm3

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

7

Tabel 21 Berat jenis bahan bangunan (lanjutan)

No Material Berat Keterangan 8 Beton bertulang 2400 kgm3

9 Kayu 1000 kgm3 kelas I

10 Kerikil koral 1650 kgm3 kering udara sampai

11 Pasangan bata merah 1700 kgm3

12 Pasangan batu belah batu bulat 2200 kgm3

13 Pasangan batu cetak 2200 kgm3

14 Pasangan batu karang 1450 kgm3

15 Pasir 1600 kgm3 kering udara sampai

16 Pasir 1800 kgm3 jenuh air

17 Pasir kerikil koral 1850 kgm3 kering udara sampai

18 Tanah lempung dan lanau 1700 kgm3 kering udara sampai

19 Tanah lempung dan lanau 2000 kgm3 basah

20 Timah hitam timbel) 11400 kgm3

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

Tabel 22 Beban Mati Tambahan (komponen gedung)

No Material Berat Keterangan

1 Adukan per cm tebal

21

kgm2

- dari semen

- dari kapur semen merahtras 17 kgm2

2 Aspal per cm tebal 14 kgm2

3 Dinding pasangan bata merah

450

kgm2

- satu batu

- setengah batu 250 kgm2

4

Dinding pasangan batako - berlubang tebal dinding 20 cm (HB 20) tebal dinding 10 cm (HB 10)

200120

kgm2

kgm2

- tanpa lubang tebal dinding 15 cm tebal dinding 10 cm

300

200

kgm2

kgm2

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

8

Tabel 22 Beban mati tambahan (komponen gedung) (lanjutan)

No Material Berat Keterangan

5

Langit-langit amp dinding terdiri

- semen asbes (eternit) tebal

maks 4 mm

- kaca tebal 3-5 mm

11

10

kgm2

kgm2

termasuk rusuk-rusuk

tanpa pengantung atau

pengaku

6 Lantai kayu sederhana dengan 40 kgm2 tanpa langit-langit bentang

7 Penggantung langit-langit (kayu) 7 kgm2 bentang maks 5 m jarak

8 Penutup atap genteng 50 kgm2 dengan reng dan usuk kaso

9 Penutup atap sirap 40 kgm2 dengan reng dan usuk kaso

10 Penutup atap seng gelombang 10 kgm2 tanpa usuk

11 Penutup lantai ubin cm tebal 24 kgm2 ubin semen portland teraso

12 Semen asbes gelombang (5 mm) 11 kgm2

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

2112 Beban Hidup (qLL)

Beban hidup adalah semua beban yang terjadi akibat penghuni atau pengguna suatu

gedung termasuk beban ndash beban pada lantai yang berasal dari barang ndash barang yang

dapat berpindah mesin ndash mesin serta peralatan yang merupakan bagian yang tidak

terpisahkan dari gedung dan dapat diganti selama masa hidup dari gedung itu

sehingga mengakibatkan perubahan pembebanan lantai dan atap tersebut

Khususnya pada atap beban hidup dapat termasuk beban yang berasal dari air hujan

(PPIUG 1983)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

9

Beban hidup merupakan baban-beban gravitasi yang bekerja pada saat struktur

telah berfungsi namun bervariasi dalam besar dan lokasinya Contohnya adalah

beban orang furnitur perkakas yang dapat bergerak kendaraan dan barang-barang

yang dapat disimpan Secara praktis beban hidup bersifat tidak permanen

sedangkan yang lainnya sering berpindah-pindah tempatnya Karena tidak

diketahui besar lokasi dan kepadatannya besar dan posisi sebenarnya dari beban-

beban semacam itu sulit sekali ditentukan (Salmon dan Johnson 1992)

Beban hidup untuk bangunan terdiri dari beban hidup lantai dan beban hidup atap

yang bervariasi bergantung pada fungsi bangunan tersebut

Tabel 23 Beban Hidup Pada Lantai Bangunan

No Fungsi Beban Hidup

a Lantai dan tangga rumah tinggal kecuali disebut no b 200 kgm2

b Lantai amp tangga rumah tinggal sederhana dan gudang gudang tidak penting yang bukan untuk toko pabrik atau bengkel

125 kgm2

c Lantai sekolah ruang kuliah Kantor Toko toserba Restoran Hotel asrama Rumah Sakit

250 kgm2

d Lantai ruang olahraga 400 kgm2

e Lantai ruang dansa 500 kgm2

f Lantai dan balkon dalam dari ruang pertemuan yang lain dari pada yang disebut dalam a sd e seperti masjid gereja ruang pagelaranrapat bioskop dengan tempat duduk tetap

400 kgm2

g Lantai panggung dengan tempat duduk tidak tetap atau untuk penonton yang berdiri

500 kgm2

h Lantai Tangga bordes tangga dan gang dari yang disebut dalam c

300 kgm2

i Lantai Tangga bordes tangga dan gang dari yang disebut dalam d e f dan g

500 kgm2

j Lantai ruang pelengkap dari yang disebut dalam c d e f dan g

250 kgm2

k

Lantai Pabrik bengkel gudang Perpustakaan ruang arsiptoko buku toko besi ruang alat alat dan ruang mesin harus direncanakan terhadap beban hidup ditentukan tersendiri dengan minimum

400 kgm2

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

10

Tabel 23 Beban Hidup Pada Lantai Bangunan (lanjutan)

No Fungsi Beban Hidup

l Lantai gedung parkir bertingkat - Lantai bawah - Lantai tingkat lainnya

800 kgm2

400 kgm2

m Lantai balkon-balkon yang menjorok bebas keluar harus direncanakan terhadap beban hidupdari lantai ruang berbatasan dengan minimum

300 kgm2

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

Tabel 24 Beban Hidup Pada Atap

No Fungsi Beban Hidup

a Atap bagiannya dapat dicapai orang termasuk kanopi dan atap dak

100 kgm2

b Atap bagiannya tidak dapat dicapai orang (diambil min) - beban hujan - beban terpusat

20 kgm2 100 kg

c Balokgording tepi kantilever 200 kgm2

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

Berhubung peluang untuk terjadi beban hidup penuh yang membebani semua

bagian dan semua unsur struktur pemikul secara serempak selama unsur gedung

tersebut adalah sangat kecil maka pada perencanaan balok induk dan portal dari

system pemikul beban dari suatu struktur gedung beban hidupnya dikalikan

dengan suatu koefisien reduksi yang nilainya tergantung pada penggunaan

gedung yang ditinjau dan yang dicantumkan pada tabel 25

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

11

Tabel 25 Koefisien reduksi beban hidup

Penggunaan gedung

Koefisien Reduksi Beban HidupPerencanaan balok

induk dan portal Peninjauan

gempa

PERUMAHANPENGHUNIAN

Rumah tinggal asrama hotel rumah sakit

075 030

PENDIDIKAN Sekolah Ruang kuliah

090

050

PERTEMUAN UMUM Mesjid gereja bioskop restoran ruang dansa ruang pagelaran

090 050

KANTOR Kantor Bank 060 030

PERDAGANGAN

Toko toserba pasar 080 080

PENYIMPANAN

Gudang perpustakaan ruang arsip 080 080

INDUSTRI Pabrik bengkel 100 090

TEMPAT KENDARAAN

Garasi gedung parkir 090 050

GANG amp TANGGA - Perumahanpenghunian - Pendidikan kantor - Pertemuan umum perdagangan - Penyimpanan industri tempat

kendaraan

075 075 090

030 050 050

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

12

2113 Beban Angin (qWL)

Besarnya beban angin yang bekerja pada struktur bangunan tergantung dari

kecepatan angin rapat massa udara letak geografis bentuk dan ketinggian

bangunan serta kekakuan struktur Bangunan yang berada pada lintasan angin

akan menyebabkan angin berbelok atau dapat berhenti Sebagai akibatnya energi

kinetik dari angin akan berubah menjadi energi potensial yang berupa tekanan atau

hisapan pada bangunan Beban Angin adalah semua beban yang bekerja pada

gedung atau bagian gedung

Beban Angin ditentukan dengan menganggap adanya tekanan positif dan tekanan

negatif (hisapan) yang bekerja tegak lurus pada bidang yang ditinjau Besarnya

tekanan positif dan negatif yang dinyatakan dalam kgm2 ini ditentukan dengan

mengalikan tekanan tiup dengan koefisien ndash koefisien angin Tekan tiup harus

diambil minimum 25 kgm2 kecuali untuk daerah di laut dan di tepi laut sampai

sejauh 5 km dari tepi pantai Pada daerah tersebut tekanan hisap diambil minimum

40 kg m2 (dimana V adalah kecepatan angin dalam mdet yang harus ditentukan

oleh instansi yang berwenang Sedangkan koefisien angin ( + berarti tekanan dan ndash

berarti isapan ) beban tekanan angin disederhanakan dalam bentuk koefisen angin

yang di rangkum dalam tabel 26

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

13

Tabel 26 Koefisien Beban Angin

No Jenis Gedung Struktur Posisi Tinjauan Koefisien 1 Gedung tertutup

a Dinding vertikal b Atap segitiga

c Atap segitiga majemuk

- di pihak angin - di belakang angin - sejajar arah angin

- di pihak angin (α lt 65o)

- di pihak angin (65o lt α lt90o) - di belakang angin (semua sudut)

- bidang atap di pihak angin (α lt 65o ) - bidang atap di pihak angin

(65oltαlt90o) - bidang atap di belakang angin (semua sudut)

- bidang atap vertikal di belakang angin (semua sudut)

+ 09 - 04 - 04

( 002α - 04)

+ 09 - 04

( 002α - 04)

+ 09

- 04

+ 04

2 Gedung terbuka sebelah Sama dengan No1 dengan tambahan

- bid dinding dalam di pihak angin

- bid dinding dalam di belakang angin

+ 06

- 03

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

2114Beban Gempa

Perhitungan beban gempa dilakukan dengan standart Tata Cara Perencanaan

ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 1726 2012 Pada

peraturan tersebut menggunakan percepatan permukaan tanah (PGA) sebagai acuan

dasar standart Percepatan permukaan tanah adalah percepatan tanah yang sampai

ke lokasi bangunan tersebut akibat adanya gempa dari pusat gempa Variasi

percepatan permukaan tanah bervariasi tergantung jarak dari pusat gempa

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

14

Sumber httpekspedisikompascomcincinapiindexphpinfografis39

Gambar 21 Jalur Cincin Api dan Gunung Berapi Sebagai Pusat Gempa

Gambar 22 Peta Gempa Pada SNI 1726 2012

Beban Gempa rencana pada SNI 1726 2012 ditetapkan sebagai gempa dengan

kemungkinan terlewati besaran nya selama umur struktur bangunan 50 tahun

sebesar 2 Untuk berbagai kategori risiko struktur bangunan gedung dan non

gedung sesuai Tabel 1 pengaruh gempa rencana terhadapnya harus dikalikan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

15

dengan suatu faktor keutamaan Ie menurut Tabel 2 Khusus untuk struktur

bangunan dengan kategori risiko IV bila dibutuhkan pintu masuk untuk

operasional dari struktur bangunan yang bersebelahan maka struktur bangunan

yang bersebelahan tersebut harus didesain sesuai dengan kategori risiko IV

Tabel 27 Kategori risiko bangunan gedung dan non gedung untuk beban

gempa

Jenis pemanfaatan Kategori risiko

Gedung dan non gedung yang memiliki risiko rendah terhadap jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan termasuk tapi tidak dibatasi untuk antara lain

- Fasilitas pertanian perkebunan perternakan dan perikanan - Fasilitas sementara - Gudang penyimpanan - Rumah jaga dan struktur kecil lainnya

I

Semua gedung dan struktur lain kecuali yang termasuk dalam kategori risiko IIIIIV termasuk tapi tidak dibatasi untuk

- Perumahan - Rumah toko dan rumah kantor - Pasar - Gedung perkantoran - Gedung apartemen rumah susun - Pusat perbelanjaan mall - Bangunan industri - Fasilitas manufaktur - Pabrik

II

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

16

Tabel 27 Kategori risiko bangunan gedung dan non gedung untuk beban

gempa (lanjutan)

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

Jenis pemanfaatan Kategori risiko

Gedung dan non gedung yang memiliki risiko tinggi terhadap jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan termasuk tapi tidak dibatasi untuk

- Bioskop - Gedung pertemuan - Stadion - Fasilitas kesehatan yang tidak memiliki unit bedah dan unit gawat darurat - Fasilitas penitipan anak - Penjara - Bangunan untuk orang jompo

Gedung dan non gedung tidak termasuk kedalam kategori risiko IV yang memiliki potensi untuk menyebabkan dampak ekonomi yang besar danatau gangguan massal terhadap kehidupan masyarakat sehari-hari bila terjadi kegagalan termasuk tapi tidak dibatasi untuk

- Pusat pembangkit listrik biasa - Fasilitas penanganan air - Fasilitas penanganan limbah - Pusat telekomunikasi

Gedung dan non gedung yang tidak termasuk dalam kategori risiko IV (termasuk tetapi tidak dibatasi untuk fasilitas manufaktur proses penanganan penyimpanan penggunaan atau tempat pembuangan bahan bakar berbahaya bahan kimia berbahaya limbah berbahaya atau bahan yang mudah meledak) yang mengandung bahan beracun atau peledak di mana jumlah kandungan bahannya melebihi nilai batas yang disyaratkan oleh instansi yang berwenang dan cukup menimbulkan bahaya bagi masyarakat jika terjadi kebocoran

III

Gedung dan non gedung yang ditunjukkan sebagai fasilitas yang penting termasuk tetapi tidak dibatasi untuk

- Bangunan-bangunan monumental - Gedung sekolah dan fasilitas pendidikan - Rumah sakit dan fasilitas kesehatan lainnya yang memiliki fasilitas bedah

dan unit gawat darurat - Fasilitas pemadam kebakaran ambulans dan kantor polisi serta garasi

kendaraan darurat - Tempat perlindungan terhadap gempa bumi angin badai dan tempat

perlindungan darurat lainnya - Fasilitas kesiapan darurat komunikasi pusat operasi dan fasilitas lainnya

untuk tanggap darurat - Pusat pembangkit energi dan fasilitas publik lainnya yang dibutuhkan pada

saat keadaan darurat - Struktur tambahan (termasuk menara telekomunikasi tangki penyimpanan

bahan bakar menara pendingin struktur stasiun listrik tangki air pemadam kebakaran atau struktur rumah atau struktur pendukung air atau material atau peralatan pemadam kebakaran ) yang disyaratkan untuk beroperasi pada saat keadaan darurat

Gedung dan non gedung yang dibutuhkan untuk mempertahankan fungsi struktur bangunan lain yang masuk ke dalam kategori risiko IV

IV

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

17

Tabel 28 Faktor keutamaan gempa

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

lokasi proyek berada pada daerah wilayah medan (045g = 441 ms2) sehingga

di digunakan spectrum rencana sebagai berikut

Sumber httppuskimpugoidAplikasidesain_spektra_indonesia_2011

Gambar 23 Respon Spektrum Gempa Rencana Wilayah Medan

(SNI-03-1726-2012)

Kategori risiko Faktor keutamaan gempa Ie

I atau II 10III 125IV 150

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

18

Sistem penahan gaya gempa lateral dan vertikal dasar harus memenuhi salah

satu tipe yang ditunjukkan dalam Tabel 9 atau kombinasi sistem seperti dalam

722 723 dan 724 Pembagian setiap tipe berdasarkan pada elemen vertikal

yang digunakan untuk menahan gaya gempa lateral Sistem struktur yang

digunakan harus sesuai dengan batasan system struktur dan batasan ketinggian

struktur yang ditunjukkan dalam Tabel 9 Koefisien modifikasi respons yang

sesuai R faktor kuat lebih sistem 0 Ω dan koefisien amplifikasi defleksi d C

sebagaimana ditunjukkan dalam Tabel9 harus digunakan dalam penentuan

geser dasar gaya desain elemen dan simpangan antarlantai tingkatdesain

Setiap sistem penahan gaya gempa yang dipilih harus dirancang dan didetailkan

sesuai dengan persyaratan khusus bagi sistem tersebut yang ditetapkan dalam

dokumen acuan yang berlaku seperti terdaftar dalam Tabel 9 dan persyaratan

tambahan yang ditetapkan dalam 714 Sistem penahan gaya gempa yang tidak

termuat dalam Tabel 9 diijinkan apabila data analitis dan data uji diserahkan

kepada pihak yang berwenang memberikan persetujuan yang membentuk

karakteristik dinamis dan menunjukkan tahanan gaya lateral dan kapasitas

disipasi energi agar ekivalen dengan sistem struktur yang terdaftar dalam Tabel

9 untuk nilainilai ekivalen dari koefisien modifikasi respons R koefisien kuat-

lebih sistem Ω0 dan factor amplifikasi defleksi Cd (SNI 17262012)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

19

Tabel 29 Faktor R Cd dan Ω0 untuk sistem penahan gaya gempa

Sistem penahan-gaya seismik

Koefisien modifika

si respons

Ra

Faktor kuat- lebih sistem

Ω0g

Faktor

pembesaran defleksi

Cdb

Batasan sistem struktur dan batasan

tinggi struktur h (m) c

Kategori desain seismik

B C D

d E d

F e

A Sistem dinding penumpu 711 712 713 714 715 716 717 718

1 Dinding geser beton bertulang khusus 5 2frac12 5 TB TB 48 48 30

2 Dinding geser beton bertulang biasa 4 2frac12 4 TB TB TI TI TI

3 Dinding geser beton polos didetail 2 2frac12 2 TB TI TI TI TI

4 Dinding geser beton polos biasa 1frac12 2frac12 1frac12 TB TI TI TI TI

5 Dinding geser pracetak menengah 4 2frac12 4 TB TB 12k 12k 12k

6 Dinding geser pracetak biasa 3 2frac12 3 TB TI TI TI TI

7 Dinding geser batu bata bertulang khusus 5 2frac12 3frac12 TB TB 48 48 30

8 Dinding geser batu bata bertulang h

3frac12 2frac12 2frac14 TB TB TI TI TI

9 Dinding geser batu bata bertulang biasa 2 2frac12 1frac34 TB 48 TI TI TI

10Dinding geser batu bata polos didetail 2 2frac12 1frac34 TB TI TI TI TI

11Dinding geser batu bata polos biasa 1frac12 2frac12 1frac14 TB TI TI TI TI

12Dinding geser batu bata prategang 1frac12 2frac12 1frac34 TB TI TI TI TI

13Dinding geser batu bata ringan (AAC) bertulang biasa

2 2frac12 2 TB 10 TI TI TI

14Dinding geser batu bata ringan (AAC) polos biasa

1frac12 2frac12 1frac12 TB TI TI TI TI

15Dinding rangka ringan (kayu) dilapisidengan panel struktur kayu yang ditujukanuntuk tahanan geser atau dengan lembaran baja

6frac12 3 4 TB TB 20 20 20

16Dinding rangka ringan (baja canai dingin)yang dilapisi dengan panel struktur kayuyang ditujukan untuk tahanan geser ataudengan lembaran baja

6frac12 3 4 TB TB 20 20 20

17 Dinding rangka ringan dengan panel geser dari semua material lainnya

2 2frac12 2 TB TB 10 TI TI

18Sistem dinding rangka ringan (baja canai dingin) menggunakan bresing strip datar

4 2 3frac12 TB TB 20 20 20

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

20

Tabel 29 Faktor R Cd dan Ω0 untuk sistem penahan gaya gempa (lanjutan)

Sistem penahan-gaya seismik

Koefisien modifikasi respons

Ra

Faktor kuat- lebih sistem

Ω0g

Faktor

pembesarandefleksi

Cdb

Batasan sistem struktur dan batasan

tinggi struktur h (m) c

Kategori desain seismik

B C D d E

d F

e

B Sistem rangka bangunan

1 Rangka baja dengan bresing eksentris 8 2 4 TB TB 48 48 30

2 Rangka baja dengan bresing konsentris 6 2 5 TB TB 48 48 30 3 Rangka baja dengan bresing konsentris biasa 3frac14 2 3frac14 TB TB 10j 10j TIj

4 Dinding geser beton bertulang khusus 6 2frac12 5 TB TB 48 48 30

5 Dinding geser beton bertulang biasa 5 2frac12 4 TB TB TI TI TI 6 Dinding geser beton polos detail 2 2frac12 2 TB TI TI TI TI

7 Dinding geser beton polos biasa 1frac12 2frac12 1 TB T TI TI TI

8 Dinding geser pracetak menengah 5 2frac12 4 TB TB 12k 12k 12k

9 Dinding geser pracetak biasa 4 2frac12 4 TB TI TI TI TI 10Rangka baja dan beton komposit

dengan bresing eksentris 8 2 4 TB TB 48 48 30

11Rangka baja dan beton komposit dengan bresing konsentris khusus

5 2 4frac12

TB TB 48 48 30

12Rangka baja dan beton komposit dengan bresing biasa

3 2 3 TB TB TI TI TI

13Dinding geser pelat baja dan beton komposit 6frac12 2frac12 5 TB TB 48 48 30

14Dinding geser baja dan beton komposit 6 2frac12 5 TB TB 48 48 30

15Dinding geser baja dan beton komposit biasa 5 2frac12 4 TB TB TI TI TI

16Dinding geser batu bata bertulang khusus 5frac12 2frac12 4 TB TB 48 48 30

17Dinding geser batu bata bertulang menengah 4 2frac12 4 TB TB TI TI TI

18Dinding geser batu bata bertulang biasa 2 2frac12 2 TB 48 TI TI TI

19Dinding geser batu bata polos didetail 2 2frac12 2 TB TI TI TI TI

20Dinding geser batu bata polos biasa 1frac12 2frac12 1 TB T TI TI TI

21Dinding geser batu bata prategang 1frac12 2frac12 1 TB T TI TI TI

22Dinding rangka ringan (kayu) yang dilapisi dengan panel struktur kayu yangdimaksudkan untuk tahanan geser

7 2frac12 4frac12 TB TB 22 22 22

23Dinding rangka ringan (baja canai dingin)yang dilapisi dengan panel struktur kayuyang dimaksudkan untuk tahanan geser atau dengan lembaran baja

7 2frac12 4frac12 TB TB 22 22 22

24Dinding rangka ringan dengan panel geser dari semua material lainnya

2frac12 2frac12 2frac12 TB TB 10 TB TB

25Rangka baja dengan bresing terkekang terhadap tekuk

8 2frac12 5 TB TB 48 48 30

26Dinding geser pelat baja khusus 7 2 6 TB TB 4 48 30

C Sistem rangka pemikul momen

1 Rangka baja pemikul momen khusus 8 3 5frac12 TB TB T TB TB

2 Rangka batang baja pemikul momen khusus 7 3 5frac12 TB TB 48 30 TI

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

21

Tabel 29 Faktor R Cd dan Ω0 untuk sistem penahan gaya gempa (lanjutan)

Sistem penahan-gaya seismik

Koefisien

modifikasi respons

Ra

Faktor kuat- lebih sistem

Ω0g

Faktor

pembesaran defleksi

Cdb

Batasan sistem struktur dan batasan

tinggi struktur h (m) c

Kategori desain seismik

B C Dd E

d F

e

3 Rangka baja pemikul momen menengah 4frac12 3 4 TB 1TB 10hi TIh TIi

4 Rangka baja pemikul momen biasa 3frac12 3 3 TB TB TIh TIh TIi

5 Rangka beton bertulang pemikul momen khusus

8 3 5frac12 TB TB TB TB TB

6 Rangka beton bertulang pemikul momen menengah

5 3 4frac12 TB TB TI TI TI

7 Rangka beton bertulang pemikul momen 3 3 2frac12 TB TI TI TI TI

8 Rangka baja dan beton komposit pemikul momen khusus

8 3 5frac12 TB TB TB TB TB

9 Rangka baja dan beton komposit pemikul momen menengah

5 3 4frac12 TB TB TI TI TI

10Rangka baja dan beton komposit terkekang parsial pemikul momen

6 3 5frac12 48 48 30 TI TI

11Rangka baja dan beton komposit pemikul momen biasa

3 3 2frac12 TB TI TI TI TI

12 Rangka baja canai dingin pemikul momen khusus dengan pembautan

3frac12 3o 3frac12 10 10 10 10 10

D Sistem ganda dengan rangka pemikul momen khusus yang mampu menahan paling sedikit 25 persen gaya gempayang ditetapkan

1 Rangka baja dengan bresing eksentris 8 2frac12 4 TB TB TB TB TB

2 Rangka baja dengan bresing konsentris khusus

7 2frac12 5frac12 TB TB TB TB TB

3 Dinding geser beton bertulang khusus 7 2frac12 5frac12 TB TB TB TB TB

4 Dinding geser beton bertulang biasa 6 2frac12 5 TB TB TI TI TI

5 Rangka baja dan beton komposit dengan bresing eksentris

8 2frac12 4 TB TB TB TB TB

6 Rangka baja dan beton komposit dengan bresing konsentris khusus

6 2frac12 5 TB TB TB TB TB

7 Dinding geser pelat baja dan beton 7frac12 2frac12 6 TB TB TB TB TB

8 Dinding geser baja dan beton komposit 7 2frac12 6 TB TB TB TB TB

9 Dinding geser baja dan beton komposit 6 2frac12 5 TB TB TI TI TI 10Dinding geser batu bata bertulang khusus 5frac12 3 5 TB TB TB TB TB

11Dinding geser batu bata bertulang 4 3 3frac12 TB TB TI TI TI

12Rangka baja dengan bresing terkekang terhadap tekuk

8 2frac12 5 TB TB TB TB TB

13Dinding geser pelat baja khusus 8 2frac12 6frac12 TB TB TB TB TB

E Sistem ganda dengan rangka pemikul momen menengah mampu menahan paling sedikit 25 persen gayagempayang ditetapkan

1 Rangka baja dengan bresing

konsentris khususf

6 2frac12 5 TB TB 10 TI TIhk

2 Dinding geser beton bertulang khusus 6frac12 2frac12 5 TB TB 48 30 30

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

22

Tabel 29 Faktor R Cd dan Ω0 untuk sistem penahan gaya gempa (lanjutan)

Sistem penahan-gaya seismik

Koefisien

modifikasi respons

Ra

Faktor kuat- lebih sistem

Ω0g 0

Faktor

pembesaran defleksi

Cdb

Batasan sistem struktur dan batasan

tinggi struktur h (m) c

Kategori desain seismik

B C Dd E d F e

3 Dinding geser batu bata bertulang biasa 3 3 2frac12 TB 48 TI T TI 4 Dinding geser batu bata bertulang 3frac12 3 3 TB TB TI TI TI

5 Rangka baja dan beton komposit dengan bresing konsentris khusus

5frac12 2frac12 4frac12 TB TB 48 30 TI

6 Rangka baja dan beton komposit dengan bresing biasa

3frac12 2frac12 3 TB TB TI TI TI

7 Dinding geser baja dan betonkomposit 5 3 4frac12 TB TB TI TI TI

8 Dinding geser beton bertulang biasa 5frac12 2frac12 4frac12 TB TB TI TI TI

F Sistem interaktif dinding geser-rangka dengan rangka pemikul momen beton bertulang biasa dan dinding geser beton bertulang biasa

4frac12 2frac12 4 TB TI TI TI TI

G Sistem kolom kantilever didetail untuk memenuhi persyaratan

1 Sistem kolom baja dengan kantilever khusus

2frac12 1frac14 2frac12 10 10 10 10 10

2 Sistem kolom baja dengan kantilever biasa 1frac14 1frac14 1frac14 10 10 TI TIhi TIh

i3 Rangka beton bertulang pemikul momen

khusus 2frac12 1frac14 2frac12 10 10 10 10 10

4 Rangka beton bertulang pemikul momen menengah

1frac12 1frac14 1frac12 10 10 TI TI TI

5 Rangka beton bertulang pemikul momen biasa

1 1frac14 1 10 TI TI TI TI

6 Rangka kayu 1frac12 1frac12 1frac12 10 10 10 TI TI

H Sistem baja tidak didetail secara khusus untuk ketahanan seismik tidak termasuk sistem kolom kantilever

3 3 3 TB TB TI TI TI

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

Bekerjanya beban untuk bangunan bertingkat berlaku sistem gravitasi yaitu

elemen struktur yang berada di atas akan membebani elemen struktur di

bawahnya atau dengan kata lain elemen struktur yang mempunyai kekuatan

lebih besar akan menahan atau memikul elemen struktur yang mempunyai

kekuatan lebih kecil

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

23

Dengan demikian sistem bekerjanya beban untuk elemen ndash elemen struktur

gedung bertingkat secara umum dapat dinyatakan sebagai berikut beban pelat

lantai didistribusikan terhadap balok anak dan balok portal beban balok portal

didistribusikan ke kolom dan beban kolom kemudian diteruskan ke tanah dasar

melalui pondasi

Dalam perumusan kriteria desain seismik suatu bangunan di permukaan tanah

atau penentuan amplifikasi besaran percepatan gempa puncak dari batuan dasar

ke permukaan tanah untuk suatu situs maka situs tersebut harus diklasifikasikan

terlebih dahulu Profil tanah di situs harus diklasifikasikan sesuai dengan Tabel

210 berdasarkan profil tanah lapisan 30 m paling atas Penetapan kelas situs

harus melalui penyelidikan tanah di lapangan dan dilaboratorium yang

dilakukan oleh otoritas yang berwewenang atau ahli desain geoteknik

bersertifikat dengan minimal mengukur secara independen dua dari tiga

parameter tanah yang tercantum dalam Tabel 210 Dalam hal ini kelas situs

dengan kondisi yang lebih buruk harus diberlakukan Apabila tidak tersedia data

tanah yang spesifik pada situs sampai kedalaman 30 m maka sifat-sifat tanah

harus diestimasi oleh seorang ahli geoteknik yang memiliki sertifikatijin

keahlian yang menyiapkan laporan penyelidikan tanah berdasarkan kondisi

getekniknya Penetapan kelas situs SA dan kelas situs SB tidak diperkenankan

jika terdapat lebih dari 3 m lapisan tanah antara dasar telapak atau rakit fondasi

dan permukaan batuan dasar (SNI 17262012)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

24

Tabel 210 Klasifikasi situs

Kelas situs vs (mdetik) N atau N ch su (kPa)

SA (batuan keras) gt1500 NA NA SB (batuan) 750 sampai 1500 NA NA SC (tanah keras sangat padat dan batuan lunak)

350 sampai 750 gt50

2100

SD (tanah sedang) 175 sampai 350 15sampai 50 50 sampai100 lt 175 lt15 lt 50SE (tanah lunak) Atau setiap profil tanah yang mengandung lebih dari 3 m tanah dengan

karateristik sebagai berikut 1 Indeks plastisitas PI gt 20 2 Kadar air w 2 40 3 Kuat geser niralir su lt 25 kPa

SF (tanah khusus)

Setiap profil lapisan tanah yang memiliki salah satu atau lebih dari karakteristik berikut - Rawan dan berpotensi gagal atau runtuh akibat beban gempa seperti

mudah likuifaksi lempung sangat sensitif tanah tersementasi lemah - Lempung sangat organik danatau gambut (ketebalan H gt 3 m)

- Lempung berplastisitas sangat tinggi (ketebalan H gt 75 m dengan

Indeks Plasitisitas PI gt 75 ) Lapisan lempung lunaksetengah teguh dengan ketebalan H gt 35 m

dengan su lt 50 kPa

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

- Kecepatan rata-rata gelombang geser Vs

Dimana

di = tebal setiap lapisan antara kedalaman 0 sampai 30 meter

Vsi = kecepatan gelombang geser lapisan i dinyatakan dalam meter per

detik (mdetik)

- Tahanan penetrasi standar lapangan rata-rata N

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

25

Dimana

di = tebal setiap lapisan antara kedalaman 0 sampai 30 meter

Ni = tahanan penetrasi standar 60 persen energy ( N60 ) yang terukur

langsung di lapangan tanpa koreksi dengan nilai tidak lebih dari

305 pukulanm

- Kuat geser niralir rata-rata Su

Dimana

dc = jumlah ketebalan total dari lapisan - lapisan tanah kohesif di

dalam lapisan 30 meter paling atas

Sui = kuat geser niralir (kPa) dengan nilai tidak lebih dari 250 kPa

Untuk penentuan respons spektral percepatan gempa MCER di permukaan tanah

diperlukan suatu faktor amplifikasi seismik pada perioda 02 detik dan perioda 1

detik Faktor amplifikasi meliputi faktor amplifikasi getaran terkait percepatan pada

getaran perioda pendek (Fa) dan faktor amplifikasi terkait percepatan yang

mewakili getaran perioda 1 detik (Fv) Parameter spektrum respons percepatan pada

perioda pendek (SMS) dan perioda 1 detik (SM1) Yang disesuaikan dengan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

26

pengaruh klasifikasi situs (SNI 17262012) harus ditentukan dengan perumusan

berikut ini

SMS = Fa Ss

SM1 = Fv S1

Dimana

Ss = parameter respons spektral percepatan gempa MCER terpetakan untuk

perioda pendek

S1 = parameter respons spektral percepatan gempa MCER terpetakan untuk

perioda 10 detik

dan koefisien situs Fa dan Fv mengikuti Tabel 211 dan Tabel 212

Tabel 211 Koefisien situs Fa

Kelas situs

Parameter respons spektral percepatan gempa (MCER) terpetakan padaperioda pendek T=02 detik Ss

Ss s 025 Ss = 05 Ss = 075 Ss = 10 Ss 2 125 SA 08 08 08 08 08SB 10 10 10 10 10SC 12 12 11 10 10SD 16 14 12 11 10SE 25 17 12 09 09SF SSb

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

CATATAN

- Untuk nilai-nilai antara Ss dapat dilakukan interpolasi linier

- SS = Situs yang memerlukan investigasi geoteknik spesifik dan analisis respons situs spesifik

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

27

Tabel 212 Koefisien situs Fv

Kelas situs

Parameter respons spektral percepatan gempa MCER terpetakan padaperioda 1 detik S1

S1 s 01 S1 = 02 S1 = 03 S1 = 04 S1 2 05 SA 08 08 08 08 08SB 10 10 10 10 10SC 17 16 15 14 13SD 24 2 18 16 15SE 35 32 28 24 24SF SSb

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

CATATAN

- Untuk nilai-nilai antara Ss dapat dilakukan interpolasi linier

- SS = Situs yang memerlukan investigasi geoteknik spesifik dan analisis respons situs spesifik Struktur harus ditetapkan memiliki suatu kategori desain seismik Struktur dengan

kategori risiko I II atau III yang berlokasi di mana parameter respons spektral

percepatan terpetakan pada perioda 1 detik S1 lebih besar dari atau sama dengan

075 harus ditetapkan sebagai struktur dengan kategori desain seismik E Struktur

yang berkategori risiko IV yang berlokasi di mana parameter respons spektral

percepatan terpetakan pada perioda 1 detik S1 lebih besar dari atau sama dengan

075 harus ditetapkan sebagai struktur dengan kategori desain seismik F Semua

struktur lainnya harus ditetapkan kategori desain seismiknya berdasarkan kategori

risikonya dan parameter respons spektral percepatan desainnya SDS dan SD1

Masing-masing bangunan dan struktur harus ditetapkan ke dalam kategori desain

seismik yang lebih parah dengan mengacu pada Tabel 213 atau 214 terlepas dari

nilai perioda fundamental getaran struktur T (SNI 17262012)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

28

Tabel 213 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan pada perioda pendek

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

Tabel 214 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons

percepatan pada perioda 1 detik

Nilai S D1 Kategori risiko

I atau II atau III IV

SD1 lt 0167 A A

0067 lt SD1 lt 0133 B C

0133 lt SD1 lt 020 C D

020 lt SD1 D D (Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung

dan non gedung SNI 17262012)

Geser dasar seismik V dalam arah yang ditetapkan harus ditentukan sesuai

dengan persamaan berikut

V = Cs W

Keterangan

Cs = koefisien respons seismik

W = berat seismik efektif

Berat seismik efektif struktur W menurut SNI 17262012 harus menyertakan

seluruh beban mati dan beban lainnya yang terdaftar di bawah ini

Nilai SDS Kategori risiko

I atau II atau III IV

SDS lt 0167 A A

0167 lt SDS lt 033 B C

033 lt SDS lt 050 C D

050 lt SDS D D

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

29

1 Dalam daerah yang digunakan untuk penyimpanan minimum sebesar 25

persen beban hidup lantai (beban hidup lantai di garasi publik dan struktur

parkiran terbuka serta beban penyimpanan yang tidak melebihi 5 persen

dari berat seismik efektif pada suatu lantai tidak perlu disertakan)

2 Jika ketentuan untuk partisi disyaratkan dalam desain beban lantai diambil

sebagai yang terbesar di antara berat partisi aktual atau berat daerah lantai

minimum sebesar 048 kNm2

3 Berat operasional total dari peralatan yang permanen

4 Berat lansekap dan beban lainnya pada taman atap dan luasan sejenis

lainnya

Koefisien respons seismik Cs harus ditentukan sesuai dengan

Cs =

Dimana

SDS = parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang perioda

pendek

R = faktor modifikasi respons dalam Tabel 29

Ie = faktor keutamaan gempa yang ditentukan sesuai Tabel 28

Nilai Cs yang dihitung sesuai dengan Persamaan diatas tidak perlu melebihi Cs dari

persamaan di bawah

Cs =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

30

Cs yang di dapatkan harus tidak kurang dari

Cmin = 0044 SDS Ie gt 001

Sebagai tambahan untuk struktur yang berlokasi di daerah di mana 1 S sama

dengan atau lebih besar dari 06g maka Cs harus tidak kurang dari

Cs =

Dimana

SDS = parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang perioda

pendek

SD1 = parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang sebesar

10 detik

R = faktor modifikasi respons dalam Tabel 29

Ie = faktor keutamaan gempa yang ditentukan sesuai Tabel 28

T = perioda fundamental struktur (detik)

Perioda fundamental pendekatan Ta dalam detik harus ditentukan dari

Ta = Ct

Dimana

hn = ketinggian struktur dalam (m)

Ct = koefisien prioda struktur pendekatan yang ditentukan dalam tabel 213

x = koefisien ketinggian yang ditentukan dalam tabel 213

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

31

Tabel 215 Nilai parameter perioda pendekatan Ct dan x

Tipe struktur Ct x

Sistem rangka pemikul momen di mana rangka memikul 100 persen gaya gempa yang disyaratkan dan tidak dilingkupi atau dihubungkan dengan komponen yang lebih kaku dan akan mencegah rangka dari defleksi jika dikenai gaya gempa

Rangka baja pemikul momen 00724 a 08

Rangka beton pemikul momen 00466 a 09

Rangka baja dengan bresing eksentris 00731 a 075

Rangka baja dengan bresing terkekang terhadap tekuk 00731 a 075

Semua sistem struktur lainnya 00488 a 075

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

Sebagai alternatif menurut SNI 17262012 untuk menentukan perioda fundamental

pendekatan Ta dalam detik dari persamaan berikut untuk struktur dengan

ketinggian tidak melebihi 12 tingkat di mana sistem penahan gaya gempa terdiri

dari rangka penahan momen beton atau baja secara keseluruhan dan tinggi tingkat

paling sedikit 3 m

Ta = 01N

Dimana

N = jumlah tingkat (m)

Perioda fundamental struktur harus dibatasi dengan

Tmax = Cu Ta

Dimana

Ta = waktu getar struktur dalam (m)

Cu = koefisien batas prioda struktur yang ditentukan dalam tabel 214

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

32

Tabel 216 Koefisien untuk batas perioda struktur

Parameter percepatan respons spektral desain pada 1 detik S D1

Koefisien Cu

gt 04 14 03 14 02 15

015 16

lt 01 17 (Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur

gedung dan non gedung SNI 17262012)

212 Kombinasi Pembebanan

komponen-elemen struktur dan elemen-elemen fondasi menurut SNI

17262012 harus dirancang sedemikian hingga kuat rencananya sama atau melebihi

pengaruh beban-beban terfaktor dengan kombinasi-kombinasi sebagai berikut

1 14D

2 12D + 16L + 05(Lr atau R)

3 12D + 16(Lr atau R) + (L atau 05W)

4 12D + 10 W + L + 05(Lr atau R)

5 12D + 10 E + L

6 09D + 10 W

7 09D + 10 E

8

Pengaruh beban gempa E harus ditentukan sesuai dengan berikut ini

1 Untuk penggunaan dalam kombinasi beban 5 dalam

E = Eh + Ev

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

33

2 Untuk penggunaan dalam kombinasi beban 7

E = Eh - Ev

Keterangan

E = pengaruh beban gempa

Eh = pengaruh beban gempa horisontal

Ev = pengaruh beban gempa vertikal

Pengaruh beban gempa horisontal Eh harus ditentukan sesuai dengan Persamaan

sebagai berikut

E h = ρQh

Keterangan

Q = pengaruh gaya gempa horisontal dari V atau F p

ρ = faktor redundansi

Untuk struktur yang dirancang untuk kategori desain seismik D E atau Fm

SNI 17262012 mengatur ρ harus sama dengan 13 kecuali jika satu dari dua

kondisi berikut dipenuhi di mana p diijinkan diambil sebesar 10

a Masing-masing tingkat yang menahan lebih dari 35 persen geser dasar dalam

arah yang ditinjau harus sesuai dengan Tabel 212

b Struktur dengan denah beraturan di semua tingkat dengan sistem penahan gaya

gempa terdiri dari paling sedikit dua bentang perimeter penahan gaya gempa

yang merangka pada masing-masing sisi struktur dalam masing-masing arah

ortogonal di setiap tingkat yang menahan lebih dari 35 persen geser dasar

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

34

Jumlah bentang untuk dinding geser harus dihitung sebagai panjang dinding

geser dibagi dengan tinggi tingkat atau dua kali panjang dinding geser dibagi

dengan tinggi tingkat hsx untuk konstruksi rangka ringan

Tabel 217 Persyaratan untuk masing-masing tingkat yang menahan lebih

dari 35 persen gaya geser dasar

Elemen penahan gaya lateral

Persyaratan

Rangka dengan bresing

Pelepasan bresing individu atau sambungan yang terhubung tidak akan mengakibatkan reduksi kuat tingkat sebesar lebih dari 33 persen atau sistem yang dihasilkan tidak mempunyai ketidakteraturan torsi yang berlebihan (ketidakteraturan struktur horisontal Tipe 1b)

Rangka pemikul momen

Kehilangan tahanan momen di sambungan balok ke kolom di kedua ujung balok tunggal tidak akan mengakibatkan lebih dari reduksi kuat tingkat sebesar33 persen atau sistem yang dihasilkan tidak mempunyai ketidakteraturantorsi yang berlebihan (ketidakteraturan struktur horisontal Tipe 1b)

Dinding geser atau pilar dinding dengan rasio tinggi terhadap panjang lebih besar dari 10

Pelepasan dinding geser atau pier dinding dengan rasio tinggi terhadap panjang lebih besar dari 10 di semua tingkat atau sambungan kolektor yang terhubung tidak akan mengakibatkan lebih dari reduksi kuat tingkat sebesar 33 persen atau sistem yang dihasilkan mempunyai ketidakteraturan torsi yang berlebihan (ketidakteraturan struktur horisontal Tipe 1b)

Kolom kantilever Kehilangan tahanan momen di sambungan dasar semua kolom kantilever tunggal tidak akan mengakibatkan lebih dari reduksi kuat tingkat sebesar 33 persen atau sistem yang dihasilkan mempunyai ketidakteraturan torsi yang berlebihan (ketidakteraturan struktur horisontal Tipe 1b)

Lainnya Tidak ada persyaratan

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

22 Kinerja Struktur Gedung

221 Kinerja Batas Layan

Kinerja batas layan struktur gedung ditentukan oleh simpangan antar tingkat

akibat pengaruh gempa rencana yaitu untuk membatasi terjadinya pelelehan baja

dan peretakan beton yang berlebihan di samping untuk mencegah kerusakan

nonstruktur dan ketidaknyamanan penghuni Simpangan antar-tingkat ini harus

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

35

dihitung dari simpangan struktur gedung tersebut akibat pengaruh gempa nominal

yang telah dibagi Faktor Skala

Faktor Skala =

gt 1

Dimana

V1 = Gaya geser dasar nominal sebagai respons dinamik ragam yang

pertama saja

Vt = Gaya geser dasar nominal yang didapat dari hasil analisis ragam

spektrum respons yang telah dilakukan

Gaya geser dasar nominal yang didapat dari hasil spektrum respons Analisis harus

dilakukan untuk menentukan ragam getar alami untuk struktur Analisis harus

menyertakan jumlah ragam yang cukup untuk mendapatkan partisipasi massa

ragam terkombinasi sebesar paling sedikit 90 persen dari massa aktual dalam

masing-masing arah horisontal ortogonal dari respons yang ditinjau oleh model

Parameter respons ragam untuk masing-masing parameter desain terkait gaya yang

ditinjau termasuk simpangan antar lantai tingkat gaya dukung dan gaya elemen

struktur individu untuk masing-masing ragam respons harus dihitung menggunakan

properti masing-masing ragam dan spectrum respons dibagi dengan kuantitas (R

Ie) Parameter respons terkombinasi untuk perpindahan dan kuantitas simpangan

antar lantai harus dikalikan dengan kuantitas (CdIe) Nilai untuk masing-masing

parameter yang ditinjau yang dihitung untuk berbagai ragam harus

dikombinasikan menggunakan metoda akar kuadrat jumlah kuadrat (SRSS) atau

metoda kombinasi kuadrat lengkap (CQC) sesuai dengan SNI 17262012 Metoda

CQC harus digunakan untuk masing-masing nilai ragam di mana ragam berjarak

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

36

dekat mempunyai korelasi silang yang signifikan di antara respons translasi dan

torsi

Kinerja batas ultimit struktur gedung ditentukan oleh simpangan antar-tingkat

maksimum struktur gedung akibat pengaruh gempa rencana dalam kondisi struktur

gedung di ambang keruntuhan yaitu untuk membatasi kemungkinan terjadinya

keruntuhan struktur gedung yang dapat menimbulkan korban jiwa manusia dan

untuk mencegah benturan berbahaya antar-gedung atau antar bagian struktur

gedung yang dipisah dengan sela pemisah (sela delatasi) simpangan antar-tingkat

ini harus dihitung dari simpangan struktur gedung akibat pembebanan gempa

nominal (SNI 17262002) Penentuan simpangan antar lantai tingkat desain ( ∆ )

harus dihitung sebagai perbedaan defleksi pada pusat massa di tingkat teratas dan

terbawah yang ditinjau Lihat Gambar 24 Apabila pusat massa tidak terletak

segaris dalam arah vertikal diijinkan untuk menghitung defleksi di dasar tingkat

berdasarkan proyeksi vertikal dari pusat massa tingkat di atasnya (SNI 17262012)

Gambar 24 Penentuan simpangan antar lantai

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

37

Defleksi pusat massa di tingkatx (δx) (mm) harus ditentukan sesuai dengan

persamaan berikut

δx =

Dimana

Cd = faktor amplifikasi defleksi dalam Tabel 29

δxe = defleksi pada lokasi yang disyaratkan pada pasal ini yang ditentukan

dengan analisis elastis

Ie = faktor keutamaan gempa yang ditentukan sesuai dengan tabel 28

Simpangan antar lantai tingkat desain ∆ tidak boleh melebihi simpangan antar

lantai tingkat ijin ∆a seperti didapatkan dari Tabel 213 untuk semua tingkat

Tabel 218 Simpangan antar lantai ijin

Struktur

Kategori risiko

I atau II III IV

Struktur selain dari struktur dinding geser batu bata 4 tingkat atau kurang dengan dinding interior partisi langit-langit dan sistem dinding eksterior yang telah didesain untuk mengakomodasi simpangan antar lantai tingkat

0025h c

sx 0020 hsx 0015 hsx

Struktur dinding geser kantilever batu batad 0010 hsx 0010 hsx 0010 hsx

Struktur dinding geser batu bata lainnya 0007 hsx 0007 hsx 0007 hsx

Semua struktur lainnya 0020 hsx 0015 hsx 0010 hsx

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

Dua bagian struktur gedung yang tidak direncanakan untuk bekerja sama sebagai

satu kesatuan dalam mengatasi pengaruh Gempa Rencana harus dipisahkan yang

satu terhadap yang lainnya dengan suatu sela pemisah (sela delatasi) yang lebarnya

paling sedikit harus sama dengan jumlah simpangan masing-masing bagian struktur

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

38

gedung pada taraf itu Dalam segala hal lebar sela pemisah tidak boleh ditetapkan

kurang dari 75 mm (SNI 17262012)

222 Kinerja Batas kekuatan

2221 Perencanaan Pelat Floor Deck

Floor deck pada pelat menggantikan fungsi tulangan Tarik pada daerah

lapangan Analisis pelat floor deck meggunakan metode pelat satu arah Bila pelat

mengalami rotasi bebas pada tumpuan pelat dan tumpuan sangat kaku terhadap

momen puntir maka pelat itu dikatakan jepit penuh Bila balok tepi tidak cukup

kuat untuk mencegah rotasi maka dikatakan terjepit sebagian Tebal minimum

yang ditentukan dalam Tabel 214 berlaku untuk konstruksi satu arah yang tidak

menumpu atau tidak disatukan dengan partisi atau konstruksi lain yang mungkin

akan rusak akibat lendutan yang besar kecuali bila erhitungan lendutan

menunjukkan bahwa ketebalan yang lebih kecil dapat digunakan tanpa

menimbulkan pengaruh yang merugikan

Tabel 219 Tebal Minimum Balok Non-Prategang Atau Pelat Satu Arah Bila

Lendutan Tidak Dihitung Tebal minimum h

Komponen struktur Tertumpu Satu ujung Kedua ujung Kantilever

Komponen struktur tidak menumpu atau tidak dihubungkan dengan partisi ataukonstruksi lainnya yang mungkin rusak oleh lendutan yang besar

Pelat masif satu-arah 20

24

28

10

Balok atau pelat rusuk satu-arah 16

185

21

8

(Sumber Tata cara perhitungan struktur beton untuk bangunan gedung SNI 28472002)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

39

CATATAN Panjang bentang dalam mm Nilai yang diberikan harus digunakan langsung untuk komponen struktur dengan beton normal dan tulangan tulangan Mutu 420 MPa Untuk kondisi lain nilai di atas harus dimodifikasikan sebagai berikut a Untuk struktur beton ringan dengan berat jenis (equilibrium density) w di antara 1440 sampai

1840 kgm3 nilai tadi harus dikalikan dengan (165 ndash 00003wc) tetapi tidak kurang dari 109

b Untuk fy selain 420 MPa nilainya harus dikalikan dengan (04 + fy700)

a Disain pada Momen Positif

Disain pada momen positif gaya Tarik disumbangkan oleh metal deck dan

gaya tekan disumbangkan oleh beton Dalam hal ini penampang beton

berbentuk persegi panjang

Gambar 25 Diagram tegangan momen positif floor deck

Penulangan lentur dihitung analisa tulangan tunggal dengan langkah-langkah

sebagai berikut

Mn =

Dimana ϕ= 08

Rn =

m =

ρ = 1 ndash 1 ndash

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

40

As PERLU = ρ b d

rasio tulangan minimum menggunakan syarat tulangan susut dan tulangan

suhu sebagai acuan dan di tabelkan sebagai berikut

Tabel 220 Rasio Tulangan Minimum Pada Pelat

Jenis Pelat ρmin

Pelat yang menggunakan batang tulangan ulir mutu 300 00020

Pelat yang menggunakan batang tulangan ulir atau jaring kawat las 00018

Pelat yang menggunakan tulangan dengan tegangan leleh melebihi 00018 x 400 fy

(Sumber Tata cara perhitungan struktur beton untuk bangunan gedung SNI 28472002)

Persyaratan lain yang harus dipenuhi dalam mendisain pelat satu arah adalah

jarak tulangan maximum Pasal 12 SNI 03-2847-2002 butir 64 jarak tulangan

adalah

S = ndash 25 Cc

Dimana

fs = 60 fy

Cc = Selimut Beton

b Disain pada Momen Negatif

Disain pada momen positif gaya Tarik disumbangkan oleh wiremesh dan gaya

tekan disumbangkan oleh beton Dalam hal ini penampang beton berbentuk

sebagai berikut

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

41

Gambar 26 Diagram tegangan momen negatif floor deck

2222 Perencanaan Pelat Chekered

Pelat metal didisain menggunakan metode pelat satu arah syarat batas yang

harus di penuhi pelat metal adalah

ϕMn gt Mu

dimana

ϕMn = momen nominal = Zx fy

Mu = momen ultimate

2223 Perencanaan Batang Tekan

Kekuatan tekan disain harus nilai terendah yang diperoleh berdasarkan

keadaan batas dari tekuk lentur tekuk torsi dan tekuk torsi lentur Profil dengan

dominan keruntuhan tekuk lentur kekuatan nominal nya adalah

ϕPn = 09 fcr A

tegangan kritis fcr ditentukan sebagai berikut

a Bila lt 471 ( atau lt 225 )

fcr =0658 fy

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

42

b Bila gt 471 ( atau gt 225 )

fcr =0877 fe

fe =

Dimana

K = faktor panjang efektir

L = panjang profil

r = jari jari inersia

fcr = tegangan kritis

fe = tegangan euler

λ = kelangsingan =

2224 Perencanaan Batang Lentur

Pembebanan balok disesuaikan dengan peraturan pembebanan Indonesia

untuk gedung (PPIUG) 1983 sedangkan pemakaian profil dihitung sesuai dengan

SNI 03-1729-2015

Tabel 221 Nilai kekuatan lentur berdasarkan SNI 1729 2015

PROFIL q Lr Lp MP Mr Vn

kgm m m KN m KN m KN

WF 150 x 75 x 5 x 7 1400 316 084 2354 1509 10800

WF 150 x 100 x 6 x 9 2110 530 120 3609 2346 12787

WF 200 x 100 x 45 x 7 1820 346 112 4089 2720 12830

WF 200 x 100 x 55 x 8 2130 378 112 4802 3128 15840

WF 200 x 150 x 6 x 9 3060 637 182 7108 4688 16762

WF 250 x 125 x 5 x 8 2570 420 141 7327 4845 17856

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

43

Tabel 221 Nilai kekuatan lentur berdasarkan SNI 1729 2015 (lanjutan)

PROFIL q Lr Lp MP Mr Vn

kgm m m KN m KN m KN

WF 250 x 125 x 6 x 9 2960 446 141 8443 5508 21600

WF 300 x 150 x 55 x 8 3200 475 167 10920 7208 23602

WF 300 x 150 x 65 x 9 3670 497 167 12528 8177 28080

WF 350 x 175 x 6 x 9 4140 553 197 16538 10897 29894

WF 350 x 175 x 7 x 11 4960 593 200 20179 13175 35280

WF 400 x 200 x 7 x 11 5660 646 227 26100 17170 39917

WF 400 x 200 x 8 x 13 6600 684 230 30861 20230 46080

WF 450 x 200 x 9 x 14 7600 667 223 38913 25330 58320

WF 500 x 200 x 10 x 16 8960 669 219 50311 32470 72000

WF 600 x 200 x 11 x 17 10600 628 209 68714 44030 95040

HB 100 x 100 x 6 x 8 1720 724 125 2018 1300 8640

HB 125 x 125 x 65 x 9 2380 806 158 3578 2312 11700

HB 150 x 150 x 7 x 10 3150 895 190 5748 3723 15120

HB 175 x 175 x 75 x 11 4020 981 222 8628 5610 18900

HB 200 x 200 x 8 x 12 4990 1072 255 12314 8024 23040

HB 250 x 250 x 9 x 14 7240 1255 319 22483 14739 32400

HB 300 x 300 x 10 x 15 9400 1376 381 35152 23120 43200

HBC 350 x 350 x 12 x 19 13700 1718 449 59834 39100 60480

HBC 400 x 400 x 13 x 21 17200 1903 513 86402 56610 74880

WFC 600 x 300 x 12 x 20 15100 1045 348 103413 68340 101606

WFC 700 x 300 x 13 x 24 18500 1041 344 149968 97920 131040

WFC 800 x 300 x 14 x 26 21000 1010 336 191889 123930 161280

WFC 900 x 300 x 16 x 28 24300 984 324 244178 155380 207360

- Profil I dan Kanal

a Kontrol Momen

ϕMn = 09 Mn

- Apabila L lt Lp

Mn = Mp = Zx fy

- Apabila Lp lt L lt Lr

Mn = Cb Mp ndash ( Mp- Mr)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

44

Apabila L gt Lr

Mn = Mcr = radic 1

=

lt 23

=

= 4 2

=

1 1

= 176

Untuk profil I konstanta torsi dan konstanta warping adalah

J = [ 2b + h ]

Cw =

Untuk profil kanal konstanta torsi dan konstanta warping adalah

J = [ 2b + h ]

Cw = [

]

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

45

Gambar 27 Kuat Momen Lentur Nominal Akibat Tekuk Torsi Lateral

b Kontrol Geser

Untuk profil I

= 060 fyw Aw lt Vu

Persamaan diatas dapat dipenuhi bila syarat kelangsingan untuk tebal pelat web

sebagai berikut

lt

c Kontrol Lendutan

Batas-batas lendutan untuk keadaan kemampuan-layan batas harus sesuai

dengan struktur fungsi penggunaan sifat pembebanan serta elemen-elemen

yang didukung oleh struktur tersebut Batas lendutan maksimum diberikan

dalam Tabel dibawah

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

46

Tabel 222 Batas Lendutan Maksimum

Komponen struktur dengan beban tidak Beban tetap Beban

Balok pemikul dinding atau finishing yang getas L360 - Balok biasa L240 - Kolom dengan analisis orde pertama saja h500 h200 Kolom dengan analisis orde kedua h300 h200

(Sumber Tata cara perencanaan struktur baja untuk bangunan gedung SNI 17292002)

- Profil Siku

a Kontrol Momen

ϕMn = 09 Mn

- Momen Leleh

Mn = 15 My

Dimana

My = momen leleh di sumbu lentur

- Momen dengan tekuk torsi lateral

1 Bila Me lt My

Mn = [ 092 -

] Me

2 Bila Me gt My

Mn = [ 192 ndash 117 ] Me lt 15 My

Lentur di sumbu utama major dari baja siku kaki sama

Me =

Dimana

Lb = Panjang profil tak terkekang

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

47

b = lebar siku

E = elastisitas profil siku

t = tebal profil siku

Me = momen tekuk lateral-torsi elastis

b kontrol geser

ϕVn = 09 06 Aw fy cv

Dimana Vn = kekuatan geser penampang Aw = luas badan = b x t fy = tegangan leleh profil siku Nilai cv dari persamaan diatas ditentukan dengan

- Bila

lt 11

cv = 1

- Bila

11

lt lt 137

cv = 11

x

- Bila

gt 137

cv =

x

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

48

2225 Perencanaan Balok Kolom

Komponen struktur yang mengalami momen lentur dan gaya aksial harus

direncanakan memenuhi ketentuan sebagai berikut

Untuk

gt 02

+ (

+

) lt 1

Untuk

lt 02

+ (

+

) lt 1

Dimana

Pu = Gaya aksial (tarik atau tekan) terfaktor N

Pn = Kuat nominal penampang N

ϕ = Faktor reduksi kekuatan

= 09 untuk aksial tarik

= 09 untuk aksial tekan

Mux = Momen lentur terfaktor terhadap sumbu-x

Muy = Momen lentur terfaktor terhadap sumbu-y

Mnx = Kuat nominal lentur penampang terhadap sumbu-x

Mny = Kuat nominal lentur penampang terhadap sumbu-y

ϕb = Faktor reduksi kekuatan lentur = 09

2226 Perencanaan Balok Komposit

Menurut SNI 17292015 lebar efektif balok komposit adalah

- seperdelapan dari bentang balok pusat-ke-pusat tumpuan

- setengah jarak ke sumbu dari balok yang berdekatan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

49

- jarak ke tepi dari pelat

Kekuatan Lentur Positif balok komposit bisa di disain secara plastis jika memenuhi

lt 376 Jika gt 376 maka momen harus di tentukan dengan

superposisi tegangan elastis (SNI 17292015) Nilai ultimate dari momen lentur

dapat di tinjau dari 2 kondisi yaitu

1 Sumbu netral jatuh pada pelat beton

Besar nya gaya tekan pada kondisi ultimate adalah

C = 085 a be

Gaya tarik pada profil baja adalah

T = As fy

Gaya tarik floor deck adalah

T = Afd fu

Jika ẏ gt (tf - hfd) keseimbangan gaya C = T maka diperoleh

a =

Lengan kopel terhadap gaya tekan

d1 = ts ndash ċ -

d2 = + ts -

Kuat momen lentur nominal positif balok komposit adalah

ϕMn = 09 [ As fy ( d2 ) + Afd fu ( d1 ) ]

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

50

Gambar 28 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan ẏ lt (ts - hfd)

Gambar 29 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan ẏ gt (ts - hfd)

Jika ẏ lt (tf - hfd) gaya tarik floor deck adalah

T = Aefd fu

keseimbangan gaya C = T maka diperoleh

a =

Lengan kopel terhadap gaya tekan

d1 = ts ndash ċ -

d2 = + ts -

Kuat momen lentur nominal positif balok komposit adalah

ϕMn = 09 [ As fy ( d2 ) + Aefd fu ( d1 ) ]

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

51

2 Sumbu netral jatuh pada baja profil

Besar nya gaya tekan pada kondisi ultimate adalah

Cc = 085 a be

Gaya tarik pada profil baja adalah

T = As fy

Keseimbangan gaya diperoleh

Trsquo = Cc + Cs

Besarnya Trsquo sekarang lebih kecil daripada Asfy yaitu

Trsquo = As fy - Cs

Sehingga gaya tekan profil baja

Cc + Cs = As fy - Cs

2Cs = Cc + As fy

Cs =

Jika ẏ lt (ts + tf) Pusat tarik profil

ӯ = ẏ ẏ

lengan kopel terhadap pusat tarik

d1 = d ndash ӯ - (ẏ - ts)

d2 = d ndash ӯ + pusat tekan beton

kapasitas lentur positif nominal

ϕMn = 09 [ Cc ( d2 ) + Cs ( d1 ) ]

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

52

Gambar 210 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan ẏ lt (ts + tf)

Jika (ts+ d) gt ẏ gt (ts + tf) Pusat tarik profil adalah

ӯ

ndash ẏ ẏ

Lengan kopel terhadap gaya tarik

d1 = d ndash ӯ - tf

d2 = d ndash ӯ ndash tf - (ẏ - tf)

d3 = d ndash ӯ + pusat tekan beton

kapasitas lentur positif nominal

ϕMn = 09 [ Cc ( d3 ) + Csf ( d2 ) + Csw ( d1 ) ]

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

53

Gambar 211 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan ẏ gt (ts + tf)

Dimana

As = Luas baja profil mm2

Afd = Luas floor deck mm2

Aefd = Luas efektif floor deck mm2

a Tinggidariluasantekanbetonmm

bE Lebarefektifbeton

C = Gaya tekan KN

Ċ = Titik berat floor deck mm

d = Tinggi baja profil mm

= Tegangan leleh baja profil

= Tegangan ultimate floor deck

hfd = Tinggi floor deck

ts = Tebal pelat lantai mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

54

Kapasitas momen lentur negative menurut SNI 17292015 dapat di tentukan dari

kapasitas momen nominal dari profil baja itu sendiri sebagai alternatif dapat

ditentukan kapasitas momen negatif dari distribusi plastis penampang komposit

untuk keadaan leleh asalkan menenuhi

- Balok baja adalah penampang kompak dan dibreising secara cukup

- Steel headed stud atau angkur kanal baja yang menyambungkan pelat ke

balok baja pada daerah momen negatif

- Tulangan pelat yang paralel pada balok baja di lebar efektif pelat

diperhitungkan dengan tepat

Nilai ultimate dari momen lentur negatif komposit adalah

Gaya tarik tulangan

Tsr = Asr fyr

Gaya tarik floor deck

Tfd = Afd fu

Gaya tarik total

T = Tsr + Tfd

Gaya tekan maximum profil baja

Cmax = As fy

Jika Cmax gt T maka titik berat berada pada profil baja

T + Ts = Cmax ndash Ts

2Ts = Cmax ndash T

Ts = (Cmax ndash T)

Jika sumbu netral jatuh di sayap maka

b t fy = Ts

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

55

Gambar 212 Diagram tegangan balok komposit momen negatif dengan ts gt ẏ gt (ts + tf)

tc =

Pusat gaya tekan

ӯ = ẏ ẏ

Lengan kopel terhadap gaya tekan

d1 = d ndash ӯ ndash tc

d2 = d ndash ӯ + Ċ

d3 = d ndash ӯ + ts ndash selimut pelat - empty

Momen nominal

ϕMn = 09 [Mn1 + Mn2 + Mn3]

= Tsr d3 + Tfd d2 + t fy d1

Jika sumbu netral jatuh di web maka

h tw fy = Ts - Tf

hrsquo =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

56

Gambar 213 Diagram tegangan balok komposit momen negatif dengan ẏ gt (ts + tf)

Pusat gaya tekan

ӯ ndash

Lengan kopel terhadap gaya tekan

d1 = d ndash ӯ ndash tf - hrsquo

d2 = d ndash ӯ ndash tf

d3 = d ndash ӯ + Ċ

d4 = d ndash ӯ + ts ndash selimut pelat - empty

Momen nominal

ϕMn = 09 [Mn1 + Mn2 + Mn3 + Mn4]

= Tsr d4 + Tfd d3 + tf fy d2 + hrsquo tw fy d1

Kekuatan geser yang tersedia dari balok komposit dengan steel headed stud atau

angkur kanal baja harus ditentukan berdasarkan properti dari penampang baja

sendiri Kekuatan geser nominal satu angkur steel headed stud yang ditanam pada

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

57

suatu pelat beton solid atau pada suatu pelat komposit dengan dek harus ditentukan

sebagai berikut

Qn = 05 Asc lt Rg Rp Asc fu

Dimana

Asc = Luas penampang shear conector

fcrsquo = Kuat tekan beton

Ec = Modulus elastisitas beton

fu = kuat putus shear conektor

Rg = 10 untuk

a Satu angkur steel headed stud yang di las pada suatu rusuk

dek baja dengan dek yang diorientasikan tegak lurus terhadap

profil baja

b Sejumlah dari angkur steel headed stud di suatu lajurbaris

secara langsung terhadap profil baja

c Sejumlah dari angkur steel headed stud yang di las pada

suatu lajur sampai dek baja dengan dek diorientasikan paralel

terhadap profil baja dan rasio dari lebar rusuk rata-rata

terhadap kedalaman rusuk ge 15

085 untuk

a Dua angkur steel headed stud yang dilas pada suatu rusuk

dek baja dengan dek diorientasikan tegak lurus terhadap

profil baja

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

58

b Satu angkur steel headed stud yang di las melewati dek baja

dengan dek diorientasikan paralel terhadap profil baja dan

rasio dari lebar rusuk rata-rata terhadap kedalaman rusuk lt

15

07 untuk tiga atau lebih angkur steel headed stud yang dilas pada

suatu rusuk dek baja dengan dek yang diorientasikan tegak lurus

terhadap profil baja

Rp = 075 untuk

a Angkur steel headed stud yang dilas secara langsung pada

profil baja

b Angkur steel headed stud yang dilas pada suatu pelat komposit

dengan dek yang diorientasikan tegak lurus terhadap balok dan

emid-ht ge 2 in (50 mm) Angkur steel headed stud yang dilas

melewati dek baja atau lembaran baja yang digunakan sebagai

material pengisi gelagar dan ditanam pada suatu pelat

komposit dengan dek diorientasikan paralel terhadap balok

tersebut

06 untuk angkur steel headed stud yang di las pada suatu pelat

komposit dengan dek diorientasikan tegak lurus terhadap balok

dan emid-ht lt 2 in (50 mm)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

59

emid-ht = jarak dari tepi kaki angkur steel headed stud terhadap

badan dek baja diukur di tengahtinggi dari rusuk dek

dan pada arah tumpuan beban dari angkur steel headed

stud (dengan kata lain pada arah dari momen maksimum

untuk suatu balok yang ditumpu sederhana)

Tabel 223 Nilai untuk Rg dan Rp untuk setiap kasus Kapasitas untuk angkur steel headed stud

Kondisi Rg Rp

Tanpa dek 10 10 Dek diorientasi paralel terhadap profil baja

gt 15 lt 15

10

085

075

075

Dek diorientaskan tegak lurus terhadap profil

10

06

baja Jumlah dari angkur steel headed stud yangmemiliki rusuk dek yang sama

1 2 085 06

+3 atau lebih 07 06+

(Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015) Catatan Wr = lebar rata-rata dari rusuk atau voute beton hr = tinggi rusuk nominal untuk suatu angkur steel headed stud tunggal nilai ini dapat ditingkatkan sampai 075 bila emid-ht gt 51 mm

2227 Perencanaan Sambungan Las

Luas efektif dari suatu las sudut adalah panjang efektif dikalikan dengan throat

efektif Throat efektif dari suatu las sudut merupakan jarak terpendek (garis tinggi)

dari perpotongan kaki las ke muka las diagrammatik Suatu penambahan dalam

throat efektif diizinkan jika penetrasi konsisten di luar jarak terpendek (garis tinggi)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

60

dari perpotongan kaki las ke muka las diagrammatik yang dibuktikan melalui

pengujian dengan menggunakan proses produksi dan variabel prosedur Untuk las

sudut dalam lubang dan slot panjang efektif harus panjang dari sumbu las

sepanjang pusat bidang yang melalui throat Pada kasus las sudut yang

beroverlap luas efektif tidak boleh melebihi luas penampang nominal dari lubang

atau slot dalam bidang permukaan lekatan (SNI 17292015)

Sumber httpwwwtwi-globalcomtechnical-knowledgejob-knowledgedesign-part-2-091

Gambar 214 Tebal efektif las sudut Ukuran minimum las sudut menurut SNI 17292015 harus tidak kurang dari ukuran

yang diperlukan untuk menyalurkan gaya yang dihitung atau ukuran seperti yang

tertera dalam Tabel 223 Ukuran maksimum dari las sudut dari bagian-bagian yang

tersambung harus

a Sepanjang tepi material dengan ketebalan kurang dari frac14 in (6 mm) tidak

lebih besar dari ketebalan material

b Sepanjang tepi material dengan ketebalan frac14 in (6 mm) atau lebih tidak

lebih besar dari ketebalan material dikurangi 116 in (2 mm) kecuali las

yang secara khusus diperlihatkan pada gambar pelaksanaan untuk

memperoleh ketebalan throat-penuh Untuk kondisi las yang sudah jadi

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

61

jarak antara tepi logam dasar dan ujung kaki las boleh kurang dari 116 in

(2 mm) bila ukuran las secara jelas dapat diverifikasi

Tabel 224 Tebal minimum las sudut

Ketebalan Material dari Bagian Paling Tipis yang Tersambung in (mm)

Ukuran Minimum Las Sudut[a] in (mm)

Sampai dengan frac14 (6) 18 (3) Lebih besar dari frac14 (6) sampai dengan frac12 (13) 316 (5)

Lebih besar dari frac12 (13) sampai dengan frac34 (19) frac14 (6) Lebih besar dari frac34 (19) 516 (8)

[a] Dimensi kaki las sudut Las pas tunggal harus digunakan Catatan Lihat Pasal J22b untuk ukuran maksimum las sudut

(Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015)

Panjang minimum dari las sudut yang dirancang berdasarkan kekuatan tidak boleh

kurang dari empat kali ukuran las nominal atau ukuran lain dari las harus

diperhitungkan tidak melebihi frac14 dari panjangnya Jika las sudut longitudinal saja

digunakan pada sambungan ujung dari komponen struktur tarik tulangan-rata

panjang dari setiap las sudut tidak boleh kurang dari jarak tegak lurus antaranya

Gambar 215 Panjang las longitudinal

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

62

Kekuatan desain ϕRn yang dilas harus merupakan nilai terendah dari kekuatan

material dasar yang ditentukan menurut keadaan batas dari keruntuhan tarik dan

keruntuhan geser dan kekuatan logam las yang ditentukan menurut keadaan batas

dari keruntuhan berikut ini

Untuk logam dasar

ϕRn = 075 fn BM ABM

Untuk logam las

ϕRn = 075 fne AWE

Dimana

fn BM = tegangan nominal dari logam dasar ksi (MPa)

fne = tegangan nominal dari logam las ksi (MPa)

ABM = luas penampang logam dasar in2 (mm2)

AWE = luas efektif las in2 (mm2)

kelompok las linear dengan suatu ukuran kaki yang seragam dibebani

melalui titik berat

ϕRn = 075 fne AWE

dan

fne = 060 fEXX ( 1 + 05sin15 θ )

dimana

fEXX = kekuatan klasifikasi logam pengisi ksi (MPa)

θ = sudut pembebanan yang diukur dari sumbu longitudinal las derajat

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

63

Kekuatan sambungan las pada sambungan pemikul momen adalah

ϕMn = sum ϕPlas d

Dimana

ϕMn = Kekuatan nominal sambungan las terhadap momen

ϕPlas = Gaya las terkoreksi

d = Lengan kopel terhadap garis netral

Gambar 216 Momen plastis siklik pada sambungan pemikul momen

2228 Perencanaan Sambungan Baut

Semua baut kekuatan-tinggi yang disyaratkan pada gambar desain yang digunakan

dalam pra-tarik atau joint kritis-slip harus dikencangkan dengan suatu ketegangan

baut tidak kurang dari yang diberikan dalam Tabel 224 kuat tarik nominal dan

kuat geser nominal pada sambungan tipe tumpu diberikan dalam tabel 225 dan

ukuran lubang maksimum untuk baut diberikan dalam Tabel 226 Jarak antara

pusat-pusat standar ukuran-berlebih atau lubang-lubang slot tidak boleh kurang

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

64

dari 2 23 kali diameter nominal d dari pengencang suatu jarak 3d yang lebih

disukai Jarak dari pusat lubang standar ke suatu tepi dari suatu bagian yang

disambung pada setiap arah tidak boleh kurang dari nilai yang berlaku dari Tabel

227 Jarak maksimum dari pusat setiap baut ke tepi terdekat dari bagian-bagian

dalam kontak harus 12 kali ketebalan dari bagian yang disambung akibat

perhitungan tetapi tidak boleh melebihi 6 in (150 mm) (SNI 17292015) Spasi

longitudinal pengencang antara elemen-elemen yang terdiri dari suatu pelat dan

suatu profil atau dua pelat pada kontak menerus harus sebagai berkut

1 Untuk komponen struktur dicat atau komponen struktur tidak dicat yang

tidak menahan korosi spasi tersebut tidak boleh melebihi 24 kali ketebalan

dari bagian tertipis atau 12 in (305 mm)

2 Untuk komponen struktur tidak dicat dari baja yang berhubungan dengan

cuaca yang menahan korosi atmospheric spasi tidak boleh melebihi 14 kali

ketebalan dari bagian tertipis atau 7 in (180 mm)

Catatan Dimensi pada (a) dan (b) tidak berlaku untuk elemen-elemen yang terdiri

dari dua profil dalam kontak menerus

Tabel 225 Pratarik baut minimum kN

(Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015)

Ukuran Baut mm Baut A325M Baut A490MM16 91 114 M20 142 179 M22 176 221 M24 205 257 M27 267 334 M30 326 408 M36 475 595

Sama dengan 070 dikalikan kekuatan tarik minimum baut dibulatkan mendekati kN seperti disyaratkan dalam spesifikasi untuk baut ASTM A325M dan A490M dengan ulir UNC

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

65

Kekuatan tarik atau geser desain dari suatu baut snug-tightened atau baut kekuatan-

tinggi pra-tarik atau bagian berulir harus ditentukan sesuai dengan keadaan batas

dari keruntuhan tarik dan keruntuhan geser sebagai berikut

ϕRn = 075 fn AB

Dimana

AB = Luas penampang baut

fn = kuat nominal baut terhadap tarik (fnt) atau geser (fnv) (tabel 225)

Kekuatan tarik yang tersedia dari baut yang menahan kombinasi gaya tarik dan

geser harus ditentukan sesuai dengan keadaan batas dari keruntuhan geser sebagai

berikut

ϕRn = 075 fnrsquo AB

dan

fnrsquo = 13 fnt -

frv lt fnt

dimana

fnrsquo = tegangan tarik nominal yang dimodifikasi mencakup efek tegangan

geser ksi (MPa)

fnt = tegangan tarik nominal dari Tabel 225 ksi (MPa)

fnv = tegangan geser dari Tabel 225 ksi (MPa)

frv = tegangan geser yang diperlukan ksi (MPa)

Tegangan geser yang tersedia dari sarana penyambung sama dengan atau melebihi

tegangan geser yang diperlukanfrv

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

66

Catatan Catatan bahwa bila tegangan yang diperlukan f baik geser atau tarik

yang kurang dari atau sama dengan 30 persen dari tegangan yang tersedia yang

sesuai efek kombinasi tegangan tidak perlu diperiksa

Tabel 226 Kekuatan nominal pengencang dan bagian yang berulir ksi (MPa)

(Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015) Tabel 227 Dimensi Lubang Nominal mm

Diameter

Baut

Dimensi LubangStandar

(Diameter)Ukuran-lebih

(Diameter)Slot-Pendek

(Lebar x Panjang)Slot-Panjang

(Lebar x Panjang)M16 18 20 18 x 22 18 x 40M20 22 24 22 x 26 22 x 50M22 24 28 24 x 30 24 x 55M24 27[a] 30 27 x 32 27 x 60M27 30 35 30 x 37 30 x 67M30 33 38 33 x 40 33 x 75ge M36 d + 3 d + 8 (d + 3) x (d + 10) (d + 3) x 25d

[a] Izin yang diberikan memungkinkan penggunaan baut 1 in jika diinginkan (Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015)

Deskripsi Pengencang Kekuatan Tarik

Nominal Fnt ksi (MPa)[a]

Kekuatan Geser Nominal dalam Sambungan Tipe-

Tumpu Fnv ksi (MPa)[b]

Baut A307 45 (310) 27 (188) [c][d]

Baut group A (misal A325) bila ulir tidak dikecualikan dari bidang geser

90 (620) 54 (372)

Baut group A (misal A325) bila ulir tidak termasuk dari bidang geser

90 (620) 68 (457)

Baut A490 atau A490M bila ulir tidak dikecualikan dari bidang geser

113 (780) 68 (457)

Baut A490 atau A490M bila ulir tidak termasuk dari bidang geser

113 (780) 84 (579)

Bagian berulir yang memenuhi persyaratan Pasal A34 bila ulir tidak dikecualikan dari bidang geser

075 Fu 0450 Fu

Bagian berulir yang memenuhi persyaratan Pasal A34 bila ulir tidak termasuk dari bidang geser

075 Fu 0563 Fu

[a]untuk baut kekuatan tinggi yang menahan beban fatik tarik[b]Untuk ujung sambungan yang dibebani dengan panjang pola pengencang lebih besar dari 38 in (965 mm) Fnv harus direduksi sampai 833 dari nilai tabulasi Panjang pola pengencang merupakan jarak maksimum sejajar dengan garis gaya antara sumbu baut-baut yang menyambungkan dua bagian dengan satu permukaan lekatan [c]Untuk baut A307 nilai yang ditabulasikan harus direduksi sebesar 1 persen untuk setiap 116 in (2 mm) di atas diameter 5 dari panjang pada pegangangrip tersebut [d]Ulir diizinkan pada bidang geser

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

67

(a) Sambungan tidak diperkaku (b) Sambungan diperkaku (c) Sambungan diperkaku + pengaku kolom

Tabel 228 Jarak tepi minimum dari pusat lubang standar ke tepi dari bagian

yang disambung

Diameter Baut (mm) Jarak Tepi Minimum 16 22 20 26 22 28 24 30 27 34 30 38 36 46

Di atas 36 125d [a]Jika diperlukan jarak tepi terkecil diizinkan asalkan ketentuan yang sesuai Pasal J310 dan J4 dipenuhi tetapi jarak tepi yang kurang dari satu diameter baut tidak diizinkan tanpa persetujuan dari Insinyur yang memiliki izin bekerja sebagai perencana [b]Untuk ukuran-berlebih atau lubang-lubang slot lihat Tabel J35M

(Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015)

Beberapa aplikasi dari sambungan baut adalah sambungan pemikul momen dan

sambungan geser Prinsip dasar dari sambungan baut adalah baut menahan gaya

geser dan gaya tarik

1 Sambungan pemikul momen

Gambar 217 Sambungan pemikul momen menurut AISC 2003

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

68

Gambar 219 Menentukan Muc

Perencanaan sambungan baut untuk balok kolom lebih kuat dari profil yang

disambung untuk menghindari prilaku sambungan yg runtuh getas Momen

rencana untuk sambungan adalah

- Sambungan tidak diperkaku

Muc = Mp + Vu (k) k terkecil dari d atau 3b

- Sambungan diperkaku

Muc = Mp + Vu (Lst + tp)

Gambar 218 Lokasi sendi plastis

Lst =

Gambar 220 Geometri sambungan end-plate

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

69

Sambungan end-plate pada umum nya mempunya 2 buat setiap baris jika dibebani

sampai kondisi ultimate maka reaksi setiap baut adalah 2Pt kapasitas sambungan

tanpa efek prying maka momen kapasitas sambungan adalah jumlah kumulatif

statis momen gaya reaksi baut tarik 2Pt terhadap titik resultan desak di pusat berat

pelat sayap profil (Dewobroto 2016) Kuat sambungan berdasarkan baut tanpa efek

prying adalah

ϕMnp = 2 ϕPt sum

= 2 ϕPt sum (h0 + h1 + h3 hellip hi)

Dimana

Mnp = kapasitas sambungan end-plate didasarkan pada kuat tarik tanpa

efek prying

Pt = gaya reaksi tarik baut

Gambar 221 Momen kopel baut tarik terhadap sayap tekan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

70

Tabel 229 Kapasitas sambungan end-pelat menurut AISC 2003

No Kapasitas Sambungan

1

Konfigurasi 4 baut tanpa pengaku

2

Konfigurasi 4 baut dengan pengaku

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

71

Tabel 229 Kapasitas sambungan end-pelat menurut AISC 2003 (lanjutan)

No Kapasitas Sambungan

3

Konfigurasi 6 baut tanpa pengaku

4

Konfigurasi 8 baut tanpa pengaku

Sumber Extended end-plateed moment connections seismic and wind applications AISC 2003

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

72

2 Sambungan Geser

Gambar 222 Sambungan balok anak ke balok induk

Perencanaan sambungan baut untuk geser juga harus lebih kuat dari profil yang

disambung untuk menghindari prilaku sambungan yg runtuh getas Gaya geser

rencana untuk sambungan adalah gaya geser ultimate balok anak sehingga

jumlah baut yg diperlukan adalah

=

Dimana

= kuat geser nominal profil

= kuat geser minimum baut

223 Disain untuk stabilitas

Stabilitas harus disediakan untuk struktur secara keseluruhan dan untuk setiap

elemennya Efek terhadap stabilitas struktur dan elemen-elemennya harus

memperhitungkan hal-hal berikut

1 lentur geser dan deformasi komponen struktur aksial dan semua deformasi

lainnya yang memberi kontribusi terhadap perpindahan struktur

2 efek orde-kedua (kedua efek P-∆ dan P-δ)

3 ketidaksempurnaan geometri

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

73

4 reduksi kekakuan akibat inelastisitas

5 ketidakpastian dalam kekakuan dan kekuatan Semua efek yang bergantung

beban harus dihitung di level pembebanan sesuai dengan kombinasi beban

Direct Analysis Method (DAM) dibuat untuk mengatasi keterbatasan Effective

Length Method (ELM) yang merupakan strategi penyederhanaan analisis cara

manual Akurasi DAM dapat diandalkan karena memakai komputer dan

mempersyaratkan program analisis struktur yang dipakai seperti

1 Dapat memperhitungkan deformasi komponen-komponen struktur dan

sambungannya yang mempengaruhi deformasi struktur keseluruhan

Deformasi komponen yang dimaksud berupa deformasi akibat lentur aksial

dan geser Persyaratan ini cukup mudah hampir sebagian besar program

komputer analisa struktur berbasis metoda matrik kekakuan apalagi

lsquometoda elemen hinggarsquo yang merupakan algoritma dasar ana-lisa struktur

berbasis komputer sudah memasukkan pengaruh deformasi pada elemen

formulasinya (Dewobroto 2013)

2 Pengaruh Orde ke-2 (P-Δ amp P-δ) Program komputer yang dapat

menghitung gaya-gaya batang dengan analisa struktur orde ke-2 yang

mempertimbangkan pengaruh P-Δ dan P-δ adalah sangat penting dan

menentukan Umumnya program komputer komersil bisa melakukan

analisa struktur orde ke-2 meskipun kadangkala hasilnya bisa berbeda satu

dengan lain-nya Oleh karena itu diperlukan verifikasi terhadap kemam-

puan program komputer yang dipakai Ketidaksempurnaan terjadi ketika

program ternyata hanya mampu memperhi-tungkan pengaruh P-Δ saja

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

74

tetapi tidak P-δ Adapun yang dimaksud P-Δ adalah pengaruh pembebanan

akibat terjadinya perpindahan titik-titik nodal elemen sedangkan P-δ adalah

pengaruh pembebanan akibat deformasi di elemen (di antara dua titik nodal)

(Dewobroto 2013) seperti terlihat pada Gambar 28 di bawah

Gambar 223 Pengaruh Orde ke-2 (AISC 2010)

3 Perhitungan stabilitas struktur modern didasarkan anggapan bah-a

perhitungan gaya-gaya batang diperoleh dari analisa struktur elastik orde-2

yang memenuhi kondisi keseimbangan setelah pembebanan yaitu setelah

deformasi Ketidak-sempurnaan atau cacat dari elemen struktur seperti

ketidaklurusan batang akibat proses fabrikasi atau konsekuensi adanya

toleransi pelaksanaan lapangan akan menghasilkan apa yang disebut efek

destabilizing Adanya cacat bawaan (initial imperfection) yang

mengakibatkan efek destablizing dalam Direct Analysis Method (DAM)

dapat diselesaikan dengan dua cara yaitu [1] cara pemodelan langsung cacat

pada geometri model yang dianalisis atau [2] memberikan beban notional

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

75

(beban lateral ekivalen) dari sebagian prosentasi beban gravitasi (vertikal)

yang bekerja Cara pemodelan langsung dapat diberikan pada titik nodal

batang yang digeser untuk sejumlah tertentu perpindahan yang besarnya

diambil dari toleransi maksimum yang diperbolehkan dalam perencanaan

maupun pelaksanaan Pola penggeseran titik nodal pada pemodelan

langsung harus dibuat sedemikian rupa sehingga memberikan efek

destabilizing terbesar Pola yang dipilih dapat mengikuti pola lendutan hasil

pembebanan atau pola tekuk yang mungkin terjadi Beban notional

merupakan beban lateral yang diberikan pada titik nodal di semua level

berdasarkan prosentasi beban vertikal yang bekerja di level tersebut dan

diberikan pada sistem struktur penahanbeban gravitasi melalui rangka atau

kolom vertikal atau dinding sebagai simulasi pengaruh adanya cacat

bawaan (initial imperfection)Beban notional harus ditambahkan bersama-

sama beban lateral lain juga pada semua kombinasi kecuali kasus tertentu

yang memenuhi kriteria pada Section C22b(1) (SNI 1729 2015) Besarnya

beban notional adalah

Ni = 0002 α Yi

Dimana

α = 16 untuk metode tegangan izin dan 10 untuk metode ultimit

Ni = Beban notional yang digunakan pada level i

Yi = Beban grafitasi yang digunakan pada level i

Nilai 0002 mewakili nilai nominal rasio kemiringan tingkat (story out of

plumbness) sebesar 1500 yang mengacu AISC Code of Standard Practice

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

76

Jika struktur aktual ternyata punya kemiringan tingkat berbeda lebih besar

tentunya maka nilai tersebut tentunya perlu ditinjau ulang Beban notional

pada level tersebut nantinya akan didistribusikan seperti halnya beban

gravitasi tetapi pada arah lateral yang dapat menimbulkan efek

destabilizing terbesar Jadi perlu beberapa tinjauanPada bangunan gedung

jika kombinasi beban belum memasukkan efek lateral maka beban notional

diberikan dalam dua arah alternatif ortogonal masing-masing pada arah

positip dan arah negatif yang sama untuk setiap level Sedangkan untuk

kombinasi dengan beban lateral maka beban notional diberikan pada arah

sama dengan arah resultan kombinasi beban lateral pada level tersebut Jadi

penempatan notional load diatur sedemikian rupa agar jangan sampai hasil

akhir kombinasinya akan lebih ringan Bukankah notional load adalah

untuk memodelkan ketidaksempurnaan (Dewobroto 2015)

Adanya leleh setempat (partial yielding) akibat tegangan sisa pada profil

baja (hot rolled atau welded) akan menyebabkan pelemahan kekuatan saat

mendekati kondisi batasnya Kondisi tersebut pada akhirnya menghasilkan

efek destabilizing seperti yang terjadi akibat adanya geometry imperfection

Kondisi tersebut pada Direct Analysis Method (DAM) akan diatasi dengan

penyesuaian kekakuan struktur yaitu memberikan faktor reduksi kekakuan

Nilainya diperoleh dengan cara kalibrasi dengan membandingkannya

dengan analisa distribusi plastisitas maupun hasil uji test empiris (Galambos

1998) Faktor reduksi kekakuan EI=08τbEI dan EA=08EA dipilih DAM

dengan dua alasan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

77

Pertama Portal dengan elemen langsing yang kondisi batasnya ditentukan

oleh stabilitas elastis maka faktor 08 pada kekakuan dapat

menghasilkan kuat batas sistem sebesar 08 times kuat tekuk

elastisHal ini ekivalen dengan batas aman yang ditetapkan pada

perencanaan kolom langsing memakai Efective Length Method

persamaan E3-3 (SNI 1729 2015) yaitu φPn = 09 (0877 Pe) =

079 Pe

Kedua Portal dengan elemen kaku stocky dan sedang faktor

08τb dipakai memperhitungkan adanya pelemahan (softening)

akibat kombinasi aksial tekan dan momen lentur Jadi kebetulan

jika ternyata faktor reduksi kolom langsing dan kolom kaku

nilainya saling mendekati atau sama Untuk itu satu faktor reduksi

sebesar 08τb dipakai bersama untuk semua nilai kelangsingan

batang (SNI 1729 2015 C23(1)) (Dewobroto 2015)

Faktor τb mirip dengan reduksi kekakuan inelastis kolom akibat hilangnya

kekakuan batang Untuk kondisi Pr le 05Py dimana Pr= adalah gaya tekan

perlu hasil kombinasi LRFD

τb = 1

Jika gaya tekannya besar yaitu Pr gt 05Py maka

τb = 4 [ 1 - ]

Pemakaian reduksi kekakuan hanya berlaku untuk memperhitungkan

kondisi batas kekuatan dan stabilitas struktur baja dan tidak digunakan pada

perhitungan drift (pergeseran) lendutan vibrasi dan penentuan periode

getar Untuk kemudahan pada kasus τb = 1 reduksi EI dan EA dapat

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

78

diberikan dengan cara memodifikasi nilai E dalam analisis Tetapi jika

komputer program bekerja semi otomatis perlu diperhatikan bahwa reduksi

E hanya diterapkan pada 2nd order analysis Adapun nilai modulus elastis

untuk perhitungan kuat nominal penampang tidak boleh dikurangi seperti

misal saat perhitungan tekuk torsi lateral pada balok tanpa tumpuan lateral

(Dewobroto 2015) Bebanan notional dapat juga dipakai untuk antisipasi

pelemahan kekakuan lentur τb akibat kondisi inelastic adanya tegangan

residu Strategi ini cocok untuk menyederhanakan perhitungan DAM pada

batang dengan gaya tekan besar αPr gt 05Py dimana nilai τb lt 10 Jika

strategi ini akan dipakai maka τb = 10 dan diberikan beban notional

tambahan sebesar

Ni = 0001 α Yi

Dimana

α = 16 untuk metode tegangan izin dan 10 untuk metode ultimit

Ni = Beban notional yang digunakan pada level i

Yi = Beban grafitasi yang digunakan pada level i

Beban tersebut diberikan sekaligus bersama beban notional yang

merepresentasikan cacat geometri bawaan (initial imperfection) karena

sifatnya memperbesar maka beban notional akhir menjadi Ni=0003Yi

sedangkan τb = 10 untuk semua kombinasi beban (Dewobroto 2015)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

79

BAB III

METODE PENELITIAN

31 Persiapan

Tahap ini merupakan rangkaian kegiatan sebelum melakukan pengumpulan

dan pengolahan data Tahap ini meliputi kegiatan-kegiatan sebagai berikut

1 Menentukan judul Tugas Akhir

2 Pembuatan proposal Tugas Akhir

3 Studi pustaka terhadap materi sebagai garis besar

32 Bagan Alir

MULAI

PENGUMPULAN DATA

STUDI LITERATUR

TAHAP DESAIN DATA

Perhitungan beban mati

Perhitungan beban hidup

Perhitungan beban angin

Perhitungan beban gempa

PENGOLAHAN DATA

A Pradimensi dan kontrol struktur sekunder B Analisa struktur primer dengan bantuan etabs 2015

(efek P-∆ dan P-δ) dan kontrol manual C Disain sambungan balok kolom dan sambungan

balok balok

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

80

Gambar 31 Diagram Alir Penelitian

321 Mulai

322 Pengumpulan Data

Pengumpulan data data yang di gunakan dalam perencanaan struktur baja

seperti profil yang di gunakan kuat tarik baja yang tersedia dan kuat tekan beton

rencana

323 Studi Literatur

Studi literatur bermula dari pengumpulan teori-teori yang berhubungan

dengan disain baja dan system rangka baja pemikul momen khusus Selain itu

dikumpulkan juga data-data yang berhubungan dengan tugas akhir ini seperti data

pembebanan gedung yang diambil dari peraturan pembebanan untuk gedung 1983

HASIL DAN PEMBAHASAN

Dimensi struktur sekunder Dimensi struktur primer Rencana Sambungan

SELESAI

KESIMPULAN DAN SARAN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

81

dan rumus-rumus yang akan digunakan dalam perhitungan berdasarkan metode

Load and Resistance Factor Design (LRFD)

324 Tahap Desain Data

Pada tahap desain data hal pertama yang dikerjakan adalah menghitung

pembebanan pada struktur sekunder Perhitungan pembebanan berdasarkan

PPURG 1983 Beban-beban yang bekerja hanya beban mati dan beban hidup

Struktur sekunder meliputi pelar metal deck pelat baja gording dan tangga

Setelah perhitungan pembebanan selesai tahap selanjutnya adalah

melakukan pradimensi ketebalan pada pelat dan pradimensi profil pada gording dan

tangga Kemudian hasil pradimensi akan dikontrol apakah dimensi yang di

asumsikan sudah memenuhi syarat atau belum sesuai dengan besarnya gaya-gaya

dalam yang bekerja pada masing masing struktur sekunder tersebut Jika sudah

memenuhi syarat maka reaksi dari masing masing struktur sekunder tersebut akan

di jadikan beban pada struktur primer Struktur primer yang sudah di pradimensi

akan di analisa dengan menggunakan kombinasi kombinasi beban mati beban hidup

dan beban gempa dengan bantuan software etabs 2015 Selanjutkan output dari

etabs berupa momen lentur gaya lintang dan gaya normal pada masing masing

balok dan kolom akan di kontrol secara manual dengan metode LRFD yang

mengacu kepada SNI 1729 2015

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

82

325 Pengolahan Data

325a Analisa Struktur Manual Dengan Metode LRFD

Pada tahap analisa struktur manual dengan metode LRFD bagian yang akan

dianalisa adalah mengontrol momen lentur dan gaya geser yang terjadi pada balok

komposit Pada kolom di kontrol kombinasi gaya tekan dan lentur dua arah serta

gaya geser Lalu selanjutnya adalah melakukan kontrol terhadap pradimensi apakah

sudah memenuhi syarat atau belum

325b Analisa sambungan balok kolom

Analisa sambungan dilakukan untuk mendapatkan jumlah baut tebal pelat

penyambung tebal las pada Balok dan kolom analisa sambungan pemikul momen

menggunakan momen plastis penampang sebagai momen ultimit sehingga

kekuatan sambungan sama dengan atau lebih besar dari kekuatan profil sedangkan

pada sambungan sendi digunakan gaya geser ultimate sebagai gaya geser rencana

326 Hasil dan Pembahasan

Dimensi struktur sekunder dan dimensi struktur primer yang memenuhi

syarat keamanan dan kenyamanan Rekapitulasi stress ratio pada balok komposit

dan kolom yang ada di struktur primer Stress ratio sendiri adalah perbandingan

gaya terfaktor dibagi dengan gaya terkoreksi yang artinya jika stress ratio lebih

besar dari satu (1) maka struktur dinyatakan tidak memenuhi syarat keamanan

327 Kesimpulan dan Saran

328 Selesai

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

83

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

41 Disain Struktur Sekunder

411 Pelat Floor deck

Gambar 41 Tributari area elevasi +580 m

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat sendiri pelat 012 x 1 x 2400 = 288 kgm

Berat spesi 002 x 1 x 2100 = 42 kgm

Berat keramik 001 x 1 x 2400 = 24 kgm +

qdl = 354 kgm

2 Beban hidup (life load)

Berdasarkan PPPURG 1987 beban hidup untuk lantai pabrik 400 kgm2

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

84

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 354 = 4956 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 354 + 16 x 400 = 10648 kgm

sehingga digunakan qu = 10648 kgm

B Dimensi Floor Deck

Berdasarkan SNI ndash 03 ndash 2847 ndash 2002 pasal 103 didapat momen positif

maximum untuk pelat satu arah adalah

Gambar 42 Distribusi momen untuk pelat satu arah

=

=

= 30422 kg m

Dicoba smartdeck BMT 07 mm

Gambar 43 Diagram tegangan momen kopel (positif) floor deck

d = h ndash c = 120 ndash 255 = 945 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

85

a =

=

= 239867 mm

ϕMn = 08 As fy ( d- )

ϕMn = 08 x 92676 x 550 ( 945 -

)

ϕMn = 33644 kg m gt Mu = 30422 kg m ( OK )

C Dimensi Wiremesh

Berdasarkan SNI ndash 03 ndash 2847 ndash 2002 pasal 103 didapat momen negatif

maximum untuk pelat satu arah adalah

=

=

= 42592 kg m

Dicoba wiremesh M-8 ( AST = 33493 mm2 )

Gambar 44 Diagram tegangan momen kopel (negatif) floor deck

d = h - selimut ndash 05 ϕ = 120 ndash 20 ndash 05 x 8 = 96

a =

=

= 1083 mm

ϕMn = 08 As fy ( d- )

ϕMn = 08 x 33493 x 400 ( 96 -

)

ϕMn = 970955 kg m gt Mu = 42592 kg m ( OK )

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

86

412 Balok Anak Pelat Floor Deck

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat floof deck = 2 x 354 = 708 kgm

Berat WF 300 x 150 x 55 x 8 = 32 = 32 kgm +

qdl = 740 kgm

2 Beban hidup (life load)

Beban hidup pelat = 2 x 400 = 800 kgm

qll = 800 kgm

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 740 = 1036 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 740 + 16 x 800 = 2168 kgm

sehingga digunakan qu = 2168 kgm

B Momen ultimate

MMAX = qu l2

MMAX = 2168 x 82

MMAX = 17344 kg m

C Kontrol momen

- menentukan lebar efektif pelat beton

1 be lt

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

87

be lt

be lt 1

2 be lt bo

be lt 1

sehingga digunakan be = 1 meter

akibat adanya lubang pada floor deck maka digunakan bekivalen

bekivalen =

=

= 810 mm

- Menentukan nilai n

Ebeton = 4700 = 4700 radic25 = 23500

Ebaja = 200000

n = = = 851

- Menentukan lebar transformasi penampang beton

=

= 951 cm

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Pelat Beton 11412 6 68472 Floor Deck 1867 945 17643 Profil WF 3766 245 92267

sum 17045 sum 178382

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

88

ẏ = sum

sum =

= 1046 cm

Titik berat berada di pelat beton

a =

=

= 4938 mm

d1 = 05hprofil + tpelat = 125 + 120 = 245 mm

d2 = hprofil ndash ċ = 120 ndash 1713 = 10287

ϕMn = 09 As fy ( d1- )

ϕMn = 09 x [ 3766 x 240 x ( 245 -

) +118843 550 ( 10287 -

) ]

ϕMn = 1792124 + 102396

ϕMn = 189452 kg m gt Mu = 17344 kg m ( OK )

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

89

D Dimensi Penghubung Geser (Shear Conector)

Gaya horizontal akibat aksi komposit penuh

Vh = 085 a b = 085 x 4938 x 1000 x 25 = 1049325 N

Digunakan Stud connector ⅝rdquo luas satu buah stud connector adalah

Asc = d2 = 158752 =19801 mm2

Kuat geser satu buah shear connector

Qn = 05 Asc lt Rg Rp Asc fu

Qn = 05 x 19801 x radic25 23500 lt 085 x 075 x 19801 x 550

Qn = 7588676 N lt 69427

Jumlah shear connector yang di butuhkan

N = = = 151 ~ 16 buah untuk setengah bentang

Total kebutuhan shear connector adalah 32 buah untuk semua bentang Jika

dipasang dua buah shear connector pada setiap penampang melintang maka

jarak shear connector adalah

S = = 500 mm

Smin = 6d = 6 x 15875 = 9525 mm

Smax = 8t = 8 x 120 = 960 mm

Strans = 4d = 4 x 15875 = 635 mm

Sehingga digunakan shear connector 2 x (⅝rdquo x 65 cm) dengan jarak 20 cm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

90

E Kontrol Geser

Menghitung gaya geser ultimate

Vu = qu l = x 2168 x 8 = 8672 kg

Menghitung gaya geser nominal

ϕVn = 09 (06 fy) h tw

ϕVn = 09 x 06 x 240 x 264 x 55

ϕVn = 20243 kg gt Vu = 8672 kg (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

91

413 Pelat Chekered

Gambar 45 Tributari area elevasi +1070 m

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat pelat 45 mm = 00045 x 1 x 7850 = 35325 kgm

2 Beban hidup (life load)

Berdasarkan PPPURG 1987 beban hidup untuk lantai pabrik 400 kgm2

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 35325 = 49455 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 35325 + 16 x 400 = 68239 kgm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

92

sehingga digunakan qu = 68239 kgm

B Momen Maximum

Berdasarkan SNI ndash 03 ndash 2847 ndash 2002 pasal 103 didapat momen maximum

untuk pelat satu arah adalah

Gambar 46 Distribusi momen untuk pelat satu arah

=

=

= 2557 kg m

C Momen Nominal

ϕMn = 09 zx fy

= 09 x ( b d2 ) x fy

= 09 x ( 1000 x 452 ) x 240

= 10935 kg m gt Mu = 2557 kg m OK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

93

414 Siku Pengaku Pelat Lantai Chekred

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat pelat 45 mm = 00045 x 06 x 7850 = 21195 kgm

Berat L 70 x 70 x 6 = 638 = 638 kgm +

= 27575 kgm

2 Beban hidup (life load)

Beban hidup pelat = 06 x 400 = 240 kgm

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 27575 = 35805 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 27575 + 16 x 240 = 41469 kgm

sehingga digunakan qu = 41469 kgm

B Momen Maximum

=

=

= 7465 kg m

C Momen Nominal

My = sx fy

= 7330 x 240

= 17592 kg m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

94

Me =

=

= 13524 kg m

Me gt My

Mn = [ 192 ndash 117 ] Me lt 15 My

= [ 192 ndash 117

] My lt 15 My

= 1498 My lt 15 My

ϕMn = 09 x 1498 x My

= 09 x 1498 x 17592

= 23717 kg m gt Mu = 7465 kg m OK

C Geser Nominal

lt 11

lt 11

1 lt 34785 ~gt cv = 1

ϕVn = 09 06 Aw fy cv

= 09 x 06 x 70 x 7 x 240 x 1

= 63504 kg gt Vu = (05 x l x qu = 2488 kg)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

95

415 Balok Anak Pelat Chekered

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat L 70 x 70 x 6 = 638 x 12 x 13 = 99528 kg

Berat ekivalen siku = =

= 12441 kgm

Berat pelat 45 mm = 00045 x 12 x 7850 = 42390 kgm

Berat WF 200 x 150 x 6 x 9 = 30600 = 30600 kgm

Berat L 70 x 70 x 6 = 12441 = 12441 kgm +

= 85431 kgm

2 Beban hidup (life load)

Beban hidup pelat = 12 x 400 = 480 kgm

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 85431 = 11960 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 76131 + 16 x 480 = 87052 kgm

sehingga digunakan qu = 87052 kgm

B Momen Maximum

=

=

= 696414 kg m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

96

C Menentukan momen nominal

Lp = = radic

36 = 18357 cm

L lt Lp

Mp = zx fy

= [(btf(h-tf)) + 05(h-2tf)2tw)] fy

= [(150 x 9 x (200 ndash 9)) + 05(200 ndash 2 x 9)2 x 6)] x 240

= 857332 kg m

ϕMn = 09 Mp

= 09 x 857332

= 771599 kg m gt Mu = 696414 kg m OK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

97

416 Gording

Gambar 47 Rencana atap elevasi +1250 m dan +3550 m

Jarak antara Gording = 14 meter

Panjang gording = 6 meter

Sudut kemiringan atap = 10o

Berat atap (BMT 045) = 657 kgm2

Isolation rockwool = 25 kgm2

Profil gording = CNP 150 x 50 x 20 x 32 = 7 kgm

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat isolation rockwool = 14 x 25 = 35 kgm

Berat atap = 14 x 657 = 92 kgm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

98

Berat gording = 70 = 70 kgm +

qdl = 512 kgm

2 Beban hidup (life load)

Beban hidup di tengah gording = 100 kg

3 Beban angin

Gambar 48 Kecepatan angin

Kecepatan angin maximum adalah 35 KNOT yaitu 6482 kmjam ( 18 ms )

P = = = 2026 kgm2

Tekanan angin minimum di laut dan di tepi laut sampai sejauh 5 km dari pantai

diambil minimum 40 kgm2 Sehingga digunakan tekanan angin 40 kgm2

Koefisien angin tekan = 002α - 04 = 002 (10) - 04 = - 02

Koefisien angin hisap = - 04

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

99

qtekan = -02 x 40 = 8 kgm2

qhisap = -04 x 70 = 16 kgm2

B Menghitung momen momen pada gording

1 akibat beban mati

Mx = qdl cosα = 512 x cos10 x 62 = 226899 kg m

My = qdl sinα = 512 x sin10 x 22 = 445 kg m

2 akibat beban hidup

Mx = P cosα lx = 100 x cos10 x 6 = 147721 kg m

My = P sinα ly = 100 x sin10 x 2 = 8682 kg m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

100

3 akibat beban angin

Mtekan = qwl = (-8) x cos10 x 62 = -3545 kg m

Mhisap = qwl = (-16) x sin10 x 62 = -709 kg m

No Kombinasi Beban Sumbu x Sumbu y 1 14 DL 3176586 623 2 12 DL + 05La 3461393 9681 3 12 DL + 16 La 5086324 192312 4 12 DL + 13 W + 05La 4465911 -188234 5 12 DL + 16 La + 08 W 4802724 -374888 6 09 DL + 13 W 2261938 -8683

Sehingga didapat momen maximum adalah

Mx = 508632 kg m

My = 19231 kg m

C Menentukan momen nominal

Lp = = radic

181 = 92 cm

J = [ 2b + h ]

= [ 2 x 50 x 323 + 150 x 323 ]

= 2730 6667 mm

Cw = [

]

=

[

]

= 750 x 106

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

101

=

=

= 11512931

= 4 2

= 4

]2

= 3141 x 10-4

=

1 1

=

1 1 3141 10 240 70

= 25044 cm

Lp lt L lt Lr

Mp = zx fy

= [(btf(h-tf)) + 05(h-2tf)2tw)] fy

= [(50 x 32 x (150 ndash 32)) + 05(150 ndash 2 x 32)2 x 32)] x 240

= 95963 kg m

Mr = Sx fr

= 37400 x (240 ndash 70)

= 6358 kg m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

102

ϕMnx = 09 ( Mp ndash ( Mp- Mr)

)

= 09 ( 95963 ndash (95963 ndash 6358)

)

= 66984 kg m gt Mu = 508632 kg m OK

ϕMny = 09 Sy fy

= 09 x 8200 x 240

= 17712 kg m gt Mu = 19231 kg m OK

kontrol syarat momen lentur

+ lt 10

+

lt 10

0867 lt 10 OK

D Lendutan

=

+

=

+

= 15194 + 7913

= 23107 mm

=

+

=

+

= 0331 + 0516

= 0846 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

103

δ =

= 23107 0846

= 23122 mm

δizin = = = 25 mm gt δ = 23112 mm OK

417 Sagrod (Batang Tarik)

Gambar 49 Rencana sagrod

Rencana digunakan sagrod Oslash 10 mm

A Beban yang bekerja

1 Beban mati

- Gording luar

Berat atap = 2 x 14 x 657 x sin 10o = 31944 kg

Berat gording = 2 x 7 x sin 10o = 24310 kg +

sum = 56254 kg

- Gording dalam

Berat atap = 2 x 14 x 657 x sin 10o = 31944 kg

Berat gording = 2 x 7 x sin 10o = 24310 kg

Isolation rockwoll = 2 x 14 x 25 x sin 10o = 121553 kg +

sum = 177807 kg

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

104

2 Beban hidup

- Gording luar

Beban tak terduga = 200 x sin 10o = 347296 kg

- Gording dalam

Beban tak terduga = 100 x sin 10o = 173648 kg

B Gaya ultimate pada sagrod

PDL = Gording Luar + 10 Gording Dalam + Berat sagrod

= 56254 + (10 x 177807) + (0617 x 14)

= 1920704 kg

PLL = Gording Luar + 10 Gording Dalam

= 347296 + (10 x 173648)

= 2083776 kg

Kombinasi Pu kg

14 DL 288899

12DL + 16LL 563888

Digunakan 2 buah sagrod sehingga Pu sagrod adalah 5638882 = 281944 kg

C Menentukan Gaya Nominal Sagrod

Kekuatan leleh tarik pada penampang bruto

ϕPn = 09Asfy

= 09 x 785 x 240

= 16955 kg

Kekuatan tarik pada penampang netto

ϕPn = 075Asfu

= 075 x (09 x 785) x 370

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

105

= 19605 kg

Sehingga ʹϕPn yang digunakan adalah 16955 kg

Stress ratio = =

= 017 lt 1 OK

418 Ikatan Angin

Ikatan angin akan didisain menggunakan besi beton karena kelangsingan besi

beton sangat kecil maka batang hanya didisain terhadap tarik

Gambar 410 Tributri area ikatan angin

Dicoba menggunakan ikatan angin Oslash 22 mm

Data data geometri

x = 12 tanα = 12 tan 10o = 21159 m

h1 = 71 + x = 71 + 21159 = 92159 m

β

60925 60925 60925 60925

60000

60000 60000 60000 60000

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

106

h2 = 71 + 075x = 71 + 15869 = 86869 m

h3 = 71 + 025x = 71 + 05289 = 76289 m

tan β =

= 09848 β = 445617o

sin β = 07016

cos β = 07126

Koefisien angin C = 09

F1 = CPa λ

= 09 x 40 x 6 x

= 193350 kg

F2 = CPa λ

= 09 x 40 x 6 x

= 176210 kg

F3 = CPa λ

= 09 x 40 x 6 x

= 159072 kg

R = 05F1 + F2 + F3 = 96675 + 176210 + 159072 = 431957 kg

A Gaya Ultimate Pada Ikatan Angin

Gaya batang akan dihitung dengan menggunakan analisa keseimbangan titik

buhul

- Titik A

sumV = 0 sum H = 0

R + S1 = 0 H1 = 0

S1 = - R

S1 = - 431957 kg

- Titik B

sumV = 0 sum H = 0

F3 + S1 + D1sinβ = 0 H2 + D1cosβ = 0

D1 = -

H2 = - D1cosβ

R

S1

H1

H2

S1

F3

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

107

S1

D1 = -

H2 = - 388946 x 07124

D1 = 388946 kg H2 = - 277085 kg

- Titik C

sumV = 0 sum H = 0

S2 + D1sinβ = 0 H3 ndash H1 - D1cosβ = 0

S2 = - D1sinβ H3 = 0 + D1cosβ

S2 = - 388946 x 07016 H3 = 388946 x 07124

S2 = - 272885 kg H2 = 277085 kg

- Titik D

sumV = 0

F2 + S2+ D2sinβ = 0

D2 = -

D2 = -

D2 = 137792 kg

Gaya batang maximum pada ikatan angin 388946 kg

Pu = 16 WL = 16 x 388946 = 622314 kg

B Gaya Nominal Ikatan Angin

Kekuatan leleh tarik pada penampang bruto

ϕPn = 09Asfy

= 09 x 3801 x 240

= 821016 kg

Kekuatan tarik pada penampang netto

ϕPn = 075Asfu

= 075 x (09 x 3801) x 370

= 949299 kg

H3 H1

S2

F2

H2 H4

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

108

Sehingga ʹϕPn yang digunakan adalah 821016 kg

Stress ratio = =

= 076 lt 1 OK

419 Tangga

Gambar 411 Rencana tangga

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Pipa 15rdquo 36 x [ (2x4942) + (8x1) + (4x03)] = 687 kg

Pipa 1rdquo = 18 x [ (4x4942) + (8x03)] = 399 kg

Pelat 45 mm = 35325 x 03 x 1 x 16 = 1696 kg +

= 27816 kg

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

109

= =

= 56285 kgm

Digunakan profil UNP 200 x 80 x 75 x 11

= +

= 56285 + 246

= 80885 kgm

2 Beban hidup (life load)

Beban hidup tangga = 400 kgm

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 80885 = 113239 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 80885 + 16 x 400 = 737062 kgm

sehingga digunakan qu = 737062 kgm untuk 2 profil kanal beban untuk 1

profil kanal adalah = 368521 kgm

B Momen maximum

Mu = q = 368521 x 4942 = 11251 kg m

C Momen nominal

Lp = = radic

238 = 121366 cm

b = b ndash 05tw

= 80 ndash (05 x 75)

= 7625 mm

h = h - tf

= 200 - 11

= 189 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

110

J = [ 2brsquo + hrsquo ]

= [ 2 x 7625 x 113 + 189 x 753 ]

= 94237291 mm

Cw = [

]

=

[

]

=

[

]

= 120 x 108

=

=

= 2474747

= 4 2

= 4

]2

= 18143 x 10-5

=

1 1

=

1 1 18143 10 240 70

= 51792 cm

Lp lt L lt Lr

Mp = zx fy

= [(btf(h-tf)) + 05(h-2tf)2tw)] fy

= [(80 x 11 x (200 ndash 11)) + 05(200 ndash 2 x 11)2 x 75)] x 240

= 684324 kg m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

111

Mr = sx fr

= 195000 x (240 ndash 70)

= 3315 kg m

ϕMnx = 09 ( Mp ndash ( Mp- Mr)

)

= 09 ( 684324 ndash (684324 ndash 3315)

)

= 352568 kg m gt Mu = 11251 kg m OK

42 Disain Struktur Primer

421 Beban beban yang bekerja

4211 Beban gravitasi

a Beban pada floor deck

- Beban mati tambahan (dead load)

Berat spesi 002 x 1 x 2100 = 42 kgm

Berat keramik 001 x 1 x 2400 = 24 kgm +

qdl = 66 kgm

adapun berat sendiri profil dihitung dengan software etabs 2015

- Beban hidup (life load)

Berdasarkan PPPURG 1987

Beban hidup rencana untuk lantai pabrik = 400 kgm2

Koefisien reduksi untuk perencanaan balok induk = 100

Koefisien reduksi untuk peninjauan terhadap masa gempa = 090

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

112

b Beban pada lantai chekered plate

- Beban mati tambahan (dead load)

Berat per 6 meter luas L 70 x 70 x 6 = 638 x 6 x 9 = 34452 kg

Berat ekivalen siku = =

= 957 kgm

- Beban hidup (life load)

Berdasarkan PPPURG 1987

Beban hidup rencana untuk lantai pabrik = 400 kgm2

Koefisien reduksi untuk perencanaan balok induk = 100

Koefisien reduksi untuk peninjauan terhadap masa gempa = 090

4212 Beban angin

- Dinding vertical

Di pihak angin = + 09 x 40 = + 36 kgm2

Di belakang angin = - 04 x 40 = - 16 kgm2

- Atap segi-tiga dengan sudut kemiringan α 10o

Koefisien angin tekan = 002α - 04 = 002 (10) - 04 = - 02

Koefisien angin hisap = - 04

qtekan = -02 x 40 = -8 kgm2

qhisap = -04 x 70 = -16 kgm2

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

113

4213 Beban gempa

Jenis pemamfaatan bangunan = Pabrik (kategori risiko II tabel 27)

Faktor keutamaan gempa Ie = 1 (tabel 28)

Ss = 05g

S1 = 03g

Jenis tanah = Keras (kelas C)

Fa = 12 ( tabel 211 dengan input Ss = 05 )

Fs = 15 ( tabel 212 dengan input S1 = 03 )

SDS = Fa Ss = 12 05 = 040

SD1 = FV S1 = 15 03 = 030

Gambar 412 Respon spectra rencana

Berdasarkan SDS gedung berada di kategori risiko C ( tabel 213 )

Berdasarkan SD1 gedung berada di kategori risiko D ( tabel 214 )

00000

00500

01000

01500

02000

02500

03000

03500

04000

04500

0000 1000 2000 3000 4000 5000

S

T

MEDAN TANAH KERAST S

0000 01600

0075 02800

0113 03400

0150 04000

0750 04000

0750 04000

0830 03614

3070 00977

3310 00906

3550 00845

4030 00744

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

114

Sehingga bangunan akan direncanakan dengan kategori risiko D yaitu sistem

rangka baja pemikul momen khusus Adapun nilai koefisien modifikasi respons

(R) faktor kuat lebih (Ω) dan faktor pembesaran defleksi (cd) adalah

Koefisien modifikasi respons (R) = 8

Faktor kuat lebih (Ω) = 3

Faktor pembesaran defleksi (cd) = 55

1 Gaya gempa statik ekivalen

- Menentukan T

- Ta = Ct -gt Ct = 0724 x = 08 ( tabel 213 )

= 00724 x 37614

= 1318 detik

Tmax = Cu Ta -gt Cu = 14 ( tabel 214 )

= 14 1318

= 1845 detik

Tc = Tx 3438 Ty -3231

Sehingga digunakan T = 1845

- Menentukan nilai C

Cmin = 0044 SDS I gt 001

= 0044 040 1 gt 001

= 00176

Cs = =

= 005

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

115

Cs = =

= 0020

Sehingga digunakan Cs = 0020

- Menentukan berat struktur

Beban mati

Tabel 41 Beban mati struktur (rangka)

Tabel 42 Beban mati struktur (Atap partisi diafragma dll)

Sehingga beban mati total struktur adalah 46021142 kg

Adapun beban hidup total permeter luas adalah 09 x 400 = 360 kgm2

No Jenis Beban Sendiri q kgm L m W Kg

1 H 350 X 350 X 12 X 19 13700 42813 5865313

2 H 300 X 300 X 10 X 15 9400 16583 1558785

3 IWF 300 X 150 X 65 X 9 3670 192448 7062838

4 IWF 350 X 175 X 7 X 11 4960 26850 1331760

5 IWF 250 X 125 X 6 X 9 2960 16455 487059

6 IWF 200 X 200 X 8 X 12 4990 4640 231536

7 IWF 200 X 100 X 55 X 8 2130 135712 2890659

8 CNP 700 85280 596960

9 Sagrod 062 29242 18042

10 Ikatan angin 298 23758 70894

sum 20113845

No Jenis Beban Sendiri q kgm2 A m2 W Kg

1 Floor deck 28800 52636 15159168

2 Chekered plate 45 mm 4777 184206 8798611

3 Clading 446 2200 9812

4 Spandek 498 64700 322206

5 Isolation Rockwool 2500 64700 1617500

sum 25907297

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

116

Tabel 43 Beban hidup struktur

No Beban Hidup q kgm2 A m2 W Kg

1 Floor deck 36000 52636 18948960

2 Chekered plate 45 mm 36000 184206 66314244

sum 85263204

Sehingga berat struktur adalah

WT = WDL + WLL

= 25907297 + 85263204

= 131284346 kg

- Menentukan gaya geser dasar

V = Cs WT

= 0020 131284346

= 2668381 kg

2 Analisis spectrum respons ragam

- Kontrol partisipasi massa ragam

Tabel 44 Waktu getar alami dan partisipasi massa

Case ModePeriod Selisih Waktu

Getar Alami Sum UX Sum UY Sum UZ

sec

Modal 1 3438 870 06918 00161 00022

Modal 2 3139 1911 07121 06293 00025

Modal 3 2539 666 07818 06293 00028

Modal 4 237 1139 0782 06297 00032

Modal 5 21 3948 0782 07018 00037

Modal 6 1271 582 0786 07024 00065

Modal 7 1197 635 09305 07037 00066

Modal 8 1121 660 09308 07038 00084

Modal 9 1047 669 09308 07057 00086

Modal 10 0977 379 09311 07792 00088

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

117

Tabel 44 Waktu getar alami dan partisipasi massa (lanjutan)

Case ModePeriod Selisih Waktu

Getar Alami Sum UX Sum UY Sum UZ

sec

Modal 11 094 1649 09318 08848 00096

Modal 12 0785 382 09332 08849 00099

Modal 13 0755 252 0959 08885 00099

Modal 14 0736 095 09612 09008 00117

Modal 15 0729 727 09627 09114 00125

Modal 16 0676 459 09751 09119 00125

Modal 17 0645 698 09799 09121 00125

Analisa modal pada software etabs 2015 menunjukan bahwa

perbedaan waktu getar sangat sedikit sehingga untuk selanjutnya digunakan

metoda kombinasi kuadrat lengkap (CQC) Pada mode ke 7 partisipasi

massa pada UX sudah mencapai 93 dan pada mode ke 14 partisipasi

massa pada UY sudah mencapai 90 sehingga sudah memenuhi syarat

minimal (90)

- Kontrol base reaction

Tabel 45 Base Reaction

Load CaseCombo

FX FY FZ

KN KN KN

RS U1 Max 2366839 325487 10303

RS U2 Max 290655 2367369 22637

085 VStatik gt VDinamik

085 2668381 gt 2367369

226812 lt 2367369 (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

118

4214 Beban notional

Untuk struktur yang menahan beban gravitasi terutama melalui kolom dinding

atau portal vertikal nominal diijinkan menggunakan beban notional untuk mewakili

efek ketidaksempurnaan awal Beban notional harus digunakan sebagai beban

lateral pada semua levelbeban national di hitung otomatis dari program ETABS

2015 dengan nominal 0002 α Yi untuk mewakili ketidaksempurnaan awal dan

0001 α Yi untuk kekakuan lentur sehingga

Ni = 0003 α Yi

Gambar 413 Beban notional pada etabs 2015

Beban tersebut di distribusikan arah orthogonal baik untuk beban grafitasi beban

hidup maupun beban grafitasi akibat beban mati

422 Kombinasi beban

Struktur akan didisain dengan gempa termasuk gaya seismic vertikal dan

faktor redundansi Gaya seismic vertikal adalah

Ev = 02 SDS DL

= 02 040 DL

= 008 DL

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

119

Faktor redundansi untuk kategori desain seismik DE dan F adalah 13 sehingga

kombinasi pembebanan menjadi

1 14D

2 12D + 16L + 05(Lr atau R)

3 12D + 16(Lr atau R) + (L atau 05W)

4 12D + 10 W + L + 05(Lr atau R)

5 12D + 10 E + L -gt 13D + 13E + L

6 09D + 10 W

7 09D + 10 E -gt 08D + 13E

423 Kontrol Driff

Tabel 46 Simpangan antar lantai akibat gempa X

Elevasi h SUMBU X SUMBU Y ∆IZIN KETERANGAN

m mm δse (mm) δx (mm) ∆x (mm) δse (mm) δy (mm) ∆y (mm) mm

355 4100 80 440 2585 15 825 385 82 OK

314 3000 753 41415 2035 143 7865 33 60 OK

284 3000 716 3938 2695 137 7535 275 60 OK

254 3000 667 36685 363 132 726 33 60 OK

224 3000 601 33055 4345 126 693 44 60 OK

194 3000 522 2871 4565 118 649 495 60 OK

164 2650 439 24145 3905 109 5995 66 53 OK

1375 3050 368 2024 407 97 5335 1155 61 OK

107 4900 294 1617 7535 76 418 253 98 OK

58 5800 157 8635 8635 3 165 165 116 OK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

120

Gambar 414 Grafik simpangan antar lantai VS elevasi akibat gempa - X

Tabel 47 Simpangan antar lantai akibat gempa Y

Elevasi h SUMBU X SUMBU Y ∆IZIN KETERANGAN

m mm δse (mm) δx (mm) ∆x (mm) δse (mm) δy (mm) ∆y (mm) mm

355 4100 398 742 35 742 4081 1925 82 OK

314 3000 371 707 27 707 38885 1485 60 OK

284 3000 35 68 3 68 374 165 60 OK

254 3000 324 65 43 65 3575 2365 60 OK

224 3000 288 607 56 607 33385 308 60 OK

194 3000 246 551 68 551 30305 374 60 OK

164 2650 201 483 68 483 26565 374 53 OK

1375 3050 164 415 92 415 22825 506 61 OK

107 4900 127 323 182 323 17765 80 98 OK

58 5800 62 141 141 141 9765 9765 116 OK

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 20 40 60 80 100 120 140

ELEV

ASI

STORY DRIFT

GRAFIK STORY DRIFT vs ELEVASI

DRIFT X

DRIFT Y

DRIFT IZIN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

121

Gambar 415 Grafik simpangan antar lantai VS elevasi akibat gempa - Y

424 Kontrol Profil

4241 Kolom 350 x 350 x 12 x 19 ( A = 1739 cm2 )

Ix = 40300 cm4 Zx = 24931

Iy = 13600 cm4 Zy = 11749

Sx = 2300 cm3 Lp = 449 m

Sy = 776 cm3 Lr = 1718 m

rx = 152 cm Mp = 5983 KN m

ry = 884 cm Mr = 391 KN m

Panjang tidak terkekang lateral = 58 m

Elastisitas bahan = 200000 MPa

Tegangan leleh bahan = 240 MPa

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 20 40 60 80 100 120 140

ELEV

ASI

STORY DRIFT

GRAFIK STORY DRIFT vs ELEVASI

DRIFT X

DRIFT Y

DRIFT IZIN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

122

a Kapasitas kolom terhadap tekan

λ = lt 471

=

lt 471

= 65611 lt 13797

fe =

=

= 45890 MPa

lt 225

lt 225

0522 lt 225

Sehingga tegangan keritis adalah

fcr = 0658 fy

= 0658 240

= 19698 MPa

ϕPn = 09 fcr A

= 09 19698 17390

= 308307 KN

b Kapasitas kolom terhadap momen sumbu x

L = 58 m

Lp = 449 m

Lr = 1718 m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

123

didapat Lp lt L lt Lr sehingga momen ultimate adalah

Mn = Cb [Mp ndash ( Mp- Mr)

]

= 1 [5983 - (5983 ndash 391)

]

= 57694 KN m

ϕ Mn = 09 57694

= 51924 KN m

c Kapasitas kolom terhadap momen sumbu y

ϕ Mn = 09 Zy fy

= 09 11749 240

= 25377 KN m

Tabel 48 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 350 x 350 x 12 x 19

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

14DL 0 -50108 -439 -693 PuϕPn lt 02 0114

14DL 275 -49599 076 340 PuϕPn lt 02 0092

14DL 55 -49090 565 1356 PuϕPn lt 02 013

12DL + 16LL 0 -234590 -1264 -1380 PuϕPn gt 02 0846

12DL + 16LL 275 -234153 104 786 PuϕPn gt 02 0794

12DL + 16LL 55 -233716 1360 2854 PuϕPn gt 02 0871

12DL + 16LL + 05WL-X 0 -237561 -1198 2174 PuϕPn gt 02 0867

12DL + 16LL + 05WL-X 275 -237124 116 2293 PuϕPn gt 02 083

12DL + 16LL + 05WL-X 55 -236688 1312 2004 PuϕPn gt 02 0865

12DL + 16LL + 05WL-Y 0 -234440 -2572 -1245 PuϕPn gt 02 0889

12DL + 16LL + 05WL-Y 275 -234003 -342 865 PuϕPn gt 02 0803

12DL + 16LL + 05WL-Y 55 -233567 2144 2857 PuϕPn gt 02 0898

12DL + LL + WL-X 0 -168693 -156 6011 PuϕPn gt 02 0668

12DL + LL + WL-X 275 -168257 257 3604 PuϕPn gt 02 0629

12DL + LL + WL-X 55 -167820 583 512 PuϕPn gt 02 0586

12DL + LL + WL-Y 0 -162386 -4668 -795 PuϕPn gt 02 0716

12DL + LL + WL-Y 275 -161949 -1059 776 PuϕPn gt 02 0588

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

124

Tabel 48 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 350 x 350 x 12 x 19 (lanjutan)

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

12DL + LL + WL-Y 55 -161513 3203 2242 PuϕPn gt 02 0686

13DL + LL + ρRS-X Max 0 -161904 5293 4622 PuϕPn gt 02 0802

13DL + LL + ρRS-X Max 275 -161431 1821 3150 PuϕPn gt 02 0653

13DL + LL + ρRS-X Max 55 -160958 5145 3377 PuϕPn gt 02 0772

13DL + LL + ρRS-X Min 0 -171412 -7624 -5979 PuϕPn gt 02 0938

13DL + LL + ρRS-X Min 275 -170939 -1731 -1543 PuϕPn gt 02 0654

13DL + LL + ρRS-X Min 55 -170466 -2792 1061 PuϕPn gt 02 0681

13DL + LL + ρRS-Y Max 0 -157108 2483 11576 PuϕPn gt 02 0806

13DL + LL + ρRS-Y Max 275 -156635 990 6117 PuϕPn gt 02 0659

13DL + LL + ρRS-Y Max 55 -156162 2686 4441 PuϕPn gt 02 0688

13DL + LL + ρRS-Y Min 0 -177929 -3506 -10847 PuϕPn gt 02 0899

13DL + LL + ρRS-Y Min 275 -177456 -609 -3714 PuϕPn gt 02 0673

13DL + LL + ρRS-Y Min 55 -176983 -1052 -492 PuϕPn gt 02 0632

09DL + WL-X 0 -38166 033 6660 PuϕPn lt 02 0193

09DL + WL-X 275 -37839 110 3230 PuϕPn lt 02 013

09DL + WL-X 55 -37511 161 -829 PuϕPn lt 02 0085

09DL + WLY 0 -31859 -4479 -146 PuϕPn lt 02 0233

09DL + WLY 275 -31532 -1205 402 PuϕPn lt 02 0108

09DL + WLY 55 -31204 2781 901 PuϕPn lt 02 0179

08DL + ρRS-X Max 0 -23960 6089 5031 PuϕPn lt 02 0377

08DL + ρRS-X Max 275 -23669 1794 2588 PuϕPn lt 02 016

08DL + ρRS-X Max 55 -23378 4359 1901 PuϕPn lt 02 0248

08DL + ρRS-X Min 0 -33468 -6828 -5570 PuϕPn lt 02 0432

08DL + ρRS-X Min 275 -33177 -1757 -2105 PuϕPn lt 02 0165

08DL + ρRS-X Min 55 -32886 -3578 -415 PuϕPn lt 02 0204

08DL + ρRS-Y Max 0 -18520 2830 11228 PuϕPn lt 02 0359

08DL + ρRS-Y Max 275 -18229 860 5259 PuϕPn lt 02 0166

08DL + ρRS-Y Max 55 -17938 2141 3132 PuϕPn lt 02 0175

08DL + ρRS-Y Min 0 -39341 -3159 -11196 PuϕPn lt 02 0406

08DL + ρRS-Y Min 275 -39050 -739 -4572 PuϕPn lt 02 0182

08DL + ρRS-Y Min 55 -38759 -1596 -1801 PuϕPn lt 02 0162

Stress ratio maximum adalah 0938 lt 1 OK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

125

d Kapasitas kolom terhadap geser

Tabel 49 Resume gaya geser Kolom 350 x 350 x 12 x 19

V2 kN V3 kN

Vmax 18049 9887

Vmin -22158 -15602

- Kontrol terhadap geser sumbu x

ϕVn = 09 06 Aw fy

= 09 06 3744 240

= 48522 KN gt 22158 OK

- Kontrol terhadap geser sumbu y

ϕVn = 09 06 Af fy

= 09 06 12844 240

= 16645 KN gt 156 OK

4242 Kolom 300 x 300 x 10 x 15 ( A = 1198 cm2 )

Ix = 20400 cm4 Zx = 14647 cm3

Iy = 6750 cm4 Zy = 6817 cm3

Sx = 1360 cm3 Lp = 381 m

Sy = 450 cm3 Lr = 1376 m

rx = 131 cm Mp = 3515 KN m

ry = 751 cm Mr = 2312 KN m

Panjang tidak terkekang laterar = 3 m

Elastisitas bahan = 200000 MPa

Tegangan leleh bahan = 240 MPa

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

126

a Kapasitas kolom terhadap tekan

λ = lt 471

=

lt 471

= 39947 lt 13797

fe =

=

= 123797 MPa

lt 225

lt 225

01938 lt 225

Sehingga tegangan keritis adalah

fcr = 0658 fy

= 0658 240

= 221295 MPa

ϕPn = 09 fcr A

= 09 221295 11980

= 2386003 KN

b Kapasitas kolom terhadap momen sumbu x

L = 3 m

Lp = 381 m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

127

didapat Lp gt L sehingga momen ultimate adalah

Mn = Mp

= 35152 KN m

ϕ Mn = 09 35152

= 319376 KN m

c Kapasitas kolom terhadap momen sumbu y

ϕ Mn = 09 Zy fy

= 09 6817 240

= 147247 KN m

Tabel 410 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 300 x 300 x 10 x 15

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

14DL 0 -12254 -884 -306 PuϕPn lt 02 0096

14DL 275 -12082 -141 072 PuϕPn lt 02 0038

14DL 55 -11910 605 449 PuϕPn lt 02 0081

12DL + 16LL 0 -53658 -6540 -1683 PuϕPn gt 02 0667

12DL + 16LL 275 -53510 -1187 515 PuϕPn gt 02 0311

12DL + 16LL 55 -53362 4228 2705 PuϕPn gt 02 0555

12DL + 16LL + 05WL-X 0 -53789 -6536 -1139 PuϕPn gt 02 0652

12DL + 16LL + 05WL-X 275 -53641 -1183 464 PuϕPn gt 02 031

12DL + 16LL + 05WL-X 55 -53494 4231 2060 PuϕPn gt 02 0538

12DL + 16LL + 05WL-Y 0 -54867 -7138 -1717 PuϕPn gt 02 071

12DL + 16LL + 05WL-Y 275 -54719 -1176 504 PuϕPn gt 02 0315

12DL + 16LL + 05WL-Y 55 -54572 4762 2715 PuϕPn gt 02 0593

12DL + LL + WL-X 0 -37583 -4262 -046 PuϕPn lt 02 037

12DL + LL + WL-X 275 -37435 -786 246 PuϕPn lt 02 014

12DL + LL + WL-X 55 -37287 2730 534 PuϕPn lt 02 0281

12DL + LL + WL-Y 0 -40160 -5753 -1248 PuϕPn lt 02 0515

12DL + LL + WL-Y 275 -40012 -752 319 PuϕPn lt 02 0145

12DL + LL + WL-Y 55 -39864 4114 1881 PuϕPn lt 02 0423

13DL + LL + ρRS-X Max 0 -34864 -2278 258 PuϕPn lt 02 0236

13DL + LL + ρRS-X Max 275 -34704 -448 634 PuϕPn lt 02 0124

13DL + LL + ρRS-X Max 55 -34544 4920 3224 PuϕPn lt 02 0509

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

128

Tabel 410 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 300 x 300 x 10 x 15

(lanjutan)

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

13DL + LL + ρRS-X Min 0 -42010 -6668 -2496 PuϕPn lt 02 062

13DL + LL + ρRS-X Min 275 -41850 -1139 041 PuϕPn lt 02 0167

13DL + LL + ρRS-X Min 55 -41690 930 353 PuϕPn lt 02 0162

13DL + LL + ρRS-Y Max 0 -36078 -3269 1785 PuϕPn lt 02 0355

13DL + LL + ρRS-Y Max 275 -35917 -644 806 PuϕPn lt 02 0145

13DL + LL + ρRS-Y Max 55 -35757 3829 4637 PuϕPn lt 02 0482

13DL + LL + ρRS-Y Min 0 -40673 -5470 -3709 PuϕPn lt 02 0574

13DL + LL + ρRS-Y Min 275 -40513 -955 -183 PuϕPn lt 02 0156

13DL + LL + ρRS-Y Min 55 -40353 1791 -1478 PuϕPn lt 02 0253

09DL + WL-X 0 -8094 -537 895 PuϕPn lt 02 0082

09DL + WL-X 275 -7983 -084 -055 PuϕPn lt 02 0025

09DL + WL-X 55 -7872 371 -1002 PuϕPn lt 02 0074

09DL + WLY 0 -10671 -2028 -307 PuϕPn lt 02 017

09DL + WLY 275 -10560 -050 019 PuϕPn lt 02 0027

09DL + WLY 55 -10449 1755 346 PuϕPn lt 02 0153

08DL + ρRS-X Max 0 -3468 1674 1216 PuϕPn lt 02 016

08DL + ρRS-X Max 275 -3370 266 336 PuϕPn lt 02 0036

08DL + ρRS-X Max 55 -3271 2356 1674 PuϕPn lt 02 022

08DL + ρRS-X Min 0 -10614 -2716 -1539 PuϕPn lt 02 0256

08DL + ρRS-X Min 275 -10516 -426 -258 PuϕPn lt 02 006

08DL + ρRS-X Min 55 -10417 -1633 -1197 PuϕPn lt 02 0171

08DL + ρRS-Y Max 0 -4709 606 2625 PuϕPn lt 02 0135

08DL + ρRS-Y Max 275 -4610 075 529 PuϕPn lt 02 0032

08DL + ρRS-Y Max 55 -4512 1354 3250 PuϕPn lt 02 0205

08DL + ρRS-Y Min 0 -9304 -1595 -2869 PuϕPn lt 02 0219

08DL + ρRS-Y Min 275 -9206 -236 -459 PuϕPn lt 02 005

08DL + ρRS-Y Min 55 -9107 -684 -2866 PuϕPn lt 02 0157

Stress ratio maximum adalah 0710 lt 1 OK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

129

d Kapasitas kolom terhadap geser

Tabel 411 Resume gaya geser Kolom 300 x 300 x 10 x 15

V2 kN V3 kN

Vmax 18748 9962

Vmin -29322 -43951

- Kontrol terhadap geser sumbu x

ϕVn = 09 06 Aw fy

= 09 06 2700 240

= 34992 KN gt 29322 KN (OK)

- Kontrol terhadap geser sumbu y

ϕVn = 09 06 Af fy

= 09 06 8700 240

= 112752 KN gt 43951 KN (OK)

4243 Kolom 200 x 200 x 8 x 12 ( A = 6353 cm2 )

Ix = 4720 cm4 Zx = 5131 cm3

Iy = 1600 cm4 Zy = 2428 cm3

Sx = 472 cm3 Lp = 255 m

Sy = 160 cm3 Lr = 1072 m

rx = 862 cm Mp = 1231 KN m

ry = 502 cm Mr = 802 KN m

Panjang tidak terkekang laterar = 58 m

Elastisitas bahan = 200000 MPa

Tegangan leleh bahan = 240 MPa

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

130

a Kapasitas kolom terhadap tekan

λ = lt 471

=

lt 471

= 115538 lt 13797

fe =

=

= 14799 MPa

lt 225

lt 225

1621 lt 225

Sehingga tegangan keritis adalah

fcr = 0658 fy

= 0658 240

= 121737 MPa

ϕPn = 09 fcr A

= 09 121737 6353

= 696056 KN

b Kapasitas kolom terhadap momen sumbu x

L = 58 m

Lp = 255 m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

131

Lr = 1072 m

didapat Lp lt L lt Lr sehingga momen ultimate adalah

Mn = Cb [Mp ndash ( Mp- Mr)

]

= 1 [123144 - (123144 ndash 8024)

]

= 106077 KN m

ϕ Mn = 09 106077

= 9547 KN m

c Kapasitas kolom terhadap momen sumbu y

ϕ Mn = 09 Zy fy

= 09 2428 240

= 524448 KN m

Tabel 412 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 200 x 200 x 8 x 12

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

14DL 0 -2195 -043 -037 PuϕPn lt 02 0028

14DL 275 -2006 004 001 PuϕPn lt 02 0016

14DL 55 -1818 049 038 PuϕPn lt 02 0027

12DL + 16LL 0 -4566 -141 -070 PuϕPn lt 02 0068

12DL + 16LL 275 -4405 007 018 PuϕPn lt 02 0035

12DL + 16LL 55 -4243 152 107 PuϕPn lt 02 0071

12DL + 16LL + 05WL-X 0 -3107 -138 483 PuϕPn lt 02 0100

12DL + 16LL + 05WL-X 275 -2945 008 053 PuϕPn lt 02 0029

12DL + 16LL + 05WL-X 55 -2784 150 -378 PuϕPn lt 02 0089

12DL + 16LL + 05WL-Y 0 -4677 -384 -090 PuϕPn lt 02 0117

12DL + 16LL + 05WL-Y 275 -4516 -011 019 PuϕPn lt 02 0037

12DL + 16LL + 05WL-Y 55 -4354 364 127 PuϕPn lt 02 0115

12DL + LL + WL-X 0 -622 005 1055 PuϕPn lt 02 0116

12DL + LL + WL-X 275 -461 014 081 PuϕPn lt 02 0015

12DL + LL + WL-X 55 -299 021 -895 PuϕPn lt 02 01

12DL + LL + WL-Y 0 -3816 -763 -100 PuϕPn lt 02 0184

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

132

Tabel 412 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 200 x 200 x 8 x 12

(lanjutan)

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

12DL + LL + WL-Y 275 -3655 -041 014 PuϕPn lt 02 0036

12DL + LL + WL-Y 55 -3493 686 126 PuϕPn lt 02 017

13DL + LL + ρRS-X Max 0 -1973 939 590 PuϕPn lt 02 0255

13DL + LL + ρRS-X Max 275 -1798 079 054 PuϕPn lt 02 0034

13DL + LL + ρRS-X Max 55 -1623 1078 567 PuϕPn lt 02 0277

13DL + LL + ρRS-X Min 0 -5225 -1217 -612 PuϕPn lt 02 0334

13DL + LL + ρRS-X Min 275 -5050 -072 -025 PuϕPn lt 02 0053

13DL + LL + ρRS-X Min 55 -4875 -791 -486 PuϕPn lt 02 0237

13DL + LL + ρRS-Y Max 0 340 425 1491 PuϕPn lt 02 024

13DL + LL + ρRS-Y Max 275 514 043 110 PuϕPn lt 02 0024

13DL + LL + ρRS-Y Max 55 689 462 1152 PuϕPn lt 02 0214

13DL + LL + ρRS-Y Min 0 -6918 -505 -1281 PuϕPn lt 02 0281

13DL + LL + ρRS-Y Min 275 -6743 -023 -068 PuϕPn lt 02 006

13DL + LL + ρRS-Y Min 55 -6569 -343 -1273 PuϕPn lt 02 0246

09DL + WL-X 0 1511 008 1085 PuϕPn lt 02 0126

09DL + WL-X 275 1632 006 070 PuϕPn lt 02 0021

09DL + WL-X 55 1753 004 -947 PuϕPn lt 02 0113

09DL + WLY 0 -1682 -761 -069 PuϕPn lt 02 0165

09DL + WLY 275 -1561 -049 003 PuϕPn lt 02 0021

09DL + WLY 55 -1440 668 075 PuϕPn lt 02 0146

08DL + ρRS-X Max 0 412 1035 596 PuϕPn lt 02 0263

08DL + ρRS-X Max 275 519 077 041 PuϕPn lt 02 0023

08DL + ρRS-X Max 55 627 978 534 PuϕPn lt 02 0247

08DL + ρRS-X Min 0 -2840 -1120 -606 PuϕPn lt 02 0298

08DL + ρRS-X Min 275 -2733 -074 -038 PuϕPn lt 02 0038

08DL + ρRS-X Min 55 -2625 -891 -519 PuϕPn lt 02 0244

08DL + ρRS-Y Max 0 2516 453 1421 PuϕPn lt 02 0254

08DL + ρRS-Y Max 275 2624 036 093 PuϕPn lt 02 0036

08DL + ρRS-Y Max 55 2731 420 1186 PuϕPn lt 02 0224

08DL + ρRS-Y Min 0 -4742 -477 -1350 PuϕPn lt 02 0267

08DL + ρRS-Y Min 275 -4634 -030 -085 PuϕPn lt 02 0048

08DL + ρRS-Y Min 55 -4527 -385 -1239 PuϕPn lt 02 0236

Stress ratio maximum adalah 0334 lt 1 (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

133

e Kapasitas kolom terhadap geser

Tabel 413 Resume gaya geser Kolom 200 x 200 x 8 x 12

V2 kN V3 kN

Vmax 4961 3345

Vmin ‐45461 ‐40182

- Kontrol terhadap geser sumbu x

ϕVn = 09 06 Aw fy

= 09 06 1408 240

= 18247 KN gt 4961 OK

- Kontrol terhadap geser sumbu y

ϕVn = 09 06 Af fy

= 09 06 4512 240

= 584755 KN gt 40182 OK

4244 Balok Komposit 300 x 150 x 65 x 9 ( A = 4678 cm2 )

Ix = 7210 cm4 Zx = 522 cm3

Iy = 508 cm4 Zy = 1042 cm3

Sx = 481 cm3 Lp = 167 m

Sy = 677 cm3 Lr = 497 m

rx = 124 cm Mp = 1253 KN m

ry = 329 cm Mr = 817 KN m

Panjang tidak terkekang laterar = 8 m

Elastisitas bahan = 200000 MPa

Tegangan leleh bahan = 240 MPa

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

134

Tabel 414 Resume Gaya luar envelope balok komposit 300 x 150 x 65 x 9

Load CaseCombo Station P V2 V3 T M2 M3

m kN kN kN kN‐m kN‐m kN‐m

ENVELOPE Max 0175 0030 4867 0030 ‐0009 0012 35372

ENVELOPE Max 0671 0020 5715 0020 ‐0009 0000 32749

ENVELOPE Max 1166 0009 6564 0009 ‐0009 0000 30189

ENVELOPE Max 1662 0000 7412 0000 ‐0009 0000 30289

ENVELOPE Max 2158 0000 8260 0000 ‐0009 0000 29122

ENVELOPE Max 2653 0000 9109 0000 ‐0009 0004 26687

ENVELOPE Max 3149 0000 9957 0000 ‐0009 0018 22986

ENVELOPE Max 3617 0003 17149 0003 0059 0002 15061

ENVELOPE Max 4084 0003 17368 0003 0059 0000 10950

ENVELOPE Max 4552 0002 17587 0002 0059 0000 13087

ENVELOPE Max 5019 0001 17806 0001 0059 0000 15177

ENVELOPE Max 5487 0000 18025 0000 0059 0000 17921

ENVELOPE Max 5955 0000 18244 0000 0059 0000 22012

ENVELOPE Max 6422 0000 18463 0000 0059 0000 26039

ENVELOPE Max 6890 0000 18681 0000 0059 0000 30003

ENVELOPE Max 7357 0000 18900 0000 0059 0001 33905

ENVELOPE Max 7825 0000 19119 0000 0059 0003 37743

ENVELOPE Min 0175 0000 ‐28736 0000 ‐0084 0000 ‐56467

ENVELOPE Min 0671 0000 ‐26180 0000 ‐0084 0000 ‐42857

ENVELOPE Min 1166 0000 ‐23624 0000 ‐0084 ‐0007 ‐30998

ENVELOPE Min 1662 ‐0002 ‐21067 ‐0002 ‐0084 ‐0009 ‐23486

ENVELOPE Min 2158 ‐0013 ‐18511 ‐0013 ‐0084 ‐0005 ‐16393

ENVELOPE Min 2653 ‐0023 ‐15955 ‐0023 ‐0084 0000 ‐9722

ENVELOPE Min 3149 ‐0034 ‐13398 ‐0034 ‐0084 0000 ‐3471

ENVELOPE Min 3617 0000 ‐9354 0000 0007 0000 0930

ENVELOPE Min 4084 0000 ‐9219 0000 0007 0000 1369

ENVELOPE Min 4552 0000 ‐9084 0000 0007 ‐0001 ‐4717

ENVELOPE Min 5019 0000 ‐8950 0000 0007 ‐0001 ‐10866

ENVELOPE Min 5487 0000 ‐8815 0000 0007 ‐0002 ‐17834

ENVELOPE Min 5955 ‐0001 ‐8680 ‐0001 0007 ‐0002 ‐26313

ENVELOPE Min 6422 ‐0002 ‐8546 ‐0002 0007 ‐0001 ‐34895

ENVELOPE Min 6890 ‐0002 ‐8411 ‐0002 0007 0000 ‐43579

ENVELOPE Min 7357 ‐0003 ‐8276 ‐0003 0007 0000 ‐52366

ENVELOPE Min 7825 ‐0004 ‐8142 ‐0004 0007 0000 ‐61255

Didapat M+max 3774 KN m dan M-

max 6125 KN m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

135

a Kontrol momen positif

- menentukan lebar efektif pelat beton ( digunakan Lrelativ )

1 be lt

be lt

be lt 1

2 be lt bo

be lt 1

sehingga digunakan be = 1 meter

akibat adanya lubang pada floor deck maka digunakan bekivalen

bekivalen =

=

= 810 mm

- Menentukan nilai n

Ebeton = 4700 = 4700 radic25 = 23500

Ebaja = 200000

n = = = 851

- Menentukan lebar transformasi penampang beton

=

= 952 cm

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Pelat Beton 11424 6 68544 Floor Deck 1867 945 17646 Profil WF 4678 27 126306

sum 17969 sum 212496

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

136

ẏ = sum

sum =

= 11825 mm

Titik berat berada di pelat beton

a =

=

= 5968 mm

d1 = 05hprofil + tpelat = 150 + 120 = 270 mm

d2 = hprofil ndash ċ = 120 ndash 035 = 11965

ϕMn = 09 As fy ( d1- ӯ )

ϕMn = 09 x [ 4678 x 240 x (270 ndash 2984) +2646 550 (11965 ndash 2984) ]

ϕMn = 24266 + 1176

ϕMn = 25442 KN m gt Mu = 3774 KN m ( OK )

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

137

b Kontrol momen negatif

- Menentukan sumbu netral penampang

Tsr = Asr fyr

= 667 ( 503 ) 400

= 13413334 N

Tfd = As Fu

= 81485 550

= 4481675 N

T = Tsr + Tfd

= 13413334 + 448167

= 58230084 N

Cmax = As fy

= 4678 240

= 1122720 N

Cmax gt T maka titik berat berada pada profil baja

T + Ts = Cmax ndash Ts

2Ts = Cmax ndash T

Ts = 05 (1122720 ndash 58230084)

Ts = 270209 N

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

138

Jika sumbu netral jatuh di sayap maka

b tf fy = Ts

150 tw 240 = 27020958

t =

= 75 mm

- Menghitung garis kerja gaya pusat tekan

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Profil WF 4678 15000 701700 Flens -1125 29625 -333281

sum 3553 sum 36841

ӯ =

= 10369 mm

Momen terhadap garis kerja

Tsr Mn1 = Tsr (d ndash ӯ + ts ndash 24)

= 13413334 ( 300 ndash 10369 + 120 ndash 24 )

= 3920 KN m

Tfr Mn2 = Tfd ( d ndash ӯ + 25 )

= 4481675 ( 300 ndash 10369 + 25)

= 9918 KN m

Ts flens Mn3 = Ts ( d ndash ӯ ndash (752) )

= 270000 ( 300 ndash 10369 ndash 375 )

= 5199 KN m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

139

Mn = Mn1 + Mn2 + Mn3

= 3920 + 9918 + 5199

= 19037 KN m

ϕ Mn = 09 Mn

= 09 19037

= 17133 KN m gt 6125 KN m (OK)

D Dimensi Penghubung Geser (Shear Conector)

Gaya horizontal akibat aksi komposit penuh

Vh = 085 a b = 085 x 5968 x 1000 x 25 = 1268200 N

Digunakan Stud connector ⅝rdquo luas satu buah stud connector adalah

Asc = d2 = 158752 =19801 mm2

Kuat geser satu buah shear connector

Qn = 05 Asc lt Rg Rp Asc fu

Qn = 05 x 19801 x radic25 23500 lt 085 x 075 x 19801 x 550

Qn = 7588676 N lt 69427

Jumlah shear connector yang di butuhkan

N = = = 182 ~ 19 buah untuk setengah bentang

Total kebutuhan shear connector adalah 38 buah untuk semua bentang Jika

dipasang dua buah shear connector pada setiap penampang melintang maka

jarak shear connector adalah

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

140

S = = 421 mm

Smin = 6d = 6 x 15875 = 9525 mm

Smax = 8t = 8 x 120 = 960 mm

Strans = 4d = 4 x 15875 = 635 mm

Sehingga digunakan shear connector 2 x (⅝rdquo x 65 cm) dengan jarak 25 cm

E Kontrol Geser

Menghitung gaya geser ultimate

Vu = 43951 KN

Menghitung gaya geser nominal

ϕVn = 09 (06 fy) h tw

ϕVn = 09 x 06 x 240 x 282 x 65

ϕVn = 23755 KN gt Vu = 43951 (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

141

4245 Balok Komposit 350 x 175 x 7 x 11 ( A = 6314 cm2 )

Ix = 13600 cm4 Zx = 8408 cm3

Iy = 984 cm4 Zy = 1724 cm3

Sx = 775 cm3 Lp = 2 m

Sy = 112 cm3 Lr = 593 m

rx = 147 cm Mp = 2017 KN m

ry = 395 cm Mr = 1317 KN m

Panjang tidak terkekang laterar = 6 m

Elastisitas bahan = 200000 MPa

Tegangan leleh bahan = 240 MPa

Tabel 415 Resume Gaya luar envelope balok komposit 350 x 175 x 7 x 11

Load CaseCombo Station P V2 V3 T M2 M3

m kN kN kN kN-m kN-m kN-m

ENVELOPE Max 015 00015 -286870 00000 -00119 00000 -114887

ENVELOPE Max 061 00007 -285538 00000 -00119 00002 17497

ENVELOPE Max 108 00000 -284206 00001 -00119 00003 149271

ENVELOPE Max 154 00000 -282873 00009 -00119 00000 509357

ENVELOPE Max 200 00000 -281541 00017 -00119 00000 1180521

ENVELOPE Max 250 00009 99787 00000 00008 00001 1186148

ENVELOPE Max 300 00000 101228 00000 00008 00003 1190858

ENVELOPE Max 350 00000 102668 00009 00008 00001 1204523

ENVELOPE Max 400 00000 104108 00017 00008 00000 1220570

ENVELOPE Max 446 00009 1540139 00000 01032 00000 560851

ENVELOPE Max 493 00001 1542137 00000 01032 00003 155777

ENVELOPE Max 539 00000 1544136 00007 01032 00002 31225

ENVELOPE Max 585 00000 1546134 00015 01032 00000 -93930

ENVELOPE Min 015 00000 -1602940 -00015 -00945 -00003 -1807980

ENVELOPE Min 061 00000 -1600942 -00007 -00945 00000 -1124508

ENVELOPE Min 108 -00001 -1598944 00000 -00945 00000 -483534

ENVELOPE Min 154 -00009 -1596945 00000 -00945 00000 -72489

ENVELOPE Min 200 -00017 -1594947 00000 -00945 -00006 163564

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

142

Tabel 415 Resume Gaya luar envelope balok komposit 350 x 175 x 7 x 11

(lanjutan)

Load CaseCombo Station P V2 V3 T M2 M3

m kN kN kN kN-m kN-m kN-m

ENVELOPE Min 250 00000 -138749 -00009 -00032 00000 224275

ENVELOPE Min 300 00000 -136409 00000 -00032 00000 283264

ENVELOPE Min 350 -00009 -134068 00000 -00032 00000 259583

ENVELOPE Min 400 -00017 -131728 00000 -00032 -00006 208160

ENVELOPE Min 446 00000 267215 -00009 00146 00000 -14744

ENVELOPE Min 493 00000 268547 -00001 00146 00000 -341901

ENVELOPE Min 539 -00007 269880 00000 00146 00000 -951197

ENVELOPE Min 585 -00015 271212 00000 00146 -00003 -1655771

Didapat M+max 122057 KN m dan M-

max -180798 KN m

a Kontrol momen positif

- menentukan lebar efektif pelat beton

1 be lt

be lt

be lt 075

2 be lt bo

be lt 1

sehingga digunakan be = 075 meter

akibat adanya lubang pada floor deck maka digunakan bekivalen

bekivalen =

= = 614633 mm

- Menentukan nilai n

Ebeton = 4700 = 4700 radic25 = 23500

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

143

Ebaja = 200000

n = = = 851

- Menentukan lebar transformasi penampang beton

=

= 723 cm

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Pelat Beton 864 6 5184 Profil WF 6314 295 186263

sum 16546 sum 253147

ẏ = sum

sum =

= 1592 cm

Titik berat berada di profil baja titik pusat tarik baja profil

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Profil WF 6314 175 11049500 Flens -1925 3445 - 6631625 Web -1974 3249 - 6413526

sum 41916 sum 3776522

ẏ = sum

sum =

= 90097 cm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

144

momen nominal positif

a =

=

= 6311 mm

d1 = h - ӯ + tpelat = 350 - 90 + 120 = 380 mm

d2 = h - ӯ ndash (112) = 350 - 90 - 55 = 2545 mm

d3 = h - ӯ - tf - (2822) = 350 - 90 ndash 11 ndash 141 = 2349 mm

ϕMn = 09 085 a b fcrsquo ( d1- ) + 09 Asf fy (d2) + 09 Asw fy (d3)

ϕMn = 09 x [ 085 x 6311 x 750 x 25 x ( 380 -

) + 11 x 175 x 240 x 2545

+ 282 x 7 x 240 x 2349 ]

ϕMn = 4308 KN m gt Mu = 122057 KN m ( OK )

b Kontrol momen negatif

- Menentukan sumbu netral penampang

Tsr = Asr fyr

= 667 ( 503 ) 400

= 13413334

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

145

Tfd = As Fu

= 595 550

= 327250

T = Tsr + Tfd

= 13413334 + 327250

= 46138334

Cmax = As fy

= 6314 240

= 1515360

Cmax gt T maka titik berat berada pada profil baja

T + Ts = Cmax ndash Ts

2Ts = Cmax ndash T

Ts = 05 (1515360 ndash 46138334)

Ts = 52698833

Jika sumbu netral jatuh di web maka

b tf fy = Ts

h 7 240 = 52698833 ndash (175 11 240)

h =

= 3869 mm

- Menghitung garis kerja gaya pusat tekan

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Profil WF 6314 17500 11049500 Flens -1925 34450 - 6631625 Web -270 31965 - 863068

sum 4119 sum 3554806

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

146

ӯ =

= 8630 mm

Momen terhadap pusat tekan

Tsr Mn1 = Tsr (d ndash ӯ + t ndash 24)

= 13413334 ( 350 ndash 8630 + 120 ndash 24 )

= 48247 KN m

Tfr Mn2 = Tfd ( d ndash ӯ + 25 )

= 327250 ( 350 - 8630 + 25)

= 94477 KN m

Ts flens Mn3 = Tf ( d ndash ӯ ndash (112) )

= 462000 ( 350 ndash 8630 ndash 55 )

= 119288 KN m

Ts web M4 = Tw ( d ndash ӯ ndash 11 ndash (38692) )

= 37464 ( 350 ndash 8630 ndash 11 ndash 1934 )

= 15167 KN m

Mn = Mn1 + Mn2 + Mn3 + Mn4

= 48247 + 94477 + 119288 + 15167

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

147

= 277179 KN m

ϕ Mn = 09 Mn

= 09 277179

= 249461 KN m gt 180798 KN m (OK)

D Dimensi Penghubung Geser (Shear Conector)

Gaya horizontal akibat aksi komposit penuh

Vh = 085 a b = 085 x 6311 x 750 x 25 = 1005816 N

Digunakan Stud connector ⅝rdquo luas satu buah stud connector adalah

Asc = d2 = 158752 =19801 mm2

Kuat geser satu buah shear connector

Qn = 05 Asc lt Rg Rp Asc fu

Qn = 05 x 19801 x radic25 23500 lt 085 x 075 x 19801 x 550

Qn = 7588676 N lt 69427

Jumlah shear connector yang di butuhkan

N = = = 1448 ~ 15 buah untuk setengah bentang

Total kebutuhan shear connector adalah 28 buah untuk semua bentang Jika

dipasang dua buah shear connector pada setiap penampang melintang maka

jarak shear connector adalah

S = = 400 mm

Smin = 6d = 6 x 15875 = 9525 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

148

Smax = 8t = 8 x 120 = 960 mm

Strans = 4d = 4 x 15875 = 635 mm

Sehingga digunakan shear connector 2 x (⅝rdquo x 65 cm) dengan jarak 25

cm

E Kontrol Geser

Menghitung gaya geser ultimate

Vu = 160294

Menghitung gaya geser nominal

ϕVn = 09 (06 fy) h tw

ϕVn = 09 x 06 x 240 x 328 x 7

ϕVn = 29756 KN gt Vu = 160294 KN (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

149

425 Dimensi Sambungan

4251 Sambungan Balok Kolom

1 Sambungan Balok Kolom IWF 350 x 175 x 7 x 11 (ϕMP = 182 KN m)

Gambar 416 Rencana sambungan balok kolom IWF 350 x 175 x 7 x 11

Data geometri sambungan

pfo = 80 pfi = pb = 60 mm

h0 = hpr + pfo = 350 + 80 = 430 mm

h1 = hpr ndash tf ndash pfi = 350 ndash 11 ndash 60 = 279 mm

h2 = hpr ndash tf ndash pfi ndash pb = 350 ndash 11 ndash 60 ndash 60 = 219 mm

g = 95 mm

de = 50 mm

bp = 175 mm

hst = 130 mm -gt Lst = = = 22516 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

150

- Momen rencana sambungan (tebal pelat rencana 24 mm)

Muc = Mp + Vu (Lst + tp)

= 182 + 1603 x ( 22516 + 24 )10-3

= 22194 KN m

- Kontrol tebal end-plate

s =

= radic175 95

= 64468 mm

Yp = lang rang 2 lang rang lang rang

2

1 lang 34rang 2

42

Yp = 279 lang rang 219 lang

rang 430 lang rang

295

279 lang60 3 604

rang 219 64468 604

952

Yp = 113067 + 983126 + 475

Yp = 216129

t =

=

= 2297 lt t (24 mm) (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

151

- Kontrol tebal pelat pengaku

Direncanakan tebal pelat pengaku = 10 mm

tst = 10 mm (hst = 130 mm Lst = 22516 mm)

cek tekuk lokal

lt 056

lt

13 lt 1616 (OK)

- Kontrol Sambungan Baut

Digunakan baut A325 M20 (Ab = 31428 mm2 )

Tegangan nominal tarik baut bergantung pada gaya geser ultimate

fnt = 620 MPa

fnv = 372 MPa

frv =

=

= 51 MPa

fnrsquo = 13 fnt -

frv lt fnt

fnrsquo = 13 x 620 -

x 51 lt 620

fnrsquo = 693 lt 620

sehingga tegangan tarik maximum yang digunakan adalah 620 MPa

momen tahanan sambungan baut adalah

ϕMnp = 2ϕPt sum

= 2ϕPt (h0 + h1 + h2)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

152

= 2 075 31428 620 ( 430 + 279 + 219 )

= 271236 KN m gt Muc = 22194 KN m (OK)

- Kontrol las

Digunakan las dengan tebal las maximum yaitu

tlas 1 = 6 mm untuk las vertical

tlas 2 = 9 mm untuk las horizontal

Menentukan tiitk berat las

Las

(i)

1 2hst tlas 1 = 1560 = 424

2 2b2 tlas 2 = 1377 = 3635

3 2b1 tlas 2 = 1404 = 3435

4 2h1 tlas 1 = 3936 = 184

5 2b1 tlas 2 = 1404 = 245

6 2b2 tlas 2 = 1377 = 45

sum A = 9681

61965

2409072sum AY =

05tlas

tf + 15tlas 34398

hpr ‐ tf + tlas 482274

05hpr + tlas 724224

hpr + 05hst + tlas 661440

hpr + 15tlas 5005395

Luas (Ai) Jarak ke sumbu x (yi) Ai x yi

(mm2) (mm) mm

3

h1 = hpr ndash 2tf

= 350 ndash 211

= 328 mm

b1 = 05 [be - tw - 2tlas)

= 05 [175 ndash 7 ndash 26]

= 78 mm

b2 = 05 [be ndash tst - 2tlas)

= 05 [175 ndash 10 ndash 26]

= 765 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

153

ӯ = sumAy

sumA =

2409072 = 248845 mm

kekuatan las

fEXX = 490 MPa (E60)

ϕRn = 075 te 06 fEXX

= 075 x 0707 x 6 x 06 x 490

= 93536 N

Kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 7 x 06 x 370

= 11655 N

Kekuatan las menentukan kekuatan sambungan las dipengaruhi oleh geser

dan lentur sehingga tegangan geser untuk lentur

frv = = = 1655 MPa

fn =

= 490 1655

= 4897 MPa

Momen lentur nominal las

ϕfu = 075 0707 06 fEXX

= 075 x 0707 x 06 x 4897

= 155804 Nmm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

154

momen plastis terhadap garis netral adalah

Mn = 22914 KN m gt Muc = 22194 KN m (OK)

Las Luas (Ai) ϕfu Gaya Las

(i) (mm2) Mpa KN

1 1560 155804 2430542 1377 155804 2145423 1404 155804 2187494 3936 155804 6132455 1404 155804 2187496 1377 155804 214542

397664907552422

229140sum Mn

01150095006502240244

Mn

KN m425722459820706

Lengan kopel

m0175

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

155

2 Sambungan Balok Kolom IWF 300 x 150 x 65 x 9 (ϕMP = 113 KN m)

Gambar 417 Rencana sambungan balok kolom IWF 300 x 150 x 65 x 9

Data geometri sambungan

pfo = 80 pfi = 60 mm

h0 = hpr + pfo = 300 + 80 = 380 mm

h1 = hpr ndash tf ndash pfi = 300 ndash 9 ndash 60 = 231 mm

g = 70 mm

de = 75 mm

bp = 150 mm

hst = 155 mm -gt Lst = = 26846mm

- Momen rencana sambungan (tebal pelat rencana 24 mm)

Muc = Mp + Vu (Lst + tp)

= 113 + 285 x ( 26846 + 14 )10-3

= 12105 KN m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

156

- Kontrol tebal end-plate

s =

= radic150 70

= 51234 mm

Yp = lang rang lang rang

2

1lang rang 0

Yp = 231 lang

rang 380 lang

rang

270

231lang51234 51234rang 380 75 80

Yp = 131069 + 235914

Yp = 366983

t =

=

= 1302 lt t (14 mm) (OK)

- Kontrol tebal pelat pengaku

Direncanakan tebal pelat pengaku = 10 mm

tst = 10 mm (hst = 155 mm Lst = 26846 mm)

cek tekuk lokal

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

157

lt 056

lt

155 lt 1616 (OK)

- Kontrol Sambungan Baut

Digunakan baut A325 M20 (Ab = 31428 mm2 )

Tegangan nominal tarik baut bergantung pada gaya geser ultimate

fnt = 620 MPa

fnv = 372 MPa

frv =

=

= 16 MPa

fnrsquo = 13 fnt -

frv lt fnt

fnrsquo = 13 x 620 -

x 16 lt 620

fnrsquo = 770 lt 620

sehingga tegangan tarik maximum yang digunakan adalah 620 MPa

momen tahanan sambungan baut adalah

ϕMnp = 2ϕPt sum

= 2ϕPt (h0 + h1)

= 2 075 31428 620 ( 380 + 231)

= 17858 KN m gt Muc = 12105 KN m (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

158

- Kontrol las

Digunakan las dengan tebal las maximum yaitu

tlas 1 = 6 mm untuk las vertical

tlas 2 = 7 mm untuk las horizontal

Menentukan tiitk berat las

ӯ = sumAy

sumA =

1999635 = 228190 mm

Las

(i)

1 2hst tlas 1 = 1860 = 3865

2 2b2 tlas 2 = 1152 = 3135

3 2b1 tlas 2 = 11835 = 2955

4 2h1 tlas 1 = 3384 = 159

5 2b1 tlas 2 = 11835 = 225

6 2b2 tlas 2 = 1152 = 45

sum A = 8763

tf + 15tlas 2662875

05tlas 5184

sum AY = 1999635

hpr ‐ tf + tlas 34972425

05hpr + tlas 538056

hpr + 05hst + tlas 718890

hpr + 15tlas 361152

Luas (Ai) Jarak ke sumbu x (yi) Ai x yi

(mm2) (mm) mm

3

h1 = hpr ndash 2tf

= 300 ndash 29

= 282 mm

b1 = 05 [be - tw - 2tlas)

= 05 [150ndash 65 ndash 26]

= 6575 mm

b2 = 05 [be ndash tst - 2tlas)

= 05 [150 ndash 10 ndash 26]

= 64 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

159

kekuatan las

fEXX = 490 MPa

ϕRn = 075 te 06 fEXX

= 075 x 0707 x 6 x 06 x 490

= 935361 N

Kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 65 x 06 x 370

= 108225 N

Kekuatan las menentukan kekuatan sambungan las dipengaruhi oleh geser

dan lentur sehingga tegangan geser untuk lentur

frv = = = 325 MPa

fn =

= 490 325

= 4899 MPa

Momen lentur nominal las

ϕfu = 075 0707 06 fEXX

= 075 x 0707 x 06 x 4899

= 155861 Nmm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

160

momen plastis terhadap garis netral adalah

Mn = 188227 KN m gt Muc = 12105 KN m (OK)

Las Luas (Ai) ϕfu Gaya Las

(i) (mm2) Mpa KN

1 1860 155861 2899012 1152 155861 1795523 11835 155861 1844614 3384 155861 5274345 11835 155861 1844616 1152 155861 179552

sum Mn 188227

0069 364930206 379420224 40164

0158 458940085 153170067 12416

Lengan kopel Mn

m KN m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

161

4251 Sambungan Balok Balok

1 Sambungan Balok Balok IWF 300 x 150 x 65 x 9 (ϕVn = 2527 KN m)

Gambar 418 Rencana sambungan balok balok IWF 300 x 150 x 65 x 9

Dicoba 5 buah baut M16 (AB = 20114 mm2) dengan tebal pelat 8 mm

fnv = 372 MPa

Kekuatan geser baut

ϕRn = 075 fn AB

= 075 x 372 x 20114

= 5611 KN

Kekuatan tumpuan baut

ϕRn = 12 lc t fu lt 24 d t fu

ϕRn = 12 x 32 x 8 x 370 lt 24 x 16 x 8 x 37

ϕRn = 113664 lt 113664

Jumlah baut perlu

nBAUT =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

162

=

= 45 ~ 5 baut

Untuk baut diameter 16 jarak ke tepi

Jarak minimum = 22 mm (tabel 227)

Jarak maximum = 12 tmin = 12x 6 = 72 mm

Diambil 34 mm

Untuk baut diameter 16 jarak antar baut

Jarak minimum = 3d = 3 x 16 = 48 mm

Jarak maximum = 14 tmin = 14 x 6 = 84 mm

Diambil 50 mm

Kontrol Pelat

ϕVn = 09 x 06 x Ag x fy

= 09 x 06 x 268 x 8 x 240

= 2778 KN gt 2527 KN

Kontrol Las

kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 65 x 06 x 370

= 1082 Nmm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

163

kekuatan las transversal

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490

= 779467 Nmm

kekuatan las longitudinal

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490 x ( 1 + 05sin15 90 )

= 116920 Nmm

Sehingga kekuatan sambungan las adalah

P =sum ϕRn min x L

= 779467 x 268 + 1082 x 1295

= 349 KN gt 2527 KN (OK)

Gambar 419 Detail sambungan balok balok IWF 300 x 150 x 65 x 9

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

164

2 Sambungan Balok Balok IWF 250 x 125 x 6 x 9 (ϕVn = 1944 KN m)

Gambar 420 Rencana sambungan balok balok IWF 250 x 125 x 6 x 9

Dicoba 4 buah baut M16 (AB = 20114 mm2) dengan tebal pelat 8 mm

fnv = 372 MPa

Kekuatan geser baut

ϕRn = 075 fn AB

= 075 x 372 x 20114

= 5611 KN

Kekuatan tumpuan baut

ϕRn = 12 lc t fu lt 24 d t fu

ϕRn = 12 x 32 x 8 x 370 lt 24 x 16 x 8 x 370

ϕRn = 113664 lt 113664

Jumlah baut perlu

nBAUT =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

165

=

= 346 ~ 4 baut

Untuk baut diameter 16 jarak ke tepi

Jarak minimum = 22 mm (tabel 227)

Jarak maximum = 12 tmin = 12x 6 = 72 mm

Diambil 34 mm

Untuk baut diameter 16 jarak antar baut

Jarak minimum = 3d = 3 x 16 = 48 mm

Jarak maximum = 14 tmin = 14 x 6 = 84 mm

Diambil 50 mm

Kontrol Pelat

ϕVn = 09 x 06 x Ag x fy

= 09 x 06 x 218 x 8 x 240

= 22602 KN gt 1944 KN

Kontrol Las

kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 6 x 06 x 370

= 999 Nmm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

166

kekuatan las transversal

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490

= 779467 Nmm

kekuatan las longitudinal

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490 x ( 1 + 05sin15 90 )

= 116920 Nmm

Sehingga kekuatan sambungan las adalah

P =sum ϕRn min x L

= 779467 x 268 + 999 x 1295

= 33826 KN gt 1944 KN (OK)

Gambar 421 Detail sambungan balok balok IWF IWF 250 x 125 x 6 x 9

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

167

3 Sambungan Balok Balok IWF 200 x 100 x 55 x 8 (ϕVn = 1422 KN m)

Gambar 422 Rencana sambungan balok balok IWF 200 x 100 x 55 x 8

Dicoba 3 buah baut M16 (AB = 20114 mm2) dengan tebal pelat pengaku 8 mm

fnv = 372 MPa

Kekuatan geser baut

ϕRn = 075 fn AB

= 075 x 372 x 20114

= 5611 KN

Kekuatan tumpuan baut

ϕRn = 12 lc t fu lt 24 d t fu

ϕRn = 12 x 32 x 8 x 370 lt 24 x 16 x 8 x 370

ϕRn = 113664 lt 113664

Jumlah baut perlu

nBAUT =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

168

=

= 253 ~ 3 baut

Untuk baut diameter 16 jarak ke tepi

Jarak minimum = 22 mm (tabel 227)

Jarak maximum = 12 tmin = 12 x 6 = 72 mm

Diambil 34 mm

Untuk baut diameter 16 jarak antar baut

Jarak minimum = 3d = 3 x 16 = 48 mm

Jarak maximum = 14 tmin = 14 x 6 = 84 mm

Diambil 50 mm

Kontrol Pelat

ϕVn = 09 x 06 x Ag x fy

= 09 x 06 x 168 x 8 x 240

= 174 KN gt 1422 KN

Kontrol Las

kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 55 x 06 x 370

= 91575 Nmm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

169

kekuatan las

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490

= 779467 Nmm

Sehingga kekuatan sambungan las adalah

P = ϕRn min x L

= 779467 x 268

= 20889 KN gt 158 KN (OK)

Gambar 423 Detail sambungan balok balok IWF 200 x 100 x 55 x 8

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

170

4 Sambungan Balok Balok L 70 x 70 x 7 (ϕVn = 635 KN m)

Gambar 424 Rencana sambungan balok balok L 70 x 70 x 7

Kontrol las dengan tebal 5 mm

kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 6 x 06 x 370

= 999 Nmm

kekuatan las

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490

= 779467 Nmm

Sehingga kekuatan sambungan las adalah

P = ϕRn min x L

= 779467 x 110

= 8574 KN gt 635KN (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

171

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

51 Kesimpulan

Dari hasil perhitungan dan analisa yangtelah dilakukan maka dapat diambil

kesimpulansebagai berikut

1 Dari hasil analisa perhitungan struktur sekunder didapatkan

Pelat lantai elevasi + 580 menggunakan Bondex LYSAGHT

INDONESIA BMT = 07 mm dengan tebal plat beton 120 mm dan untuk

elevasi lain nya digunakan pelat chekered t = 45 mm dengan siku L 70 x

70 x 7 sebagai pengaku

Balok anak lantai pabrik

1 WF 250 x 125 x 6 x 9 untuk elevasi + 580 m

2 WF 200 x 100 x 55 x 8 untuk elevasi yang lain

Gording dengan profil CNP 150 x 50 x 20 x 32

Sagrod Oslash 10 mm

Ikatan angin Oslash 22 mm

Balok tangga UNP 200 x 80 x 75 x 11

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

172

2 Dari hasil analisa perhitungan struktur primer didapatkan

Kolom 350 x 350 x 12 x 19 untuk elevasi +000 sd +1640 pada portal 7

portal 6 dan portal 5

Kolom 300 x 300 x 10 x 15 untuk portal 12 portal 11 portal 10 portal 8

dan portal 7 portal 6 portal 5 dari elevasi +1640 sd +3550

Kolom 200 x 200 x 8 x 12 untuk kolom pendukung pada portal 8 dan 9

Balok 350 x 175 x 7 x 11 komposit untuk elevasi +580

Balok 350 x 175 x 7 x 11 untuk balok atap

Balok 300 x 150 x 65 x 9 komposit untuk balok induk semua elevasi

sesuai gambar kerja

3 Rekapitulasi gaya pada struktur

Tabel 51 Resume gaya luar dan stress ratio kolom

No Dimensi Profil Pu Mux Muy ϕPn ϕMnx ϕMny Stress

Ratio KN KN m KN m KN KN m KN m

1 350 x 350 x 12 x 19 -171412 -7624 -5979 308307 51924 25377 0938

2 300 x 300 x 10 x 15 -54867 -7138 -1717 238600 31937 14724 0710

3 200 x 200 x 8 x 12 -5225 -1217 -612 69605 9547 5244 0334

Tabel 52 Resume gaya luar dan stress ratio balok komposit

No Dimensi Profil M+

max M-max ϕM+ ϕM-

KN m Stress

Ratio (M+) Stress Ratio

(M+) KN m KN m KN m

1 350 x 175 x 7 x 11 122057 180798 43080 249461 0283 0724

2 300 x 150 x 65 x 9 3774 6125 25442 17133 0148 0357

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

173

52 Saran

Perencanaan struktur harus mempertimbangkan aspek teknis ekonomi dan

estetika Pemodelan yang sederhana dapat mempermudah pekerjaan analisa

struktur dan diharapkan hasil yang mendekati kondisi sesungguhnya Perlu

dilakukan analisa geoteknik untuk menentukan titik jepit sesungguhnya agar

mendapatkan hasil prilaku struktur yang sebenarnya

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

188

DAFTAR PUSTAKA

Anonim1 1983 Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung 1983

Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Anonim2 2002 Tatacara Perencanaan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung

SNI 03-2478-2002 Badan Standardisasi Nasional

Anonim3 2012 Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur

Bangunan Gedung Dan Non Gedung SNI-1726-2012 Badan

Standardisasi Nasional

Anonim4 2015 Spesifikasi untuk bangunan baja gedung baja struktural SNI

1729-2015 Badan Standardisasi Nasional

Asroni A 2010 Balok dan Pelat Beton Bertulang Yogyakarta Graha Ilmu

Dewobroto Wiryanto 2015 Struktur Baja Perilaku Analisis Dan

Disain ndash AISC 2010 Tangerang LUMINA Press

Fakhrur Rozi Muhammad 2014 ldquoPengaruh Panjang Daerah Pemasangan Shear

Connector Pada Balok Komposit Terhadap Kuat Lenturrdquo Jurnal Rekayasa

Teknik Sipil Vol 2 No 2 4

Oentoeng 1999 Konstruksi Baja Yogyakarta ANDI

Salmon CG dkk 1995 Struktur Baja Disain Dan Perilaku Jakarta Erlangga

Schueller Wolfgang 1989 Struktur Bangunan Bertingkat Tinggi

Bandung PT ERESCO

Schodek Daniel L 1991 Struktur Bandung PT ERESCO

Setiawan Agus 2008 Perencanaan Struktur Baja dengan Metode LRFD

Jakarta Erlangga

Smith JC Structural Steel Design LRFD Approach Canada Jhon Wlwy amp

Sons 1991

Park R 1989 Evaluation of Ductility of Structures And Structural Assemblages

From Laboratory TestingBulletin of the New Zealand National Society for

Earthquake Engineering Vol 22 No 3 Sepetember 1989New Zealand

University of Canterbury

McComarc JC Structural Steel Design New York Harper amp Row 1981

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xvi

Murray TM dan SummerEA 2003 ldquoExtended End-Plate Moment Connections

Seismic and Wind Applications 2nd Editionrdquo Steel Design Guide Series -

4 American Institute of Steel Construction Inc

Wijaya PK Panjang efektif Untuk Tekuk Torsi Lateral Pada Balok Baja

Dengan Penampang I Konferensi Nasional Teknik Sipil 7 2013

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

  • Cover
  • Abstrak
  • KATA PENGANTAR
  • DAFTAR ISI
  • BAB I
  • BAB II
  • BAB III
  • BAB IV
  • BAB V
  • Daftar Pustaka
Page 6: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …

v

DAFTAR ISI

Halaman

ABSTRAK i

KATA PENGANTAR ii

DAFTAR ISI v

DAFTAR TABEL viii

DAFTAR GAMBAR xi

DAFTAR NOTASI xiv

BAB I PENDAHULUAN 1

11 Latar Belakang 1

12 Perumusan Masalah 2

13 Tujuan Penelitian 3

14 Mamfaat Penelitian 3

15 Pembatasan Masalah 3

16 Sistematika Penulisan 4

BAB II DASAR TEORI 6

21 Dasar Perencanaan 6

211 Jenis Pembebanan 6

2111 Beban Mati 6

2112 Beban Hidup 8

2113 Beban Angin 12

2114 Beban Gempa 13

212 Kombinasi Pembebanan 32

22 Kinerja Struktur Gedung 34

221 Kinerja Batas Layan 34

222 Kinerja Batas Kekuatan 38

2221 Perencanaan Pelat Floor Deck 38

2222 Perencanaan Pelat Chekered 41

2223 Perencanaan Batang Tekan 41

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

vi

2224 Perencanaan Batang Lentur 42

2225 Perencanaan Balok Kolom 48

2226 Perencanaan Balok Komposit 48

2227 Perencanaan Sambungan Las 59

2228 Perencanaan Sambungan Baut 63

23 Disain untuk Stabilitas 72

BAB III METODE PENELITIAN 79

31 Persiapan 79

32 Bagan Alir 79

321 Mulai 80

322 Pengumpulan Data 80

323 Studi Literatur 80

324 Tahap Disain Data 81

325 Pengolahan Data 82

326 Hasil Dan Pembahasan 82

327 Kesimpulan dan saran 82

328 Selesai 82

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 83

41 Disain Struktur Sekunder 83

411 Pelat Floor Deck 83

412 Balok Anak Pelat Floor Deck 86

413 Pelat Chekered 91

414 Siku Pengaku Pelat Chekered 93

415 Balok Anak Pelat Chekered 95

416 Gording 97

417 Sagrod 103

418 Ikatan Angin 105

419 Tangga 108

42 Disain Struktur Primer 111

421 Beban Beban Yang Bekerja 111

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

vii

4211 Beban Grafitasi 111

4212 Beban angin 112

4213 Beban Gempa 113

4214 Beban Notional 118

422 Kombinasi Beban 118

423 Kontrol Drift 119

424 Kontrol Profil 121

4241 Kolom 350 x 350 x 12 x 19 121

4242 Kolom 300 x 300 x 10 x 15 125

4243 Kolom 200 x 200 x 8 x 12 129

4244 Balok Komposit 300 x 150 x 65 x 9 133

4245 Balok Komposit 350 x 175 x 7 x 11 141

425 Dimensi Sambungan 149

4251 Sambungan Balok Kolom 149

4252 Sambungan Balok Balok 161

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 171

51 Kesimpulan 171

52 Saran 173

DAFTAR PUSTAKA 174

LAMPIRAN A

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

viii

DAFTAR TABEL

Tabel 21 Berat jenis bahan bangunan 6

Tabel 22 Beban Mati Tambahan (komponen gedung) 7

Tabel 23 Beban Hidup Pada Lantai Bangunan 9

Tabel 24 Beban Hidup Pada Atap 10

Tabel 25 Koefisien reduksi beban hidup 11

Tabel 26 Koefisien Beban Angin 13

Tabel 27 Kategori risiko bangunan gedung dan non gedung untuk beban

gempa 15

Tabel 28 Faktor keutamaan gempa 17

Tabel 29 Faktor R Cd dan Ω0 untuk sistem penahan gaya gempa 19

Tabel 210 Klasifikasi situs 24

Tabel 211 Koefisien situs Fa 26

Tabel 212 Koefisien situs Fv 27

Tabel 213 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan pada

perioda pendek 28

Tabel 214 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan

pada perioda 1 detik 28

Tabel 215 Nilai parameter perioda pendekatan Ct dan x 31

Tabel 216 Koefisien untuk batas perioda struktur 32

Tabel 217 Persyaratan untuk masing-masing tingkat yang menahan lebih dari

35 persen gaya geser dasar 34

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

ix

Tabel 218 Simpangan antar lantai ijin 37

Tabel 219 Tebal Minimum balok non-prategang atau pelat satu arah bila

lendutan tidak dihitung 38

Tabel 220 Rasio Tulangan Minimum Pada Pelat 40

Tabel 221 Nilai kekuatan lentur berdasarkan SNI 1729 2015 42

Tabel 222 Batas Lendutan Maksimum 46

Tabel 223 Nilai untuk Rg dan Rp untuk setiap kasus Kapasitas untuk angkur

steel headed stud 59

Tabel 224 Tebal minimum las sudut 61

Tabel 225 Pratarik baut minimum kN 64

Tabel 226 Kekuatan nominal pengencang dan bagian yang berulir ksi (MPa) 66

Tabel 227 Dimensi Lubang Nominal mm 66

Tabel 228 Jarak tepi minimum dari pusat lubang standar ke tepi dari bagian

yang disambung 67

Tabel 229 Kapasitas sambungan end-pelat menurut AISC 2003 70

Tabel 41 Beban mati struktur (rangka) 115

Tabel 42 Beban mati struktur (Atap partisi diafragma dll) 115

Tabel 43 Beban hidup struktur 116

Tabel 44 Waktu getar alami dan partisipasi massa 116

Tabel 45 Base Reaction 117

Tabel 46 Simpangan antar lantai akibat gempa X 119

Tabel 47 Simpangan antar lantai akibat gempa Y 120

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

x

Tabel 48 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 350 x 350 x 12 x 19 123

Tabel 49 Resume gaya geser Kolom 350 x 350 x 12 x 19 125

Tabel 410 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 300 x 300 x 10 x 15 127

Tabel 411 Resume gaya geser Kolom 300 x 300 x 10 x 15 129

Tabel 412 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 200 x 200 x 8 x 12 131

Tabel 413 Resume gaya geser Kolom 200 x 200 x 8 x 12 133

Tabel 414 Resume Gaya luar envelope balok komposit 300 x 150 x 65 x 9 134

Tabel 415 Resume Gaya luar envelope balok komposit 350 x 175 x 7 x 11 141

Tabel 51 Resume gaya luar dan stress ratio kolom 172

Tabel 52 Resume gaya luar dan stress ratio balok komposit 172

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 21 Jalur Cincin Api dan Gunung Berapi Sebagai Pusat Gempa 14

Gambar 22 Peta Gempa Pada SNI 1726 2012 14

Gambar 23 Respon Spektrum Gempa Rencana Wilayah Medan (SNI-03-

1726-2012) 17

Gambar 24 Penentuan simpangan antar lantai 36

Gambar 25 Diagram tegangan momen positif floor deck 39

Gambar 26 Diagram tegangan momen negatif floor deck 41

Gambar 27 Kuat Momen Lentur Nominal Akibat Tekuk Torsi Lateral 45

Gambar 28 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan

ẏ lt (ts - hfd) 50

Gambar 29 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan

ẏ gt (ts - hfd) 50

Gambar 210 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan

ẏ lt (ts + tf) 52

Gambar 211 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan

ẏ gt (ts + tf) 53

Gambar 212 Diagram tegangan balok komposit momen negatif dengan

ts gt ẏ gt (ts + tf) 55

Gambar 213 Diagram tegangan balok komposit momen negatif dengan

ẏ gt (ts + tf) 56

Gambar 214 Tebal efektif las sudut 60

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xii

Gambar 215 Panjang las longitudinal 61

Gambar 216 Momen plastis siklik pada sambungan pemikul momen 63

Gambar 217 Sambungan pemikul momen menurut AISC 2003 67

Gambar 218 Lokasi sendi plastis 68

Gambar 219 Menentukan Muc 68

Gambar 220 Geometri sambungan end-plate 68

Gambar 221 Momen kopel baut tarik terhadap sayap tekan 69

Gambar 222 Sambungan balok anak ke balok induk 72

Gambar 223 Pengaruh Orde ke-2 (AISC 2010) 74

Gambar 31 Diagram Alir Penelitian 79

Gambar 41 Tributari area elevasi +580 m 83

Gambar 42 Distribusi momen untuk pelat satu arah 84

Gambar 43 Diagram tegangan momen kopel (positif) floor deck 84

Gambar 44 Diagram tegangan momen kopel (negatif) floor deck 85

Gambar 45 Tributari area elevasi +1070 m 91

Gambar 46 Distribusi momen untuk pelat satu arah 92

Gambar 47 Rencana atap elevasi +1250 m dan +3550 m 97

Gambar 48 Kecepatan angin 98

Gambar 49 Rencana sagrod 103

Gambar 410 Tributari area ikatan angin 105

Gambar 411 Rencana tangga 108

Gambar 412 Respon spectra rencana 113

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xiii

Gambar 413 Beban notional pada etabs 2015 118

Gambar 414 Grafik simpangan antar lantai VS elevasi akibat gempa ndash X 120

Gambar 415 Grafik simpangan antar lantai VS elevasi akibat gempa ndash Y 121

Gambar 416 Rencana sambungan balok kolom IWF 350 x 175 x 7 x 11 149

Gambar 417 Rencana sambungan balok kolom IWF 300 x 150 x 65 x 9 155

Gambar 418 Rencana sambungan balok balok IWF 300 x 150 x 65 x 9 161

Gambar 419 Detail sambungan balok balok IWF 300 x 150 x 65 x 9 163

Gambar 420 Rencana sambungan balok balok IWF 250 x 125 x 6 x 9 164

Gambar 421 Detail sambungan balok balok IWF IWF 250 x 125 x 6 x 9 166

Gambar 422 Rencana sambungan balok balok IWF 200 x 100 x 55 x 8 167

Gambar 423 Detail sambungan balok balok IWF 200 x 100 x 55 x 8 169

Gambar 424 Rencana sambungan balok balok L 70 x 70 x 7 170

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xiv

DAFTAR NOTASI

A luas penampang beton (mm2)

A B luas penampang baut (mm2)

As luas tulangan tarik (mm2)

Asrsquo luas tulangan tekan (mm2)

Av luas tulangan geser dalam daerah sejarak s (mm2)

Aw luas badan profil

Cb faktor midifikasi tekuk torsi lateral untuk diagram momen tidak merata

Cd faktor amplifikasi defleksi

Cu koefisien batas prioda struktur

Cs koefisien respons seismik

Ct koefisien prioda struktur pendekatan

Cw konstanta warping

Eh gaya gempa horizontal

Ev gaya gempa vertikal

Es modulus elastisitas baja (MPa)

Ec modulus elastisitas beton (MPa)

I momen inersia (mm4)

Ie faktor keutamaan gempa

J konstanta torsi

K koefisien panjang efektif

Lp panjang plastis

Lr panjang batas untuk kondisi inelastis

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xv

Lb panjang profil tak terkekang

Mu momen maksimum pada komponen struktur (Nmm)

Mn momen tahanan nominal profilpenampang

Mux momen lentur terfaktor terhadap sumbu-x

Muy momen lentur terfaktor terhadap sumbu-y

Muc momen rencana sambungan

Mnx kuat nominal lentur penampang terhadap sumbu-x

Mny kuat nominal lentur penampang terhadap sumbu-y

N jumlah tingkat

Ni gaya notional yang bekerja pada level i

Pr gaya tekan hasil kombinasi LRFD

Pe gaya menurut euler

Pn gaya terkoreksi menurut SNI 1729 2015

Ptr Kuat tarik baut

R faktor modifikasi respons

SDS parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang perioda

pendek

S1 parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang sebesar

10 detik

Ta waktu getar struktur pendekatan

Tc waktu getar struktur analisa modal

nV kuat geser nominal (N)

Vu gaya geser hasil kombinasi LRFD

V1 gaya geser dasar nominal sebagai respons dinamik ragam yang

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xvi

pertama saja

Vt gaya geser dasar nominal yang didapat dari hasil analisis ragam

spektrum respons yang telah dilakukan

W berat seismik efektif

Y konstanta tebal end-plate

a tinggi blok tegangan (mm)

b lebar balok (mm)

c jarak serat tekan terluar ke garis netral (mm)

cv koefisien geser

d jarak dari serat tekan terluar ke titik berat tulangan tarik tinggi efektif (mm)

drsquo jarak dari serat tekan terluar ke titik berat tulangan tekan (mm)

g percepatan grafitasi

hfd tinggi floor deck

frsquoc kuat tekan beton (MPa)

ffd tegangan floor deck

fy tegangan leleh baja (MPa)

fnt tegangan tarik baut (MPa)

fnv tegangan geser baut (MPa)

h tinggi balok (mm)

kv koefisien tekuk geser pelat badan

qDL beban akibat berat sendiri (kNm)

qLL beban akibat beban hidup (kNm)

qWL beban akibat tekanan angin (kNm)

r jari jari inersia (mm4)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xvii

Δ defleksi pada elemen global

1 konstanta yang merupakan fungsi dari kelas kuat beton

δ defleksi pada elemen lokal

λ kelangsingan =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

1

BAB I

PENDAHULUAN

11 Latar Belakang

Perkembangan industri pengolahan kelapa sawit yang pesat di

Indonesia khususnya sumatera utara ahkir ahkir ini memicu pertumbuhan dan

pembangunan pabrik refinery (pemurnian) dan Fraksinasi (pemisahan) kelapa

sawit dimana pabrik refinery dan fraksinasi tersebut mendorong para

perencana bangunan untuk membuat bangunan pabrik tingkat tinggi yang

tahan gempa Dimana berdasarkan geografis Indonesia terletak di antara dua

lempeng dunia yang aktif yaitu Eurasia dan Australia Hal ini

mengkibatkan Indonesia merupakan daerah rawan gempa Akhir ndash akhir ini

gempa yang mengguncang pulau sumatera terjadi dalam skala besar tahun

2004 gempa Aceh (26 desember Skala 92) yang disertai Tsunami dan gempa

padang (30 September 2009 Skala 76) yang masih sering terjadi hingga saat

ini sehingga mengakibatkan kerusakan pada bangunan tingkat tinggi yang

cukup parah

Kondisi itu menyadarkan kita bahwa Indonesia merupakan daerah

rawan terjadinya gempa Untuk mengurangi resiko bencana yang terjadi

diperlukan konstruksi bangunan tahan gempa Hal ini pula yang menuntut

seorang perencana agar membuat perencanaan struktur bangunan tingkat tinggi

agar dapat menahan gaya yang diakibatkan oleh gempa bumi tersebut

Struktur yang kuat biasanya memiliki dimensi yang besar tetapi tidak

ekonomis jika diterapkan pada bangunan bertingkat tinggi Perhitungan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

2

dimensi biasanya didasarkan pada kolom atau balok struktur yang menanggung

beban paling besar Untuk mendapatkan dimensi penampang yang optimal

maka besar gaya-gaya yang bekerja pada struktur perlu diketahui analisa balok

maupun kolom

Dengan adanya pengaruh beban-beban yang bekerja maka kapasitas

momen akan dideformasikan merata ke seluruh elemen Apabila struktur lentur

maka pembebanan pada balok perlu diperhitungkan deformasi momennya

Tugas akhir ini merupakan studi untuk merencanakan bangunan tingkat

tinggi dengan struktur baja Dimana bangunan tingkat tinggi tersebut harus

mampu bertahan terhadap gaya gempa dan gaya grafitasi yang terjadi

12 Perumusan Masalah

Dari latar belakang dapat dirumuskan suatu permasalahan sebagai berikut

1 Bagaimana merencanakan dimensi gording terhadap momen akibat gaya

grafitasi dan angin

2 Bagaimana merencanakan tebal floor deck terhadap momen akibat gaya

grafitasi

3 Bagaimana merencanakan dimensi balok anak terhadap momen akibat

gaya grafitasi

4 Bagaimana merencanakan tangga terhadap momen akibat gaya grafitasi

5 Bagaimana merencanakan lantai dengan checkered mild steel

6 Bagaimana merencanakan dimensi kolom dan dimensi balok pada sistem

rangka pemikul momen akibat gaya gravitasi dan gaya gempa

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

3

7 Bagaimana pemodelan dan menganalisa struktur dengan menggunakan

program bantu ETABS 2015

13 Tujuan Penelitian

Adapun maksud dan tujuan penulisan tugas akhir ini adalah

1 Merencanakan dimensi gording terhadap momen akibat gaya grafitasi dan

angin

2 Merencanakan tebal floor deck terhadap momen akibat gaya grafitasi

3 Merencanakan dimensi balok anak terhadap momen akibat gaya grafitasi

4 Merencanakan tangga terhadap momen akibat gaya grafitasi

5 Merencanakan lantai dengan checkered mild steel

6 Merencanakan dimensi kolom dan dimensi balok pada sistem rangka

pemikul momen akibat gaya gravitasi dan gaya gempa

7 Memodelan dan menganalisa struktur dengan menggunakan program bantu

ETABS 2015

14 Mamfaat Penelitian

Tugas akhir ini diharapkan dapat menambah ilmu dan pengetahuan tentang

perencanaan struktur baja pada bangunan yang berfungsi sebagai pabrik dengan

SNI-03-1729-2015 dan SNI-03-1726-2012

15 Pembatasan masalah

Dalam penelitian ini permasalahan dibatasi ruang lingkupnya agar tidak

terlalu luas Pembatasan masalah meliputi

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

4

a Gaya yang bekerja pada struktur utama adalah gaya gravitasi dan gempa

b Tekanan angin pada atap dihitung antara kecepatan angin maximum atau

tekanan minimum

c Jumlah Lantai 8 tingkat

d Fungsi bangunan adalah sebagai pabrik

e Mesin mempunyai struktur dan pondasi sendiri

f Gedung terletak di medan dan digunakan respons spectrum kota medan

pada SNI-03-1726-2012 pada jenis tanah keras

g Tidak meninjau struktur bawah

h Mengunakan pedoman perencanaan pembebanan untuk rumah dan gedung

(SKBI-1353-1987) sebagai acuan beban gravitasi dan beban angin

16 Sistematika Penulisan

BAB I Pendahuluan

Bab ini mencakup latar belakang penelitian tujuan penelitian

pembatasan masalah mekanisme percobaan metodologi penelitian

manfaat penelitian dan sistematika penulisan

BAB II Dasar teori

Pada bab ini berisikan tentang dasar-dasar teori yang berkaitan tentang

penelitian

BAB III Metode perencanaan

Pada bab ini berisikan tentang data spesifikasi dan perencanaan mutu

baja yang digunakan mutu beton yang di gunakan spefisikasi teknis

yang di gunakan dan metode perencanaan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

5

BAB IV Hasil dan Pembahasan

Pada bab ini membahas tentang hasil dari perencanaan struktur

sekunde perencanaan sistem rangka utama shear conector sambungan

dan gambar teknik

BAB V Kesimpulan dan Saran

Pada bab ini berisikan kesimpulan dari hasil penelitian yang diperoleh

dan saran-saran mengenai penelitian yang dilakukan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

6

BAB II

DASAR TEORI

21 Dasar Perencanaan

211 Jenis Pembebanan

Perencanakan struktur pada suatu bangunan bertingkat berdasarkan pada

gaya gaya yang akan bekerja pada bangunan tersebut struktur yang didisain harus

mampu mendukung berat bangunan beban hidup akibat fungsi bangunan tekanan

angin maupun beban khusus berupa gempa dll Beban-beban yang bekerja pada

struktur dihitung menurut Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983

2111 Beban Mati (qDL)

Beban mati adalah berat dari semua bagian dari suatu gedung yang bersifat tetap

termasuk segala unsur tambahan penyelesaianndashpenyelesaian mesin mesin serta

peralatan tetap yang merupakan bagian tak terpisahkan dari gedung ituUntuk

merencanakan gedung ini beban mati yang terdiri dari berat sendiri bahan

bangunan dan komponen gedung adalah

Tabel 21 Berat jenis bahan bangunan

No Material Berat Keterangan 1 Baja 7850 kgm3

2 Batu alam 2600 kgm3

3 Batu belah batu bulatbatu gunung 1500 kgm3 berat tumpuk 4 Batu karang 700 kgm3 berat tumpuk

5 Batu pecah 1450 kgm3

6 Besi tuang 7250 kgm3

7 Beton 2200 kgm3

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

7

Tabel 21 Berat jenis bahan bangunan (lanjutan)

No Material Berat Keterangan 8 Beton bertulang 2400 kgm3

9 Kayu 1000 kgm3 kelas I

10 Kerikil koral 1650 kgm3 kering udara sampai

11 Pasangan bata merah 1700 kgm3

12 Pasangan batu belah batu bulat 2200 kgm3

13 Pasangan batu cetak 2200 kgm3

14 Pasangan batu karang 1450 kgm3

15 Pasir 1600 kgm3 kering udara sampai

16 Pasir 1800 kgm3 jenuh air

17 Pasir kerikil koral 1850 kgm3 kering udara sampai

18 Tanah lempung dan lanau 1700 kgm3 kering udara sampai

19 Tanah lempung dan lanau 2000 kgm3 basah

20 Timah hitam timbel) 11400 kgm3

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

Tabel 22 Beban Mati Tambahan (komponen gedung)

No Material Berat Keterangan

1 Adukan per cm tebal

21

kgm2

- dari semen

- dari kapur semen merahtras 17 kgm2

2 Aspal per cm tebal 14 kgm2

3 Dinding pasangan bata merah

450

kgm2

- satu batu

- setengah batu 250 kgm2

4

Dinding pasangan batako - berlubang tebal dinding 20 cm (HB 20) tebal dinding 10 cm (HB 10)

200120

kgm2

kgm2

- tanpa lubang tebal dinding 15 cm tebal dinding 10 cm

300

200

kgm2

kgm2

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

8

Tabel 22 Beban mati tambahan (komponen gedung) (lanjutan)

No Material Berat Keterangan

5

Langit-langit amp dinding terdiri

- semen asbes (eternit) tebal

maks 4 mm

- kaca tebal 3-5 mm

11

10

kgm2

kgm2

termasuk rusuk-rusuk

tanpa pengantung atau

pengaku

6 Lantai kayu sederhana dengan 40 kgm2 tanpa langit-langit bentang

7 Penggantung langit-langit (kayu) 7 kgm2 bentang maks 5 m jarak

8 Penutup atap genteng 50 kgm2 dengan reng dan usuk kaso

9 Penutup atap sirap 40 kgm2 dengan reng dan usuk kaso

10 Penutup atap seng gelombang 10 kgm2 tanpa usuk

11 Penutup lantai ubin cm tebal 24 kgm2 ubin semen portland teraso

12 Semen asbes gelombang (5 mm) 11 kgm2

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

2112 Beban Hidup (qLL)

Beban hidup adalah semua beban yang terjadi akibat penghuni atau pengguna suatu

gedung termasuk beban ndash beban pada lantai yang berasal dari barang ndash barang yang

dapat berpindah mesin ndash mesin serta peralatan yang merupakan bagian yang tidak

terpisahkan dari gedung dan dapat diganti selama masa hidup dari gedung itu

sehingga mengakibatkan perubahan pembebanan lantai dan atap tersebut

Khususnya pada atap beban hidup dapat termasuk beban yang berasal dari air hujan

(PPIUG 1983)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

9

Beban hidup merupakan baban-beban gravitasi yang bekerja pada saat struktur

telah berfungsi namun bervariasi dalam besar dan lokasinya Contohnya adalah

beban orang furnitur perkakas yang dapat bergerak kendaraan dan barang-barang

yang dapat disimpan Secara praktis beban hidup bersifat tidak permanen

sedangkan yang lainnya sering berpindah-pindah tempatnya Karena tidak

diketahui besar lokasi dan kepadatannya besar dan posisi sebenarnya dari beban-

beban semacam itu sulit sekali ditentukan (Salmon dan Johnson 1992)

Beban hidup untuk bangunan terdiri dari beban hidup lantai dan beban hidup atap

yang bervariasi bergantung pada fungsi bangunan tersebut

Tabel 23 Beban Hidup Pada Lantai Bangunan

No Fungsi Beban Hidup

a Lantai dan tangga rumah tinggal kecuali disebut no b 200 kgm2

b Lantai amp tangga rumah tinggal sederhana dan gudang gudang tidak penting yang bukan untuk toko pabrik atau bengkel

125 kgm2

c Lantai sekolah ruang kuliah Kantor Toko toserba Restoran Hotel asrama Rumah Sakit

250 kgm2

d Lantai ruang olahraga 400 kgm2

e Lantai ruang dansa 500 kgm2

f Lantai dan balkon dalam dari ruang pertemuan yang lain dari pada yang disebut dalam a sd e seperti masjid gereja ruang pagelaranrapat bioskop dengan tempat duduk tetap

400 kgm2

g Lantai panggung dengan tempat duduk tidak tetap atau untuk penonton yang berdiri

500 kgm2

h Lantai Tangga bordes tangga dan gang dari yang disebut dalam c

300 kgm2

i Lantai Tangga bordes tangga dan gang dari yang disebut dalam d e f dan g

500 kgm2

j Lantai ruang pelengkap dari yang disebut dalam c d e f dan g

250 kgm2

k

Lantai Pabrik bengkel gudang Perpustakaan ruang arsiptoko buku toko besi ruang alat alat dan ruang mesin harus direncanakan terhadap beban hidup ditentukan tersendiri dengan minimum

400 kgm2

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

10

Tabel 23 Beban Hidup Pada Lantai Bangunan (lanjutan)

No Fungsi Beban Hidup

l Lantai gedung parkir bertingkat - Lantai bawah - Lantai tingkat lainnya

800 kgm2

400 kgm2

m Lantai balkon-balkon yang menjorok bebas keluar harus direncanakan terhadap beban hidupdari lantai ruang berbatasan dengan minimum

300 kgm2

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

Tabel 24 Beban Hidup Pada Atap

No Fungsi Beban Hidup

a Atap bagiannya dapat dicapai orang termasuk kanopi dan atap dak

100 kgm2

b Atap bagiannya tidak dapat dicapai orang (diambil min) - beban hujan - beban terpusat

20 kgm2 100 kg

c Balokgording tepi kantilever 200 kgm2

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

Berhubung peluang untuk terjadi beban hidup penuh yang membebani semua

bagian dan semua unsur struktur pemikul secara serempak selama unsur gedung

tersebut adalah sangat kecil maka pada perencanaan balok induk dan portal dari

system pemikul beban dari suatu struktur gedung beban hidupnya dikalikan

dengan suatu koefisien reduksi yang nilainya tergantung pada penggunaan

gedung yang ditinjau dan yang dicantumkan pada tabel 25

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

11

Tabel 25 Koefisien reduksi beban hidup

Penggunaan gedung

Koefisien Reduksi Beban HidupPerencanaan balok

induk dan portal Peninjauan

gempa

PERUMAHANPENGHUNIAN

Rumah tinggal asrama hotel rumah sakit

075 030

PENDIDIKAN Sekolah Ruang kuliah

090

050

PERTEMUAN UMUM Mesjid gereja bioskop restoran ruang dansa ruang pagelaran

090 050

KANTOR Kantor Bank 060 030

PERDAGANGAN

Toko toserba pasar 080 080

PENYIMPANAN

Gudang perpustakaan ruang arsip 080 080

INDUSTRI Pabrik bengkel 100 090

TEMPAT KENDARAAN

Garasi gedung parkir 090 050

GANG amp TANGGA - Perumahanpenghunian - Pendidikan kantor - Pertemuan umum perdagangan - Penyimpanan industri tempat

kendaraan

075 075 090

030 050 050

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

12

2113 Beban Angin (qWL)

Besarnya beban angin yang bekerja pada struktur bangunan tergantung dari

kecepatan angin rapat massa udara letak geografis bentuk dan ketinggian

bangunan serta kekakuan struktur Bangunan yang berada pada lintasan angin

akan menyebabkan angin berbelok atau dapat berhenti Sebagai akibatnya energi

kinetik dari angin akan berubah menjadi energi potensial yang berupa tekanan atau

hisapan pada bangunan Beban Angin adalah semua beban yang bekerja pada

gedung atau bagian gedung

Beban Angin ditentukan dengan menganggap adanya tekanan positif dan tekanan

negatif (hisapan) yang bekerja tegak lurus pada bidang yang ditinjau Besarnya

tekanan positif dan negatif yang dinyatakan dalam kgm2 ini ditentukan dengan

mengalikan tekanan tiup dengan koefisien ndash koefisien angin Tekan tiup harus

diambil minimum 25 kgm2 kecuali untuk daerah di laut dan di tepi laut sampai

sejauh 5 km dari tepi pantai Pada daerah tersebut tekanan hisap diambil minimum

40 kg m2 (dimana V adalah kecepatan angin dalam mdet yang harus ditentukan

oleh instansi yang berwenang Sedangkan koefisien angin ( + berarti tekanan dan ndash

berarti isapan ) beban tekanan angin disederhanakan dalam bentuk koefisen angin

yang di rangkum dalam tabel 26

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

13

Tabel 26 Koefisien Beban Angin

No Jenis Gedung Struktur Posisi Tinjauan Koefisien 1 Gedung tertutup

a Dinding vertikal b Atap segitiga

c Atap segitiga majemuk

- di pihak angin - di belakang angin - sejajar arah angin

- di pihak angin (α lt 65o)

- di pihak angin (65o lt α lt90o) - di belakang angin (semua sudut)

- bidang atap di pihak angin (α lt 65o ) - bidang atap di pihak angin

(65oltαlt90o) - bidang atap di belakang angin (semua sudut)

- bidang atap vertikal di belakang angin (semua sudut)

+ 09 - 04 - 04

( 002α - 04)

+ 09 - 04

( 002α - 04)

+ 09

- 04

+ 04

2 Gedung terbuka sebelah Sama dengan No1 dengan tambahan

- bid dinding dalam di pihak angin

- bid dinding dalam di belakang angin

+ 06

- 03

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

2114Beban Gempa

Perhitungan beban gempa dilakukan dengan standart Tata Cara Perencanaan

ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 1726 2012 Pada

peraturan tersebut menggunakan percepatan permukaan tanah (PGA) sebagai acuan

dasar standart Percepatan permukaan tanah adalah percepatan tanah yang sampai

ke lokasi bangunan tersebut akibat adanya gempa dari pusat gempa Variasi

percepatan permukaan tanah bervariasi tergantung jarak dari pusat gempa

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

14

Sumber httpekspedisikompascomcincinapiindexphpinfografis39

Gambar 21 Jalur Cincin Api dan Gunung Berapi Sebagai Pusat Gempa

Gambar 22 Peta Gempa Pada SNI 1726 2012

Beban Gempa rencana pada SNI 1726 2012 ditetapkan sebagai gempa dengan

kemungkinan terlewati besaran nya selama umur struktur bangunan 50 tahun

sebesar 2 Untuk berbagai kategori risiko struktur bangunan gedung dan non

gedung sesuai Tabel 1 pengaruh gempa rencana terhadapnya harus dikalikan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

15

dengan suatu faktor keutamaan Ie menurut Tabel 2 Khusus untuk struktur

bangunan dengan kategori risiko IV bila dibutuhkan pintu masuk untuk

operasional dari struktur bangunan yang bersebelahan maka struktur bangunan

yang bersebelahan tersebut harus didesain sesuai dengan kategori risiko IV

Tabel 27 Kategori risiko bangunan gedung dan non gedung untuk beban

gempa

Jenis pemanfaatan Kategori risiko

Gedung dan non gedung yang memiliki risiko rendah terhadap jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan termasuk tapi tidak dibatasi untuk antara lain

- Fasilitas pertanian perkebunan perternakan dan perikanan - Fasilitas sementara - Gudang penyimpanan - Rumah jaga dan struktur kecil lainnya

I

Semua gedung dan struktur lain kecuali yang termasuk dalam kategori risiko IIIIIV termasuk tapi tidak dibatasi untuk

- Perumahan - Rumah toko dan rumah kantor - Pasar - Gedung perkantoran - Gedung apartemen rumah susun - Pusat perbelanjaan mall - Bangunan industri - Fasilitas manufaktur - Pabrik

II

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

16

Tabel 27 Kategori risiko bangunan gedung dan non gedung untuk beban

gempa (lanjutan)

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

Jenis pemanfaatan Kategori risiko

Gedung dan non gedung yang memiliki risiko tinggi terhadap jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan termasuk tapi tidak dibatasi untuk

- Bioskop - Gedung pertemuan - Stadion - Fasilitas kesehatan yang tidak memiliki unit bedah dan unit gawat darurat - Fasilitas penitipan anak - Penjara - Bangunan untuk orang jompo

Gedung dan non gedung tidak termasuk kedalam kategori risiko IV yang memiliki potensi untuk menyebabkan dampak ekonomi yang besar danatau gangguan massal terhadap kehidupan masyarakat sehari-hari bila terjadi kegagalan termasuk tapi tidak dibatasi untuk

- Pusat pembangkit listrik biasa - Fasilitas penanganan air - Fasilitas penanganan limbah - Pusat telekomunikasi

Gedung dan non gedung yang tidak termasuk dalam kategori risiko IV (termasuk tetapi tidak dibatasi untuk fasilitas manufaktur proses penanganan penyimpanan penggunaan atau tempat pembuangan bahan bakar berbahaya bahan kimia berbahaya limbah berbahaya atau bahan yang mudah meledak) yang mengandung bahan beracun atau peledak di mana jumlah kandungan bahannya melebihi nilai batas yang disyaratkan oleh instansi yang berwenang dan cukup menimbulkan bahaya bagi masyarakat jika terjadi kebocoran

III

Gedung dan non gedung yang ditunjukkan sebagai fasilitas yang penting termasuk tetapi tidak dibatasi untuk

- Bangunan-bangunan monumental - Gedung sekolah dan fasilitas pendidikan - Rumah sakit dan fasilitas kesehatan lainnya yang memiliki fasilitas bedah

dan unit gawat darurat - Fasilitas pemadam kebakaran ambulans dan kantor polisi serta garasi

kendaraan darurat - Tempat perlindungan terhadap gempa bumi angin badai dan tempat

perlindungan darurat lainnya - Fasilitas kesiapan darurat komunikasi pusat operasi dan fasilitas lainnya

untuk tanggap darurat - Pusat pembangkit energi dan fasilitas publik lainnya yang dibutuhkan pada

saat keadaan darurat - Struktur tambahan (termasuk menara telekomunikasi tangki penyimpanan

bahan bakar menara pendingin struktur stasiun listrik tangki air pemadam kebakaran atau struktur rumah atau struktur pendukung air atau material atau peralatan pemadam kebakaran ) yang disyaratkan untuk beroperasi pada saat keadaan darurat

Gedung dan non gedung yang dibutuhkan untuk mempertahankan fungsi struktur bangunan lain yang masuk ke dalam kategori risiko IV

IV

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

17

Tabel 28 Faktor keutamaan gempa

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

lokasi proyek berada pada daerah wilayah medan (045g = 441 ms2) sehingga

di digunakan spectrum rencana sebagai berikut

Sumber httppuskimpugoidAplikasidesain_spektra_indonesia_2011

Gambar 23 Respon Spektrum Gempa Rencana Wilayah Medan

(SNI-03-1726-2012)

Kategori risiko Faktor keutamaan gempa Ie

I atau II 10III 125IV 150

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

18

Sistem penahan gaya gempa lateral dan vertikal dasar harus memenuhi salah

satu tipe yang ditunjukkan dalam Tabel 9 atau kombinasi sistem seperti dalam

722 723 dan 724 Pembagian setiap tipe berdasarkan pada elemen vertikal

yang digunakan untuk menahan gaya gempa lateral Sistem struktur yang

digunakan harus sesuai dengan batasan system struktur dan batasan ketinggian

struktur yang ditunjukkan dalam Tabel 9 Koefisien modifikasi respons yang

sesuai R faktor kuat lebih sistem 0 Ω dan koefisien amplifikasi defleksi d C

sebagaimana ditunjukkan dalam Tabel9 harus digunakan dalam penentuan

geser dasar gaya desain elemen dan simpangan antarlantai tingkatdesain

Setiap sistem penahan gaya gempa yang dipilih harus dirancang dan didetailkan

sesuai dengan persyaratan khusus bagi sistem tersebut yang ditetapkan dalam

dokumen acuan yang berlaku seperti terdaftar dalam Tabel 9 dan persyaratan

tambahan yang ditetapkan dalam 714 Sistem penahan gaya gempa yang tidak

termuat dalam Tabel 9 diijinkan apabila data analitis dan data uji diserahkan

kepada pihak yang berwenang memberikan persetujuan yang membentuk

karakteristik dinamis dan menunjukkan tahanan gaya lateral dan kapasitas

disipasi energi agar ekivalen dengan sistem struktur yang terdaftar dalam Tabel

9 untuk nilainilai ekivalen dari koefisien modifikasi respons R koefisien kuat-

lebih sistem Ω0 dan factor amplifikasi defleksi Cd (SNI 17262012)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

19

Tabel 29 Faktor R Cd dan Ω0 untuk sistem penahan gaya gempa

Sistem penahan-gaya seismik

Koefisien modifika

si respons

Ra

Faktor kuat- lebih sistem

Ω0g

Faktor

pembesaran defleksi

Cdb

Batasan sistem struktur dan batasan

tinggi struktur h (m) c

Kategori desain seismik

B C D

d E d

F e

A Sistem dinding penumpu 711 712 713 714 715 716 717 718

1 Dinding geser beton bertulang khusus 5 2frac12 5 TB TB 48 48 30

2 Dinding geser beton bertulang biasa 4 2frac12 4 TB TB TI TI TI

3 Dinding geser beton polos didetail 2 2frac12 2 TB TI TI TI TI

4 Dinding geser beton polos biasa 1frac12 2frac12 1frac12 TB TI TI TI TI

5 Dinding geser pracetak menengah 4 2frac12 4 TB TB 12k 12k 12k

6 Dinding geser pracetak biasa 3 2frac12 3 TB TI TI TI TI

7 Dinding geser batu bata bertulang khusus 5 2frac12 3frac12 TB TB 48 48 30

8 Dinding geser batu bata bertulang h

3frac12 2frac12 2frac14 TB TB TI TI TI

9 Dinding geser batu bata bertulang biasa 2 2frac12 1frac34 TB 48 TI TI TI

10Dinding geser batu bata polos didetail 2 2frac12 1frac34 TB TI TI TI TI

11Dinding geser batu bata polos biasa 1frac12 2frac12 1frac14 TB TI TI TI TI

12Dinding geser batu bata prategang 1frac12 2frac12 1frac34 TB TI TI TI TI

13Dinding geser batu bata ringan (AAC) bertulang biasa

2 2frac12 2 TB 10 TI TI TI

14Dinding geser batu bata ringan (AAC) polos biasa

1frac12 2frac12 1frac12 TB TI TI TI TI

15Dinding rangka ringan (kayu) dilapisidengan panel struktur kayu yang ditujukanuntuk tahanan geser atau dengan lembaran baja

6frac12 3 4 TB TB 20 20 20

16Dinding rangka ringan (baja canai dingin)yang dilapisi dengan panel struktur kayuyang ditujukan untuk tahanan geser ataudengan lembaran baja

6frac12 3 4 TB TB 20 20 20

17 Dinding rangka ringan dengan panel geser dari semua material lainnya

2 2frac12 2 TB TB 10 TI TI

18Sistem dinding rangka ringan (baja canai dingin) menggunakan bresing strip datar

4 2 3frac12 TB TB 20 20 20

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

20

Tabel 29 Faktor R Cd dan Ω0 untuk sistem penahan gaya gempa (lanjutan)

Sistem penahan-gaya seismik

Koefisien modifikasi respons

Ra

Faktor kuat- lebih sistem

Ω0g

Faktor

pembesarandefleksi

Cdb

Batasan sistem struktur dan batasan

tinggi struktur h (m) c

Kategori desain seismik

B C D d E

d F

e

B Sistem rangka bangunan

1 Rangka baja dengan bresing eksentris 8 2 4 TB TB 48 48 30

2 Rangka baja dengan bresing konsentris 6 2 5 TB TB 48 48 30 3 Rangka baja dengan bresing konsentris biasa 3frac14 2 3frac14 TB TB 10j 10j TIj

4 Dinding geser beton bertulang khusus 6 2frac12 5 TB TB 48 48 30

5 Dinding geser beton bertulang biasa 5 2frac12 4 TB TB TI TI TI 6 Dinding geser beton polos detail 2 2frac12 2 TB TI TI TI TI

7 Dinding geser beton polos biasa 1frac12 2frac12 1 TB T TI TI TI

8 Dinding geser pracetak menengah 5 2frac12 4 TB TB 12k 12k 12k

9 Dinding geser pracetak biasa 4 2frac12 4 TB TI TI TI TI 10Rangka baja dan beton komposit

dengan bresing eksentris 8 2 4 TB TB 48 48 30

11Rangka baja dan beton komposit dengan bresing konsentris khusus

5 2 4frac12

TB TB 48 48 30

12Rangka baja dan beton komposit dengan bresing biasa

3 2 3 TB TB TI TI TI

13Dinding geser pelat baja dan beton komposit 6frac12 2frac12 5 TB TB 48 48 30

14Dinding geser baja dan beton komposit 6 2frac12 5 TB TB 48 48 30

15Dinding geser baja dan beton komposit biasa 5 2frac12 4 TB TB TI TI TI

16Dinding geser batu bata bertulang khusus 5frac12 2frac12 4 TB TB 48 48 30

17Dinding geser batu bata bertulang menengah 4 2frac12 4 TB TB TI TI TI

18Dinding geser batu bata bertulang biasa 2 2frac12 2 TB 48 TI TI TI

19Dinding geser batu bata polos didetail 2 2frac12 2 TB TI TI TI TI

20Dinding geser batu bata polos biasa 1frac12 2frac12 1 TB T TI TI TI

21Dinding geser batu bata prategang 1frac12 2frac12 1 TB T TI TI TI

22Dinding rangka ringan (kayu) yang dilapisi dengan panel struktur kayu yangdimaksudkan untuk tahanan geser

7 2frac12 4frac12 TB TB 22 22 22

23Dinding rangka ringan (baja canai dingin)yang dilapisi dengan panel struktur kayuyang dimaksudkan untuk tahanan geser atau dengan lembaran baja

7 2frac12 4frac12 TB TB 22 22 22

24Dinding rangka ringan dengan panel geser dari semua material lainnya

2frac12 2frac12 2frac12 TB TB 10 TB TB

25Rangka baja dengan bresing terkekang terhadap tekuk

8 2frac12 5 TB TB 48 48 30

26Dinding geser pelat baja khusus 7 2 6 TB TB 4 48 30

C Sistem rangka pemikul momen

1 Rangka baja pemikul momen khusus 8 3 5frac12 TB TB T TB TB

2 Rangka batang baja pemikul momen khusus 7 3 5frac12 TB TB 48 30 TI

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

21

Tabel 29 Faktor R Cd dan Ω0 untuk sistem penahan gaya gempa (lanjutan)

Sistem penahan-gaya seismik

Koefisien

modifikasi respons

Ra

Faktor kuat- lebih sistem

Ω0g

Faktor

pembesaran defleksi

Cdb

Batasan sistem struktur dan batasan

tinggi struktur h (m) c

Kategori desain seismik

B C Dd E

d F

e

3 Rangka baja pemikul momen menengah 4frac12 3 4 TB 1TB 10hi TIh TIi

4 Rangka baja pemikul momen biasa 3frac12 3 3 TB TB TIh TIh TIi

5 Rangka beton bertulang pemikul momen khusus

8 3 5frac12 TB TB TB TB TB

6 Rangka beton bertulang pemikul momen menengah

5 3 4frac12 TB TB TI TI TI

7 Rangka beton bertulang pemikul momen 3 3 2frac12 TB TI TI TI TI

8 Rangka baja dan beton komposit pemikul momen khusus

8 3 5frac12 TB TB TB TB TB

9 Rangka baja dan beton komposit pemikul momen menengah

5 3 4frac12 TB TB TI TI TI

10Rangka baja dan beton komposit terkekang parsial pemikul momen

6 3 5frac12 48 48 30 TI TI

11Rangka baja dan beton komposit pemikul momen biasa

3 3 2frac12 TB TI TI TI TI

12 Rangka baja canai dingin pemikul momen khusus dengan pembautan

3frac12 3o 3frac12 10 10 10 10 10

D Sistem ganda dengan rangka pemikul momen khusus yang mampu menahan paling sedikit 25 persen gaya gempayang ditetapkan

1 Rangka baja dengan bresing eksentris 8 2frac12 4 TB TB TB TB TB

2 Rangka baja dengan bresing konsentris khusus

7 2frac12 5frac12 TB TB TB TB TB

3 Dinding geser beton bertulang khusus 7 2frac12 5frac12 TB TB TB TB TB

4 Dinding geser beton bertulang biasa 6 2frac12 5 TB TB TI TI TI

5 Rangka baja dan beton komposit dengan bresing eksentris

8 2frac12 4 TB TB TB TB TB

6 Rangka baja dan beton komposit dengan bresing konsentris khusus

6 2frac12 5 TB TB TB TB TB

7 Dinding geser pelat baja dan beton 7frac12 2frac12 6 TB TB TB TB TB

8 Dinding geser baja dan beton komposit 7 2frac12 6 TB TB TB TB TB

9 Dinding geser baja dan beton komposit 6 2frac12 5 TB TB TI TI TI 10Dinding geser batu bata bertulang khusus 5frac12 3 5 TB TB TB TB TB

11Dinding geser batu bata bertulang 4 3 3frac12 TB TB TI TI TI

12Rangka baja dengan bresing terkekang terhadap tekuk

8 2frac12 5 TB TB TB TB TB

13Dinding geser pelat baja khusus 8 2frac12 6frac12 TB TB TB TB TB

E Sistem ganda dengan rangka pemikul momen menengah mampu menahan paling sedikit 25 persen gayagempayang ditetapkan

1 Rangka baja dengan bresing

konsentris khususf

6 2frac12 5 TB TB 10 TI TIhk

2 Dinding geser beton bertulang khusus 6frac12 2frac12 5 TB TB 48 30 30

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

22

Tabel 29 Faktor R Cd dan Ω0 untuk sistem penahan gaya gempa (lanjutan)

Sistem penahan-gaya seismik

Koefisien

modifikasi respons

Ra

Faktor kuat- lebih sistem

Ω0g 0

Faktor

pembesaran defleksi

Cdb

Batasan sistem struktur dan batasan

tinggi struktur h (m) c

Kategori desain seismik

B C Dd E d F e

3 Dinding geser batu bata bertulang biasa 3 3 2frac12 TB 48 TI T TI 4 Dinding geser batu bata bertulang 3frac12 3 3 TB TB TI TI TI

5 Rangka baja dan beton komposit dengan bresing konsentris khusus

5frac12 2frac12 4frac12 TB TB 48 30 TI

6 Rangka baja dan beton komposit dengan bresing biasa

3frac12 2frac12 3 TB TB TI TI TI

7 Dinding geser baja dan betonkomposit 5 3 4frac12 TB TB TI TI TI

8 Dinding geser beton bertulang biasa 5frac12 2frac12 4frac12 TB TB TI TI TI

F Sistem interaktif dinding geser-rangka dengan rangka pemikul momen beton bertulang biasa dan dinding geser beton bertulang biasa

4frac12 2frac12 4 TB TI TI TI TI

G Sistem kolom kantilever didetail untuk memenuhi persyaratan

1 Sistem kolom baja dengan kantilever khusus

2frac12 1frac14 2frac12 10 10 10 10 10

2 Sistem kolom baja dengan kantilever biasa 1frac14 1frac14 1frac14 10 10 TI TIhi TIh

i3 Rangka beton bertulang pemikul momen

khusus 2frac12 1frac14 2frac12 10 10 10 10 10

4 Rangka beton bertulang pemikul momen menengah

1frac12 1frac14 1frac12 10 10 TI TI TI

5 Rangka beton bertulang pemikul momen biasa

1 1frac14 1 10 TI TI TI TI

6 Rangka kayu 1frac12 1frac12 1frac12 10 10 10 TI TI

H Sistem baja tidak didetail secara khusus untuk ketahanan seismik tidak termasuk sistem kolom kantilever

3 3 3 TB TB TI TI TI

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

Bekerjanya beban untuk bangunan bertingkat berlaku sistem gravitasi yaitu

elemen struktur yang berada di atas akan membebani elemen struktur di

bawahnya atau dengan kata lain elemen struktur yang mempunyai kekuatan

lebih besar akan menahan atau memikul elemen struktur yang mempunyai

kekuatan lebih kecil

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

23

Dengan demikian sistem bekerjanya beban untuk elemen ndash elemen struktur

gedung bertingkat secara umum dapat dinyatakan sebagai berikut beban pelat

lantai didistribusikan terhadap balok anak dan balok portal beban balok portal

didistribusikan ke kolom dan beban kolom kemudian diteruskan ke tanah dasar

melalui pondasi

Dalam perumusan kriteria desain seismik suatu bangunan di permukaan tanah

atau penentuan amplifikasi besaran percepatan gempa puncak dari batuan dasar

ke permukaan tanah untuk suatu situs maka situs tersebut harus diklasifikasikan

terlebih dahulu Profil tanah di situs harus diklasifikasikan sesuai dengan Tabel

210 berdasarkan profil tanah lapisan 30 m paling atas Penetapan kelas situs

harus melalui penyelidikan tanah di lapangan dan dilaboratorium yang

dilakukan oleh otoritas yang berwewenang atau ahli desain geoteknik

bersertifikat dengan minimal mengukur secara independen dua dari tiga

parameter tanah yang tercantum dalam Tabel 210 Dalam hal ini kelas situs

dengan kondisi yang lebih buruk harus diberlakukan Apabila tidak tersedia data

tanah yang spesifik pada situs sampai kedalaman 30 m maka sifat-sifat tanah

harus diestimasi oleh seorang ahli geoteknik yang memiliki sertifikatijin

keahlian yang menyiapkan laporan penyelidikan tanah berdasarkan kondisi

getekniknya Penetapan kelas situs SA dan kelas situs SB tidak diperkenankan

jika terdapat lebih dari 3 m lapisan tanah antara dasar telapak atau rakit fondasi

dan permukaan batuan dasar (SNI 17262012)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

24

Tabel 210 Klasifikasi situs

Kelas situs vs (mdetik) N atau N ch su (kPa)

SA (batuan keras) gt1500 NA NA SB (batuan) 750 sampai 1500 NA NA SC (tanah keras sangat padat dan batuan lunak)

350 sampai 750 gt50

2100

SD (tanah sedang) 175 sampai 350 15sampai 50 50 sampai100 lt 175 lt15 lt 50SE (tanah lunak) Atau setiap profil tanah yang mengandung lebih dari 3 m tanah dengan

karateristik sebagai berikut 1 Indeks plastisitas PI gt 20 2 Kadar air w 2 40 3 Kuat geser niralir su lt 25 kPa

SF (tanah khusus)

Setiap profil lapisan tanah yang memiliki salah satu atau lebih dari karakteristik berikut - Rawan dan berpotensi gagal atau runtuh akibat beban gempa seperti

mudah likuifaksi lempung sangat sensitif tanah tersementasi lemah - Lempung sangat organik danatau gambut (ketebalan H gt 3 m)

- Lempung berplastisitas sangat tinggi (ketebalan H gt 75 m dengan

Indeks Plasitisitas PI gt 75 ) Lapisan lempung lunaksetengah teguh dengan ketebalan H gt 35 m

dengan su lt 50 kPa

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

- Kecepatan rata-rata gelombang geser Vs

Dimana

di = tebal setiap lapisan antara kedalaman 0 sampai 30 meter

Vsi = kecepatan gelombang geser lapisan i dinyatakan dalam meter per

detik (mdetik)

- Tahanan penetrasi standar lapangan rata-rata N

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

25

Dimana

di = tebal setiap lapisan antara kedalaman 0 sampai 30 meter

Ni = tahanan penetrasi standar 60 persen energy ( N60 ) yang terukur

langsung di lapangan tanpa koreksi dengan nilai tidak lebih dari

305 pukulanm

- Kuat geser niralir rata-rata Su

Dimana

dc = jumlah ketebalan total dari lapisan - lapisan tanah kohesif di

dalam lapisan 30 meter paling atas

Sui = kuat geser niralir (kPa) dengan nilai tidak lebih dari 250 kPa

Untuk penentuan respons spektral percepatan gempa MCER di permukaan tanah

diperlukan suatu faktor amplifikasi seismik pada perioda 02 detik dan perioda 1

detik Faktor amplifikasi meliputi faktor amplifikasi getaran terkait percepatan pada

getaran perioda pendek (Fa) dan faktor amplifikasi terkait percepatan yang

mewakili getaran perioda 1 detik (Fv) Parameter spektrum respons percepatan pada

perioda pendek (SMS) dan perioda 1 detik (SM1) Yang disesuaikan dengan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

26

pengaruh klasifikasi situs (SNI 17262012) harus ditentukan dengan perumusan

berikut ini

SMS = Fa Ss

SM1 = Fv S1

Dimana

Ss = parameter respons spektral percepatan gempa MCER terpetakan untuk

perioda pendek

S1 = parameter respons spektral percepatan gempa MCER terpetakan untuk

perioda 10 detik

dan koefisien situs Fa dan Fv mengikuti Tabel 211 dan Tabel 212

Tabel 211 Koefisien situs Fa

Kelas situs

Parameter respons spektral percepatan gempa (MCER) terpetakan padaperioda pendek T=02 detik Ss

Ss s 025 Ss = 05 Ss = 075 Ss = 10 Ss 2 125 SA 08 08 08 08 08SB 10 10 10 10 10SC 12 12 11 10 10SD 16 14 12 11 10SE 25 17 12 09 09SF SSb

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

CATATAN

- Untuk nilai-nilai antara Ss dapat dilakukan interpolasi linier

- SS = Situs yang memerlukan investigasi geoteknik spesifik dan analisis respons situs spesifik

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

27

Tabel 212 Koefisien situs Fv

Kelas situs

Parameter respons spektral percepatan gempa MCER terpetakan padaperioda 1 detik S1

S1 s 01 S1 = 02 S1 = 03 S1 = 04 S1 2 05 SA 08 08 08 08 08SB 10 10 10 10 10SC 17 16 15 14 13SD 24 2 18 16 15SE 35 32 28 24 24SF SSb

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

CATATAN

- Untuk nilai-nilai antara Ss dapat dilakukan interpolasi linier

- SS = Situs yang memerlukan investigasi geoteknik spesifik dan analisis respons situs spesifik Struktur harus ditetapkan memiliki suatu kategori desain seismik Struktur dengan

kategori risiko I II atau III yang berlokasi di mana parameter respons spektral

percepatan terpetakan pada perioda 1 detik S1 lebih besar dari atau sama dengan

075 harus ditetapkan sebagai struktur dengan kategori desain seismik E Struktur

yang berkategori risiko IV yang berlokasi di mana parameter respons spektral

percepatan terpetakan pada perioda 1 detik S1 lebih besar dari atau sama dengan

075 harus ditetapkan sebagai struktur dengan kategori desain seismik F Semua

struktur lainnya harus ditetapkan kategori desain seismiknya berdasarkan kategori

risikonya dan parameter respons spektral percepatan desainnya SDS dan SD1

Masing-masing bangunan dan struktur harus ditetapkan ke dalam kategori desain

seismik yang lebih parah dengan mengacu pada Tabel 213 atau 214 terlepas dari

nilai perioda fundamental getaran struktur T (SNI 17262012)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

28

Tabel 213 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan pada perioda pendek

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

Tabel 214 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons

percepatan pada perioda 1 detik

Nilai S D1 Kategori risiko

I atau II atau III IV

SD1 lt 0167 A A

0067 lt SD1 lt 0133 B C

0133 lt SD1 lt 020 C D

020 lt SD1 D D (Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung

dan non gedung SNI 17262012)

Geser dasar seismik V dalam arah yang ditetapkan harus ditentukan sesuai

dengan persamaan berikut

V = Cs W

Keterangan

Cs = koefisien respons seismik

W = berat seismik efektif

Berat seismik efektif struktur W menurut SNI 17262012 harus menyertakan

seluruh beban mati dan beban lainnya yang terdaftar di bawah ini

Nilai SDS Kategori risiko

I atau II atau III IV

SDS lt 0167 A A

0167 lt SDS lt 033 B C

033 lt SDS lt 050 C D

050 lt SDS D D

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

29

1 Dalam daerah yang digunakan untuk penyimpanan minimum sebesar 25

persen beban hidup lantai (beban hidup lantai di garasi publik dan struktur

parkiran terbuka serta beban penyimpanan yang tidak melebihi 5 persen

dari berat seismik efektif pada suatu lantai tidak perlu disertakan)

2 Jika ketentuan untuk partisi disyaratkan dalam desain beban lantai diambil

sebagai yang terbesar di antara berat partisi aktual atau berat daerah lantai

minimum sebesar 048 kNm2

3 Berat operasional total dari peralatan yang permanen

4 Berat lansekap dan beban lainnya pada taman atap dan luasan sejenis

lainnya

Koefisien respons seismik Cs harus ditentukan sesuai dengan

Cs =

Dimana

SDS = parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang perioda

pendek

R = faktor modifikasi respons dalam Tabel 29

Ie = faktor keutamaan gempa yang ditentukan sesuai Tabel 28

Nilai Cs yang dihitung sesuai dengan Persamaan diatas tidak perlu melebihi Cs dari

persamaan di bawah

Cs =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

30

Cs yang di dapatkan harus tidak kurang dari

Cmin = 0044 SDS Ie gt 001

Sebagai tambahan untuk struktur yang berlokasi di daerah di mana 1 S sama

dengan atau lebih besar dari 06g maka Cs harus tidak kurang dari

Cs =

Dimana

SDS = parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang perioda

pendek

SD1 = parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang sebesar

10 detik

R = faktor modifikasi respons dalam Tabel 29

Ie = faktor keutamaan gempa yang ditentukan sesuai Tabel 28

T = perioda fundamental struktur (detik)

Perioda fundamental pendekatan Ta dalam detik harus ditentukan dari

Ta = Ct

Dimana

hn = ketinggian struktur dalam (m)

Ct = koefisien prioda struktur pendekatan yang ditentukan dalam tabel 213

x = koefisien ketinggian yang ditentukan dalam tabel 213

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

31

Tabel 215 Nilai parameter perioda pendekatan Ct dan x

Tipe struktur Ct x

Sistem rangka pemikul momen di mana rangka memikul 100 persen gaya gempa yang disyaratkan dan tidak dilingkupi atau dihubungkan dengan komponen yang lebih kaku dan akan mencegah rangka dari defleksi jika dikenai gaya gempa

Rangka baja pemikul momen 00724 a 08

Rangka beton pemikul momen 00466 a 09

Rangka baja dengan bresing eksentris 00731 a 075

Rangka baja dengan bresing terkekang terhadap tekuk 00731 a 075

Semua sistem struktur lainnya 00488 a 075

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

Sebagai alternatif menurut SNI 17262012 untuk menentukan perioda fundamental

pendekatan Ta dalam detik dari persamaan berikut untuk struktur dengan

ketinggian tidak melebihi 12 tingkat di mana sistem penahan gaya gempa terdiri

dari rangka penahan momen beton atau baja secara keseluruhan dan tinggi tingkat

paling sedikit 3 m

Ta = 01N

Dimana

N = jumlah tingkat (m)

Perioda fundamental struktur harus dibatasi dengan

Tmax = Cu Ta

Dimana

Ta = waktu getar struktur dalam (m)

Cu = koefisien batas prioda struktur yang ditentukan dalam tabel 214

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

32

Tabel 216 Koefisien untuk batas perioda struktur

Parameter percepatan respons spektral desain pada 1 detik S D1

Koefisien Cu

gt 04 14 03 14 02 15

015 16

lt 01 17 (Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur

gedung dan non gedung SNI 17262012)

212 Kombinasi Pembebanan

komponen-elemen struktur dan elemen-elemen fondasi menurut SNI

17262012 harus dirancang sedemikian hingga kuat rencananya sama atau melebihi

pengaruh beban-beban terfaktor dengan kombinasi-kombinasi sebagai berikut

1 14D

2 12D + 16L + 05(Lr atau R)

3 12D + 16(Lr atau R) + (L atau 05W)

4 12D + 10 W + L + 05(Lr atau R)

5 12D + 10 E + L

6 09D + 10 W

7 09D + 10 E

8

Pengaruh beban gempa E harus ditentukan sesuai dengan berikut ini

1 Untuk penggunaan dalam kombinasi beban 5 dalam

E = Eh + Ev

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

33

2 Untuk penggunaan dalam kombinasi beban 7

E = Eh - Ev

Keterangan

E = pengaruh beban gempa

Eh = pengaruh beban gempa horisontal

Ev = pengaruh beban gempa vertikal

Pengaruh beban gempa horisontal Eh harus ditentukan sesuai dengan Persamaan

sebagai berikut

E h = ρQh

Keterangan

Q = pengaruh gaya gempa horisontal dari V atau F p

ρ = faktor redundansi

Untuk struktur yang dirancang untuk kategori desain seismik D E atau Fm

SNI 17262012 mengatur ρ harus sama dengan 13 kecuali jika satu dari dua

kondisi berikut dipenuhi di mana p diijinkan diambil sebesar 10

a Masing-masing tingkat yang menahan lebih dari 35 persen geser dasar dalam

arah yang ditinjau harus sesuai dengan Tabel 212

b Struktur dengan denah beraturan di semua tingkat dengan sistem penahan gaya

gempa terdiri dari paling sedikit dua bentang perimeter penahan gaya gempa

yang merangka pada masing-masing sisi struktur dalam masing-masing arah

ortogonal di setiap tingkat yang menahan lebih dari 35 persen geser dasar

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

34

Jumlah bentang untuk dinding geser harus dihitung sebagai panjang dinding

geser dibagi dengan tinggi tingkat atau dua kali panjang dinding geser dibagi

dengan tinggi tingkat hsx untuk konstruksi rangka ringan

Tabel 217 Persyaratan untuk masing-masing tingkat yang menahan lebih

dari 35 persen gaya geser dasar

Elemen penahan gaya lateral

Persyaratan

Rangka dengan bresing

Pelepasan bresing individu atau sambungan yang terhubung tidak akan mengakibatkan reduksi kuat tingkat sebesar lebih dari 33 persen atau sistem yang dihasilkan tidak mempunyai ketidakteraturan torsi yang berlebihan (ketidakteraturan struktur horisontal Tipe 1b)

Rangka pemikul momen

Kehilangan tahanan momen di sambungan balok ke kolom di kedua ujung balok tunggal tidak akan mengakibatkan lebih dari reduksi kuat tingkat sebesar33 persen atau sistem yang dihasilkan tidak mempunyai ketidakteraturantorsi yang berlebihan (ketidakteraturan struktur horisontal Tipe 1b)

Dinding geser atau pilar dinding dengan rasio tinggi terhadap panjang lebih besar dari 10

Pelepasan dinding geser atau pier dinding dengan rasio tinggi terhadap panjang lebih besar dari 10 di semua tingkat atau sambungan kolektor yang terhubung tidak akan mengakibatkan lebih dari reduksi kuat tingkat sebesar 33 persen atau sistem yang dihasilkan mempunyai ketidakteraturan torsi yang berlebihan (ketidakteraturan struktur horisontal Tipe 1b)

Kolom kantilever Kehilangan tahanan momen di sambungan dasar semua kolom kantilever tunggal tidak akan mengakibatkan lebih dari reduksi kuat tingkat sebesar 33 persen atau sistem yang dihasilkan mempunyai ketidakteraturan torsi yang berlebihan (ketidakteraturan struktur horisontal Tipe 1b)

Lainnya Tidak ada persyaratan

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

22 Kinerja Struktur Gedung

221 Kinerja Batas Layan

Kinerja batas layan struktur gedung ditentukan oleh simpangan antar tingkat

akibat pengaruh gempa rencana yaitu untuk membatasi terjadinya pelelehan baja

dan peretakan beton yang berlebihan di samping untuk mencegah kerusakan

nonstruktur dan ketidaknyamanan penghuni Simpangan antar-tingkat ini harus

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

35

dihitung dari simpangan struktur gedung tersebut akibat pengaruh gempa nominal

yang telah dibagi Faktor Skala

Faktor Skala =

gt 1

Dimana

V1 = Gaya geser dasar nominal sebagai respons dinamik ragam yang

pertama saja

Vt = Gaya geser dasar nominal yang didapat dari hasil analisis ragam

spektrum respons yang telah dilakukan

Gaya geser dasar nominal yang didapat dari hasil spektrum respons Analisis harus

dilakukan untuk menentukan ragam getar alami untuk struktur Analisis harus

menyertakan jumlah ragam yang cukup untuk mendapatkan partisipasi massa

ragam terkombinasi sebesar paling sedikit 90 persen dari massa aktual dalam

masing-masing arah horisontal ortogonal dari respons yang ditinjau oleh model

Parameter respons ragam untuk masing-masing parameter desain terkait gaya yang

ditinjau termasuk simpangan antar lantai tingkat gaya dukung dan gaya elemen

struktur individu untuk masing-masing ragam respons harus dihitung menggunakan

properti masing-masing ragam dan spectrum respons dibagi dengan kuantitas (R

Ie) Parameter respons terkombinasi untuk perpindahan dan kuantitas simpangan

antar lantai harus dikalikan dengan kuantitas (CdIe) Nilai untuk masing-masing

parameter yang ditinjau yang dihitung untuk berbagai ragam harus

dikombinasikan menggunakan metoda akar kuadrat jumlah kuadrat (SRSS) atau

metoda kombinasi kuadrat lengkap (CQC) sesuai dengan SNI 17262012 Metoda

CQC harus digunakan untuk masing-masing nilai ragam di mana ragam berjarak

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

36

dekat mempunyai korelasi silang yang signifikan di antara respons translasi dan

torsi

Kinerja batas ultimit struktur gedung ditentukan oleh simpangan antar-tingkat

maksimum struktur gedung akibat pengaruh gempa rencana dalam kondisi struktur

gedung di ambang keruntuhan yaitu untuk membatasi kemungkinan terjadinya

keruntuhan struktur gedung yang dapat menimbulkan korban jiwa manusia dan

untuk mencegah benturan berbahaya antar-gedung atau antar bagian struktur

gedung yang dipisah dengan sela pemisah (sela delatasi) simpangan antar-tingkat

ini harus dihitung dari simpangan struktur gedung akibat pembebanan gempa

nominal (SNI 17262002) Penentuan simpangan antar lantai tingkat desain ( ∆ )

harus dihitung sebagai perbedaan defleksi pada pusat massa di tingkat teratas dan

terbawah yang ditinjau Lihat Gambar 24 Apabila pusat massa tidak terletak

segaris dalam arah vertikal diijinkan untuk menghitung defleksi di dasar tingkat

berdasarkan proyeksi vertikal dari pusat massa tingkat di atasnya (SNI 17262012)

Gambar 24 Penentuan simpangan antar lantai

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

37

Defleksi pusat massa di tingkatx (δx) (mm) harus ditentukan sesuai dengan

persamaan berikut

δx =

Dimana

Cd = faktor amplifikasi defleksi dalam Tabel 29

δxe = defleksi pada lokasi yang disyaratkan pada pasal ini yang ditentukan

dengan analisis elastis

Ie = faktor keutamaan gempa yang ditentukan sesuai dengan tabel 28

Simpangan antar lantai tingkat desain ∆ tidak boleh melebihi simpangan antar

lantai tingkat ijin ∆a seperti didapatkan dari Tabel 213 untuk semua tingkat

Tabel 218 Simpangan antar lantai ijin

Struktur

Kategori risiko

I atau II III IV

Struktur selain dari struktur dinding geser batu bata 4 tingkat atau kurang dengan dinding interior partisi langit-langit dan sistem dinding eksterior yang telah didesain untuk mengakomodasi simpangan antar lantai tingkat

0025h c

sx 0020 hsx 0015 hsx

Struktur dinding geser kantilever batu batad 0010 hsx 0010 hsx 0010 hsx

Struktur dinding geser batu bata lainnya 0007 hsx 0007 hsx 0007 hsx

Semua struktur lainnya 0020 hsx 0015 hsx 0010 hsx

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

Dua bagian struktur gedung yang tidak direncanakan untuk bekerja sama sebagai

satu kesatuan dalam mengatasi pengaruh Gempa Rencana harus dipisahkan yang

satu terhadap yang lainnya dengan suatu sela pemisah (sela delatasi) yang lebarnya

paling sedikit harus sama dengan jumlah simpangan masing-masing bagian struktur

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

38

gedung pada taraf itu Dalam segala hal lebar sela pemisah tidak boleh ditetapkan

kurang dari 75 mm (SNI 17262012)

222 Kinerja Batas kekuatan

2221 Perencanaan Pelat Floor Deck

Floor deck pada pelat menggantikan fungsi tulangan Tarik pada daerah

lapangan Analisis pelat floor deck meggunakan metode pelat satu arah Bila pelat

mengalami rotasi bebas pada tumpuan pelat dan tumpuan sangat kaku terhadap

momen puntir maka pelat itu dikatakan jepit penuh Bila balok tepi tidak cukup

kuat untuk mencegah rotasi maka dikatakan terjepit sebagian Tebal minimum

yang ditentukan dalam Tabel 214 berlaku untuk konstruksi satu arah yang tidak

menumpu atau tidak disatukan dengan partisi atau konstruksi lain yang mungkin

akan rusak akibat lendutan yang besar kecuali bila erhitungan lendutan

menunjukkan bahwa ketebalan yang lebih kecil dapat digunakan tanpa

menimbulkan pengaruh yang merugikan

Tabel 219 Tebal Minimum Balok Non-Prategang Atau Pelat Satu Arah Bila

Lendutan Tidak Dihitung Tebal minimum h

Komponen struktur Tertumpu Satu ujung Kedua ujung Kantilever

Komponen struktur tidak menumpu atau tidak dihubungkan dengan partisi ataukonstruksi lainnya yang mungkin rusak oleh lendutan yang besar

Pelat masif satu-arah 20

24

28

10

Balok atau pelat rusuk satu-arah 16

185

21

8

(Sumber Tata cara perhitungan struktur beton untuk bangunan gedung SNI 28472002)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

39

CATATAN Panjang bentang dalam mm Nilai yang diberikan harus digunakan langsung untuk komponen struktur dengan beton normal dan tulangan tulangan Mutu 420 MPa Untuk kondisi lain nilai di atas harus dimodifikasikan sebagai berikut a Untuk struktur beton ringan dengan berat jenis (equilibrium density) w di antara 1440 sampai

1840 kgm3 nilai tadi harus dikalikan dengan (165 ndash 00003wc) tetapi tidak kurang dari 109

b Untuk fy selain 420 MPa nilainya harus dikalikan dengan (04 + fy700)

a Disain pada Momen Positif

Disain pada momen positif gaya Tarik disumbangkan oleh metal deck dan

gaya tekan disumbangkan oleh beton Dalam hal ini penampang beton

berbentuk persegi panjang

Gambar 25 Diagram tegangan momen positif floor deck

Penulangan lentur dihitung analisa tulangan tunggal dengan langkah-langkah

sebagai berikut

Mn =

Dimana ϕ= 08

Rn =

m =

ρ = 1 ndash 1 ndash

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

40

As PERLU = ρ b d

rasio tulangan minimum menggunakan syarat tulangan susut dan tulangan

suhu sebagai acuan dan di tabelkan sebagai berikut

Tabel 220 Rasio Tulangan Minimum Pada Pelat

Jenis Pelat ρmin

Pelat yang menggunakan batang tulangan ulir mutu 300 00020

Pelat yang menggunakan batang tulangan ulir atau jaring kawat las 00018

Pelat yang menggunakan tulangan dengan tegangan leleh melebihi 00018 x 400 fy

(Sumber Tata cara perhitungan struktur beton untuk bangunan gedung SNI 28472002)

Persyaratan lain yang harus dipenuhi dalam mendisain pelat satu arah adalah

jarak tulangan maximum Pasal 12 SNI 03-2847-2002 butir 64 jarak tulangan

adalah

S = ndash 25 Cc

Dimana

fs = 60 fy

Cc = Selimut Beton

b Disain pada Momen Negatif

Disain pada momen positif gaya Tarik disumbangkan oleh wiremesh dan gaya

tekan disumbangkan oleh beton Dalam hal ini penampang beton berbentuk

sebagai berikut

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

41

Gambar 26 Diagram tegangan momen negatif floor deck

2222 Perencanaan Pelat Chekered

Pelat metal didisain menggunakan metode pelat satu arah syarat batas yang

harus di penuhi pelat metal adalah

ϕMn gt Mu

dimana

ϕMn = momen nominal = Zx fy

Mu = momen ultimate

2223 Perencanaan Batang Tekan

Kekuatan tekan disain harus nilai terendah yang diperoleh berdasarkan

keadaan batas dari tekuk lentur tekuk torsi dan tekuk torsi lentur Profil dengan

dominan keruntuhan tekuk lentur kekuatan nominal nya adalah

ϕPn = 09 fcr A

tegangan kritis fcr ditentukan sebagai berikut

a Bila lt 471 ( atau lt 225 )

fcr =0658 fy

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

42

b Bila gt 471 ( atau gt 225 )

fcr =0877 fe

fe =

Dimana

K = faktor panjang efektir

L = panjang profil

r = jari jari inersia

fcr = tegangan kritis

fe = tegangan euler

λ = kelangsingan =

2224 Perencanaan Batang Lentur

Pembebanan balok disesuaikan dengan peraturan pembebanan Indonesia

untuk gedung (PPIUG) 1983 sedangkan pemakaian profil dihitung sesuai dengan

SNI 03-1729-2015

Tabel 221 Nilai kekuatan lentur berdasarkan SNI 1729 2015

PROFIL q Lr Lp MP Mr Vn

kgm m m KN m KN m KN

WF 150 x 75 x 5 x 7 1400 316 084 2354 1509 10800

WF 150 x 100 x 6 x 9 2110 530 120 3609 2346 12787

WF 200 x 100 x 45 x 7 1820 346 112 4089 2720 12830

WF 200 x 100 x 55 x 8 2130 378 112 4802 3128 15840

WF 200 x 150 x 6 x 9 3060 637 182 7108 4688 16762

WF 250 x 125 x 5 x 8 2570 420 141 7327 4845 17856

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

43

Tabel 221 Nilai kekuatan lentur berdasarkan SNI 1729 2015 (lanjutan)

PROFIL q Lr Lp MP Mr Vn

kgm m m KN m KN m KN

WF 250 x 125 x 6 x 9 2960 446 141 8443 5508 21600

WF 300 x 150 x 55 x 8 3200 475 167 10920 7208 23602

WF 300 x 150 x 65 x 9 3670 497 167 12528 8177 28080

WF 350 x 175 x 6 x 9 4140 553 197 16538 10897 29894

WF 350 x 175 x 7 x 11 4960 593 200 20179 13175 35280

WF 400 x 200 x 7 x 11 5660 646 227 26100 17170 39917

WF 400 x 200 x 8 x 13 6600 684 230 30861 20230 46080

WF 450 x 200 x 9 x 14 7600 667 223 38913 25330 58320

WF 500 x 200 x 10 x 16 8960 669 219 50311 32470 72000

WF 600 x 200 x 11 x 17 10600 628 209 68714 44030 95040

HB 100 x 100 x 6 x 8 1720 724 125 2018 1300 8640

HB 125 x 125 x 65 x 9 2380 806 158 3578 2312 11700

HB 150 x 150 x 7 x 10 3150 895 190 5748 3723 15120

HB 175 x 175 x 75 x 11 4020 981 222 8628 5610 18900

HB 200 x 200 x 8 x 12 4990 1072 255 12314 8024 23040

HB 250 x 250 x 9 x 14 7240 1255 319 22483 14739 32400

HB 300 x 300 x 10 x 15 9400 1376 381 35152 23120 43200

HBC 350 x 350 x 12 x 19 13700 1718 449 59834 39100 60480

HBC 400 x 400 x 13 x 21 17200 1903 513 86402 56610 74880

WFC 600 x 300 x 12 x 20 15100 1045 348 103413 68340 101606

WFC 700 x 300 x 13 x 24 18500 1041 344 149968 97920 131040

WFC 800 x 300 x 14 x 26 21000 1010 336 191889 123930 161280

WFC 900 x 300 x 16 x 28 24300 984 324 244178 155380 207360

- Profil I dan Kanal

a Kontrol Momen

ϕMn = 09 Mn

- Apabila L lt Lp

Mn = Mp = Zx fy

- Apabila Lp lt L lt Lr

Mn = Cb Mp ndash ( Mp- Mr)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

44

Apabila L gt Lr

Mn = Mcr = radic 1

=

lt 23

=

= 4 2

=

1 1

= 176

Untuk profil I konstanta torsi dan konstanta warping adalah

J = [ 2b + h ]

Cw =

Untuk profil kanal konstanta torsi dan konstanta warping adalah

J = [ 2b + h ]

Cw = [

]

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

45

Gambar 27 Kuat Momen Lentur Nominal Akibat Tekuk Torsi Lateral

b Kontrol Geser

Untuk profil I

= 060 fyw Aw lt Vu

Persamaan diatas dapat dipenuhi bila syarat kelangsingan untuk tebal pelat web

sebagai berikut

lt

c Kontrol Lendutan

Batas-batas lendutan untuk keadaan kemampuan-layan batas harus sesuai

dengan struktur fungsi penggunaan sifat pembebanan serta elemen-elemen

yang didukung oleh struktur tersebut Batas lendutan maksimum diberikan

dalam Tabel dibawah

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

46

Tabel 222 Batas Lendutan Maksimum

Komponen struktur dengan beban tidak Beban tetap Beban

Balok pemikul dinding atau finishing yang getas L360 - Balok biasa L240 - Kolom dengan analisis orde pertama saja h500 h200 Kolom dengan analisis orde kedua h300 h200

(Sumber Tata cara perencanaan struktur baja untuk bangunan gedung SNI 17292002)

- Profil Siku

a Kontrol Momen

ϕMn = 09 Mn

- Momen Leleh

Mn = 15 My

Dimana

My = momen leleh di sumbu lentur

- Momen dengan tekuk torsi lateral

1 Bila Me lt My

Mn = [ 092 -

] Me

2 Bila Me gt My

Mn = [ 192 ndash 117 ] Me lt 15 My

Lentur di sumbu utama major dari baja siku kaki sama

Me =

Dimana

Lb = Panjang profil tak terkekang

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

47

b = lebar siku

E = elastisitas profil siku

t = tebal profil siku

Me = momen tekuk lateral-torsi elastis

b kontrol geser

ϕVn = 09 06 Aw fy cv

Dimana Vn = kekuatan geser penampang Aw = luas badan = b x t fy = tegangan leleh profil siku Nilai cv dari persamaan diatas ditentukan dengan

- Bila

lt 11

cv = 1

- Bila

11

lt lt 137

cv = 11

x

- Bila

gt 137

cv =

x

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

48

2225 Perencanaan Balok Kolom

Komponen struktur yang mengalami momen lentur dan gaya aksial harus

direncanakan memenuhi ketentuan sebagai berikut

Untuk

gt 02

+ (

+

) lt 1

Untuk

lt 02

+ (

+

) lt 1

Dimana

Pu = Gaya aksial (tarik atau tekan) terfaktor N

Pn = Kuat nominal penampang N

ϕ = Faktor reduksi kekuatan

= 09 untuk aksial tarik

= 09 untuk aksial tekan

Mux = Momen lentur terfaktor terhadap sumbu-x

Muy = Momen lentur terfaktor terhadap sumbu-y

Mnx = Kuat nominal lentur penampang terhadap sumbu-x

Mny = Kuat nominal lentur penampang terhadap sumbu-y

ϕb = Faktor reduksi kekuatan lentur = 09

2226 Perencanaan Balok Komposit

Menurut SNI 17292015 lebar efektif balok komposit adalah

- seperdelapan dari bentang balok pusat-ke-pusat tumpuan

- setengah jarak ke sumbu dari balok yang berdekatan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

49

- jarak ke tepi dari pelat

Kekuatan Lentur Positif balok komposit bisa di disain secara plastis jika memenuhi

lt 376 Jika gt 376 maka momen harus di tentukan dengan

superposisi tegangan elastis (SNI 17292015) Nilai ultimate dari momen lentur

dapat di tinjau dari 2 kondisi yaitu

1 Sumbu netral jatuh pada pelat beton

Besar nya gaya tekan pada kondisi ultimate adalah

C = 085 a be

Gaya tarik pada profil baja adalah

T = As fy

Gaya tarik floor deck adalah

T = Afd fu

Jika ẏ gt (tf - hfd) keseimbangan gaya C = T maka diperoleh

a =

Lengan kopel terhadap gaya tekan

d1 = ts ndash ċ -

d2 = + ts -

Kuat momen lentur nominal positif balok komposit adalah

ϕMn = 09 [ As fy ( d2 ) + Afd fu ( d1 ) ]

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

50

Gambar 28 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan ẏ lt (ts - hfd)

Gambar 29 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan ẏ gt (ts - hfd)

Jika ẏ lt (tf - hfd) gaya tarik floor deck adalah

T = Aefd fu

keseimbangan gaya C = T maka diperoleh

a =

Lengan kopel terhadap gaya tekan

d1 = ts ndash ċ -

d2 = + ts -

Kuat momen lentur nominal positif balok komposit adalah

ϕMn = 09 [ As fy ( d2 ) + Aefd fu ( d1 ) ]

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

51

2 Sumbu netral jatuh pada baja profil

Besar nya gaya tekan pada kondisi ultimate adalah

Cc = 085 a be

Gaya tarik pada profil baja adalah

T = As fy

Keseimbangan gaya diperoleh

Trsquo = Cc + Cs

Besarnya Trsquo sekarang lebih kecil daripada Asfy yaitu

Trsquo = As fy - Cs

Sehingga gaya tekan profil baja

Cc + Cs = As fy - Cs

2Cs = Cc + As fy

Cs =

Jika ẏ lt (ts + tf) Pusat tarik profil

ӯ = ẏ ẏ

lengan kopel terhadap pusat tarik

d1 = d ndash ӯ - (ẏ - ts)

d2 = d ndash ӯ + pusat tekan beton

kapasitas lentur positif nominal

ϕMn = 09 [ Cc ( d2 ) + Cs ( d1 ) ]

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

52

Gambar 210 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan ẏ lt (ts + tf)

Jika (ts+ d) gt ẏ gt (ts + tf) Pusat tarik profil adalah

ӯ

ndash ẏ ẏ

Lengan kopel terhadap gaya tarik

d1 = d ndash ӯ - tf

d2 = d ndash ӯ ndash tf - (ẏ - tf)

d3 = d ndash ӯ + pusat tekan beton

kapasitas lentur positif nominal

ϕMn = 09 [ Cc ( d3 ) + Csf ( d2 ) + Csw ( d1 ) ]

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

53

Gambar 211 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan ẏ gt (ts + tf)

Dimana

As = Luas baja profil mm2

Afd = Luas floor deck mm2

Aefd = Luas efektif floor deck mm2

a Tinggidariluasantekanbetonmm

bE Lebarefektifbeton

C = Gaya tekan KN

Ċ = Titik berat floor deck mm

d = Tinggi baja profil mm

= Tegangan leleh baja profil

= Tegangan ultimate floor deck

hfd = Tinggi floor deck

ts = Tebal pelat lantai mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

54

Kapasitas momen lentur negative menurut SNI 17292015 dapat di tentukan dari

kapasitas momen nominal dari profil baja itu sendiri sebagai alternatif dapat

ditentukan kapasitas momen negatif dari distribusi plastis penampang komposit

untuk keadaan leleh asalkan menenuhi

- Balok baja adalah penampang kompak dan dibreising secara cukup

- Steel headed stud atau angkur kanal baja yang menyambungkan pelat ke

balok baja pada daerah momen negatif

- Tulangan pelat yang paralel pada balok baja di lebar efektif pelat

diperhitungkan dengan tepat

Nilai ultimate dari momen lentur negatif komposit adalah

Gaya tarik tulangan

Tsr = Asr fyr

Gaya tarik floor deck

Tfd = Afd fu

Gaya tarik total

T = Tsr + Tfd

Gaya tekan maximum profil baja

Cmax = As fy

Jika Cmax gt T maka titik berat berada pada profil baja

T + Ts = Cmax ndash Ts

2Ts = Cmax ndash T

Ts = (Cmax ndash T)

Jika sumbu netral jatuh di sayap maka

b t fy = Ts

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

55

Gambar 212 Diagram tegangan balok komposit momen negatif dengan ts gt ẏ gt (ts + tf)

tc =

Pusat gaya tekan

ӯ = ẏ ẏ

Lengan kopel terhadap gaya tekan

d1 = d ndash ӯ ndash tc

d2 = d ndash ӯ + Ċ

d3 = d ndash ӯ + ts ndash selimut pelat - empty

Momen nominal

ϕMn = 09 [Mn1 + Mn2 + Mn3]

= Tsr d3 + Tfd d2 + t fy d1

Jika sumbu netral jatuh di web maka

h tw fy = Ts - Tf

hrsquo =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

56

Gambar 213 Diagram tegangan balok komposit momen negatif dengan ẏ gt (ts + tf)

Pusat gaya tekan

ӯ ndash

Lengan kopel terhadap gaya tekan

d1 = d ndash ӯ ndash tf - hrsquo

d2 = d ndash ӯ ndash tf

d3 = d ndash ӯ + Ċ

d4 = d ndash ӯ + ts ndash selimut pelat - empty

Momen nominal

ϕMn = 09 [Mn1 + Mn2 + Mn3 + Mn4]

= Tsr d4 + Tfd d3 + tf fy d2 + hrsquo tw fy d1

Kekuatan geser yang tersedia dari balok komposit dengan steel headed stud atau

angkur kanal baja harus ditentukan berdasarkan properti dari penampang baja

sendiri Kekuatan geser nominal satu angkur steel headed stud yang ditanam pada

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

57

suatu pelat beton solid atau pada suatu pelat komposit dengan dek harus ditentukan

sebagai berikut

Qn = 05 Asc lt Rg Rp Asc fu

Dimana

Asc = Luas penampang shear conector

fcrsquo = Kuat tekan beton

Ec = Modulus elastisitas beton

fu = kuat putus shear conektor

Rg = 10 untuk

a Satu angkur steel headed stud yang di las pada suatu rusuk

dek baja dengan dek yang diorientasikan tegak lurus terhadap

profil baja

b Sejumlah dari angkur steel headed stud di suatu lajurbaris

secara langsung terhadap profil baja

c Sejumlah dari angkur steel headed stud yang di las pada

suatu lajur sampai dek baja dengan dek diorientasikan paralel

terhadap profil baja dan rasio dari lebar rusuk rata-rata

terhadap kedalaman rusuk ge 15

085 untuk

a Dua angkur steel headed stud yang dilas pada suatu rusuk

dek baja dengan dek diorientasikan tegak lurus terhadap

profil baja

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

58

b Satu angkur steel headed stud yang di las melewati dek baja

dengan dek diorientasikan paralel terhadap profil baja dan

rasio dari lebar rusuk rata-rata terhadap kedalaman rusuk lt

15

07 untuk tiga atau lebih angkur steel headed stud yang dilas pada

suatu rusuk dek baja dengan dek yang diorientasikan tegak lurus

terhadap profil baja

Rp = 075 untuk

a Angkur steel headed stud yang dilas secara langsung pada

profil baja

b Angkur steel headed stud yang dilas pada suatu pelat komposit

dengan dek yang diorientasikan tegak lurus terhadap balok dan

emid-ht ge 2 in (50 mm) Angkur steel headed stud yang dilas

melewati dek baja atau lembaran baja yang digunakan sebagai

material pengisi gelagar dan ditanam pada suatu pelat

komposit dengan dek diorientasikan paralel terhadap balok

tersebut

06 untuk angkur steel headed stud yang di las pada suatu pelat

komposit dengan dek diorientasikan tegak lurus terhadap balok

dan emid-ht lt 2 in (50 mm)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

59

emid-ht = jarak dari tepi kaki angkur steel headed stud terhadap

badan dek baja diukur di tengahtinggi dari rusuk dek

dan pada arah tumpuan beban dari angkur steel headed

stud (dengan kata lain pada arah dari momen maksimum

untuk suatu balok yang ditumpu sederhana)

Tabel 223 Nilai untuk Rg dan Rp untuk setiap kasus Kapasitas untuk angkur steel headed stud

Kondisi Rg Rp

Tanpa dek 10 10 Dek diorientasi paralel terhadap profil baja

gt 15 lt 15

10

085

075

075

Dek diorientaskan tegak lurus terhadap profil

10

06

baja Jumlah dari angkur steel headed stud yangmemiliki rusuk dek yang sama

1 2 085 06

+3 atau lebih 07 06+

(Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015) Catatan Wr = lebar rata-rata dari rusuk atau voute beton hr = tinggi rusuk nominal untuk suatu angkur steel headed stud tunggal nilai ini dapat ditingkatkan sampai 075 bila emid-ht gt 51 mm

2227 Perencanaan Sambungan Las

Luas efektif dari suatu las sudut adalah panjang efektif dikalikan dengan throat

efektif Throat efektif dari suatu las sudut merupakan jarak terpendek (garis tinggi)

dari perpotongan kaki las ke muka las diagrammatik Suatu penambahan dalam

throat efektif diizinkan jika penetrasi konsisten di luar jarak terpendek (garis tinggi)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

60

dari perpotongan kaki las ke muka las diagrammatik yang dibuktikan melalui

pengujian dengan menggunakan proses produksi dan variabel prosedur Untuk las

sudut dalam lubang dan slot panjang efektif harus panjang dari sumbu las

sepanjang pusat bidang yang melalui throat Pada kasus las sudut yang

beroverlap luas efektif tidak boleh melebihi luas penampang nominal dari lubang

atau slot dalam bidang permukaan lekatan (SNI 17292015)

Sumber httpwwwtwi-globalcomtechnical-knowledgejob-knowledgedesign-part-2-091

Gambar 214 Tebal efektif las sudut Ukuran minimum las sudut menurut SNI 17292015 harus tidak kurang dari ukuran

yang diperlukan untuk menyalurkan gaya yang dihitung atau ukuran seperti yang

tertera dalam Tabel 223 Ukuran maksimum dari las sudut dari bagian-bagian yang

tersambung harus

a Sepanjang tepi material dengan ketebalan kurang dari frac14 in (6 mm) tidak

lebih besar dari ketebalan material

b Sepanjang tepi material dengan ketebalan frac14 in (6 mm) atau lebih tidak

lebih besar dari ketebalan material dikurangi 116 in (2 mm) kecuali las

yang secara khusus diperlihatkan pada gambar pelaksanaan untuk

memperoleh ketebalan throat-penuh Untuk kondisi las yang sudah jadi

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

61

jarak antara tepi logam dasar dan ujung kaki las boleh kurang dari 116 in

(2 mm) bila ukuran las secara jelas dapat diverifikasi

Tabel 224 Tebal minimum las sudut

Ketebalan Material dari Bagian Paling Tipis yang Tersambung in (mm)

Ukuran Minimum Las Sudut[a] in (mm)

Sampai dengan frac14 (6) 18 (3) Lebih besar dari frac14 (6) sampai dengan frac12 (13) 316 (5)

Lebih besar dari frac12 (13) sampai dengan frac34 (19) frac14 (6) Lebih besar dari frac34 (19) 516 (8)

[a] Dimensi kaki las sudut Las pas tunggal harus digunakan Catatan Lihat Pasal J22b untuk ukuran maksimum las sudut

(Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015)

Panjang minimum dari las sudut yang dirancang berdasarkan kekuatan tidak boleh

kurang dari empat kali ukuran las nominal atau ukuran lain dari las harus

diperhitungkan tidak melebihi frac14 dari panjangnya Jika las sudut longitudinal saja

digunakan pada sambungan ujung dari komponen struktur tarik tulangan-rata

panjang dari setiap las sudut tidak boleh kurang dari jarak tegak lurus antaranya

Gambar 215 Panjang las longitudinal

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

62

Kekuatan desain ϕRn yang dilas harus merupakan nilai terendah dari kekuatan

material dasar yang ditentukan menurut keadaan batas dari keruntuhan tarik dan

keruntuhan geser dan kekuatan logam las yang ditentukan menurut keadaan batas

dari keruntuhan berikut ini

Untuk logam dasar

ϕRn = 075 fn BM ABM

Untuk logam las

ϕRn = 075 fne AWE

Dimana

fn BM = tegangan nominal dari logam dasar ksi (MPa)

fne = tegangan nominal dari logam las ksi (MPa)

ABM = luas penampang logam dasar in2 (mm2)

AWE = luas efektif las in2 (mm2)

kelompok las linear dengan suatu ukuran kaki yang seragam dibebani

melalui titik berat

ϕRn = 075 fne AWE

dan

fne = 060 fEXX ( 1 + 05sin15 θ )

dimana

fEXX = kekuatan klasifikasi logam pengisi ksi (MPa)

θ = sudut pembebanan yang diukur dari sumbu longitudinal las derajat

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

63

Kekuatan sambungan las pada sambungan pemikul momen adalah

ϕMn = sum ϕPlas d

Dimana

ϕMn = Kekuatan nominal sambungan las terhadap momen

ϕPlas = Gaya las terkoreksi

d = Lengan kopel terhadap garis netral

Gambar 216 Momen plastis siklik pada sambungan pemikul momen

2228 Perencanaan Sambungan Baut

Semua baut kekuatan-tinggi yang disyaratkan pada gambar desain yang digunakan

dalam pra-tarik atau joint kritis-slip harus dikencangkan dengan suatu ketegangan

baut tidak kurang dari yang diberikan dalam Tabel 224 kuat tarik nominal dan

kuat geser nominal pada sambungan tipe tumpu diberikan dalam tabel 225 dan

ukuran lubang maksimum untuk baut diberikan dalam Tabel 226 Jarak antara

pusat-pusat standar ukuran-berlebih atau lubang-lubang slot tidak boleh kurang

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

64

dari 2 23 kali diameter nominal d dari pengencang suatu jarak 3d yang lebih

disukai Jarak dari pusat lubang standar ke suatu tepi dari suatu bagian yang

disambung pada setiap arah tidak boleh kurang dari nilai yang berlaku dari Tabel

227 Jarak maksimum dari pusat setiap baut ke tepi terdekat dari bagian-bagian

dalam kontak harus 12 kali ketebalan dari bagian yang disambung akibat

perhitungan tetapi tidak boleh melebihi 6 in (150 mm) (SNI 17292015) Spasi

longitudinal pengencang antara elemen-elemen yang terdiri dari suatu pelat dan

suatu profil atau dua pelat pada kontak menerus harus sebagai berkut

1 Untuk komponen struktur dicat atau komponen struktur tidak dicat yang

tidak menahan korosi spasi tersebut tidak boleh melebihi 24 kali ketebalan

dari bagian tertipis atau 12 in (305 mm)

2 Untuk komponen struktur tidak dicat dari baja yang berhubungan dengan

cuaca yang menahan korosi atmospheric spasi tidak boleh melebihi 14 kali

ketebalan dari bagian tertipis atau 7 in (180 mm)

Catatan Dimensi pada (a) dan (b) tidak berlaku untuk elemen-elemen yang terdiri

dari dua profil dalam kontak menerus

Tabel 225 Pratarik baut minimum kN

(Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015)

Ukuran Baut mm Baut A325M Baut A490MM16 91 114 M20 142 179 M22 176 221 M24 205 257 M27 267 334 M30 326 408 M36 475 595

Sama dengan 070 dikalikan kekuatan tarik minimum baut dibulatkan mendekati kN seperti disyaratkan dalam spesifikasi untuk baut ASTM A325M dan A490M dengan ulir UNC

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

65

Kekuatan tarik atau geser desain dari suatu baut snug-tightened atau baut kekuatan-

tinggi pra-tarik atau bagian berulir harus ditentukan sesuai dengan keadaan batas

dari keruntuhan tarik dan keruntuhan geser sebagai berikut

ϕRn = 075 fn AB

Dimana

AB = Luas penampang baut

fn = kuat nominal baut terhadap tarik (fnt) atau geser (fnv) (tabel 225)

Kekuatan tarik yang tersedia dari baut yang menahan kombinasi gaya tarik dan

geser harus ditentukan sesuai dengan keadaan batas dari keruntuhan geser sebagai

berikut

ϕRn = 075 fnrsquo AB

dan

fnrsquo = 13 fnt -

frv lt fnt

dimana

fnrsquo = tegangan tarik nominal yang dimodifikasi mencakup efek tegangan

geser ksi (MPa)

fnt = tegangan tarik nominal dari Tabel 225 ksi (MPa)

fnv = tegangan geser dari Tabel 225 ksi (MPa)

frv = tegangan geser yang diperlukan ksi (MPa)

Tegangan geser yang tersedia dari sarana penyambung sama dengan atau melebihi

tegangan geser yang diperlukanfrv

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

66

Catatan Catatan bahwa bila tegangan yang diperlukan f baik geser atau tarik

yang kurang dari atau sama dengan 30 persen dari tegangan yang tersedia yang

sesuai efek kombinasi tegangan tidak perlu diperiksa

Tabel 226 Kekuatan nominal pengencang dan bagian yang berulir ksi (MPa)

(Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015) Tabel 227 Dimensi Lubang Nominal mm

Diameter

Baut

Dimensi LubangStandar

(Diameter)Ukuran-lebih

(Diameter)Slot-Pendek

(Lebar x Panjang)Slot-Panjang

(Lebar x Panjang)M16 18 20 18 x 22 18 x 40M20 22 24 22 x 26 22 x 50M22 24 28 24 x 30 24 x 55M24 27[a] 30 27 x 32 27 x 60M27 30 35 30 x 37 30 x 67M30 33 38 33 x 40 33 x 75ge M36 d + 3 d + 8 (d + 3) x (d + 10) (d + 3) x 25d

[a] Izin yang diberikan memungkinkan penggunaan baut 1 in jika diinginkan (Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015)

Deskripsi Pengencang Kekuatan Tarik

Nominal Fnt ksi (MPa)[a]

Kekuatan Geser Nominal dalam Sambungan Tipe-

Tumpu Fnv ksi (MPa)[b]

Baut A307 45 (310) 27 (188) [c][d]

Baut group A (misal A325) bila ulir tidak dikecualikan dari bidang geser

90 (620) 54 (372)

Baut group A (misal A325) bila ulir tidak termasuk dari bidang geser

90 (620) 68 (457)

Baut A490 atau A490M bila ulir tidak dikecualikan dari bidang geser

113 (780) 68 (457)

Baut A490 atau A490M bila ulir tidak termasuk dari bidang geser

113 (780) 84 (579)

Bagian berulir yang memenuhi persyaratan Pasal A34 bila ulir tidak dikecualikan dari bidang geser

075 Fu 0450 Fu

Bagian berulir yang memenuhi persyaratan Pasal A34 bila ulir tidak termasuk dari bidang geser

075 Fu 0563 Fu

[a]untuk baut kekuatan tinggi yang menahan beban fatik tarik[b]Untuk ujung sambungan yang dibebani dengan panjang pola pengencang lebih besar dari 38 in (965 mm) Fnv harus direduksi sampai 833 dari nilai tabulasi Panjang pola pengencang merupakan jarak maksimum sejajar dengan garis gaya antara sumbu baut-baut yang menyambungkan dua bagian dengan satu permukaan lekatan [c]Untuk baut A307 nilai yang ditabulasikan harus direduksi sebesar 1 persen untuk setiap 116 in (2 mm) di atas diameter 5 dari panjang pada pegangangrip tersebut [d]Ulir diizinkan pada bidang geser

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

67

(a) Sambungan tidak diperkaku (b) Sambungan diperkaku (c) Sambungan diperkaku + pengaku kolom

Tabel 228 Jarak tepi minimum dari pusat lubang standar ke tepi dari bagian

yang disambung

Diameter Baut (mm) Jarak Tepi Minimum 16 22 20 26 22 28 24 30 27 34 30 38 36 46

Di atas 36 125d [a]Jika diperlukan jarak tepi terkecil diizinkan asalkan ketentuan yang sesuai Pasal J310 dan J4 dipenuhi tetapi jarak tepi yang kurang dari satu diameter baut tidak diizinkan tanpa persetujuan dari Insinyur yang memiliki izin bekerja sebagai perencana [b]Untuk ukuran-berlebih atau lubang-lubang slot lihat Tabel J35M

(Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015)

Beberapa aplikasi dari sambungan baut adalah sambungan pemikul momen dan

sambungan geser Prinsip dasar dari sambungan baut adalah baut menahan gaya

geser dan gaya tarik

1 Sambungan pemikul momen

Gambar 217 Sambungan pemikul momen menurut AISC 2003

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

68

Gambar 219 Menentukan Muc

Perencanaan sambungan baut untuk balok kolom lebih kuat dari profil yang

disambung untuk menghindari prilaku sambungan yg runtuh getas Momen

rencana untuk sambungan adalah

- Sambungan tidak diperkaku

Muc = Mp + Vu (k) k terkecil dari d atau 3b

- Sambungan diperkaku

Muc = Mp + Vu (Lst + tp)

Gambar 218 Lokasi sendi plastis

Lst =

Gambar 220 Geometri sambungan end-plate

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

69

Sambungan end-plate pada umum nya mempunya 2 buat setiap baris jika dibebani

sampai kondisi ultimate maka reaksi setiap baut adalah 2Pt kapasitas sambungan

tanpa efek prying maka momen kapasitas sambungan adalah jumlah kumulatif

statis momen gaya reaksi baut tarik 2Pt terhadap titik resultan desak di pusat berat

pelat sayap profil (Dewobroto 2016) Kuat sambungan berdasarkan baut tanpa efek

prying adalah

ϕMnp = 2 ϕPt sum

= 2 ϕPt sum (h0 + h1 + h3 hellip hi)

Dimana

Mnp = kapasitas sambungan end-plate didasarkan pada kuat tarik tanpa

efek prying

Pt = gaya reaksi tarik baut

Gambar 221 Momen kopel baut tarik terhadap sayap tekan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

70

Tabel 229 Kapasitas sambungan end-pelat menurut AISC 2003

No Kapasitas Sambungan

1

Konfigurasi 4 baut tanpa pengaku

2

Konfigurasi 4 baut dengan pengaku

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

71

Tabel 229 Kapasitas sambungan end-pelat menurut AISC 2003 (lanjutan)

No Kapasitas Sambungan

3

Konfigurasi 6 baut tanpa pengaku

4

Konfigurasi 8 baut tanpa pengaku

Sumber Extended end-plateed moment connections seismic and wind applications AISC 2003

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

72

2 Sambungan Geser

Gambar 222 Sambungan balok anak ke balok induk

Perencanaan sambungan baut untuk geser juga harus lebih kuat dari profil yang

disambung untuk menghindari prilaku sambungan yg runtuh getas Gaya geser

rencana untuk sambungan adalah gaya geser ultimate balok anak sehingga

jumlah baut yg diperlukan adalah

=

Dimana

= kuat geser nominal profil

= kuat geser minimum baut

223 Disain untuk stabilitas

Stabilitas harus disediakan untuk struktur secara keseluruhan dan untuk setiap

elemennya Efek terhadap stabilitas struktur dan elemen-elemennya harus

memperhitungkan hal-hal berikut

1 lentur geser dan deformasi komponen struktur aksial dan semua deformasi

lainnya yang memberi kontribusi terhadap perpindahan struktur

2 efek orde-kedua (kedua efek P-∆ dan P-δ)

3 ketidaksempurnaan geometri

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

73

4 reduksi kekakuan akibat inelastisitas

5 ketidakpastian dalam kekakuan dan kekuatan Semua efek yang bergantung

beban harus dihitung di level pembebanan sesuai dengan kombinasi beban

Direct Analysis Method (DAM) dibuat untuk mengatasi keterbatasan Effective

Length Method (ELM) yang merupakan strategi penyederhanaan analisis cara

manual Akurasi DAM dapat diandalkan karena memakai komputer dan

mempersyaratkan program analisis struktur yang dipakai seperti

1 Dapat memperhitungkan deformasi komponen-komponen struktur dan

sambungannya yang mempengaruhi deformasi struktur keseluruhan

Deformasi komponen yang dimaksud berupa deformasi akibat lentur aksial

dan geser Persyaratan ini cukup mudah hampir sebagian besar program

komputer analisa struktur berbasis metoda matrik kekakuan apalagi

lsquometoda elemen hinggarsquo yang merupakan algoritma dasar ana-lisa struktur

berbasis komputer sudah memasukkan pengaruh deformasi pada elemen

formulasinya (Dewobroto 2013)

2 Pengaruh Orde ke-2 (P-Δ amp P-δ) Program komputer yang dapat

menghitung gaya-gaya batang dengan analisa struktur orde ke-2 yang

mempertimbangkan pengaruh P-Δ dan P-δ adalah sangat penting dan

menentukan Umumnya program komputer komersil bisa melakukan

analisa struktur orde ke-2 meskipun kadangkala hasilnya bisa berbeda satu

dengan lain-nya Oleh karena itu diperlukan verifikasi terhadap kemam-

puan program komputer yang dipakai Ketidaksempurnaan terjadi ketika

program ternyata hanya mampu memperhi-tungkan pengaruh P-Δ saja

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

74

tetapi tidak P-δ Adapun yang dimaksud P-Δ adalah pengaruh pembebanan

akibat terjadinya perpindahan titik-titik nodal elemen sedangkan P-δ adalah

pengaruh pembebanan akibat deformasi di elemen (di antara dua titik nodal)

(Dewobroto 2013) seperti terlihat pada Gambar 28 di bawah

Gambar 223 Pengaruh Orde ke-2 (AISC 2010)

3 Perhitungan stabilitas struktur modern didasarkan anggapan bah-a

perhitungan gaya-gaya batang diperoleh dari analisa struktur elastik orde-2

yang memenuhi kondisi keseimbangan setelah pembebanan yaitu setelah

deformasi Ketidak-sempurnaan atau cacat dari elemen struktur seperti

ketidaklurusan batang akibat proses fabrikasi atau konsekuensi adanya

toleransi pelaksanaan lapangan akan menghasilkan apa yang disebut efek

destabilizing Adanya cacat bawaan (initial imperfection) yang

mengakibatkan efek destablizing dalam Direct Analysis Method (DAM)

dapat diselesaikan dengan dua cara yaitu [1] cara pemodelan langsung cacat

pada geometri model yang dianalisis atau [2] memberikan beban notional

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

75

(beban lateral ekivalen) dari sebagian prosentasi beban gravitasi (vertikal)

yang bekerja Cara pemodelan langsung dapat diberikan pada titik nodal

batang yang digeser untuk sejumlah tertentu perpindahan yang besarnya

diambil dari toleransi maksimum yang diperbolehkan dalam perencanaan

maupun pelaksanaan Pola penggeseran titik nodal pada pemodelan

langsung harus dibuat sedemikian rupa sehingga memberikan efek

destabilizing terbesar Pola yang dipilih dapat mengikuti pola lendutan hasil

pembebanan atau pola tekuk yang mungkin terjadi Beban notional

merupakan beban lateral yang diberikan pada titik nodal di semua level

berdasarkan prosentasi beban vertikal yang bekerja di level tersebut dan

diberikan pada sistem struktur penahanbeban gravitasi melalui rangka atau

kolom vertikal atau dinding sebagai simulasi pengaruh adanya cacat

bawaan (initial imperfection)Beban notional harus ditambahkan bersama-

sama beban lateral lain juga pada semua kombinasi kecuali kasus tertentu

yang memenuhi kriteria pada Section C22b(1) (SNI 1729 2015) Besarnya

beban notional adalah

Ni = 0002 α Yi

Dimana

α = 16 untuk metode tegangan izin dan 10 untuk metode ultimit

Ni = Beban notional yang digunakan pada level i

Yi = Beban grafitasi yang digunakan pada level i

Nilai 0002 mewakili nilai nominal rasio kemiringan tingkat (story out of

plumbness) sebesar 1500 yang mengacu AISC Code of Standard Practice

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

76

Jika struktur aktual ternyata punya kemiringan tingkat berbeda lebih besar

tentunya maka nilai tersebut tentunya perlu ditinjau ulang Beban notional

pada level tersebut nantinya akan didistribusikan seperti halnya beban

gravitasi tetapi pada arah lateral yang dapat menimbulkan efek

destabilizing terbesar Jadi perlu beberapa tinjauanPada bangunan gedung

jika kombinasi beban belum memasukkan efek lateral maka beban notional

diberikan dalam dua arah alternatif ortogonal masing-masing pada arah

positip dan arah negatif yang sama untuk setiap level Sedangkan untuk

kombinasi dengan beban lateral maka beban notional diberikan pada arah

sama dengan arah resultan kombinasi beban lateral pada level tersebut Jadi

penempatan notional load diatur sedemikian rupa agar jangan sampai hasil

akhir kombinasinya akan lebih ringan Bukankah notional load adalah

untuk memodelkan ketidaksempurnaan (Dewobroto 2015)

Adanya leleh setempat (partial yielding) akibat tegangan sisa pada profil

baja (hot rolled atau welded) akan menyebabkan pelemahan kekuatan saat

mendekati kondisi batasnya Kondisi tersebut pada akhirnya menghasilkan

efek destabilizing seperti yang terjadi akibat adanya geometry imperfection

Kondisi tersebut pada Direct Analysis Method (DAM) akan diatasi dengan

penyesuaian kekakuan struktur yaitu memberikan faktor reduksi kekakuan

Nilainya diperoleh dengan cara kalibrasi dengan membandingkannya

dengan analisa distribusi plastisitas maupun hasil uji test empiris (Galambos

1998) Faktor reduksi kekakuan EI=08τbEI dan EA=08EA dipilih DAM

dengan dua alasan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

77

Pertama Portal dengan elemen langsing yang kondisi batasnya ditentukan

oleh stabilitas elastis maka faktor 08 pada kekakuan dapat

menghasilkan kuat batas sistem sebesar 08 times kuat tekuk

elastisHal ini ekivalen dengan batas aman yang ditetapkan pada

perencanaan kolom langsing memakai Efective Length Method

persamaan E3-3 (SNI 1729 2015) yaitu φPn = 09 (0877 Pe) =

079 Pe

Kedua Portal dengan elemen kaku stocky dan sedang faktor

08τb dipakai memperhitungkan adanya pelemahan (softening)

akibat kombinasi aksial tekan dan momen lentur Jadi kebetulan

jika ternyata faktor reduksi kolom langsing dan kolom kaku

nilainya saling mendekati atau sama Untuk itu satu faktor reduksi

sebesar 08τb dipakai bersama untuk semua nilai kelangsingan

batang (SNI 1729 2015 C23(1)) (Dewobroto 2015)

Faktor τb mirip dengan reduksi kekakuan inelastis kolom akibat hilangnya

kekakuan batang Untuk kondisi Pr le 05Py dimana Pr= adalah gaya tekan

perlu hasil kombinasi LRFD

τb = 1

Jika gaya tekannya besar yaitu Pr gt 05Py maka

τb = 4 [ 1 - ]

Pemakaian reduksi kekakuan hanya berlaku untuk memperhitungkan

kondisi batas kekuatan dan stabilitas struktur baja dan tidak digunakan pada

perhitungan drift (pergeseran) lendutan vibrasi dan penentuan periode

getar Untuk kemudahan pada kasus τb = 1 reduksi EI dan EA dapat

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

78

diberikan dengan cara memodifikasi nilai E dalam analisis Tetapi jika

komputer program bekerja semi otomatis perlu diperhatikan bahwa reduksi

E hanya diterapkan pada 2nd order analysis Adapun nilai modulus elastis

untuk perhitungan kuat nominal penampang tidak boleh dikurangi seperti

misal saat perhitungan tekuk torsi lateral pada balok tanpa tumpuan lateral

(Dewobroto 2015) Bebanan notional dapat juga dipakai untuk antisipasi

pelemahan kekakuan lentur τb akibat kondisi inelastic adanya tegangan

residu Strategi ini cocok untuk menyederhanakan perhitungan DAM pada

batang dengan gaya tekan besar αPr gt 05Py dimana nilai τb lt 10 Jika

strategi ini akan dipakai maka τb = 10 dan diberikan beban notional

tambahan sebesar

Ni = 0001 α Yi

Dimana

α = 16 untuk metode tegangan izin dan 10 untuk metode ultimit

Ni = Beban notional yang digunakan pada level i

Yi = Beban grafitasi yang digunakan pada level i

Beban tersebut diberikan sekaligus bersama beban notional yang

merepresentasikan cacat geometri bawaan (initial imperfection) karena

sifatnya memperbesar maka beban notional akhir menjadi Ni=0003Yi

sedangkan τb = 10 untuk semua kombinasi beban (Dewobroto 2015)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

79

BAB III

METODE PENELITIAN

31 Persiapan

Tahap ini merupakan rangkaian kegiatan sebelum melakukan pengumpulan

dan pengolahan data Tahap ini meliputi kegiatan-kegiatan sebagai berikut

1 Menentukan judul Tugas Akhir

2 Pembuatan proposal Tugas Akhir

3 Studi pustaka terhadap materi sebagai garis besar

32 Bagan Alir

MULAI

PENGUMPULAN DATA

STUDI LITERATUR

TAHAP DESAIN DATA

Perhitungan beban mati

Perhitungan beban hidup

Perhitungan beban angin

Perhitungan beban gempa

PENGOLAHAN DATA

A Pradimensi dan kontrol struktur sekunder B Analisa struktur primer dengan bantuan etabs 2015

(efek P-∆ dan P-δ) dan kontrol manual C Disain sambungan balok kolom dan sambungan

balok balok

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

80

Gambar 31 Diagram Alir Penelitian

321 Mulai

322 Pengumpulan Data

Pengumpulan data data yang di gunakan dalam perencanaan struktur baja

seperti profil yang di gunakan kuat tarik baja yang tersedia dan kuat tekan beton

rencana

323 Studi Literatur

Studi literatur bermula dari pengumpulan teori-teori yang berhubungan

dengan disain baja dan system rangka baja pemikul momen khusus Selain itu

dikumpulkan juga data-data yang berhubungan dengan tugas akhir ini seperti data

pembebanan gedung yang diambil dari peraturan pembebanan untuk gedung 1983

HASIL DAN PEMBAHASAN

Dimensi struktur sekunder Dimensi struktur primer Rencana Sambungan

SELESAI

KESIMPULAN DAN SARAN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

81

dan rumus-rumus yang akan digunakan dalam perhitungan berdasarkan metode

Load and Resistance Factor Design (LRFD)

324 Tahap Desain Data

Pada tahap desain data hal pertama yang dikerjakan adalah menghitung

pembebanan pada struktur sekunder Perhitungan pembebanan berdasarkan

PPURG 1983 Beban-beban yang bekerja hanya beban mati dan beban hidup

Struktur sekunder meliputi pelar metal deck pelat baja gording dan tangga

Setelah perhitungan pembebanan selesai tahap selanjutnya adalah

melakukan pradimensi ketebalan pada pelat dan pradimensi profil pada gording dan

tangga Kemudian hasil pradimensi akan dikontrol apakah dimensi yang di

asumsikan sudah memenuhi syarat atau belum sesuai dengan besarnya gaya-gaya

dalam yang bekerja pada masing masing struktur sekunder tersebut Jika sudah

memenuhi syarat maka reaksi dari masing masing struktur sekunder tersebut akan

di jadikan beban pada struktur primer Struktur primer yang sudah di pradimensi

akan di analisa dengan menggunakan kombinasi kombinasi beban mati beban hidup

dan beban gempa dengan bantuan software etabs 2015 Selanjutkan output dari

etabs berupa momen lentur gaya lintang dan gaya normal pada masing masing

balok dan kolom akan di kontrol secara manual dengan metode LRFD yang

mengacu kepada SNI 1729 2015

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

82

325 Pengolahan Data

325a Analisa Struktur Manual Dengan Metode LRFD

Pada tahap analisa struktur manual dengan metode LRFD bagian yang akan

dianalisa adalah mengontrol momen lentur dan gaya geser yang terjadi pada balok

komposit Pada kolom di kontrol kombinasi gaya tekan dan lentur dua arah serta

gaya geser Lalu selanjutnya adalah melakukan kontrol terhadap pradimensi apakah

sudah memenuhi syarat atau belum

325b Analisa sambungan balok kolom

Analisa sambungan dilakukan untuk mendapatkan jumlah baut tebal pelat

penyambung tebal las pada Balok dan kolom analisa sambungan pemikul momen

menggunakan momen plastis penampang sebagai momen ultimit sehingga

kekuatan sambungan sama dengan atau lebih besar dari kekuatan profil sedangkan

pada sambungan sendi digunakan gaya geser ultimate sebagai gaya geser rencana

326 Hasil dan Pembahasan

Dimensi struktur sekunder dan dimensi struktur primer yang memenuhi

syarat keamanan dan kenyamanan Rekapitulasi stress ratio pada balok komposit

dan kolom yang ada di struktur primer Stress ratio sendiri adalah perbandingan

gaya terfaktor dibagi dengan gaya terkoreksi yang artinya jika stress ratio lebih

besar dari satu (1) maka struktur dinyatakan tidak memenuhi syarat keamanan

327 Kesimpulan dan Saran

328 Selesai

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

83

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

41 Disain Struktur Sekunder

411 Pelat Floor deck

Gambar 41 Tributari area elevasi +580 m

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat sendiri pelat 012 x 1 x 2400 = 288 kgm

Berat spesi 002 x 1 x 2100 = 42 kgm

Berat keramik 001 x 1 x 2400 = 24 kgm +

qdl = 354 kgm

2 Beban hidup (life load)

Berdasarkan PPPURG 1987 beban hidup untuk lantai pabrik 400 kgm2

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

84

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 354 = 4956 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 354 + 16 x 400 = 10648 kgm

sehingga digunakan qu = 10648 kgm

B Dimensi Floor Deck

Berdasarkan SNI ndash 03 ndash 2847 ndash 2002 pasal 103 didapat momen positif

maximum untuk pelat satu arah adalah

Gambar 42 Distribusi momen untuk pelat satu arah

=

=

= 30422 kg m

Dicoba smartdeck BMT 07 mm

Gambar 43 Diagram tegangan momen kopel (positif) floor deck

d = h ndash c = 120 ndash 255 = 945 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

85

a =

=

= 239867 mm

ϕMn = 08 As fy ( d- )

ϕMn = 08 x 92676 x 550 ( 945 -

)

ϕMn = 33644 kg m gt Mu = 30422 kg m ( OK )

C Dimensi Wiremesh

Berdasarkan SNI ndash 03 ndash 2847 ndash 2002 pasal 103 didapat momen negatif

maximum untuk pelat satu arah adalah

=

=

= 42592 kg m

Dicoba wiremesh M-8 ( AST = 33493 mm2 )

Gambar 44 Diagram tegangan momen kopel (negatif) floor deck

d = h - selimut ndash 05 ϕ = 120 ndash 20 ndash 05 x 8 = 96

a =

=

= 1083 mm

ϕMn = 08 As fy ( d- )

ϕMn = 08 x 33493 x 400 ( 96 -

)

ϕMn = 970955 kg m gt Mu = 42592 kg m ( OK )

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

86

412 Balok Anak Pelat Floor Deck

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat floof deck = 2 x 354 = 708 kgm

Berat WF 300 x 150 x 55 x 8 = 32 = 32 kgm +

qdl = 740 kgm

2 Beban hidup (life load)

Beban hidup pelat = 2 x 400 = 800 kgm

qll = 800 kgm

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 740 = 1036 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 740 + 16 x 800 = 2168 kgm

sehingga digunakan qu = 2168 kgm

B Momen ultimate

MMAX = qu l2

MMAX = 2168 x 82

MMAX = 17344 kg m

C Kontrol momen

- menentukan lebar efektif pelat beton

1 be lt

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

87

be lt

be lt 1

2 be lt bo

be lt 1

sehingga digunakan be = 1 meter

akibat adanya lubang pada floor deck maka digunakan bekivalen

bekivalen =

=

= 810 mm

- Menentukan nilai n

Ebeton = 4700 = 4700 radic25 = 23500

Ebaja = 200000

n = = = 851

- Menentukan lebar transformasi penampang beton

=

= 951 cm

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Pelat Beton 11412 6 68472 Floor Deck 1867 945 17643 Profil WF 3766 245 92267

sum 17045 sum 178382

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

88

ẏ = sum

sum =

= 1046 cm

Titik berat berada di pelat beton

a =

=

= 4938 mm

d1 = 05hprofil + tpelat = 125 + 120 = 245 mm

d2 = hprofil ndash ċ = 120 ndash 1713 = 10287

ϕMn = 09 As fy ( d1- )

ϕMn = 09 x [ 3766 x 240 x ( 245 -

) +118843 550 ( 10287 -

) ]

ϕMn = 1792124 + 102396

ϕMn = 189452 kg m gt Mu = 17344 kg m ( OK )

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

89

D Dimensi Penghubung Geser (Shear Conector)

Gaya horizontal akibat aksi komposit penuh

Vh = 085 a b = 085 x 4938 x 1000 x 25 = 1049325 N

Digunakan Stud connector ⅝rdquo luas satu buah stud connector adalah

Asc = d2 = 158752 =19801 mm2

Kuat geser satu buah shear connector

Qn = 05 Asc lt Rg Rp Asc fu

Qn = 05 x 19801 x radic25 23500 lt 085 x 075 x 19801 x 550

Qn = 7588676 N lt 69427

Jumlah shear connector yang di butuhkan

N = = = 151 ~ 16 buah untuk setengah bentang

Total kebutuhan shear connector adalah 32 buah untuk semua bentang Jika

dipasang dua buah shear connector pada setiap penampang melintang maka

jarak shear connector adalah

S = = 500 mm

Smin = 6d = 6 x 15875 = 9525 mm

Smax = 8t = 8 x 120 = 960 mm

Strans = 4d = 4 x 15875 = 635 mm

Sehingga digunakan shear connector 2 x (⅝rdquo x 65 cm) dengan jarak 20 cm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

90

E Kontrol Geser

Menghitung gaya geser ultimate

Vu = qu l = x 2168 x 8 = 8672 kg

Menghitung gaya geser nominal

ϕVn = 09 (06 fy) h tw

ϕVn = 09 x 06 x 240 x 264 x 55

ϕVn = 20243 kg gt Vu = 8672 kg (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

91

413 Pelat Chekered

Gambar 45 Tributari area elevasi +1070 m

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat pelat 45 mm = 00045 x 1 x 7850 = 35325 kgm

2 Beban hidup (life load)

Berdasarkan PPPURG 1987 beban hidup untuk lantai pabrik 400 kgm2

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 35325 = 49455 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 35325 + 16 x 400 = 68239 kgm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

92

sehingga digunakan qu = 68239 kgm

B Momen Maximum

Berdasarkan SNI ndash 03 ndash 2847 ndash 2002 pasal 103 didapat momen maximum

untuk pelat satu arah adalah

Gambar 46 Distribusi momen untuk pelat satu arah

=

=

= 2557 kg m

C Momen Nominal

ϕMn = 09 zx fy

= 09 x ( b d2 ) x fy

= 09 x ( 1000 x 452 ) x 240

= 10935 kg m gt Mu = 2557 kg m OK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

93

414 Siku Pengaku Pelat Lantai Chekred

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat pelat 45 mm = 00045 x 06 x 7850 = 21195 kgm

Berat L 70 x 70 x 6 = 638 = 638 kgm +

= 27575 kgm

2 Beban hidup (life load)

Beban hidup pelat = 06 x 400 = 240 kgm

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 27575 = 35805 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 27575 + 16 x 240 = 41469 kgm

sehingga digunakan qu = 41469 kgm

B Momen Maximum

=

=

= 7465 kg m

C Momen Nominal

My = sx fy

= 7330 x 240

= 17592 kg m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

94

Me =

=

= 13524 kg m

Me gt My

Mn = [ 192 ndash 117 ] Me lt 15 My

= [ 192 ndash 117

] My lt 15 My

= 1498 My lt 15 My

ϕMn = 09 x 1498 x My

= 09 x 1498 x 17592

= 23717 kg m gt Mu = 7465 kg m OK

C Geser Nominal

lt 11

lt 11

1 lt 34785 ~gt cv = 1

ϕVn = 09 06 Aw fy cv

= 09 x 06 x 70 x 7 x 240 x 1

= 63504 kg gt Vu = (05 x l x qu = 2488 kg)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

95

415 Balok Anak Pelat Chekered

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat L 70 x 70 x 6 = 638 x 12 x 13 = 99528 kg

Berat ekivalen siku = =

= 12441 kgm

Berat pelat 45 mm = 00045 x 12 x 7850 = 42390 kgm

Berat WF 200 x 150 x 6 x 9 = 30600 = 30600 kgm

Berat L 70 x 70 x 6 = 12441 = 12441 kgm +

= 85431 kgm

2 Beban hidup (life load)

Beban hidup pelat = 12 x 400 = 480 kgm

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 85431 = 11960 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 76131 + 16 x 480 = 87052 kgm

sehingga digunakan qu = 87052 kgm

B Momen Maximum

=

=

= 696414 kg m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

96

C Menentukan momen nominal

Lp = = radic

36 = 18357 cm

L lt Lp

Mp = zx fy

= [(btf(h-tf)) + 05(h-2tf)2tw)] fy

= [(150 x 9 x (200 ndash 9)) + 05(200 ndash 2 x 9)2 x 6)] x 240

= 857332 kg m

ϕMn = 09 Mp

= 09 x 857332

= 771599 kg m gt Mu = 696414 kg m OK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

97

416 Gording

Gambar 47 Rencana atap elevasi +1250 m dan +3550 m

Jarak antara Gording = 14 meter

Panjang gording = 6 meter

Sudut kemiringan atap = 10o

Berat atap (BMT 045) = 657 kgm2

Isolation rockwool = 25 kgm2

Profil gording = CNP 150 x 50 x 20 x 32 = 7 kgm

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat isolation rockwool = 14 x 25 = 35 kgm

Berat atap = 14 x 657 = 92 kgm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

98

Berat gording = 70 = 70 kgm +

qdl = 512 kgm

2 Beban hidup (life load)

Beban hidup di tengah gording = 100 kg

3 Beban angin

Gambar 48 Kecepatan angin

Kecepatan angin maximum adalah 35 KNOT yaitu 6482 kmjam ( 18 ms )

P = = = 2026 kgm2

Tekanan angin minimum di laut dan di tepi laut sampai sejauh 5 km dari pantai

diambil minimum 40 kgm2 Sehingga digunakan tekanan angin 40 kgm2

Koefisien angin tekan = 002α - 04 = 002 (10) - 04 = - 02

Koefisien angin hisap = - 04

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

99

qtekan = -02 x 40 = 8 kgm2

qhisap = -04 x 70 = 16 kgm2

B Menghitung momen momen pada gording

1 akibat beban mati

Mx = qdl cosα = 512 x cos10 x 62 = 226899 kg m

My = qdl sinα = 512 x sin10 x 22 = 445 kg m

2 akibat beban hidup

Mx = P cosα lx = 100 x cos10 x 6 = 147721 kg m

My = P sinα ly = 100 x sin10 x 2 = 8682 kg m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

100

3 akibat beban angin

Mtekan = qwl = (-8) x cos10 x 62 = -3545 kg m

Mhisap = qwl = (-16) x sin10 x 62 = -709 kg m

No Kombinasi Beban Sumbu x Sumbu y 1 14 DL 3176586 623 2 12 DL + 05La 3461393 9681 3 12 DL + 16 La 5086324 192312 4 12 DL + 13 W + 05La 4465911 -188234 5 12 DL + 16 La + 08 W 4802724 -374888 6 09 DL + 13 W 2261938 -8683

Sehingga didapat momen maximum adalah

Mx = 508632 kg m

My = 19231 kg m

C Menentukan momen nominal

Lp = = radic

181 = 92 cm

J = [ 2b + h ]

= [ 2 x 50 x 323 + 150 x 323 ]

= 2730 6667 mm

Cw = [

]

=

[

]

= 750 x 106

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

101

=

=

= 11512931

= 4 2

= 4

]2

= 3141 x 10-4

=

1 1

=

1 1 3141 10 240 70

= 25044 cm

Lp lt L lt Lr

Mp = zx fy

= [(btf(h-tf)) + 05(h-2tf)2tw)] fy

= [(50 x 32 x (150 ndash 32)) + 05(150 ndash 2 x 32)2 x 32)] x 240

= 95963 kg m

Mr = Sx fr

= 37400 x (240 ndash 70)

= 6358 kg m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

102

ϕMnx = 09 ( Mp ndash ( Mp- Mr)

)

= 09 ( 95963 ndash (95963 ndash 6358)

)

= 66984 kg m gt Mu = 508632 kg m OK

ϕMny = 09 Sy fy

= 09 x 8200 x 240

= 17712 kg m gt Mu = 19231 kg m OK

kontrol syarat momen lentur

+ lt 10

+

lt 10

0867 lt 10 OK

D Lendutan

=

+

=

+

= 15194 + 7913

= 23107 mm

=

+

=

+

= 0331 + 0516

= 0846 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

103

δ =

= 23107 0846

= 23122 mm

δizin = = = 25 mm gt δ = 23112 mm OK

417 Sagrod (Batang Tarik)

Gambar 49 Rencana sagrod

Rencana digunakan sagrod Oslash 10 mm

A Beban yang bekerja

1 Beban mati

- Gording luar

Berat atap = 2 x 14 x 657 x sin 10o = 31944 kg

Berat gording = 2 x 7 x sin 10o = 24310 kg +

sum = 56254 kg

- Gording dalam

Berat atap = 2 x 14 x 657 x sin 10o = 31944 kg

Berat gording = 2 x 7 x sin 10o = 24310 kg

Isolation rockwoll = 2 x 14 x 25 x sin 10o = 121553 kg +

sum = 177807 kg

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

104

2 Beban hidup

- Gording luar

Beban tak terduga = 200 x sin 10o = 347296 kg

- Gording dalam

Beban tak terduga = 100 x sin 10o = 173648 kg

B Gaya ultimate pada sagrod

PDL = Gording Luar + 10 Gording Dalam + Berat sagrod

= 56254 + (10 x 177807) + (0617 x 14)

= 1920704 kg

PLL = Gording Luar + 10 Gording Dalam

= 347296 + (10 x 173648)

= 2083776 kg

Kombinasi Pu kg

14 DL 288899

12DL + 16LL 563888

Digunakan 2 buah sagrod sehingga Pu sagrod adalah 5638882 = 281944 kg

C Menentukan Gaya Nominal Sagrod

Kekuatan leleh tarik pada penampang bruto

ϕPn = 09Asfy

= 09 x 785 x 240

= 16955 kg

Kekuatan tarik pada penampang netto

ϕPn = 075Asfu

= 075 x (09 x 785) x 370

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

105

= 19605 kg

Sehingga ʹϕPn yang digunakan adalah 16955 kg

Stress ratio = =

= 017 lt 1 OK

418 Ikatan Angin

Ikatan angin akan didisain menggunakan besi beton karena kelangsingan besi

beton sangat kecil maka batang hanya didisain terhadap tarik

Gambar 410 Tributri area ikatan angin

Dicoba menggunakan ikatan angin Oslash 22 mm

Data data geometri

x = 12 tanα = 12 tan 10o = 21159 m

h1 = 71 + x = 71 + 21159 = 92159 m

β

60925 60925 60925 60925

60000

60000 60000 60000 60000

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

106

h2 = 71 + 075x = 71 + 15869 = 86869 m

h3 = 71 + 025x = 71 + 05289 = 76289 m

tan β =

= 09848 β = 445617o

sin β = 07016

cos β = 07126

Koefisien angin C = 09

F1 = CPa λ

= 09 x 40 x 6 x

= 193350 kg

F2 = CPa λ

= 09 x 40 x 6 x

= 176210 kg

F3 = CPa λ

= 09 x 40 x 6 x

= 159072 kg

R = 05F1 + F2 + F3 = 96675 + 176210 + 159072 = 431957 kg

A Gaya Ultimate Pada Ikatan Angin

Gaya batang akan dihitung dengan menggunakan analisa keseimbangan titik

buhul

- Titik A

sumV = 0 sum H = 0

R + S1 = 0 H1 = 0

S1 = - R

S1 = - 431957 kg

- Titik B

sumV = 0 sum H = 0

F3 + S1 + D1sinβ = 0 H2 + D1cosβ = 0

D1 = -

H2 = - D1cosβ

R

S1

H1

H2

S1

F3

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

107

S1

D1 = -

H2 = - 388946 x 07124

D1 = 388946 kg H2 = - 277085 kg

- Titik C

sumV = 0 sum H = 0

S2 + D1sinβ = 0 H3 ndash H1 - D1cosβ = 0

S2 = - D1sinβ H3 = 0 + D1cosβ

S2 = - 388946 x 07016 H3 = 388946 x 07124

S2 = - 272885 kg H2 = 277085 kg

- Titik D

sumV = 0

F2 + S2+ D2sinβ = 0

D2 = -

D2 = -

D2 = 137792 kg

Gaya batang maximum pada ikatan angin 388946 kg

Pu = 16 WL = 16 x 388946 = 622314 kg

B Gaya Nominal Ikatan Angin

Kekuatan leleh tarik pada penampang bruto

ϕPn = 09Asfy

= 09 x 3801 x 240

= 821016 kg

Kekuatan tarik pada penampang netto

ϕPn = 075Asfu

= 075 x (09 x 3801) x 370

= 949299 kg

H3 H1

S2

F2

H2 H4

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

108

Sehingga ʹϕPn yang digunakan adalah 821016 kg

Stress ratio = =

= 076 lt 1 OK

419 Tangga

Gambar 411 Rencana tangga

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Pipa 15rdquo 36 x [ (2x4942) + (8x1) + (4x03)] = 687 kg

Pipa 1rdquo = 18 x [ (4x4942) + (8x03)] = 399 kg

Pelat 45 mm = 35325 x 03 x 1 x 16 = 1696 kg +

= 27816 kg

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

109

= =

= 56285 kgm

Digunakan profil UNP 200 x 80 x 75 x 11

= +

= 56285 + 246

= 80885 kgm

2 Beban hidup (life load)

Beban hidup tangga = 400 kgm

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 80885 = 113239 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 80885 + 16 x 400 = 737062 kgm

sehingga digunakan qu = 737062 kgm untuk 2 profil kanal beban untuk 1

profil kanal adalah = 368521 kgm

B Momen maximum

Mu = q = 368521 x 4942 = 11251 kg m

C Momen nominal

Lp = = radic

238 = 121366 cm

b = b ndash 05tw

= 80 ndash (05 x 75)

= 7625 mm

h = h - tf

= 200 - 11

= 189 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

110

J = [ 2brsquo + hrsquo ]

= [ 2 x 7625 x 113 + 189 x 753 ]

= 94237291 mm

Cw = [

]

=

[

]

=

[

]

= 120 x 108

=

=

= 2474747

= 4 2

= 4

]2

= 18143 x 10-5

=

1 1

=

1 1 18143 10 240 70

= 51792 cm

Lp lt L lt Lr

Mp = zx fy

= [(btf(h-tf)) + 05(h-2tf)2tw)] fy

= [(80 x 11 x (200 ndash 11)) + 05(200 ndash 2 x 11)2 x 75)] x 240

= 684324 kg m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

111

Mr = sx fr

= 195000 x (240 ndash 70)

= 3315 kg m

ϕMnx = 09 ( Mp ndash ( Mp- Mr)

)

= 09 ( 684324 ndash (684324 ndash 3315)

)

= 352568 kg m gt Mu = 11251 kg m OK

42 Disain Struktur Primer

421 Beban beban yang bekerja

4211 Beban gravitasi

a Beban pada floor deck

- Beban mati tambahan (dead load)

Berat spesi 002 x 1 x 2100 = 42 kgm

Berat keramik 001 x 1 x 2400 = 24 kgm +

qdl = 66 kgm

adapun berat sendiri profil dihitung dengan software etabs 2015

- Beban hidup (life load)

Berdasarkan PPPURG 1987

Beban hidup rencana untuk lantai pabrik = 400 kgm2

Koefisien reduksi untuk perencanaan balok induk = 100

Koefisien reduksi untuk peninjauan terhadap masa gempa = 090

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

112

b Beban pada lantai chekered plate

- Beban mati tambahan (dead load)

Berat per 6 meter luas L 70 x 70 x 6 = 638 x 6 x 9 = 34452 kg

Berat ekivalen siku = =

= 957 kgm

- Beban hidup (life load)

Berdasarkan PPPURG 1987

Beban hidup rencana untuk lantai pabrik = 400 kgm2

Koefisien reduksi untuk perencanaan balok induk = 100

Koefisien reduksi untuk peninjauan terhadap masa gempa = 090

4212 Beban angin

- Dinding vertical

Di pihak angin = + 09 x 40 = + 36 kgm2

Di belakang angin = - 04 x 40 = - 16 kgm2

- Atap segi-tiga dengan sudut kemiringan α 10o

Koefisien angin tekan = 002α - 04 = 002 (10) - 04 = - 02

Koefisien angin hisap = - 04

qtekan = -02 x 40 = -8 kgm2

qhisap = -04 x 70 = -16 kgm2

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

113

4213 Beban gempa

Jenis pemamfaatan bangunan = Pabrik (kategori risiko II tabel 27)

Faktor keutamaan gempa Ie = 1 (tabel 28)

Ss = 05g

S1 = 03g

Jenis tanah = Keras (kelas C)

Fa = 12 ( tabel 211 dengan input Ss = 05 )

Fs = 15 ( tabel 212 dengan input S1 = 03 )

SDS = Fa Ss = 12 05 = 040

SD1 = FV S1 = 15 03 = 030

Gambar 412 Respon spectra rencana

Berdasarkan SDS gedung berada di kategori risiko C ( tabel 213 )

Berdasarkan SD1 gedung berada di kategori risiko D ( tabel 214 )

00000

00500

01000

01500

02000

02500

03000

03500

04000

04500

0000 1000 2000 3000 4000 5000

S

T

MEDAN TANAH KERAST S

0000 01600

0075 02800

0113 03400

0150 04000

0750 04000

0750 04000

0830 03614

3070 00977

3310 00906

3550 00845

4030 00744

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

114

Sehingga bangunan akan direncanakan dengan kategori risiko D yaitu sistem

rangka baja pemikul momen khusus Adapun nilai koefisien modifikasi respons

(R) faktor kuat lebih (Ω) dan faktor pembesaran defleksi (cd) adalah

Koefisien modifikasi respons (R) = 8

Faktor kuat lebih (Ω) = 3

Faktor pembesaran defleksi (cd) = 55

1 Gaya gempa statik ekivalen

- Menentukan T

- Ta = Ct -gt Ct = 0724 x = 08 ( tabel 213 )

= 00724 x 37614

= 1318 detik

Tmax = Cu Ta -gt Cu = 14 ( tabel 214 )

= 14 1318

= 1845 detik

Tc = Tx 3438 Ty -3231

Sehingga digunakan T = 1845

- Menentukan nilai C

Cmin = 0044 SDS I gt 001

= 0044 040 1 gt 001

= 00176

Cs = =

= 005

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

115

Cs = =

= 0020

Sehingga digunakan Cs = 0020

- Menentukan berat struktur

Beban mati

Tabel 41 Beban mati struktur (rangka)

Tabel 42 Beban mati struktur (Atap partisi diafragma dll)

Sehingga beban mati total struktur adalah 46021142 kg

Adapun beban hidup total permeter luas adalah 09 x 400 = 360 kgm2

No Jenis Beban Sendiri q kgm L m W Kg

1 H 350 X 350 X 12 X 19 13700 42813 5865313

2 H 300 X 300 X 10 X 15 9400 16583 1558785

3 IWF 300 X 150 X 65 X 9 3670 192448 7062838

4 IWF 350 X 175 X 7 X 11 4960 26850 1331760

5 IWF 250 X 125 X 6 X 9 2960 16455 487059

6 IWF 200 X 200 X 8 X 12 4990 4640 231536

7 IWF 200 X 100 X 55 X 8 2130 135712 2890659

8 CNP 700 85280 596960

9 Sagrod 062 29242 18042

10 Ikatan angin 298 23758 70894

sum 20113845

No Jenis Beban Sendiri q kgm2 A m2 W Kg

1 Floor deck 28800 52636 15159168

2 Chekered plate 45 mm 4777 184206 8798611

3 Clading 446 2200 9812

4 Spandek 498 64700 322206

5 Isolation Rockwool 2500 64700 1617500

sum 25907297

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

116

Tabel 43 Beban hidup struktur

No Beban Hidup q kgm2 A m2 W Kg

1 Floor deck 36000 52636 18948960

2 Chekered plate 45 mm 36000 184206 66314244

sum 85263204

Sehingga berat struktur adalah

WT = WDL + WLL

= 25907297 + 85263204

= 131284346 kg

- Menentukan gaya geser dasar

V = Cs WT

= 0020 131284346

= 2668381 kg

2 Analisis spectrum respons ragam

- Kontrol partisipasi massa ragam

Tabel 44 Waktu getar alami dan partisipasi massa

Case ModePeriod Selisih Waktu

Getar Alami Sum UX Sum UY Sum UZ

sec

Modal 1 3438 870 06918 00161 00022

Modal 2 3139 1911 07121 06293 00025

Modal 3 2539 666 07818 06293 00028

Modal 4 237 1139 0782 06297 00032

Modal 5 21 3948 0782 07018 00037

Modal 6 1271 582 0786 07024 00065

Modal 7 1197 635 09305 07037 00066

Modal 8 1121 660 09308 07038 00084

Modal 9 1047 669 09308 07057 00086

Modal 10 0977 379 09311 07792 00088

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

117

Tabel 44 Waktu getar alami dan partisipasi massa (lanjutan)

Case ModePeriod Selisih Waktu

Getar Alami Sum UX Sum UY Sum UZ

sec

Modal 11 094 1649 09318 08848 00096

Modal 12 0785 382 09332 08849 00099

Modal 13 0755 252 0959 08885 00099

Modal 14 0736 095 09612 09008 00117

Modal 15 0729 727 09627 09114 00125

Modal 16 0676 459 09751 09119 00125

Modal 17 0645 698 09799 09121 00125

Analisa modal pada software etabs 2015 menunjukan bahwa

perbedaan waktu getar sangat sedikit sehingga untuk selanjutnya digunakan

metoda kombinasi kuadrat lengkap (CQC) Pada mode ke 7 partisipasi

massa pada UX sudah mencapai 93 dan pada mode ke 14 partisipasi

massa pada UY sudah mencapai 90 sehingga sudah memenuhi syarat

minimal (90)

- Kontrol base reaction

Tabel 45 Base Reaction

Load CaseCombo

FX FY FZ

KN KN KN

RS U1 Max 2366839 325487 10303

RS U2 Max 290655 2367369 22637

085 VStatik gt VDinamik

085 2668381 gt 2367369

226812 lt 2367369 (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

118

4214 Beban notional

Untuk struktur yang menahan beban gravitasi terutama melalui kolom dinding

atau portal vertikal nominal diijinkan menggunakan beban notional untuk mewakili

efek ketidaksempurnaan awal Beban notional harus digunakan sebagai beban

lateral pada semua levelbeban national di hitung otomatis dari program ETABS

2015 dengan nominal 0002 α Yi untuk mewakili ketidaksempurnaan awal dan

0001 α Yi untuk kekakuan lentur sehingga

Ni = 0003 α Yi

Gambar 413 Beban notional pada etabs 2015

Beban tersebut di distribusikan arah orthogonal baik untuk beban grafitasi beban

hidup maupun beban grafitasi akibat beban mati

422 Kombinasi beban

Struktur akan didisain dengan gempa termasuk gaya seismic vertikal dan

faktor redundansi Gaya seismic vertikal adalah

Ev = 02 SDS DL

= 02 040 DL

= 008 DL

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

119

Faktor redundansi untuk kategori desain seismik DE dan F adalah 13 sehingga

kombinasi pembebanan menjadi

1 14D

2 12D + 16L + 05(Lr atau R)

3 12D + 16(Lr atau R) + (L atau 05W)

4 12D + 10 W + L + 05(Lr atau R)

5 12D + 10 E + L -gt 13D + 13E + L

6 09D + 10 W

7 09D + 10 E -gt 08D + 13E

423 Kontrol Driff

Tabel 46 Simpangan antar lantai akibat gempa X

Elevasi h SUMBU X SUMBU Y ∆IZIN KETERANGAN

m mm δse (mm) δx (mm) ∆x (mm) δse (mm) δy (mm) ∆y (mm) mm

355 4100 80 440 2585 15 825 385 82 OK

314 3000 753 41415 2035 143 7865 33 60 OK

284 3000 716 3938 2695 137 7535 275 60 OK

254 3000 667 36685 363 132 726 33 60 OK

224 3000 601 33055 4345 126 693 44 60 OK

194 3000 522 2871 4565 118 649 495 60 OK

164 2650 439 24145 3905 109 5995 66 53 OK

1375 3050 368 2024 407 97 5335 1155 61 OK

107 4900 294 1617 7535 76 418 253 98 OK

58 5800 157 8635 8635 3 165 165 116 OK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

120

Gambar 414 Grafik simpangan antar lantai VS elevasi akibat gempa - X

Tabel 47 Simpangan antar lantai akibat gempa Y

Elevasi h SUMBU X SUMBU Y ∆IZIN KETERANGAN

m mm δse (mm) δx (mm) ∆x (mm) δse (mm) δy (mm) ∆y (mm) mm

355 4100 398 742 35 742 4081 1925 82 OK

314 3000 371 707 27 707 38885 1485 60 OK

284 3000 35 68 3 68 374 165 60 OK

254 3000 324 65 43 65 3575 2365 60 OK

224 3000 288 607 56 607 33385 308 60 OK

194 3000 246 551 68 551 30305 374 60 OK

164 2650 201 483 68 483 26565 374 53 OK

1375 3050 164 415 92 415 22825 506 61 OK

107 4900 127 323 182 323 17765 80 98 OK

58 5800 62 141 141 141 9765 9765 116 OK

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 20 40 60 80 100 120 140

ELEV

ASI

STORY DRIFT

GRAFIK STORY DRIFT vs ELEVASI

DRIFT X

DRIFT Y

DRIFT IZIN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

121

Gambar 415 Grafik simpangan antar lantai VS elevasi akibat gempa - Y

424 Kontrol Profil

4241 Kolom 350 x 350 x 12 x 19 ( A = 1739 cm2 )

Ix = 40300 cm4 Zx = 24931

Iy = 13600 cm4 Zy = 11749

Sx = 2300 cm3 Lp = 449 m

Sy = 776 cm3 Lr = 1718 m

rx = 152 cm Mp = 5983 KN m

ry = 884 cm Mr = 391 KN m

Panjang tidak terkekang lateral = 58 m

Elastisitas bahan = 200000 MPa

Tegangan leleh bahan = 240 MPa

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 20 40 60 80 100 120 140

ELEV

ASI

STORY DRIFT

GRAFIK STORY DRIFT vs ELEVASI

DRIFT X

DRIFT Y

DRIFT IZIN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

122

a Kapasitas kolom terhadap tekan

λ = lt 471

=

lt 471

= 65611 lt 13797

fe =

=

= 45890 MPa

lt 225

lt 225

0522 lt 225

Sehingga tegangan keritis adalah

fcr = 0658 fy

= 0658 240

= 19698 MPa

ϕPn = 09 fcr A

= 09 19698 17390

= 308307 KN

b Kapasitas kolom terhadap momen sumbu x

L = 58 m

Lp = 449 m

Lr = 1718 m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

123

didapat Lp lt L lt Lr sehingga momen ultimate adalah

Mn = Cb [Mp ndash ( Mp- Mr)

]

= 1 [5983 - (5983 ndash 391)

]

= 57694 KN m

ϕ Mn = 09 57694

= 51924 KN m

c Kapasitas kolom terhadap momen sumbu y

ϕ Mn = 09 Zy fy

= 09 11749 240

= 25377 KN m

Tabel 48 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 350 x 350 x 12 x 19

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

14DL 0 -50108 -439 -693 PuϕPn lt 02 0114

14DL 275 -49599 076 340 PuϕPn lt 02 0092

14DL 55 -49090 565 1356 PuϕPn lt 02 013

12DL + 16LL 0 -234590 -1264 -1380 PuϕPn gt 02 0846

12DL + 16LL 275 -234153 104 786 PuϕPn gt 02 0794

12DL + 16LL 55 -233716 1360 2854 PuϕPn gt 02 0871

12DL + 16LL + 05WL-X 0 -237561 -1198 2174 PuϕPn gt 02 0867

12DL + 16LL + 05WL-X 275 -237124 116 2293 PuϕPn gt 02 083

12DL + 16LL + 05WL-X 55 -236688 1312 2004 PuϕPn gt 02 0865

12DL + 16LL + 05WL-Y 0 -234440 -2572 -1245 PuϕPn gt 02 0889

12DL + 16LL + 05WL-Y 275 -234003 -342 865 PuϕPn gt 02 0803

12DL + 16LL + 05WL-Y 55 -233567 2144 2857 PuϕPn gt 02 0898

12DL + LL + WL-X 0 -168693 -156 6011 PuϕPn gt 02 0668

12DL + LL + WL-X 275 -168257 257 3604 PuϕPn gt 02 0629

12DL + LL + WL-X 55 -167820 583 512 PuϕPn gt 02 0586

12DL + LL + WL-Y 0 -162386 -4668 -795 PuϕPn gt 02 0716

12DL + LL + WL-Y 275 -161949 -1059 776 PuϕPn gt 02 0588

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

124

Tabel 48 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 350 x 350 x 12 x 19 (lanjutan)

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

12DL + LL + WL-Y 55 -161513 3203 2242 PuϕPn gt 02 0686

13DL + LL + ρRS-X Max 0 -161904 5293 4622 PuϕPn gt 02 0802

13DL + LL + ρRS-X Max 275 -161431 1821 3150 PuϕPn gt 02 0653

13DL + LL + ρRS-X Max 55 -160958 5145 3377 PuϕPn gt 02 0772

13DL + LL + ρRS-X Min 0 -171412 -7624 -5979 PuϕPn gt 02 0938

13DL + LL + ρRS-X Min 275 -170939 -1731 -1543 PuϕPn gt 02 0654

13DL + LL + ρRS-X Min 55 -170466 -2792 1061 PuϕPn gt 02 0681

13DL + LL + ρRS-Y Max 0 -157108 2483 11576 PuϕPn gt 02 0806

13DL + LL + ρRS-Y Max 275 -156635 990 6117 PuϕPn gt 02 0659

13DL + LL + ρRS-Y Max 55 -156162 2686 4441 PuϕPn gt 02 0688

13DL + LL + ρRS-Y Min 0 -177929 -3506 -10847 PuϕPn gt 02 0899

13DL + LL + ρRS-Y Min 275 -177456 -609 -3714 PuϕPn gt 02 0673

13DL + LL + ρRS-Y Min 55 -176983 -1052 -492 PuϕPn gt 02 0632

09DL + WL-X 0 -38166 033 6660 PuϕPn lt 02 0193

09DL + WL-X 275 -37839 110 3230 PuϕPn lt 02 013

09DL + WL-X 55 -37511 161 -829 PuϕPn lt 02 0085

09DL + WLY 0 -31859 -4479 -146 PuϕPn lt 02 0233

09DL + WLY 275 -31532 -1205 402 PuϕPn lt 02 0108

09DL + WLY 55 -31204 2781 901 PuϕPn lt 02 0179

08DL + ρRS-X Max 0 -23960 6089 5031 PuϕPn lt 02 0377

08DL + ρRS-X Max 275 -23669 1794 2588 PuϕPn lt 02 016

08DL + ρRS-X Max 55 -23378 4359 1901 PuϕPn lt 02 0248

08DL + ρRS-X Min 0 -33468 -6828 -5570 PuϕPn lt 02 0432

08DL + ρRS-X Min 275 -33177 -1757 -2105 PuϕPn lt 02 0165

08DL + ρRS-X Min 55 -32886 -3578 -415 PuϕPn lt 02 0204

08DL + ρRS-Y Max 0 -18520 2830 11228 PuϕPn lt 02 0359

08DL + ρRS-Y Max 275 -18229 860 5259 PuϕPn lt 02 0166

08DL + ρRS-Y Max 55 -17938 2141 3132 PuϕPn lt 02 0175

08DL + ρRS-Y Min 0 -39341 -3159 -11196 PuϕPn lt 02 0406

08DL + ρRS-Y Min 275 -39050 -739 -4572 PuϕPn lt 02 0182

08DL + ρRS-Y Min 55 -38759 -1596 -1801 PuϕPn lt 02 0162

Stress ratio maximum adalah 0938 lt 1 OK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

125

d Kapasitas kolom terhadap geser

Tabel 49 Resume gaya geser Kolom 350 x 350 x 12 x 19

V2 kN V3 kN

Vmax 18049 9887

Vmin -22158 -15602

- Kontrol terhadap geser sumbu x

ϕVn = 09 06 Aw fy

= 09 06 3744 240

= 48522 KN gt 22158 OK

- Kontrol terhadap geser sumbu y

ϕVn = 09 06 Af fy

= 09 06 12844 240

= 16645 KN gt 156 OK

4242 Kolom 300 x 300 x 10 x 15 ( A = 1198 cm2 )

Ix = 20400 cm4 Zx = 14647 cm3

Iy = 6750 cm4 Zy = 6817 cm3

Sx = 1360 cm3 Lp = 381 m

Sy = 450 cm3 Lr = 1376 m

rx = 131 cm Mp = 3515 KN m

ry = 751 cm Mr = 2312 KN m

Panjang tidak terkekang laterar = 3 m

Elastisitas bahan = 200000 MPa

Tegangan leleh bahan = 240 MPa

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

126

a Kapasitas kolom terhadap tekan

λ = lt 471

=

lt 471

= 39947 lt 13797

fe =

=

= 123797 MPa

lt 225

lt 225

01938 lt 225

Sehingga tegangan keritis adalah

fcr = 0658 fy

= 0658 240

= 221295 MPa

ϕPn = 09 fcr A

= 09 221295 11980

= 2386003 KN

b Kapasitas kolom terhadap momen sumbu x

L = 3 m

Lp = 381 m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

127

didapat Lp gt L sehingga momen ultimate adalah

Mn = Mp

= 35152 KN m

ϕ Mn = 09 35152

= 319376 KN m

c Kapasitas kolom terhadap momen sumbu y

ϕ Mn = 09 Zy fy

= 09 6817 240

= 147247 KN m

Tabel 410 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 300 x 300 x 10 x 15

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

14DL 0 -12254 -884 -306 PuϕPn lt 02 0096

14DL 275 -12082 -141 072 PuϕPn lt 02 0038

14DL 55 -11910 605 449 PuϕPn lt 02 0081

12DL + 16LL 0 -53658 -6540 -1683 PuϕPn gt 02 0667

12DL + 16LL 275 -53510 -1187 515 PuϕPn gt 02 0311

12DL + 16LL 55 -53362 4228 2705 PuϕPn gt 02 0555

12DL + 16LL + 05WL-X 0 -53789 -6536 -1139 PuϕPn gt 02 0652

12DL + 16LL + 05WL-X 275 -53641 -1183 464 PuϕPn gt 02 031

12DL + 16LL + 05WL-X 55 -53494 4231 2060 PuϕPn gt 02 0538

12DL + 16LL + 05WL-Y 0 -54867 -7138 -1717 PuϕPn gt 02 071

12DL + 16LL + 05WL-Y 275 -54719 -1176 504 PuϕPn gt 02 0315

12DL + 16LL + 05WL-Y 55 -54572 4762 2715 PuϕPn gt 02 0593

12DL + LL + WL-X 0 -37583 -4262 -046 PuϕPn lt 02 037

12DL + LL + WL-X 275 -37435 -786 246 PuϕPn lt 02 014

12DL + LL + WL-X 55 -37287 2730 534 PuϕPn lt 02 0281

12DL + LL + WL-Y 0 -40160 -5753 -1248 PuϕPn lt 02 0515

12DL + LL + WL-Y 275 -40012 -752 319 PuϕPn lt 02 0145

12DL + LL + WL-Y 55 -39864 4114 1881 PuϕPn lt 02 0423

13DL + LL + ρRS-X Max 0 -34864 -2278 258 PuϕPn lt 02 0236

13DL + LL + ρRS-X Max 275 -34704 -448 634 PuϕPn lt 02 0124

13DL + LL + ρRS-X Max 55 -34544 4920 3224 PuϕPn lt 02 0509

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

128

Tabel 410 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 300 x 300 x 10 x 15

(lanjutan)

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

13DL + LL + ρRS-X Min 0 -42010 -6668 -2496 PuϕPn lt 02 062

13DL + LL + ρRS-X Min 275 -41850 -1139 041 PuϕPn lt 02 0167

13DL + LL + ρRS-X Min 55 -41690 930 353 PuϕPn lt 02 0162

13DL + LL + ρRS-Y Max 0 -36078 -3269 1785 PuϕPn lt 02 0355

13DL + LL + ρRS-Y Max 275 -35917 -644 806 PuϕPn lt 02 0145

13DL + LL + ρRS-Y Max 55 -35757 3829 4637 PuϕPn lt 02 0482

13DL + LL + ρRS-Y Min 0 -40673 -5470 -3709 PuϕPn lt 02 0574

13DL + LL + ρRS-Y Min 275 -40513 -955 -183 PuϕPn lt 02 0156

13DL + LL + ρRS-Y Min 55 -40353 1791 -1478 PuϕPn lt 02 0253

09DL + WL-X 0 -8094 -537 895 PuϕPn lt 02 0082

09DL + WL-X 275 -7983 -084 -055 PuϕPn lt 02 0025

09DL + WL-X 55 -7872 371 -1002 PuϕPn lt 02 0074

09DL + WLY 0 -10671 -2028 -307 PuϕPn lt 02 017

09DL + WLY 275 -10560 -050 019 PuϕPn lt 02 0027

09DL + WLY 55 -10449 1755 346 PuϕPn lt 02 0153

08DL + ρRS-X Max 0 -3468 1674 1216 PuϕPn lt 02 016

08DL + ρRS-X Max 275 -3370 266 336 PuϕPn lt 02 0036

08DL + ρRS-X Max 55 -3271 2356 1674 PuϕPn lt 02 022

08DL + ρRS-X Min 0 -10614 -2716 -1539 PuϕPn lt 02 0256

08DL + ρRS-X Min 275 -10516 -426 -258 PuϕPn lt 02 006

08DL + ρRS-X Min 55 -10417 -1633 -1197 PuϕPn lt 02 0171

08DL + ρRS-Y Max 0 -4709 606 2625 PuϕPn lt 02 0135

08DL + ρRS-Y Max 275 -4610 075 529 PuϕPn lt 02 0032

08DL + ρRS-Y Max 55 -4512 1354 3250 PuϕPn lt 02 0205

08DL + ρRS-Y Min 0 -9304 -1595 -2869 PuϕPn lt 02 0219

08DL + ρRS-Y Min 275 -9206 -236 -459 PuϕPn lt 02 005

08DL + ρRS-Y Min 55 -9107 -684 -2866 PuϕPn lt 02 0157

Stress ratio maximum adalah 0710 lt 1 OK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

129

d Kapasitas kolom terhadap geser

Tabel 411 Resume gaya geser Kolom 300 x 300 x 10 x 15

V2 kN V3 kN

Vmax 18748 9962

Vmin -29322 -43951

- Kontrol terhadap geser sumbu x

ϕVn = 09 06 Aw fy

= 09 06 2700 240

= 34992 KN gt 29322 KN (OK)

- Kontrol terhadap geser sumbu y

ϕVn = 09 06 Af fy

= 09 06 8700 240

= 112752 KN gt 43951 KN (OK)

4243 Kolom 200 x 200 x 8 x 12 ( A = 6353 cm2 )

Ix = 4720 cm4 Zx = 5131 cm3

Iy = 1600 cm4 Zy = 2428 cm3

Sx = 472 cm3 Lp = 255 m

Sy = 160 cm3 Lr = 1072 m

rx = 862 cm Mp = 1231 KN m

ry = 502 cm Mr = 802 KN m

Panjang tidak terkekang laterar = 58 m

Elastisitas bahan = 200000 MPa

Tegangan leleh bahan = 240 MPa

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

130

a Kapasitas kolom terhadap tekan

λ = lt 471

=

lt 471

= 115538 lt 13797

fe =

=

= 14799 MPa

lt 225

lt 225

1621 lt 225

Sehingga tegangan keritis adalah

fcr = 0658 fy

= 0658 240

= 121737 MPa

ϕPn = 09 fcr A

= 09 121737 6353

= 696056 KN

b Kapasitas kolom terhadap momen sumbu x

L = 58 m

Lp = 255 m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

131

Lr = 1072 m

didapat Lp lt L lt Lr sehingga momen ultimate adalah

Mn = Cb [Mp ndash ( Mp- Mr)

]

= 1 [123144 - (123144 ndash 8024)

]

= 106077 KN m

ϕ Mn = 09 106077

= 9547 KN m

c Kapasitas kolom terhadap momen sumbu y

ϕ Mn = 09 Zy fy

= 09 2428 240

= 524448 KN m

Tabel 412 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 200 x 200 x 8 x 12

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

14DL 0 -2195 -043 -037 PuϕPn lt 02 0028

14DL 275 -2006 004 001 PuϕPn lt 02 0016

14DL 55 -1818 049 038 PuϕPn lt 02 0027

12DL + 16LL 0 -4566 -141 -070 PuϕPn lt 02 0068

12DL + 16LL 275 -4405 007 018 PuϕPn lt 02 0035

12DL + 16LL 55 -4243 152 107 PuϕPn lt 02 0071

12DL + 16LL + 05WL-X 0 -3107 -138 483 PuϕPn lt 02 0100

12DL + 16LL + 05WL-X 275 -2945 008 053 PuϕPn lt 02 0029

12DL + 16LL + 05WL-X 55 -2784 150 -378 PuϕPn lt 02 0089

12DL + 16LL + 05WL-Y 0 -4677 -384 -090 PuϕPn lt 02 0117

12DL + 16LL + 05WL-Y 275 -4516 -011 019 PuϕPn lt 02 0037

12DL + 16LL + 05WL-Y 55 -4354 364 127 PuϕPn lt 02 0115

12DL + LL + WL-X 0 -622 005 1055 PuϕPn lt 02 0116

12DL + LL + WL-X 275 -461 014 081 PuϕPn lt 02 0015

12DL + LL + WL-X 55 -299 021 -895 PuϕPn lt 02 01

12DL + LL + WL-Y 0 -3816 -763 -100 PuϕPn lt 02 0184

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

132

Tabel 412 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 200 x 200 x 8 x 12

(lanjutan)

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

12DL + LL + WL-Y 275 -3655 -041 014 PuϕPn lt 02 0036

12DL + LL + WL-Y 55 -3493 686 126 PuϕPn lt 02 017

13DL + LL + ρRS-X Max 0 -1973 939 590 PuϕPn lt 02 0255

13DL + LL + ρRS-X Max 275 -1798 079 054 PuϕPn lt 02 0034

13DL + LL + ρRS-X Max 55 -1623 1078 567 PuϕPn lt 02 0277

13DL + LL + ρRS-X Min 0 -5225 -1217 -612 PuϕPn lt 02 0334

13DL + LL + ρRS-X Min 275 -5050 -072 -025 PuϕPn lt 02 0053

13DL + LL + ρRS-X Min 55 -4875 -791 -486 PuϕPn lt 02 0237

13DL + LL + ρRS-Y Max 0 340 425 1491 PuϕPn lt 02 024

13DL + LL + ρRS-Y Max 275 514 043 110 PuϕPn lt 02 0024

13DL + LL + ρRS-Y Max 55 689 462 1152 PuϕPn lt 02 0214

13DL + LL + ρRS-Y Min 0 -6918 -505 -1281 PuϕPn lt 02 0281

13DL + LL + ρRS-Y Min 275 -6743 -023 -068 PuϕPn lt 02 006

13DL + LL + ρRS-Y Min 55 -6569 -343 -1273 PuϕPn lt 02 0246

09DL + WL-X 0 1511 008 1085 PuϕPn lt 02 0126

09DL + WL-X 275 1632 006 070 PuϕPn lt 02 0021

09DL + WL-X 55 1753 004 -947 PuϕPn lt 02 0113

09DL + WLY 0 -1682 -761 -069 PuϕPn lt 02 0165

09DL + WLY 275 -1561 -049 003 PuϕPn lt 02 0021

09DL + WLY 55 -1440 668 075 PuϕPn lt 02 0146

08DL + ρRS-X Max 0 412 1035 596 PuϕPn lt 02 0263

08DL + ρRS-X Max 275 519 077 041 PuϕPn lt 02 0023

08DL + ρRS-X Max 55 627 978 534 PuϕPn lt 02 0247

08DL + ρRS-X Min 0 -2840 -1120 -606 PuϕPn lt 02 0298

08DL + ρRS-X Min 275 -2733 -074 -038 PuϕPn lt 02 0038

08DL + ρRS-X Min 55 -2625 -891 -519 PuϕPn lt 02 0244

08DL + ρRS-Y Max 0 2516 453 1421 PuϕPn lt 02 0254

08DL + ρRS-Y Max 275 2624 036 093 PuϕPn lt 02 0036

08DL + ρRS-Y Max 55 2731 420 1186 PuϕPn lt 02 0224

08DL + ρRS-Y Min 0 -4742 -477 -1350 PuϕPn lt 02 0267

08DL + ρRS-Y Min 275 -4634 -030 -085 PuϕPn lt 02 0048

08DL + ρRS-Y Min 55 -4527 -385 -1239 PuϕPn lt 02 0236

Stress ratio maximum adalah 0334 lt 1 (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

133

e Kapasitas kolom terhadap geser

Tabel 413 Resume gaya geser Kolom 200 x 200 x 8 x 12

V2 kN V3 kN

Vmax 4961 3345

Vmin ‐45461 ‐40182

- Kontrol terhadap geser sumbu x

ϕVn = 09 06 Aw fy

= 09 06 1408 240

= 18247 KN gt 4961 OK

- Kontrol terhadap geser sumbu y

ϕVn = 09 06 Af fy

= 09 06 4512 240

= 584755 KN gt 40182 OK

4244 Balok Komposit 300 x 150 x 65 x 9 ( A = 4678 cm2 )

Ix = 7210 cm4 Zx = 522 cm3

Iy = 508 cm4 Zy = 1042 cm3

Sx = 481 cm3 Lp = 167 m

Sy = 677 cm3 Lr = 497 m

rx = 124 cm Mp = 1253 KN m

ry = 329 cm Mr = 817 KN m

Panjang tidak terkekang laterar = 8 m

Elastisitas bahan = 200000 MPa

Tegangan leleh bahan = 240 MPa

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

134

Tabel 414 Resume Gaya luar envelope balok komposit 300 x 150 x 65 x 9

Load CaseCombo Station P V2 V3 T M2 M3

m kN kN kN kN‐m kN‐m kN‐m

ENVELOPE Max 0175 0030 4867 0030 ‐0009 0012 35372

ENVELOPE Max 0671 0020 5715 0020 ‐0009 0000 32749

ENVELOPE Max 1166 0009 6564 0009 ‐0009 0000 30189

ENVELOPE Max 1662 0000 7412 0000 ‐0009 0000 30289

ENVELOPE Max 2158 0000 8260 0000 ‐0009 0000 29122

ENVELOPE Max 2653 0000 9109 0000 ‐0009 0004 26687

ENVELOPE Max 3149 0000 9957 0000 ‐0009 0018 22986

ENVELOPE Max 3617 0003 17149 0003 0059 0002 15061

ENVELOPE Max 4084 0003 17368 0003 0059 0000 10950

ENVELOPE Max 4552 0002 17587 0002 0059 0000 13087

ENVELOPE Max 5019 0001 17806 0001 0059 0000 15177

ENVELOPE Max 5487 0000 18025 0000 0059 0000 17921

ENVELOPE Max 5955 0000 18244 0000 0059 0000 22012

ENVELOPE Max 6422 0000 18463 0000 0059 0000 26039

ENVELOPE Max 6890 0000 18681 0000 0059 0000 30003

ENVELOPE Max 7357 0000 18900 0000 0059 0001 33905

ENVELOPE Max 7825 0000 19119 0000 0059 0003 37743

ENVELOPE Min 0175 0000 ‐28736 0000 ‐0084 0000 ‐56467

ENVELOPE Min 0671 0000 ‐26180 0000 ‐0084 0000 ‐42857

ENVELOPE Min 1166 0000 ‐23624 0000 ‐0084 ‐0007 ‐30998

ENVELOPE Min 1662 ‐0002 ‐21067 ‐0002 ‐0084 ‐0009 ‐23486

ENVELOPE Min 2158 ‐0013 ‐18511 ‐0013 ‐0084 ‐0005 ‐16393

ENVELOPE Min 2653 ‐0023 ‐15955 ‐0023 ‐0084 0000 ‐9722

ENVELOPE Min 3149 ‐0034 ‐13398 ‐0034 ‐0084 0000 ‐3471

ENVELOPE Min 3617 0000 ‐9354 0000 0007 0000 0930

ENVELOPE Min 4084 0000 ‐9219 0000 0007 0000 1369

ENVELOPE Min 4552 0000 ‐9084 0000 0007 ‐0001 ‐4717

ENVELOPE Min 5019 0000 ‐8950 0000 0007 ‐0001 ‐10866

ENVELOPE Min 5487 0000 ‐8815 0000 0007 ‐0002 ‐17834

ENVELOPE Min 5955 ‐0001 ‐8680 ‐0001 0007 ‐0002 ‐26313

ENVELOPE Min 6422 ‐0002 ‐8546 ‐0002 0007 ‐0001 ‐34895

ENVELOPE Min 6890 ‐0002 ‐8411 ‐0002 0007 0000 ‐43579

ENVELOPE Min 7357 ‐0003 ‐8276 ‐0003 0007 0000 ‐52366

ENVELOPE Min 7825 ‐0004 ‐8142 ‐0004 0007 0000 ‐61255

Didapat M+max 3774 KN m dan M-

max 6125 KN m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

135

a Kontrol momen positif

- menentukan lebar efektif pelat beton ( digunakan Lrelativ )

1 be lt

be lt

be lt 1

2 be lt bo

be lt 1

sehingga digunakan be = 1 meter

akibat adanya lubang pada floor deck maka digunakan bekivalen

bekivalen =

=

= 810 mm

- Menentukan nilai n

Ebeton = 4700 = 4700 radic25 = 23500

Ebaja = 200000

n = = = 851

- Menentukan lebar transformasi penampang beton

=

= 952 cm

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Pelat Beton 11424 6 68544 Floor Deck 1867 945 17646 Profil WF 4678 27 126306

sum 17969 sum 212496

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

136

ẏ = sum

sum =

= 11825 mm

Titik berat berada di pelat beton

a =

=

= 5968 mm

d1 = 05hprofil + tpelat = 150 + 120 = 270 mm

d2 = hprofil ndash ċ = 120 ndash 035 = 11965

ϕMn = 09 As fy ( d1- ӯ )

ϕMn = 09 x [ 4678 x 240 x (270 ndash 2984) +2646 550 (11965 ndash 2984) ]

ϕMn = 24266 + 1176

ϕMn = 25442 KN m gt Mu = 3774 KN m ( OK )

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

137

b Kontrol momen negatif

- Menentukan sumbu netral penampang

Tsr = Asr fyr

= 667 ( 503 ) 400

= 13413334 N

Tfd = As Fu

= 81485 550

= 4481675 N

T = Tsr + Tfd

= 13413334 + 448167

= 58230084 N

Cmax = As fy

= 4678 240

= 1122720 N

Cmax gt T maka titik berat berada pada profil baja

T + Ts = Cmax ndash Ts

2Ts = Cmax ndash T

Ts = 05 (1122720 ndash 58230084)

Ts = 270209 N

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

138

Jika sumbu netral jatuh di sayap maka

b tf fy = Ts

150 tw 240 = 27020958

t =

= 75 mm

- Menghitung garis kerja gaya pusat tekan

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Profil WF 4678 15000 701700 Flens -1125 29625 -333281

sum 3553 sum 36841

ӯ =

= 10369 mm

Momen terhadap garis kerja

Tsr Mn1 = Tsr (d ndash ӯ + ts ndash 24)

= 13413334 ( 300 ndash 10369 + 120 ndash 24 )

= 3920 KN m

Tfr Mn2 = Tfd ( d ndash ӯ + 25 )

= 4481675 ( 300 ndash 10369 + 25)

= 9918 KN m

Ts flens Mn3 = Ts ( d ndash ӯ ndash (752) )

= 270000 ( 300 ndash 10369 ndash 375 )

= 5199 KN m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

139

Mn = Mn1 + Mn2 + Mn3

= 3920 + 9918 + 5199

= 19037 KN m

ϕ Mn = 09 Mn

= 09 19037

= 17133 KN m gt 6125 KN m (OK)

D Dimensi Penghubung Geser (Shear Conector)

Gaya horizontal akibat aksi komposit penuh

Vh = 085 a b = 085 x 5968 x 1000 x 25 = 1268200 N

Digunakan Stud connector ⅝rdquo luas satu buah stud connector adalah

Asc = d2 = 158752 =19801 mm2

Kuat geser satu buah shear connector

Qn = 05 Asc lt Rg Rp Asc fu

Qn = 05 x 19801 x radic25 23500 lt 085 x 075 x 19801 x 550

Qn = 7588676 N lt 69427

Jumlah shear connector yang di butuhkan

N = = = 182 ~ 19 buah untuk setengah bentang

Total kebutuhan shear connector adalah 38 buah untuk semua bentang Jika

dipasang dua buah shear connector pada setiap penampang melintang maka

jarak shear connector adalah

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

140

S = = 421 mm

Smin = 6d = 6 x 15875 = 9525 mm

Smax = 8t = 8 x 120 = 960 mm

Strans = 4d = 4 x 15875 = 635 mm

Sehingga digunakan shear connector 2 x (⅝rdquo x 65 cm) dengan jarak 25 cm

E Kontrol Geser

Menghitung gaya geser ultimate

Vu = 43951 KN

Menghitung gaya geser nominal

ϕVn = 09 (06 fy) h tw

ϕVn = 09 x 06 x 240 x 282 x 65

ϕVn = 23755 KN gt Vu = 43951 (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

141

4245 Balok Komposit 350 x 175 x 7 x 11 ( A = 6314 cm2 )

Ix = 13600 cm4 Zx = 8408 cm3

Iy = 984 cm4 Zy = 1724 cm3

Sx = 775 cm3 Lp = 2 m

Sy = 112 cm3 Lr = 593 m

rx = 147 cm Mp = 2017 KN m

ry = 395 cm Mr = 1317 KN m

Panjang tidak terkekang laterar = 6 m

Elastisitas bahan = 200000 MPa

Tegangan leleh bahan = 240 MPa

Tabel 415 Resume Gaya luar envelope balok komposit 350 x 175 x 7 x 11

Load CaseCombo Station P V2 V3 T M2 M3

m kN kN kN kN-m kN-m kN-m

ENVELOPE Max 015 00015 -286870 00000 -00119 00000 -114887

ENVELOPE Max 061 00007 -285538 00000 -00119 00002 17497

ENVELOPE Max 108 00000 -284206 00001 -00119 00003 149271

ENVELOPE Max 154 00000 -282873 00009 -00119 00000 509357

ENVELOPE Max 200 00000 -281541 00017 -00119 00000 1180521

ENVELOPE Max 250 00009 99787 00000 00008 00001 1186148

ENVELOPE Max 300 00000 101228 00000 00008 00003 1190858

ENVELOPE Max 350 00000 102668 00009 00008 00001 1204523

ENVELOPE Max 400 00000 104108 00017 00008 00000 1220570

ENVELOPE Max 446 00009 1540139 00000 01032 00000 560851

ENVELOPE Max 493 00001 1542137 00000 01032 00003 155777

ENVELOPE Max 539 00000 1544136 00007 01032 00002 31225

ENVELOPE Max 585 00000 1546134 00015 01032 00000 -93930

ENVELOPE Min 015 00000 -1602940 -00015 -00945 -00003 -1807980

ENVELOPE Min 061 00000 -1600942 -00007 -00945 00000 -1124508

ENVELOPE Min 108 -00001 -1598944 00000 -00945 00000 -483534

ENVELOPE Min 154 -00009 -1596945 00000 -00945 00000 -72489

ENVELOPE Min 200 -00017 -1594947 00000 -00945 -00006 163564

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

142

Tabel 415 Resume Gaya luar envelope balok komposit 350 x 175 x 7 x 11

(lanjutan)

Load CaseCombo Station P V2 V3 T M2 M3

m kN kN kN kN-m kN-m kN-m

ENVELOPE Min 250 00000 -138749 -00009 -00032 00000 224275

ENVELOPE Min 300 00000 -136409 00000 -00032 00000 283264

ENVELOPE Min 350 -00009 -134068 00000 -00032 00000 259583

ENVELOPE Min 400 -00017 -131728 00000 -00032 -00006 208160

ENVELOPE Min 446 00000 267215 -00009 00146 00000 -14744

ENVELOPE Min 493 00000 268547 -00001 00146 00000 -341901

ENVELOPE Min 539 -00007 269880 00000 00146 00000 -951197

ENVELOPE Min 585 -00015 271212 00000 00146 -00003 -1655771

Didapat M+max 122057 KN m dan M-

max -180798 KN m

a Kontrol momen positif

- menentukan lebar efektif pelat beton

1 be lt

be lt

be lt 075

2 be lt bo

be lt 1

sehingga digunakan be = 075 meter

akibat adanya lubang pada floor deck maka digunakan bekivalen

bekivalen =

= = 614633 mm

- Menentukan nilai n

Ebeton = 4700 = 4700 radic25 = 23500

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

143

Ebaja = 200000

n = = = 851

- Menentukan lebar transformasi penampang beton

=

= 723 cm

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Pelat Beton 864 6 5184 Profil WF 6314 295 186263

sum 16546 sum 253147

ẏ = sum

sum =

= 1592 cm

Titik berat berada di profil baja titik pusat tarik baja profil

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Profil WF 6314 175 11049500 Flens -1925 3445 - 6631625 Web -1974 3249 - 6413526

sum 41916 sum 3776522

ẏ = sum

sum =

= 90097 cm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

144

momen nominal positif

a =

=

= 6311 mm

d1 = h - ӯ + tpelat = 350 - 90 + 120 = 380 mm

d2 = h - ӯ ndash (112) = 350 - 90 - 55 = 2545 mm

d3 = h - ӯ - tf - (2822) = 350 - 90 ndash 11 ndash 141 = 2349 mm

ϕMn = 09 085 a b fcrsquo ( d1- ) + 09 Asf fy (d2) + 09 Asw fy (d3)

ϕMn = 09 x [ 085 x 6311 x 750 x 25 x ( 380 -

) + 11 x 175 x 240 x 2545

+ 282 x 7 x 240 x 2349 ]

ϕMn = 4308 KN m gt Mu = 122057 KN m ( OK )

b Kontrol momen negatif

- Menentukan sumbu netral penampang

Tsr = Asr fyr

= 667 ( 503 ) 400

= 13413334

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

145

Tfd = As Fu

= 595 550

= 327250

T = Tsr + Tfd

= 13413334 + 327250

= 46138334

Cmax = As fy

= 6314 240

= 1515360

Cmax gt T maka titik berat berada pada profil baja

T + Ts = Cmax ndash Ts

2Ts = Cmax ndash T

Ts = 05 (1515360 ndash 46138334)

Ts = 52698833

Jika sumbu netral jatuh di web maka

b tf fy = Ts

h 7 240 = 52698833 ndash (175 11 240)

h =

= 3869 mm

- Menghitung garis kerja gaya pusat tekan

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Profil WF 6314 17500 11049500 Flens -1925 34450 - 6631625 Web -270 31965 - 863068

sum 4119 sum 3554806

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

146

ӯ =

= 8630 mm

Momen terhadap pusat tekan

Tsr Mn1 = Tsr (d ndash ӯ + t ndash 24)

= 13413334 ( 350 ndash 8630 + 120 ndash 24 )

= 48247 KN m

Tfr Mn2 = Tfd ( d ndash ӯ + 25 )

= 327250 ( 350 - 8630 + 25)

= 94477 KN m

Ts flens Mn3 = Tf ( d ndash ӯ ndash (112) )

= 462000 ( 350 ndash 8630 ndash 55 )

= 119288 KN m

Ts web M4 = Tw ( d ndash ӯ ndash 11 ndash (38692) )

= 37464 ( 350 ndash 8630 ndash 11 ndash 1934 )

= 15167 KN m

Mn = Mn1 + Mn2 + Mn3 + Mn4

= 48247 + 94477 + 119288 + 15167

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

147

= 277179 KN m

ϕ Mn = 09 Mn

= 09 277179

= 249461 KN m gt 180798 KN m (OK)

D Dimensi Penghubung Geser (Shear Conector)

Gaya horizontal akibat aksi komposit penuh

Vh = 085 a b = 085 x 6311 x 750 x 25 = 1005816 N

Digunakan Stud connector ⅝rdquo luas satu buah stud connector adalah

Asc = d2 = 158752 =19801 mm2

Kuat geser satu buah shear connector

Qn = 05 Asc lt Rg Rp Asc fu

Qn = 05 x 19801 x radic25 23500 lt 085 x 075 x 19801 x 550

Qn = 7588676 N lt 69427

Jumlah shear connector yang di butuhkan

N = = = 1448 ~ 15 buah untuk setengah bentang

Total kebutuhan shear connector adalah 28 buah untuk semua bentang Jika

dipasang dua buah shear connector pada setiap penampang melintang maka

jarak shear connector adalah

S = = 400 mm

Smin = 6d = 6 x 15875 = 9525 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

148

Smax = 8t = 8 x 120 = 960 mm

Strans = 4d = 4 x 15875 = 635 mm

Sehingga digunakan shear connector 2 x (⅝rdquo x 65 cm) dengan jarak 25

cm

E Kontrol Geser

Menghitung gaya geser ultimate

Vu = 160294

Menghitung gaya geser nominal

ϕVn = 09 (06 fy) h tw

ϕVn = 09 x 06 x 240 x 328 x 7

ϕVn = 29756 KN gt Vu = 160294 KN (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

149

425 Dimensi Sambungan

4251 Sambungan Balok Kolom

1 Sambungan Balok Kolom IWF 350 x 175 x 7 x 11 (ϕMP = 182 KN m)

Gambar 416 Rencana sambungan balok kolom IWF 350 x 175 x 7 x 11

Data geometri sambungan

pfo = 80 pfi = pb = 60 mm

h0 = hpr + pfo = 350 + 80 = 430 mm

h1 = hpr ndash tf ndash pfi = 350 ndash 11 ndash 60 = 279 mm

h2 = hpr ndash tf ndash pfi ndash pb = 350 ndash 11 ndash 60 ndash 60 = 219 mm

g = 95 mm

de = 50 mm

bp = 175 mm

hst = 130 mm -gt Lst = = = 22516 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

150

- Momen rencana sambungan (tebal pelat rencana 24 mm)

Muc = Mp + Vu (Lst + tp)

= 182 + 1603 x ( 22516 + 24 )10-3

= 22194 KN m

- Kontrol tebal end-plate

s =

= radic175 95

= 64468 mm

Yp = lang rang 2 lang rang lang rang

2

1 lang 34rang 2

42

Yp = 279 lang rang 219 lang

rang 430 lang rang

295

279 lang60 3 604

rang 219 64468 604

952

Yp = 113067 + 983126 + 475

Yp = 216129

t =

=

= 2297 lt t (24 mm) (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

151

- Kontrol tebal pelat pengaku

Direncanakan tebal pelat pengaku = 10 mm

tst = 10 mm (hst = 130 mm Lst = 22516 mm)

cek tekuk lokal

lt 056

lt

13 lt 1616 (OK)

- Kontrol Sambungan Baut

Digunakan baut A325 M20 (Ab = 31428 mm2 )

Tegangan nominal tarik baut bergantung pada gaya geser ultimate

fnt = 620 MPa

fnv = 372 MPa

frv =

=

= 51 MPa

fnrsquo = 13 fnt -

frv lt fnt

fnrsquo = 13 x 620 -

x 51 lt 620

fnrsquo = 693 lt 620

sehingga tegangan tarik maximum yang digunakan adalah 620 MPa

momen tahanan sambungan baut adalah

ϕMnp = 2ϕPt sum

= 2ϕPt (h0 + h1 + h2)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

152

= 2 075 31428 620 ( 430 + 279 + 219 )

= 271236 KN m gt Muc = 22194 KN m (OK)

- Kontrol las

Digunakan las dengan tebal las maximum yaitu

tlas 1 = 6 mm untuk las vertical

tlas 2 = 9 mm untuk las horizontal

Menentukan tiitk berat las

Las

(i)

1 2hst tlas 1 = 1560 = 424

2 2b2 tlas 2 = 1377 = 3635

3 2b1 tlas 2 = 1404 = 3435

4 2h1 tlas 1 = 3936 = 184

5 2b1 tlas 2 = 1404 = 245

6 2b2 tlas 2 = 1377 = 45

sum A = 9681

61965

2409072sum AY =

05tlas

tf + 15tlas 34398

hpr ‐ tf + tlas 482274

05hpr + tlas 724224

hpr + 05hst + tlas 661440

hpr + 15tlas 5005395

Luas (Ai) Jarak ke sumbu x (yi) Ai x yi

(mm2) (mm) mm

3

h1 = hpr ndash 2tf

= 350 ndash 211

= 328 mm

b1 = 05 [be - tw - 2tlas)

= 05 [175 ndash 7 ndash 26]

= 78 mm

b2 = 05 [be ndash tst - 2tlas)

= 05 [175 ndash 10 ndash 26]

= 765 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

153

ӯ = sumAy

sumA =

2409072 = 248845 mm

kekuatan las

fEXX = 490 MPa (E60)

ϕRn = 075 te 06 fEXX

= 075 x 0707 x 6 x 06 x 490

= 93536 N

Kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 7 x 06 x 370

= 11655 N

Kekuatan las menentukan kekuatan sambungan las dipengaruhi oleh geser

dan lentur sehingga tegangan geser untuk lentur

frv = = = 1655 MPa

fn =

= 490 1655

= 4897 MPa

Momen lentur nominal las

ϕfu = 075 0707 06 fEXX

= 075 x 0707 x 06 x 4897

= 155804 Nmm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

154

momen plastis terhadap garis netral adalah

Mn = 22914 KN m gt Muc = 22194 KN m (OK)

Las Luas (Ai) ϕfu Gaya Las

(i) (mm2) Mpa KN

1 1560 155804 2430542 1377 155804 2145423 1404 155804 2187494 3936 155804 6132455 1404 155804 2187496 1377 155804 214542

397664907552422

229140sum Mn

01150095006502240244

Mn

KN m425722459820706

Lengan kopel

m0175

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

155

2 Sambungan Balok Kolom IWF 300 x 150 x 65 x 9 (ϕMP = 113 KN m)

Gambar 417 Rencana sambungan balok kolom IWF 300 x 150 x 65 x 9

Data geometri sambungan

pfo = 80 pfi = 60 mm

h0 = hpr + pfo = 300 + 80 = 380 mm

h1 = hpr ndash tf ndash pfi = 300 ndash 9 ndash 60 = 231 mm

g = 70 mm

de = 75 mm

bp = 150 mm

hst = 155 mm -gt Lst = = 26846mm

- Momen rencana sambungan (tebal pelat rencana 24 mm)

Muc = Mp + Vu (Lst + tp)

= 113 + 285 x ( 26846 + 14 )10-3

= 12105 KN m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

156

- Kontrol tebal end-plate

s =

= radic150 70

= 51234 mm

Yp = lang rang lang rang

2

1lang rang 0

Yp = 231 lang

rang 380 lang

rang

270

231lang51234 51234rang 380 75 80

Yp = 131069 + 235914

Yp = 366983

t =

=

= 1302 lt t (14 mm) (OK)

- Kontrol tebal pelat pengaku

Direncanakan tebal pelat pengaku = 10 mm

tst = 10 mm (hst = 155 mm Lst = 26846 mm)

cek tekuk lokal

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

157

lt 056

lt

155 lt 1616 (OK)

- Kontrol Sambungan Baut

Digunakan baut A325 M20 (Ab = 31428 mm2 )

Tegangan nominal tarik baut bergantung pada gaya geser ultimate

fnt = 620 MPa

fnv = 372 MPa

frv =

=

= 16 MPa

fnrsquo = 13 fnt -

frv lt fnt

fnrsquo = 13 x 620 -

x 16 lt 620

fnrsquo = 770 lt 620

sehingga tegangan tarik maximum yang digunakan adalah 620 MPa

momen tahanan sambungan baut adalah

ϕMnp = 2ϕPt sum

= 2ϕPt (h0 + h1)

= 2 075 31428 620 ( 380 + 231)

= 17858 KN m gt Muc = 12105 KN m (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

158

- Kontrol las

Digunakan las dengan tebal las maximum yaitu

tlas 1 = 6 mm untuk las vertical

tlas 2 = 7 mm untuk las horizontal

Menentukan tiitk berat las

ӯ = sumAy

sumA =

1999635 = 228190 mm

Las

(i)

1 2hst tlas 1 = 1860 = 3865

2 2b2 tlas 2 = 1152 = 3135

3 2b1 tlas 2 = 11835 = 2955

4 2h1 tlas 1 = 3384 = 159

5 2b1 tlas 2 = 11835 = 225

6 2b2 tlas 2 = 1152 = 45

sum A = 8763

tf + 15tlas 2662875

05tlas 5184

sum AY = 1999635

hpr ‐ tf + tlas 34972425

05hpr + tlas 538056

hpr + 05hst + tlas 718890

hpr + 15tlas 361152

Luas (Ai) Jarak ke sumbu x (yi) Ai x yi

(mm2) (mm) mm

3

h1 = hpr ndash 2tf

= 300 ndash 29

= 282 mm

b1 = 05 [be - tw - 2tlas)

= 05 [150ndash 65 ndash 26]

= 6575 mm

b2 = 05 [be ndash tst - 2tlas)

= 05 [150 ndash 10 ndash 26]

= 64 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

159

kekuatan las

fEXX = 490 MPa

ϕRn = 075 te 06 fEXX

= 075 x 0707 x 6 x 06 x 490

= 935361 N

Kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 65 x 06 x 370

= 108225 N

Kekuatan las menentukan kekuatan sambungan las dipengaruhi oleh geser

dan lentur sehingga tegangan geser untuk lentur

frv = = = 325 MPa

fn =

= 490 325

= 4899 MPa

Momen lentur nominal las

ϕfu = 075 0707 06 fEXX

= 075 x 0707 x 06 x 4899

= 155861 Nmm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

160

momen plastis terhadap garis netral adalah

Mn = 188227 KN m gt Muc = 12105 KN m (OK)

Las Luas (Ai) ϕfu Gaya Las

(i) (mm2) Mpa KN

1 1860 155861 2899012 1152 155861 1795523 11835 155861 1844614 3384 155861 5274345 11835 155861 1844616 1152 155861 179552

sum Mn 188227

0069 364930206 379420224 40164

0158 458940085 153170067 12416

Lengan kopel Mn

m KN m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

161

4251 Sambungan Balok Balok

1 Sambungan Balok Balok IWF 300 x 150 x 65 x 9 (ϕVn = 2527 KN m)

Gambar 418 Rencana sambungan balok balok IWF 300 x 150 x 65 x 9

Dicoba 5 buah baut M16 (AB = 20114 mm2) dengan tebal pelat 8 mm

fnv = 372 MPa

Kekuatan geser baut

ϕRn = 075 fn AB

= 075 x 372 x 20114

= 5611 KN

Kekuatan tumpuan baut

ϕRn = 12 lc t fu lt 24 d t fu

ϕRn = 12 x 32 x 8 x 370 lt 24 x 16 x 8 x 37

ϕRn = 113664 lt 113664

Jumlah baut perlu

nBAUT =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

162

=

= 45 ~ 5 baut

Untuk baut diameter 16 jarak ke tepi

Jarak minimum = 22 mm (tabel 227)

Jarak maximum = 12 tmin = 12x 6 = 72 mm

Diambil 34 mm

Untuk baut diameter 16 jarak antar baut

Jarak minimum = 3d = 3 x 16 = 48 mm

Jarak maximum = 14 tmin = 14 x 6 = 84 mm

Diambil 50 mm

Kontrol Pelat

ϕVn = 09 x 06 x Ag x fy

= 09 x 06 x 268 x 8 x 240

= 2778 KN gt 2527 KN

Kontrol Las

kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 65 x 06 x 370

= 1082 Nmm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

163

kekuatan las transversal

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490

= 779467 Nmm

kekuatan las longitudinal

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490 x ( 1 + 05sin15 90 )

= 116920 Nmm

Sehingga kekuatan sambungan las adalah

P =sum ϕRn min x L

= 779467 x 268 + 1082 x 1295

= 349 KN gt 2527 KN (OK)

Gambar 419 Detail sambungan balok balok IWF 300 x 150 x 65 x 9

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

164

2 Sambungan Balok Balok IWF 250 x 125 x 6 x 9 (ϕVn = 1944 KN m)

Gambar 420 Rencana sambungan balok balok IWF 250 x 125 x 6 x 9

Dicoba 4 buah baut M16 (AB = 20114 mm2) dengan tebal pelat 8 mm

fnv = 372 MPa

Kekuatan geser baut

ϕRn = 075 fn AB

= 075 x 372 x 20114

= 5611 KN

Kekuatan tumpuan baut

ϕRn = 12 lc t fu lt 24 d t fu

ϕRn = 12 x 32 x 8 x 370 lt 24 x 16 x 8 x 370

ϕRn = 113664 lt 113664

Jumlah baut perlu

nBAUT =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

165

=

= 346 ~ 4 baut

Untuk baut diameter 16 jarak ke tepi

Jarak minimum = 22 mm (tabel 227)

Jarak maximum = 12 tmin = 12x 6 = 72 mm

Diambil 34 mm

Untuk baut diameter 16 jarak antar baut

Jarak minimum = 3d = 3 x 16 = 48 mm

Jarak maximum = 14 tmin = 14 x 6 = 84 mm

Diambil 50 mm

Kontrol Pelat

ϕVn = 09 x 06 x Ag x fy

= 09 x 06 x 218 x 8 x 240

= 22602 KN gt 1944 KN

Kontrol Las

kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 6 x 06 x 370

= 999 Nmm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

166

kekuatan las transversal

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490

= 779467 Nmm

kekuatan las longitudinal

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490 x ( 1 + 05sin15 90 )

= 116920 Nmm

Sehingga kekuatan sambungan las adalah

P =sum ϕRn min x L

= 779467 x 268 + 999 x 1295

= 33826 KN gt 1944 KN (OK)

Gambar 421 Detail sambungan balok balok IWF IWF 250 x 125 x 6 x 9

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

167

3 Sambungan Balok Balok IWF 200 x 100 x 55 x 8 (ϕVn = 1422 KN m)

Gambar 422 Rencana sambungan balok balok IWF 200 x 100 x 55 x 8

Dicoba 3 buah baut M16 (AB = 20114 mm2) dengan tebal pelat pengaku 8 mm

fnv = 372 MPa

Kekuatan geser baut

ϕRn = 075 fn AB

= 075 x 372 x 20114

= 5611 KN

Kekuatan tumpuan baut

ϕRn = 12 lc t fu lt 24 d t fu

ϕRn = 12 x 32 x 8 x 370 lt 24 x 16 x 8 x 370

ϕRn = 113664 lt 113664

Jumlah baut perlu

nBAUT =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

168

=

= 253 ~ 3 baut

Untuk baut diameter 16 jarak ke tepi

Jarak minimum = 22 mm (tabel 227)

Jarak maximum = 12 tmin = 12 x 6 = 72 mm

Diambil 34 mm

Untuk baut diameter 16 jarak antar baut

Jarak minimum = 3d = 3 x 16 = 48 mm

Jarak maximum = 14 tmin = 14 x 6 = 84 mm

Diambil 50 mm

Kontrol Pelat

ϕVn = 09 x 06 x Ag x fy

= 09 x 06 x 168 x 8 x 240

= 174 KN gt 1422 KN

Kontrol Las

kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 55 x 06 x 370

= 91575 Nmm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

169

kekuatan las

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490

= 779467 Nmm

Sehingga kekuatan sambungan las adalah

P = ϕRn min x L

= 779467 x 268

= 20889 KN gt 158 KN (OK)

Gambar 423 Detail sambungan balok balok IWF 200 x 100 x 55 x 8

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

170

4 Sambungan Balok Balok L 70 x 70 x 7 (ϕVn = 635 KN m)

Gambar 424 Rencana sambungan balok balok L 70 x 70 x 7

Kontrol las dengan tebal 5 mm

kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 6 x 06 x 370

= 999 Nmm

kekuatan las

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490

= 779467 Nmm

Sehingga kekuatan sambungan las adalah

P = ϕRn min x L

= 779467 x 110

= 8574 KN gt 635KN (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

171

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

51 Kesimpulan

Dari hasil perhitungan dan analisa yangtelah dilakukan maka dapat diambil

kesimpulansebagai berikut

1 Dari hasil analisa perhitungan struktur sekunder didapatkan

Pelat lantai elevasi + 580 menggunakan Bondex LYSAGHT

INDONESIA BMT = 07 mm dengan tebal plat beton 120 mm dan untuk

elevasi lain nya digunakan pelat chekered t = 45 mm dengan siku L 70 x

70 x 7 sebagai pengaku

Balok anak lantai pabrik

1 WF 250 x 125 x 6 x 9 untuk elevasi + 580 m

2 WF 200 x 100 x 55 x 8 untuk elevasi yang lain

Gording dengan profil CNP 150 x 50 x 20 x 32

Sagrod Oslash 10 mm

Ikatan angin Oslash 22 mm

Balok tangga UNP 200 x 80 x 75 x 11

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

172

2 Dari hasil analisa perhitungan struktur primer didapatkan

Kolom 350 x 350 x 12 x 19 untuk elevasi +000 sd +1640 pada portal 7

portal 6 dan portal 5

Kolom 300 x 300 x 10 x 15 untuk portal 12 portal 11 portal 10 portal 8

dan portal 7 portal 6 portal 5 dari elevasi +1640 sd +3550

Kolom 200 x 200 x 8 x 12 untuk kolom pendukung pada portal 8 dan 9

Balok 350 x 175 x 7 x 11 komposit untuk elevasi +580

Balok 350 x 175 x 7 x 11 untuk balok atap

Balok 300 x 150 x 65 x 9 komposit untuk balok induk semua elevasi

sesuai gambar kerja

3 Rekapitulasi gaya pada struktur

Tabel 51 Resume gaya luar dan stress ratio kolom

No Dimensi Profil Pu Mux Muy ϕPn ϕMnx ϕMny Stress

Ratio KN KN m KN m KN KN m KN m

1 350 x 350 x 12 x 19 -171412 -7624 -5979 308307 51924 25377 0938

2 300 x 300 x 10 x 15 -54867 -7138 -1717 238600 31937 14724 0710

3 200 x 200 x 8 x 12 -5225 -1217 -612 69605 9547 5244 0334

Tabel 52 Resume gaya luar dan stress ratio balok komposit

No Dimensi Profil M+

max M-max ϕM+ ϕM-

KN m Stress

Ratio (M+) Stress Ratio

(M+) KN m KN m KN m

1 350 x 175 x 7 x 11 122057 180798 43080 249461 0283 0724

2 300 x 150 x 65 x 9 3774 6125 25442 17133 0148 0357

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

173

52 Saran

Perencanaan struktur harus mempertimbangkan aspek teknis ekonomi dan

estetika Pemodelan yang sederhana dapat mempermudah pekerjaan analisa

struktur dan diharapkan hasil yang mendekati kondisi sesungguhnya Perlu

dilakukan analisa geoteknik untuk menentukan titik jepit sesungguhnya agar

mendapatkan hasil prilaku struktur yang sebenarnya

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

188

DAFTAR PUSTAKA

Anonim1 1983 Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung 1983

Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Anonim2 2002 Tatacara Perencanaan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung

SNI 03-2478-2002 Badan Standardisasi Nasional

Anonim3 2012 Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur

Bangunan Gedung Dan Non Gedung SNI-1726-2012 Badan

Standardisasi Nasional

Anonim4 2015 Spesifikasi untuk bangunan baja gedung baja struktural SNI

1729-2015 Badan Standardisasi Nasional

Asroni A 2010 Balok dan Pelat Beton Bertulang Yogyakarta Graha Ilmu

Dewobroto Wiryanto 2015 Struktur Baja Perilaku Analisis Dan

Disain ndash AISC 2010 Tangerang LUMINA Press

Fakhrur Rozi Muhammad 2014 ldquoPengaruh Panjang Daerah Pemasangan Shear

Connector Pada Balok Komposit Terhadap Kuat Lenturrdquo Jurnal Rekayasa

Teknik Sipil Vol 2 No 2 4

Oentoeng 1999 Konstruksi Baja Yogyakarta ANDI

Salmon CG dkk 1995 Struktur Baja Disain Dan Perilaku Jakarta Erlangga

Schueller Wolfgang 1989 Struktur Bangunan Bertingkat Tinggi

Bandung PT ERESCO

Schodek Daniel L 1991 Struktur Bandung PT ERESCO

Setiawan Agus 2008 Perencanaan Struktur Baja dengan Metode LRFD

Jakarta Erlangga

Smith JC Structural Steel Design LRFD Approach Canada Jhon Wlwy amp

Sons 1991

Park R 1989 Evaluation of Ductility of Structures And Structural Assemblages

From Laboratory TestingBulletin of the New Zealand National Society for

Earthquake Engineering Vol 22 No 3 Sepetember 1989New Zealand

University of Canterbury

McComarc JC Structural Steel Design New York Harper amp Row 1981

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xvi

Murray TM dan SummerEA 2003 ldquoExtended End-Plate Moment Connections

Seismic and Wind Applications 2nd Editionrdquo Steel Design Guide Series -

4 American Institute of Steel Construction Inc

Wijaya PK Panjang efektif Untuk Tekuk Torsi Lateral Pada Balok Baja

Dengan Penampang I Konferensi Nasional Teknik Sipil 7 2013

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

  • Cover
  • Abstrak
  • KATA PENGANTAR
  • DAFTAR ISI
  • BAB I
  • BAB II
  • BAB III
  • BAB IV
  • BAB V
  • Daftar Pustaka
Page 7: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …

vi

2224 Perencanaan Batang Lentur 42

2225 Perencanaan Balok Kolom 48

2226 Perencanaan Balok Komposit 48

2227 Perencanaan Sambungan Las 59

2228 Perencanaan Sambungan Baut 63

23 Disain untuk Stabilitas 72

BAB III METODE PENELITIAN 79

31 Persiapan 79

32 Bagan Alir 79

321 Mulai 80

322 Pengumpulan Data 80

323 Studi Literatur 80

324 Tahap Disain Data 81

325 Pengolahan Data 82

326 Hasil Dan Pembahasan 82

327 Kesimpulan dan saran 82

328 Selesai 82

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 83

41 Disain Struktur Sekunder 83

411 Pelat Floor Deck 83

412 Balok Anak Pelat Floor Deck 86

413 Pelat Chekered 91

414 Siku Pengaku Pelat Chekered 93

415 Balok Anak Pelat Chekered 95

416 Gording 97

417 Sagrod 103

418 Ikatan Angin 105

419 Tangga 108

42 Disain Struktur Primer 111

421 Beban Beban Yang Bekerja 111

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

vii

4211 Beban Grafitasi 111

4212 Beban angin 112

4213 Beban Gempa 113

4214 Beban Notional 118

422 Kombinasi Beban 118

423 Kontrol Drift 119

424 Kontrol Profil 121

4241 Kolom 350 x 350 x 12 x 19 121

4242 Kolom 300 x 300 x 10 x 15 125

4243 Kolom 200 x 200 x 8 x 12 129

4244 Balok Komposit 300 x 150 x 65 x 9 133

4245 Balok Komposit 350 x 175 x 7 x 11 141

425 Dimensi Sambungan 149

4251 Sambungan Balok Kolom 149

4252 Sambungan Balok Balok 161

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 171

51 Kesimpulan 171

52 Saran 173

DAFTAR PUSTAKA 174

LAMPIRAN A

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

viii

DAFTAR TABEL

Tabel 21 Berat jenis bahan bangunan 6

Tabel 22 Beban Mati Tambahan (komponen gedung) 7

Tabel 23 Beban Hidup Pada Lantai Bangunan 9

Tabel 24 Beban Hidup Pada Atap 10

Tabel 25 Koefisien reduksi beban hidup 11

Tabel 26 Koefisien Beban Angin 13

Tabel 27 Kategori risiko bangunan gedung dan non gedung untuk beban

gempa 15

Tabel 28 Faktor keutamaan gempa 17

Tabel 29 Faktor R Cd dan Ω0 untuk sistem penahan gaya gempa 19

Tabel 210 Klasifikasi situs 24

Tabel 211 Koefisien situs Fa 26

Tabel 212 Koefisien situs Fv 27

Tabel 213 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan pada

perioda pendek 28

Tabel 214 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan

pada perioda 1 detik 28

Tabel 215 Nilai parameter perioda pendekatan Ct dan x 31

Tabel 216 Koefisien untuk batas perioda struktur 32

Tabel 217 Persyaratan untuk masing-masing tingkat yang menahan lebih dari

35 persen gaya geser dasar 34

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

ix

Tabel 218 Simpangan antar lantai ijin 37

Tabel 219 Tebal Minimum balok non-prategang atau pelat satu arah bila

lendutan tidak dihitung 38

Tabel 220 Rasio Tulangan Minimum Pada Pelat 40

Tabel 221 Nilai kekuatan lentur berdasarkan SNI 1729 2015 42

Tabel 222 Batas Lendutan Maksimum 46

Tabel 223 Nilai untuk Rg dan Rp untuk setiap kasus Kapasitas untuk angkur

steel headed stud 59

Tabel 224 Tebal minimum las sudut 61

Tabel 225 Pratarik baut minimum kN 64

Tabel 226 Kekuatan nominal pengencang dan bagian yang berulir ksi (MPa) 66

Tabel 227 Dimensi Lubang Nominal mm 66

Tabel 228 Jarak tepi minimum dari pusat lubang standar ke tepi dari bagian

yang disambung 67

Tabel 229 Kapasitas sambungan end-pelat menurut AISC 2003 70

Tabel 41 Beban mati struktur (rangka) 115

Tabel 42 Beban mati struktur (Atap partisi diafragma dll) 115

Tabel 43 Beban hidup struktur 116

Tabel 44 Waktu getar alami dan partisipasi massa 116

Tabel 45 Base Reaction 117

Tabel 46 Simpangan antar lantai akibat gempa X 119

Tabel 47 Simpangan antar lantai akibat gempa Y 120

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

x

Tabel 48 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 350 x 350 x 12 x 19 123

Tabel 49 Resume gaya geser Kolom 350 x 350 x 12 x 19 125

Tabel 410 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 300 x 300 x 10 x 15 127

Tabel 411 Resume gaya geser Kolom 300 x 300 x 10 x 15 129

Tabel 412 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 200 x 200 x 8 x 12 131

Tabel 413 Resume gaya geser Kolom 200 x 200 x 8 x 12 133

Tabel 414 Resume Gaya luar envelope balok komposit 300 x 150 x 65 x 9 134

Tabel 415 Resume Gaya luar envelope balok komposit 350 x 175 x 7 x 11 141

Tabel 51 Resume gaya luar dan stress ratio kolom 172

Tabel 52 Resume gaya luar dan stress ratio balok komposit 172

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 21 Jalur Cincin Api dan Gunung Berapi Sebagai Pusat Gempa 14

Gambar 22 Peta Gempa Pada SNI 1726 2012 14

Gambar 23 Respon Spektrum Gempa Rencana Wilayah Medan (SNI-03-

1726-2012) 17

Gambar 24 Penentuan simpangan antar lantai 36

Gambar 25 Diagram tegangan momen positif floor deck 39

Gambar 26 Diagram tegangan momen negatif floor deck 41

Gambar 27 Kuat Momen Lentur Nominal Akibat Tekuk Torsi Lateral 45

Gambar 28 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan

ẏ lt (ts - hfd) 50

Gambar 29 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan

ẏ gt (ts - hfd) 50

Gambar 210 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan

ẏ lt (ts + tf) 52

Gambar 211 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan

ẏ gt (ts + tf) 53

Gambar 212 Diagram tegangan balok komposit momen negatif dengan

ts gt ẏ gt (ts + tf) 55

Gambar 213 Diagram tegangan balok komposit momen negatif dengan

ẏ gt (ts + tf) 56

Gambar 214 Tebal efektif las sudut 60

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xii

Gambar 215 Panjang las longitudinal 61

Gambar 216 Momen plastis siklik pada sambungan pemikul momen 63

Gambar 217 Sambungan pemikul momen menurut AISC 2003 67

Gambar 218 Lokasi sendi plastis 68

Gambar 219 Menentukan Muc 68

Gambar 220 Geometri sambungan end-plate 68

Gambar 221 Momen kopel baut tarik terhadap sayap tekan 69

Gambar 222 Sambungan balok anak ke balok induk 72

Gambar 223 Pengaruh Orde ke-2 (AISC 2010) 74

Gambar 31 Diagram Alir Penelitian 79

Gambar 41 Tributari area elevasi +580 m 83

Gambar 42 Distribusi momen untuk pelat satu arah 84

Gambar 43 Diagram tegangan momen kopel (positif) floor deck 84

Gambar 44 Diagram tegangan momen kopel (negatif) floor deck 85

Gambar 45 Tributari area elevasi +1070 m 91

Gambar 46 Distribusi momen untuk pelat satu arah 92

Gambar 47 Rencana atap elevasi +1250 m dan +3550 m 97

Gambar 48 Kecepatan angin 98

Gambar 49 Rencana sagrod 103

Gambar 410 Tributari area ikatan angin 105

Gambar 411 Rencana tangga 108

Gambar 412 Respon spectra rencana 113

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xiii

Gambar 413 Beban notional pada etabs 2015 118

Gambar 414 Grafik simpangan antar lantai VS elevasi akibat gempa ndash X 120

Gambar 415 Grafik simpangan antar lantai VS elevasi akibat gempa ndash Y 121

Gambar 416 Rencana sambungan balok kolom IWF 350 x 175 x 7 x 11 149

Gambar 417 Rencana sambungan balok kolom IWF 300 x 150 x 65 x 9 155

Gambar 418 Rencana sambungan balok balok IWF 300 x 150 x 65 x 9 161

Gambar 419 Detail sambungan balok balok IWF 300 x 150 x 65 x 9 163

Gambar 420 Rencana sambungan balok balok IWF 250 x 125 x 6 x 9 164

Gambar 421 Detail sambungan balok balok IWF IWF 250 x 125 x 6 x 9 166

Gambar 422 Rencana sambungan balok balok IWF 200 x 100 x 55 x 8 167

Gambar 423 Detail sambungan balok balok IWF 200 x 100 x 55 x 8 169

Gambar 424 Rencana sambungan balok balok L 70 x 70 x 7 170

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xiv

DAFTAR NOTASI

A luas penampang beton (mm2)

A B luas penampang baut (mm2)

As luas tulangan tarik (mm2)

Asrsquo luas tulangan tekan (mm2)

Av luas tulangan geser dalam daerah sejarak s (mm2)

Aw luas badan profil

Cb faktor midifikasi tekuk torsi lateral untuk diagram momen tidak merata

Cd faktor amplifikasi defleksi

Cu koefisien batas prioda struktur

Cs koefisien respons seismik

Ct koefisien prioda struktur pendekatan

Cw konstanta warping

Eh gaya gempa horizontal

Ev gaya gempa vertikal

Es modulus elastisitas baja (MPa)

Ec modulus elastisitas beton (MPa)

I momen inersia (mm4)

Ie faktor keutamaan gempa

J konstanta torsi

K koefisien panjang efektif

Lp panjang plastis

Lr panjang batas untuk kondisi inelastis

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xv

Lb panjang profil tak terkekang

Mu momen maksimum pada komponen struktur (Nmm)

Mn momen tahanan nominal profilpenampang

Mux momen lentur terfaktor terhadap sumbu-x

Muy momen lentur terfaktor terhadap sumbu-y

Muc momen rencana sambungan

Mnx kuat nominal lentur penampang terhadap sumbu-x

Mny kuat nominal lentur penampang terhadap sumbu-y

N jumlah tingkat

Ni gaya notional yang bekerja pada level i

Pr gaya tekan hasil kombinasi LRFD

Pe gaya menurut euler

Pn gaya terkoreksi menurut SNI 1729 2015

Ptr Kuat tarik baut

R faktor modifikasi respons

SDS parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang perioda

pendek

S1 parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang sebesar

10 detik

Ta waktu getar struktur pendekatan

Tc waktu getar struktur analisa modal

nV kuat geser nominal (N)

Vu gaya geser hasil kombinasi LRFD

V1 gaya geser dasar nominal sebagai respons dinamik ragam yang

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xvi

pertama saja

Vt gaya geser dasar nominal yang didapat dari hasil analisis ragam

spektrum respons yang telah dilakukan

W berat seismik efektif

Y konstanta tebal end-plate

a tinggi blok tegangan (mm)

b lebar balok (mm)

c jarak serat tekan terluar ke garis netral (mm)

cv koefisien geser

d jarak dari serat tekan terluar ke titik berat tulangan tarik tinggi efektif (mm)

drsquo jarak dari serat tekan terluar ke titik berat tulangan tekan (mm)

g percepatan grafitasi

hfd tinggi floor deck

frsquoc kuat tekan beton (MPa)

ffd tegangan floor deck

fy tegangan leleh baja (MPa)

fnt tegangan tarik baut (MPa)

fnv tegangan geser baut (MPa)

h tinggi balok (mm)

kv koefisien tekuk geser pelat badan

qDL beban akibat berat sendiri (kNm)

qLL beban akibat beban hidup (kNm)

qWL beban akibat tekanan angin (kNm)

r jari jari inersia (mm4)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xvii

Δ defleksi pada elemen global

1 konstanta yang merupakan fungsi dari kelas kuat beton

δ defleksi pada elemen lokal

λ kelangsingan =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

1

BAB I

PENDAHULUAN

11 Latar Belakang

Perkembangan industri pengolahan kelapa sawit yang pesat di

Indonesia khususnya sumatera utara ahkir ahkir ini memicu pertumbuhan dan

pembangunan pabrik refinery (pemurnian) dan Fraksinasi (pemisahan) kelapa

sawit dimana pabrik refinery dan fraksinasi tersebut mendorong para

perencana bangunan untuk membuat bangunan pabrik tingkat tinggi yang

tahan gempa Dimana berdasarkan geografis Indonesia terletak di antara dua

lempeng dunia yang aktif yaitu Eurasia dan Australia Hal ini

mengkibatkan Indonesia merupakan daerah rawan gempa Akhir ndash akhir ini

gempa yang mengguncang pulau sumatera terjadi dalam skala besar tahun

2004 gempa Aceh (26 desember Skala 92) yang disertai Tsunami dan gempa

padang (30 September 2009 Skala 76) yang masih sering terjadi hingga saat

ini sehingga mengakibatkan kerusakan pada bangunan tingkat tinggi yang

cukup parah

Kondisi itu menyadarkan kita bahwa Indonesia merupakan daerah

rawan terjadinya gempa Untuk mengurangi resiko bencana yang terjadi

diperlukan konstruksi bangunan tahan gempa Hal ini pula yang menuntut

seorang perencana agar membuat perencanaan struktur bangunan tingkat tinggi

agar dapat menahan gaya yang diakibatkan oleh gempa bumi tersebut

Struktur yang kuat biasanya memiliki dimensi yang besar tetapi tidak

ekonomis jika diterapkan pada bangunan bertingkat tinggi Perhitungan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

2

dimensi biasanya didasarkan pada kolom atau balok struktur yang menanggung

beban paling besar Untuk mendapatkan dimensi penampang yang optimal

maka besar gaya-gaya yang bekerja pada struktur perlu diketahui analisa balok

maupun kolom

Dengan adanya pengaruh beban-beban yang bekerja maka kapasitas

momen akan dideformasikan merata ke seluruh elemen Apabila struktur lentur

maka pembebanan pada balok perlu diperhitungkan deformasi momennya

Tugas akhir ini merupakan studi untuk merencanakan bangunan tingkat

tinggi dengan struktur baja Dimana bangunan tingkat tinggi tersebut harus

mampu bertahan terhadap gaya gempa dan gaya grafitasi yang terjadi

12 Perumusan Masalah

Dari latar belakang dapat dirumuskan suatu permasalahan sebagai berikut

1 Bagaimana merencanakan dimensi gording terhadap momen akibat gaya

grafitasi dan angin

2 Bagaimana merencanakan tebal floor deck terhadap momen akibat gaya

grafitasi

3 Bagaimana merencanakan dimensi balok anak terhadap momen akibat

gaya grafitasi

4 Bagaimana merencanakan tangga terhadap momen akibat gaya grafitasi

5 Bagaimana merencanakan lantai dengan checkered mild steel

6 Bagaimana merencanakan dimensi kolom dan dimensi balok pada sistem

rangka pemikul momen akibat gaya gravitasi dan gaya gempa

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

3

7 Bagaimana pemodelan dan menganalisa struktur dengan menggunakan

program bantu ETABS 2015

13 Tujuan Penelitian

Adapun maksud dan tujuan penulisan tugas akhir ini adalah

1 Merencanakan dimensi gording terhadap momen akibat gaya grafitasi dan

angin

2 Merencanakan tebal floor deck terhadap momen akibat gaya grafitasi

3 Merencanakan dimensi balok anak terhadap momen akibat gaya grafitasi

4 Merencanakan tangga terhadap momen akibat gaya grafitasi

5 Merencanakan lantai dengan checkered mild steel

6 Merencanakan dimensi kolom dan dimensi balok pada sistem rangka

pemikul momen akibat gaya gravitasi dan gaya gempa

7 Memodelan dan menganalisa struktur dengan menggunakan program bantu

ETABS 2015

14 Mamfaat Penelitian

Tugas akhir ini diharapkan dapat menambah ilmu dan pengetahuan tentang

perencanaan struktur baja pada bangunan yang berfungsi sebagai pabrik dengan

SNI-03-1729-2015 dan SNI-03-1726-2012

15 Pembatasan masalah

Dalam penelitian ini permasalahan dibatasi ruang lingkupnya agar tidak

terlalu luas Pembatasan masalah meliputi

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

4

a Gaya yang bekerja pada struktur utama adalah gaya gravitasi dan gempa

b Tekanan angin pada atap dihitung antara kecepatan angin maximum atau

tekanan minimum

c Jumlah Lantai 8 tingkat

d Fungsi bangunan adalah sebagai pabrik

e Mesin mempunyai struktur dan pondasi sendiri

f Gedung terletak di medan dan digunakan respons spectrum kota medan

pada SNI-03-1726-2012 pada jenis tanah keras

g Tidak meninjau struktur bawah

h Mengunakan pedoman perencanaan pembebanan untuk rumah dan gedung

(SKBI-1353-1987) sebagai acuan beban gravitasi dan beban angin

16 Sistematika Penulisan

BAB I Pendahuluan

Bab ini mencakup latar belakang penelitian tujuan penelitian

pembatasan masalah mekanisme percobaan metodologi penelitian

manfaat penelitian dan sistematika penulisan

BAB II Dasar teori

Pada bab ini berisikan tentang dasar-dasar teori yang berkaitan tentang

penelitian

BAB III Metode perencanaan

Pada bab ini berisikan tentang data spesifikasi dan perencanaan mutu

baja yang digunakan mutu beton yang di gunakan spefisikasi teknis

yang di gunakan dan metode perencanaan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

5

BAB IV Hasil dan Pembahasan

Pada bab ini membahas tentang hasil dari perencanaan struktur

sekunde perencanaan sistem rangka utama shear conector sambungan

dan gambar teknik

BAB V Kesimpulan dan Saran

Pada bab ini berisikan kesimpulan dari hasil penelitian yang diperoleh

dan saran-saran mengenai penelitian yang dilakukan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

6

BAB II

DASAR TEORI

21 Dasar Perencanaan

211 Jenis Pembebanan

Perencanakan struktur pada suatu bangunan bertingkat berdasarkan pada

gaya gaya yang akan bekerja pada bangunan tersebut struktur yang didisain harus

mampu mendukung berat bangunan beban hidup akibat fungsi bangunan tekanan

angin maupun beban khusus berupa gempa dll Beban-beban yang bekerja pada

struktur dihitung menurut Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983

2111 Beban Mati (qDL)

Beban mati adalah berat dari semua bagian dari suatu gedung yang bersifat tetap

termasuk segala unsur tambahan penyelesaianndashpenyelesaian mesin mesin serta

peralatan tetap yang merupakan bagian tak terpisahkan dari gedung ituUntuk

merencanakan gedung ini beban mati yang terdiri dari berat sendiri bahan

bangunan dan komponen gedung adalah

Tabel 21 Berat jenis bahan bangunan

No Material Berat Keterangan 1 Baja 7850 kgm3

2 Batu alam 2600 kgm3

3 Batu belah batu bulatbatu gunung 1500 kgm3 berat tumpuk 4 Batu karang 700 kgm3 berat tumpuk

5 Batu pecah 1450 kgm3

6 Besi tuang 7250 kgm3

7 Beton 2200 kgm3

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

7

Tabel 21 Berat jenis bahan bangunan (lanjutan)

No Material Berat Keterangan 8 Beton bertulang 2400 kgm3

9 Kayu 1000 kgm3 kelas I

10 Kerikil koral 1650 kgm3 kering udara sampai

11 Pasangan bata merah 1700 kgm3

12 Pasangan batu belah batu bulat 2200 kgm3

13 Pasangan batu cetak 2200 kgm3

14 Pasangan batu karang 1450 kgm3

15 Pasir 1600 kgm3 kering udara sampai

16 Pasir 1800 kgm3 jenuh air

17 Pasir kerikil koral 1850 kgm3 kering udara sampai

18 Tanah lempung dan lanau 1700 kgm3 kering udara sampai

19 Tanah lempung dan lanau 2000 kgm3 basah

20 Timah hitam timbel) 11400 kgm3

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

Tabel 22 Beban Mati Tambahan (komponen gedung)

No Material Berat Keterangan

1 Adukan per cm tebal

21

kgm2

- dari semen

- dari kapur semen merahtras 17 kgm2

2 Aspal per cm tebal 14 kgm2

3 Dinding pasangan bata merah

450

kgm2

- satu batu

- setengah batu 250 kgm2

4

Dinding pasangan batako - berlubang tebal dinding 20 cm (HB 20) tebal dinding 10 cm (HB 10)

200120

kgm2

kgm2

- tanpa lubang tebal dinding 15 cm tebal dinding 10 cm

300

200

kgm2

kgm2

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

8

Tabel 22 Beban mati tambahan (komponen gedung) (lanjutan)

No Material Berat Keterangan

5

Langit-langit amp dinding terdiri

- semen asbes (eternit) tebal

maks 4 mm

- kaca tebal 3-5 mm

11

10

kgm2

kgm2

termasuk rusuk-rusuk

tanpa pengantung atau

pengaku

6 Lantai kayu sederhana dengan 40 kgm2 tanpa langit-langit bentang

7 Penggantung langit-langit (kayu) 7 kgm2 bentang maks 5 m jarak

8 Penutup atap genteng 50 kgm2 dengan reng dan usuk kaso

9 Penutup atap sirap 40 kgm2 dengan reng dan usuk kaso

10 Penutup atap seng gelombang 10 kgm2 tanpa usuk

11 Penutup lantai ubin cm tebal 24 kgm2 ubin semen portland teraso

12 Semen asbes gelombang (5 mm) 11 kgm2

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

2112 Beban Hidup (qLL)

Beban hidup adalah semua beban yang terjadi akibat penghuni atau pengguna suatu

gedung termasuk beban ndash beban pada lantai yang berasal dari barang ndash barang yang

dapat berpindah mesin ndash mesin serta peralatan yang merupakan bagian yang tidak

terpisahkan dari gedung dan dapat diganti selama masa hidup dari gedung itu

sehingga mengakibatkan perubahan pembebanan lantai dan atap tersebut

Khususnya pada atap beban hidup dapat termasuk beban yang berasal dari air hujan

(PPIUG 1983)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

9

Beban hidup merupakan baban-beban gravitasi yang bekerja pada saat struktur

telah berfungsi namun bervariasi dalam besar dan lokasinya Contohnya adalah

beban orang furnitur perkakas yang dapat bergerak kendaraan dan barang-barang

yang dapat disimpan Secara praktis beban hidup bersifat tidak permanen

sedangkan yang lainnya sering berpindah-pindah tempatnya Karena tidak

diketahui besar lokasi dan kepadatannya besar dan posisi sebenarnya dari beban-

beban semacam itu sulit sekali ditentukan (Salmon dan Johnson 1992)

Beban hidup untuk bangunan terdiri dari beban hidup lantai dan beban hidup atap

yang bervariasi bergantung pada fungsi bangunan tersebut

Tabel 23 Beban Hidup Pada Lantai Bangunan

No Fungsi Beban Hidup

a Lantai dan tangga rumah tinggal kecuali disebut no b 200 kgm2

b Lantai amp tangga rumah tinggal sederhana dan gudang gudang tidak penting yang bukan untuk toko pabrik atau bengkel

125 kgm2

c Lantai sekolah ruang kuliah Kantor Toko toserba Restoran Hotel asrama Rumah Sakit

250 kgm2

d Lantai ruang olahraga 400 kgm2

e Lantai ruang dansa 500 kgm2

f Lantai dan balkon dalam dari ruang pertemuan yang lain dari pada yang disebut dalam a sd e seperti masjid gereja ruang pagelaranrapat bioskop dengan tempat duduk tetap

400 kgm2

g Lantai panggung dengan tempat duduk tidak tetap atau untuk penonton yang berdiri

500 kgm2

h Lantai Tangga bordes tangga dan gang dari yang disebut dalam c

300 kgm2

i Lantai Tangga bordes tangga dan gang dari yang disebut dalam d e f dan g

500 kgm2

j Lantai ruang pelengkap dari yang disebut dalam c d e f dan g

250 kgm2

k

Lantai Pabrik bengkel gudang Perpustakaan ruang arsiptoko buku toko besi ruang alat alat dan ruang mesin harus direncanakan terhadap beban hidup ditentukan tersendiri dengan minimum

400 kgm2

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

10

Tabel 23 Beban Hidup Pada Lantai Bangunan (lanjutan)

No Fungsi Beban Hidup

l Lantai gedung parkir bertingkat - Lantai bawah - Lantai tingkat lainnya

800 kgm2

400 kgm2

m Lantai balkon-balkon yang menjorok bebas keluar harus direncanakan terhadap beban hidupdari lantai ruang berbatasan dengan minimum

300 kgm2

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

Tabel 24 Beban Hidup Pada Atap

No Fungsi Beban Hidup

a Atap bagiannya dapat dicapai orang termasuk kanopi dan atap dak

100 kgm2

b Atap bagiannya tidak dapat dicapai orang (diambil min) - beban hujan - beban terpusat

20 kgm2 100 kg

c Balokgording tepi kantilever 200 kgm2

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

Berhubung peluang untuk terjadi beban hidup penuh yang membebani semua

bagian dan semua unsur struktur pemikul secara serempak selama unsur gedung

tersebut adalah sangat kecil maka pada perencanaan balok induk dan portal dari

system pemikul beban dari suatu struktur gedung beban hidupnya dikalikan

dengan suatu koefisien reduksi yang nilainya tergantung pada penggunaan

gedung yang ditinjau dan yang dicantumkan pada tabel 25

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

11

Tabel 25 Koefisien reduksi beban hidup

Penggunaan gedung

Koefisien Reduksi Beban HidupPerencanaan balok

induk dan portal Peninjauan

gempa

PERUMAHANPENGHUNIAN

Rumah tinggal asrama hotel rumah sakit

075 030

PENDIDIKAN Sekolah Ruang kuliah

090

050

PERTEMUAN UMUM Mesjid gereja bioskop restoran ruang dansa ruang pagelaran

090 050

KANTOR Kantor Bank 060 030

PERDAGANGAN

Toko toserba pasar 080 080

PENYIMPANAN

Gudang perpustakaan ruang arsip 080 080

INDUSTRI Pabrik bengkel 100 090

TEMPAT KENDARAAN

Garasi gedung parkir 090 050

GANG amp TANGGA - Perumahanpenghunian - Pendidikan kantor - Pertemuan umum perdagangan - Penyimpanan industri tempat

kendaraan

075 075 090

030 050 050

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

12

2113 Beban Angin (qWL)

Besarnya beban angin yang bekerja pada struktur bangunan tergantung dari

kecepatan angin rapat massa udara letak geografis bentuk dan ketinggian

bangunan serta kekakuan struktur Bangunan yang berada pada lintasan angin

akan menyebabkan angin berbelok atau dapat berhenti Sebagai akibatnya energi

kinetik dari angin akan berubah menjadi energi potensial yang berupa tekanan atau

hisapan pada bangunan Beban Angin adalah semua beban yang bekerja pada

gedung atau bagian gedung

Beban Angin ditentukan dengan menganggap adanya tekanan positif dan tekanan

negatif (hisapan) yang bekerja tegak lurus pada bidang yang ditinjau Besarnya

tekanan positif dan negatif yang dinyatakan dalam kgm2 ini ditentukan dengan

mengalikan tekanan tiup dengan koefisien ndash koefisien angin Tekan tiup harus

diambil minimum 25 kgm2 kecuali untuk daerah di laut dan di tepi laut sampai

sejauh 5 km dari tepi pantai Pada daerah tersebut tekanan hisap diambil minimum

40 kg m2 (dimana V adalah kecepatan angin dalam mdet yang harus ditentukan

oleh instansi yang berwenang Sedangkan koefisien angin ( + berarti tekanan dan ndash

berarti isapan ) beban tekanan angin disederhanakan dalam bentuk koefisen angin

yang di rangkum dalam tabel 26

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

13

Tabel 26 Koefisien Beban Angin

No Jenis Gedung Struktur Posisi Tinjauan Koefisien 1 Gedung tertutup

a Dinding vertikal b Atap segitiga

c Atap segitiga majemuk

- di pihak angin - di belakang angin - sejajar arah angin

- di pihak angin (α lt 65o)

- di pihak angin (65o lt α lt90o) - di belakang angin (semua sudut)

- bidang atap di pihak angin (α lt 65o ) - bidang atap di pihak angin

(65oltαlt90o) - bidang atap di belakang angin (semua sudut)

- bidang atap vertikal di belakang angin (semua sudut)

+ 09 - 04 - 04

( 002α - 04)

+ 09 - 04

( 002α - 04)

+ 09

- 04

+ 04

2 Gedung terbuka sebelah Sama dengan No1 dengan tambahan

- bid dinding dalam di pihak angin

- bid dinding dalam di belakang angin

+ 06

- 03

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

2114Beban Gempa

Perhitungan beban gempa dilakukan dengan standart Tata Cara Perencanaan

ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 1726 2012 Pada

peraturan tersebut menggunakan percepatan permukaan tanah (PGA) sebagai acuan

dasar standart Percepatan permukaan tanah adalah percepatan tanah yang sampai

ke lokasi bangunan tersebut akibat adanya gempa dari pusat gempa Variasi

percepatan permukaan tanah bervariasi tergantung jarak dari pusat gempa

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

14

Sumber httpekspedisikompascomcincinapiindexphpinfografis39

Gambar 21 Jalur Cincin Api dan Gunung Berapi Sebagai Pusat Gempa

Gambar 22 Peta Gempa Pada SNI 1726 2012

Beban Gempa rencana pada SNI 1726 2012 ditetapkan sebagai gempa dengan

kemungkinan terlewati besaran nya selama umur struktur bangunan 50 tahun

sebesar 2 Untuk berbagai kategori risiko struktur bangunan gedung dan non

gedung sesuai Tabel 1 pengaruh gempa rencana terhadapnya harus dikalikan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

15

dengan suatu faktor keutamaan Ie menurut Tabel 2 Khusus untuk struktur

bangunan dengan kategori risiko IV bila dibutuhkan pintu masuk untuk

operasional dari struktur bangunan yang bersebelahan maka struktur bangunan

yang bersebelahan tersebut harus didesain sesuai dengan kategori risiko IV

Tabel 27 Kategori risiko bangunan gedung dan non gedung untuk beban

gempa

Jenis pemanfaatan Kategori risiko

Gedung dan non gedung yang memiliki risiko rendah terhadap jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan termasuk tapi tidak dibatasi untuk antara lain

- Fasilitas pertanian perkebunan perternakan dan perikanan - Fasilitas sementara - Gudang penyimpanan - Rumah jaga dan struktur kecil lainnya

I

Semua gedung dan struktur lain kecuali yang termasuk dalam kategori risiko IIIIIV termasuk tapi tidak dibatasi untuk

- Perumahan - Rumah toko dan rumah kantor - Pasar - Gedung perkantoran - Gedung apartemen rumah susun - Pusat perbelanjaan mall - Bangunan industri - Fasilitas manufaktur - Pabrik

II

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

16

Tabel 27 Kategori risiko bangunan gedung dan non gedung untuk beban

gempa (lanjutan)

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

Jenis pemanfaatan Kategori risiko

Gedung dan non gedung yang memiliki risiko tinggi terhadap jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan termasuk tapi tidak dibatasi untuk

- Bioskop - Gedung pertemuan - Stadion - Fasilitas kesehatan yang tidak memiliki unit bedah dan unit gawat darurat - Fasilitas penitipan anak - Penjara - Bangunan untuk orang jompo

Gedung dan non gedung tidak termasuk kedalam kategori risiko IV yang memiliki potensi untuk menyebabkan dampak ekonomi yang besar danatau gangguan massal terhadap kehidupan masyarakat sehari-hari bila terjadi kegagalan termasuk tapi tidak dibatasi untuk

- Pusat pembangkit listrik biasa - Fasilitas penanganan air - Fasilitas penanganan limbah - Pusat telekomunikasi

Gedung dan non gedung yang tidak termasuk dalam kategori risiko IV (termasuk tetapi tidak dibatasi untuk fasilitas manufaktur proses penanganan penyimpanan penggunaan atau tempat pembuangan bahan bakar berbahaya bahan kimia berbahaya limbah berbahaya atau bahan yang mudah meledak) yang mengandung bahan beracun atau peledak di mana jumlah kandungan bahannya melebihi nilai batas yang disyaratkan oleh instansi yang berwenang dan cukup menimbulkan bahaya bagi masyarakat jika terjadi kebocoran

III

Gedung dan non gedung yang ditunjukkan sebagai fasilitas yang penting termasuk tetapi tidak dibatasi untuk

- Bangunan-bangunan monumental - Gedung sekolah dan fasilitas pendidikan - Rumah sakit dan fasilitas kesehatan lainnya yang memiliki fasilitas bedah

dan unit gawat darurat - Fasilitas pemadam kebakaran ambulans dan kantor polisi serta garasi

kendaraan darurat - Tempat perlindungan terhadap gempa bumi angin badai dan tempat

perlindungan darurat lainnya - Fasilitas kesiapan darurat komunikasi pusat operasi dan fasilitas lainnya

untuk tanggap darurat - Pusat pembangkit energi dan fasilitas publik lainnya yang dibutuhkan pada

saat keadaan darurat - Struktur tambahan (termasuk menara telekomunikasi tangki penyimpanan

bahan bakar menara pendingin struktur stasiun listrik tangki air pemadam kebakaran atau struktur rumah atau struktur pendukung air atau material atau peralatan pemadam kebakaran ) yang disyaratkan untuk beroperasi pada saat keadaan darurat

Gedung dan non gedung yang dibutuhkan untuk mempertahankan fungsi struktur bangunan lain yang masuk ke dalam kategori risiko IV

IV

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

17

Tabel 28 Faktor keutamaan gempa

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

lokasi proyek berada pada daerah wilayah medan (045g = 441 ms2) sehingga

di digunakan spectrum rencana sebagai berikut

Sumber httppuskimpugoidAplikasidesain_spektra_indonesia_2011

Gambar 23 Respon Spektrum Gempa Rencana Wilayah Medan

(SNI-03-1726-2012)

Kategori risiko Faktor keutamaan gempa Ie

I atau II 10III 125IV 150

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

18

Sistem penahan gaya gempa lateral dan vertikal dasar harus memenuhi salah

satu tipe yang ditunjukkan dalam Tabel 9 atau kombinasi sistem seperti dalam

722 723 dan 724 Pembagian setiap tipe berdasarkan pada elemen vertikal

yang digunakan untuk menahan gaya gempa lateral Sistem struktur yang

digunakan harus sesuai dengan batasan system struktur dan batasan ketinggian

struktur yang ditunjukkan dalam Tabel 9 Koefisien modifikasi respons yang

sesuai R faktor kuat lebih sistem 0 Ω dan koefisien amplifikasi defleksi d C

sebagaimana ditunjukkan dalam Tabel9 harus digunakan dalam penentuan

geser dasar gaya desain elemen dan simpangan antarlantai tingkatdesain

Setiap sistem penahan gaya gempa yang dipilih harus dirancang dan didetailkan

sesuai dengan persyaratan khusus bagi sistem tersebut yang ditetapkan dalam

dokumen acuan yang berlaku seperti terdaftar dalam Tabel 9 dan persyaratan

tambahan yang ditetapkan dalam 714 Sistem penahan gaya gempa yang tidak

termuat dalam Tabel 9 diijinkan apabila data analitis dan data uji diserahkan

kepada pihak yang berwenang memberikan persetujuan yang membentuk

karakteristik dinamis dan menunjukkan tahanan gaya lateral dan kapasitas

disipasi energi agar ekivalen dengan sistem struktur yang terdaftar dalam Tabel

9 untuk nilainilai ekivalen dari koefisien modifikasi respons R koefisien kuat-

lebih sistem Ω0 dan factor amplifikasi defleksi Cd (SNI 17262012)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

19

Tabel 29 Faktor R Cd dan Ω0 untuk sistem penahan gaya gempa

Sistem penahan-gaya seismik

Koefisien modifika

si respons

Ra

Faktor kuat- lebih sistem

Ω0g

Faktor

pembesaran defleksi

Cdb

Batasan sistem struktur dan batasan

tinggi struktur h (m) c

Kategori desain seismik

B C D

d E d

F e

A Sistem dinding penumpu 711 712 713 714 715 716 717 718

1 Dinding geser beton bertulang khusus 5 2frac12 5 TB TB 48 48 30

2 Dinding geser beton bertulang biasa 4 2frac12 4 TB TB TI TI TI

3 Dinding geser beton polos didetail 2 2frac12 2 TB TI TI TI TI

4 Dinding geser beton polos biasa 1frac12 2frac12 1frac12 TB TI TI TI TI

5 Dinding geser pracetak menengah 4 2frac12 4 TB TB 12k 12k 12k

6 Dinding geser pracetak biasa 3 2frac12 3 TB TI TI TI TI

7 Dinding geser batu bata bertulang khusus 5 2frac12 3frac12 TB TB 48 48 30

8 Dinding geser batu bata bertulang h

3frac12 2frac12 2frac14 TB TB TI TI TI

9 Dinding geser batu bata bertulang biasa 2 2frac12 1frac34 TB 48 TI TI TI

10Dinding geser batu bata polos didetail 2 2frac12 1frac34 TB TI TI TI TI

11Dinding geser batu bata polos biasa 1frac12 2frac12 1frac14 TB TI TI TI TI

12Dinding geser batu bata prategang 1frac12 2frac12 1frac34 TB TI TI TI TI

13Dinding geser batu bata ringan (AAC) bertulang biasa

2 2frac12 2 TB 10 TI TI TI

14Dinding geser batu bata ringan (AAC) polos biasa

1frac12 2frac12 1frac12 TB TI TI TI TI

15Dinding rangka ringan (kayu) dilapisidengan panel struktur kayu yang ditujukanuntuk tahanan geser atau dengan lembaran baja

6frac12 3 4 TB TB 20 20 20

16Dinding rangka ringan (baja canai dingin)yang dilapisi dengan panel struktur kayuyang ditujukan untuk tahanan geser ataudengan lembaran baja

6frac12 3 4 TB TB 20 20 20

17 Dinding rangka ringan dengan panel geser dari semua material lainnya

2 2frac12 2 TB TB 10 TI TI

18Sistem dinding rangka ringan (baja canai dingin) menggunakan bresing strip datar

4 2 3frac12 TB TB 20 20 20

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

20

Tabel 29 Faktor R Cd dan Ω0 untuk sistem penahan gaya gempa (lanjutan)

Sistem penahan-gaya seismik

Koefisien modifikasi respons

Ra

Faktor kuat- lebih sistem

Ω0g

Faktor

pembesarandefleksi

Cdb

Batasan sistem struktur dan batasan

tinggi struktur h (m) c

Kategori desain seismik

B C D d E

d F

e

B Sistem rangka bangunan

1 Rangka baja dengan bresing eksentris 8 2 4 TB TB 48 48 30

2 Rangka baja dengan bresing konsentris 6 2 5 TB TB 48 48 30 3 Rangka baja dengan bresing konsentris biasa 3frac14 2 3frac14 TB TB 10j 10j TIj

4 Dinding geser beton bertulang khusus 6 2frac12 5 TB TB 48 48 30

5 Dinding geser beton bertulang biasa 5 2frac12 4 TB TB TI TI TI 6 Dinding geser beton polos detail 2 2frac12 2 TB TI TI TI TI

7 Dinding geser beton polos biasa 1frac12 2frac12 1 TB T TI TI TI

8 Dinding geser pracetak menengah 5 2frac12 4 TB TB 12k 12k 12k

9 Dinding geser pracetak biasa 4 2frac12 4 TB TI TI TI TI 10Rangka baja dan beton komposit

dengan bresing eksentris 8 2 4 TB TB 48 48 30

11Rangka baja dan beton komposit dengan bresing konsentris khusus

5 2 4frac12

TB TB 48 48 30

12Rangka baja dan beton komposit dengan bresing biasa

3 2 3 TB TB TI TI TI

13Dinding geser pelat baja dan beton komposit 6frac12 2frac12 5 TB TB 48 48 30

14Dinding geser baja dan beton komposit 6 2frac12 5 TB TB 48 48 30

15Dinding geser baja dan beton komposit biasa 5 2frac12 4 TB TB TI TI TI

16Dinding geser batu bata bertulang khusus 5frac12 2frac12 4 TB TB 48 48 30

17Dinding geser batu bata bertulang menengah 4 2frac12 4 TB TB TI TI TI

18Dinding geser batu bata bertulang biasa 2 2frac12 2 TB 48 TI TI TI

19Dinding geser batu bata polos didetail 2 2frac12 2 TB TI TI TI TI

20Dinding geser batu bata polos biasa 1frac12 2frac12 1 TB T TI TI TI

21Dinding geser batu bata prategang 1frac12 2frac12 1 TB T TI TI TI

22Dinding rangka ringan (kayu) yang dilapisi dengan panel struktur kayu yangdimaksudkan untuk tahanan geser

7 2frac12 4frac12 TB TB 22 22 22

23Dinding rangka ringan (baja canai dingin)yang dilapisi dengan panel struktur kayuyang dimaksudkan untuk tahanan geser atau dengan lembaran baja

7 2frac12 4frac12 TB TB 22 22 22

24Dinding rangka ringan dengan panel geser dari semua material lainnya

2frac12 2frac12 2frac12 TB TB 10 TB TB

25Rangka baja dengan bresing terkekang terhadap tekuk

8 2frac12 5 TB TB 48 48 30

26Dinding geser pelat baja khusus 7 2 6 TB TB 4 48 30

C Sistem rangka pemikul momen

1 Rangka baja pemikul momen khusus 8 3 5frac12 TB TB T TB TB

2 Rangka batang baja pemikul momen khusus 7 3 5frac12 TB TB 48 30 TI

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

21

Tabel 29 Faktor R Cd dan Ω0 untuk sistem penahan gaya gempa (lanjutan)

Sistem penahan-gaya seismik

Koefisien

modifikasi respons

Ra

Faktor kuat- lebih sistem

Ω0g

Faktor

pembesaran defleksi

Cdb

Batasan sistem struktur dan batasan

tinggi struktur h (m) c

Kategori desain seismik

B C Dd E

d F

e

3 Rangka baja pemikul momen menengah 4frac12 3 4 TB 1TB 10hi TIh TIi

4 Rangka baja pemikul momen biasa 3frac12 3 3 TB TB TIh TIh TIi

5 Rangka beton bertulang pemikul momen khusus

8 3 5frac12 TB TB TB TB TB

6 Rangka beton bertulang pemikul momen menengah

5 3 4frac12 TB TB TI TI TI

7 Rangka beton bertulang pemikul momen 3 3 2frac12 TB TI TI TI TI

8 Rangka baja dan beton komposit pemikul momen khusus

8 3 5frac12 TB TB TB TB TB

9 Rangka baja dan beton komposit pemikul momen menengah

5 3 4frac12 TB TB TI TI TI

10Rangka baja dan beton komposit terkekang parsial pemikul momen

6 3 5frac12 48 48 30 TI TI

11Rangka baja dan beton komposit pemikul momen biasa

3 3 2frac12 TB TI TI TI TI

12 Rangka baja canai dingin pemikul momen khusus dengan pembautan

3frac12 3o 3frac12 10 10 10 10 10

D Sistem ganda dengan rangka pemikul momen khusus yang mampu menahan paling sedikit 25 persen gaya gempayang ditetapkan

1 Rangka baja dengan bresing eksentris 8 2frac12 4 TB TB TB TB TB

2 Rangka baja dengan bresing konsentris khusus

7 2frac12 5frac12 TB TB TB TB TB

3 Dinding geser beton bertulang khusus 7 2frac12 5frac12 TB TB TB TB TB

4 Dinding geser beton bertulang biasa 6 2frac12 5 TB TB TI TI TI

5 Rangka baja dan beton komposit dengan bresing eksentris

8 2frac12 4 TB TB TB TB TB

6 Rangka baja dan beton komposit dengan bresing konsentris khusus

6 2frac12 5 TB TB TB TB TB

7 Dinding geser pelat baja dan beton 7frac12 2frac12 6 TB TB TB TB TB

8 Dinding geser baja dan beton komposit 7 2frac12 6 TB TB TB TB TB

9 Dinding geser baja dan beton komposit 6 2frac12 5 TB TB TI TI TI 10Dinding geser batu bata bertulang khusus 5frac12 3 5 TB TB TB TB TB

11Dinding geser batu bata bertulang 4 3 3frac12 TB TB TI TI TI

12Rangka baja dengan bresing terkekang terhadap tekuk

8 2frac12 5 TB TB TB TB TB

13Dinding geser pelat baja khusus 8 2frac12 6frac12 TB TB TB TB TB

E Sistem ganda dengan rangka pemikul momen menengah mampu menahan paling sedikit 25 persen gayagempayang ditetapkan

1 Rangka baja dengan bresing

konsentris khususf

6 2frac12 5 TB TB 10 TI TIhk

2 Dinding geser beton bertulang khusus 6frac12 2frac12 5 TB TB 48 30 30

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

22

Tabel 29 Faktor R Cd dan Ω0 untuk sistem penahan gaya gempa (lanjutan)

Sistem penahan-gaya seismik

Koefisien

modifikasi respons

Ra

Faktor kuat- lebih sistem

Ω0g 0

Faktor

pembesaran defleksi

Cdb

Batasan sistem struktur dan batasan

tinggi struktur h (m) c

Kategori desain seismik

B C Dd E d F e

3 Dinding geser batu bata bertulang biasa 3 3 2frac12 TB 48 TI T TI 4 Dinding geser batu bata bertulang 3frac12 3 3 TB TB TI TI TI

5 Rangka baja dan beton komposit dengan bresing konsentris khusus

5frac12 2frac12 4frac12 TB TB 48 30 TI

6 Rangka baja dan beton komposit dengan bresing biasa

3frac12 2frac12 3 TB TB TI TI TI

7 Dinding geser baja dan betonkomposit 5 3 4frac12 TB TB TI TI TI

8 Dinding geser beton bertulang biasa 5frac12 2frac12 4frac12 TB TB TI TI TI

F Sistem interaktif dinding geser-rangka dengan rangka pemikul momen beton bertulang biasa dan dinding geser beton bertulang biasa

4frac12 2frac12 4 TB TI TI TI TI

G Sistem kolom kantilever didetail untuk memenuhi persyaratan

1 Sistem kolom baja dengan kantilever khusus

2frac12 1frac14 2frac12 10 10 10 10 10

2 Sistem kolom baja dengan kantilever biasa 1frac14 1frac14 1frac14 10 10 TI TIhi TIh

i3 Rangka beton bertulang pemikul momen

khusus 2frac12 1frac14 2frac12 10 10 10 10 10

4 Rangka beton bertulang pemikul momen menengah

1frac12 1frac14 1frac12 10 10 TI TI TI

5 Rangka beton bertulang pemikul momen biasa

1 1frac14 1 10 TI TI TI TI

6 Rangka kayu 1frac12 1frac12 1frac12 10 10 10 TI TI

H Sistem baja tidak didetail secara khusus untuk ketahanan seismik tidak termasuk sistem kolom kantilever

3 3 3 TB TB TI TI TI

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

Bekerjanya beban untuk bangunan bertingkat berlaku sistem gravitasi yaitu

elemen struktur yang berada di atas akan membebani elemen struktur di

bawahnya atau dengan kata lain elemen struktur yang mempunyai kekuatan

lebih besar akan menahan atau memikul elemen struktur yang mempunyai

kekuatan lebih kecil

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

23

Dengan demikian sistem bekerjanya beban untuk elemen ndash elemen struktur

gedung bertingkat secara umum dapat dinyatakan sebagai berikut beban pelat

lantai didistribusikan terhadap balok anak dan balok portal beban balok portal

didistribusikan ke kolom dan beban kolom kemudian diteruskan ke tanah dasar

melalui pondasi

Dalam perumusan kriteria desain seismik suatu bangunan di permukaan tanah

atau penentuan amplifikasi besaran percepatan gempa puncak dari batuan dasar

ke permukaan tanah untuk suatu situs maka situs tersebut harus diklasifikasikan

terlebih dahulu Profil tanah di situs harus diklasifikasikan sesuai dengan Tabel

210 berdasarkan profil tanah lapisan 30 m paling atas Penetapan kelas situs

harus melalui penyelidikan tanah di lapangan dan dilaboratorium yang

dilakukan oleh otoritas yang berwewenang atau ahli desain geoteknik

bersertifikat dengan minimal mengukur secara independen dua dari tiga

parameter tanah yang tercantum dalam Tabel 210 Dalam hal ini kelas situs

dengan kondisi yang lebih buruk harus diberlakukan Apabila tidak tersedia data

tanah yang spesifik pada situs sampai kedalaman 30 m maka sifat-sifat tanah

harus diestimasi oleh seorang ahli geoteknik yang memiliki sertifikatijin

keahlian yang menyiapkan laporan penyelidikan tanah berdasarkan kondisi

getekniknya Penetapan kelas situs SA dan kelas situs SB tidak diperkenankan

jika terdapat lebih dari 3 m lapisan tanah antara dasar telapak atau rakit fondasi

dan permukaan batuan dasar (SNI 17262012)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

24

Tabel 210 Klasifikasi situs

Kelas situs vs (mdetik) N atau N ch su (kPa)

SA (batuan keras) gt1500 NA NA SB (batuan) 750 sampai 1500 NA NA SC (tanah keras sangat padat dan batuan lunak)

350 sampai 750 gt50

2100

SD (tanah sedang) 175 sampai 350 15sampai 50 50 sampai100 lt 175 lt15 lt 50SE (tanah lunak) Atau setiap profil tanah yang mengandung lebih dari 3 m tanah dengan

karateristik sebagai berikut 1 Indeks plastisitas PI gt 20 2 Kadar air w 2 40 3 Kuat geser niralir su lt 25 kPa

SF (tanah khusus)

Setiap profil lapisan tanah yang memiliki salah satu atau lebih dari karakteristik berikut - Rawan dan berpotensi gagal atau runtuh akibat beban gempa seperti

mudah likuifaksi lempung sangat sensitif tanah tersementasi lemah - Lempung sangat organik danatau gambut (ketebalan H gt 3 m)

- Lempung berplastisitas sangat tinggi (ketebalan H gt 75 m dengan

Indeks Plasitisitas PI gt 75 ) Lapisan lempung lunaksetengah teguh dengan ketebalan H gt 35 m

dengan su lt 50 kPa

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

- Kecepatan rata-rata gelombang geser Vs

Dimana

di = tebal setiap lapisan antara kedalaman 0 sampai 30 meter

Vsi = kecepatan gelombang geser lapisan i dinyatakan dalam meter per

detik (mdetik)

- Tahanan penetrasi standar lapangan rata-rata N

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

25

Dimana

di = tebal setiap lapisan antara kedalaman 0 sampai 30 meter

Ni = tahanan penetrasi standar 60 persen energy ( N60 ) yang terukur

langsung di lapangan tanpa koreksi dengan nilai tidak lebih dari

305 pukulanm

- Kuat geser niralir rata-rata Su

Dimana

dc = jumlah ketebalan total dari lapisan - lapisan tanah kohesif di

dalam lapisan 30 meter paling atas

Sui = kuat geser niralir (kPa) dengan nilai tidak lebih dari 250 kPa

Untuk penentuan respons spektral percepatan gempa MCER di permukaan tanah

diperlukan suatu faktor amplifikasi seismik pada perioda 02 detik dan perioda 1

detik Faktor amplifikasi meliputi faktor amplifikasi getaran terkait percepatan pada

getaran perioda pendek (Fa) dan faktor amplifikasi terkait percepatan yang

mewakili getaran perioda 1 detik (Fv) Parameter spektrum respons percepatan pada

perioda pendek (SMS) dan perioda 1 detik (SM1) Yang disesuaikan dengan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

26

pengaruh klasifikasi situs (SNI 17262012) harus ditentukan dengan perumusan

berikut ini

SMS = Fa Ss

SM1 = Fv S1

Dimana

Ss = parameter respons spektral percepatan gempa MCER terpetakan untuk

perioda pendek

S1 = parameter respons spektral percepatan gempa MCER terpetakan untuk

perioda 10 detik

dan koefisien situs Fa dan Fv mengikuti Tabel 211 dan Tabel 212

Tabel 211 Koefisien situs Fa

Kelas situs

Parameter respons spektral percepatan gempa (MCER) terpetakan padaperioda pendek T=02 detik Ss

Ss s 025 Ss = 05 Ss = 075 Ss = 10 Ss 2 125 SA 08 08 08 08 08SB 10 10 10 10 10SC 12 12 11 10 10SD 16 14 12 11 10SE 25 17 12 09 09SF SSb

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

CATATAN

- Untuk nilai-nilai antara Ss dapat dilakukan interpolasi linier

- SS = Situs yang memerlukan investigasi geoteknik spesifik dan analisis respons situs spesifik

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

27

Tabel 212 Koefisien situs Fv

Kelas situs

Parameter respons spektral percepatan gempa MCER terpetakan padaperioda 1 detik S1

S1 s 01 S1 = 02 S1 = 03 S1 = 04 S1 2 05 SA 08 08 08 08 08SB 10 10 10 10 10SC 17 16 15 14 13SD 24 2 18 16 15SE 35 32 28 24 24SF SSb

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

CATATAN

- Untuk nilai-nilai antara Ss dapat dilakukan interpolasi linier

- SS = Situs yang memerlukan investigasi geoteknik spesifik dan analisis respons situs spesifik Struktur harus ditetapkan memiliki suatu kategori desain seismik Struktur dengan

kategori risiko I II atau III yang berlokasi di mana parameter respons spektral

percepatan terpetakan pada perioda 1 detik S1 lebih besar dari atau sama dengan

075 harus ditetapkan sebagai struktur dengan kategori desain seismik E Struktur

yang berkategori risiko IV yang berlokasi di mana parameter respons spektral

percepatan terpetakan pada perioda 1 detik S1 lebih besar dari atau sama dengan

075 harus ditetapkan sebagai struktur dengan kategori desain seismik F Semua

struktur lainnya harus ditetapkan kategori desain seismiknya berdasarkan kategori

risikonya dan parameter respons spektral percepatan desainnya SDS dan SD1

Masing-masing bangunan dan struktur harus ditetapkan ke dalam kategori desain

seismik yang lebih parah dengan mengacu pada Tabel 213 atau 214 terlepas dari

nilai perioda fundamental getaran struktur T (SNI 17262012)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

28

Tabel 213 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan pada perioda pendek

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

Tabel 214 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons

percepatan pada perioda 1 detik

Nilai S D1 Kategori risiko

I atau II atau III IV

SD1 lt 0167 A A

0067 lt SD1 lt 0133 B C

0133 lt SD1 lt 020 C D

020 lt SD1 D D (Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung

dan non gedung SNI 17262012)

Geser dasar seismik V dalam arah yang ditetapkan harus ditentukan sesuai

dengan persamaan berikut

V = Cs W

Keterangan

Cs = koefisien respons seismik

W = berat seismik efektif

Berat seismik efektif struktur W menurut SNI 17262012 harus menyertakan

seluruh beban mati dan beban lainnya yang terdaftar di bawah ini

Nilai SDS Kategori risiko

I atau II atau III IV

SDS lt 0167 A A

0167 lt SDS lt 033 B C

033 lt SDS lt 050 C D

050 lt SDS D D

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

29

1 Dalam daerah yang digunakan untuk penyimpanan minimum sebesar 25

persen beban hidup lantai (beban hidup lantai di garasi publik dan struktur

parkiran terbuka serta beban penyimpanan yang tidak melebihi 5 persen

dari berat seismik efektif pada suatu lantai tidak perlu disertakan)

2 Jika ketentuan untuk partisi disyaratkan dalam desain beban lantai diambil

sebagai yang terbesar di antara berat partisi aktual atau berat daerah lantai

minimum sebesar 048 kNm2

3 Berat operasional total dari peralatan yang permanen

4 Berat lansekap dan beban lainnya pada taman atap dan luasan sejenis

lainnya

Koefisien respons seismik Cs harus ditentukan sesuai dengan

Cs =

Dimana

SDS = parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang perioda

pendek

R = faktor modifikasi respons dalam Tabel 29

Ie = faktor keutamaan gempa yang ditentukan sesuai Tabel 28

Nilai Cs yang dihitung sesuai dengan Persamaan diatas tidak perlu melebihi Cs dari

persamaan di bawah

Cs =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

30

Cs yang di dapatkan harus tidak kurang dari

Cmin = 0044 SDS Ie gt 001

Sebagai tambahan untuk struktur yang berlokasi di daerah di mana 1 S sama

dengan atau lebih besar dari 06g maka Cs harus tidak kurang dari

Cs =

Dimana

SDS = parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang perioda

pendek

SD1 = parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang sebesar

10 detik

R = faktor modifikasi respons dalam Tabel 29

Ie = faktor keutamaan gempa yang ditentukan sesuai Tabel 28

T = perioda fundamental struktur (detik)

Perioda fundamental pendekatan Ta dalam detik harus ditentukan dari

Ta = Ct

Dimana

hn = ketinggian struktur dalam (m)

Ct = koefisien prioda struktur pendekatan yang ditentukan dalam tabel 213

x = koefisien ketinggian yang ditentukan dalam tabel 213

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

31

Tabel 215 Nilai parameter perioda pendekatan Ct dan x

Tipe struktur Ct x

Sistem rangka pemikul momen di mana rangka memikul 100 persen gaya gempa yang disyaratkan dan tidak dilingkupi atau dihubungkan dengan komponen yang lebih kaku dan akan mencegah rangka dari defleksi jika dikenai gaya gempa

Rangka baja pemikul momen 00724 a 08

Rangka beton pemikul momen 00466 a 09

Rangka baja dengan bresing eksentris 00731 a 075

Rangka baja dengan bresing terkekang terhadap tekuk 00731 a 075

Semua sistem struktur lainnya 00488 a 075

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

Sebagai alternatif menurut SNI 17262012 untuk menentukan perioda fundamental

pendekatan Ta dalam detik dari persamaan berikut untuk struktur dengan

ketinggian tidak melebihi 12 tingkat di mana sistem penahan gaya gempa terdiri

dari rangka penahan momen beton atau baja secara keseluruhan dan tinggi tingkat

paling sedikit 3 m

Ta = 01N

Dimana

N = jumlah tingkat (m)

Perioda fundamental struktur harus dibatasi dengan

Tmax = Cu Ta

Dimana

Ta = waktu getar struktur dalam (m)

Cu = koefisien batas prioda struktur yang ditentukan dalam tabel 214

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

32

Tabel 216 Koefisien untuk batas perioda struktur

Parameter percepatan respons spektral desain pada 1 detik S D1

Koefisien Cu

gt 04 14 03 14 02 15

015 16

lt 01 17 (Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur

gedung dan non gedung SNI 17262012)

212 Kombinasi Pembebanan

komponen-elemen struktur dan elemen-elemen fondasi menurut SNI

17262012 harus dirancang sedemikian hingga kuat rencananya sama atau melebihi

pengaruh beban-beban terfaktor dengan kombinasi-kombinasi sebagai berikut

1 14D

2 12D + 16L + 05(Lr atau R)

3 12D + 16(Lr atau R) + (L atau 05W)

4 12D + 10 W + L + 05(Lr atau R)

5 12D + 10 E + L

6 09D + 10 W

7 09D + 10 E

8

Pengaruh beban gempa E harus ditentukan sesuai dengan berikut ini

1 Untuk penggunaan dalam kombinasi beban 5 dalam

E = Eh + Ev

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

33

2 Untuk penggunaan dalam kombinasi beban 7

E = Eh - Ev

Keterangan

E = pengaruh beban gempa

Eh = pengaruh beban gempa horisontal

Ev = pengaruh beban gempa vertikal

Pengaruh beban gempa horisontal Eh harus ditentukan sesuai dengan Persamaan

sebagai berikut

E h = ρQh

Keterangan

Q = pengaruh gaya gempa horisontal dari V atau F p

ρ = faktor redundansi

Untuk struktur yang dirancang untuk kategori desain seismik D E atau Fm

SNI 17262012 mengatur ρ harus sama dengan 13 kecuali jika satu dari dua

kondisi berikut dipenuhi di mana p diijinkan diambil sebesar 10

a Masing-masing tingkat yang menahan lebih dari 35 persen geser dasar dalam

arah yang ditinjau harus sesuai dengan Tabel 212

b Struktur dengan denah beraturan di semua tingkat dengan sistem penahan gaya

gempa terdiri dari paling sedikit dua bentang perimeter penahan gaya gempa

yang merangka pada masing-masing sisi struktur dalam masing-masing arah

ortogonal di setiap tingkat yang menahan lebih dari 35 persen geser dasar

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

34

Jumlah bentang untuk dinding geser harus dihitung sebagai panjang dinding

geser dibagi dengan tinggi tingkat atau dua kali panjang dinding geser dibagi

dengan tinggi tingkat hsx untuk konstruksi rangka ringan

Tabel 217 Persyaratan untuk masing-masing tingkat yang menahan lebih

dari 35 persen gaya geser dasar

Elemen penahan gaya lateral

Persyaratan

Rangka dengan bresing

Pelepasan bresing individu atau sambungan yang terhubung tidak akan mengakibatkan reduksi kuat tingkat sebesar lebih dari 33 persen atau sistem yang dihasilkan tidak mempunyai ketidakteraturan torsi yang berlebihan (ketidakteraturan struktur horisontal Tipe 1b)

Rangka pemikul momen

Kehilangan tahanan momen di sambungan balok ke kolom di kedua ujung balok tunggal tidak akan mengakibatkan lebih dari reduksi kuat tingkat sebesar33 persen atau sistem yang dihasilkan tidak mempunyai ketidakteraturantorsi yang berlebihan (ketidakteraturan struktur horisontal Tipe 1b)

Dinding geser atau pilar dinding dengan rasio tinggi terhadap panjang lebih besar dari 10

Pelepasan dinding geser atau pier dinding dengan rasio tinggi terhadap panjang lebih besar dari 10 di semua tingkat atau sambungan kolektor yang terhubung tidak akan mengakibatkan lebih dari reduksi kuat tingkat sebesar 33 persen atau sistem yang dihasilkan mempunyai ketidakteraturan torsi yang berlebihan (ketidakteraturan struktur horisontal Tipe 1b)

Kolom kantilever Kehilangan tahanan momen di sambungan dasar semua kolom kantilever tunggal tidak akan mengakibatkan lebih dari reduksi kuat tingkat sebesar 33 persen atau sistem yang dihasilkan mempunyai ketidakteraturan torsi yang berlebihan (ketidakteraturan struktur horisontal Tipe 1b)

Lainnya Tidak ada persyaratan

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

22 Kinerja Struktur Gedung

221 Kinerja Batas Layan

Kinerja batas layan struktur gedung ditentukan oleh simpangan antar tingkat

akibat pengaruh gempa rencana yaitu untuk membatasi terjadinya pelelehan baja

dan peretakan beton yang berlebihan di samping untuk mencegah kerusakan

nonstruktur dan ketidaknyamanan penghuni Simpangan antar-tingkat ini harus

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

35

dihitung dari simpangan struktur gedung tersebut akibat pengaruh gempa nominal

yang telah dibagi Faktor Skala

Faktor Skala =

gt 1

Dimana

V1 = Gaya geser dasar nominal sebagai respons dinamik ragam yang

pertama saja

Vt = Gaya geser dasar nominal yang didapat dari hasil analisis ragam

spektrum respons yang telah dilakukan

Gaya geser dasar nominal yang didapat dari hasil spektrum respons Analisis harus

dilakukan untuk menentukan ragam getar alami untuk struktur Analisis harus

menyertakan jumlah ragam yang cukup untuk mendapatkan partisipasi massa

ragam terkombinasi sebesar paling sedikit 90 persen dari massa aktual dalam

masing-masing arah horisontal ortogonal dari respons yang ditinjau oleh model

Parameter respons ragam untuk masing-masing parameter desain terkait gaya yang

ditinjau termasuk simpangan antar lantai tingkat gaya dukung dan gaya elemen

struktur individu untuk masing-masing ragam respons harus dihitung menggunakan

properti masing-masing ragam dan spectrum respons dibagi dengan kuantitas (R

Ie) Parameter respons terkombinasi untuk perpindahan dan kuantitas simpangan

antar lantai harus dikalikan dengan kuantitas (CdIe) Nilai untuk masing-masing

parameter yang ditinjau yang dihitung untuk berbagai ragam harus

dikombinasikan menggunakan metoda akar kuadrat jumlah kuadrat (SRSS) atau

metoda kombinasi kuadrat lengkap (CQC) sesuai dengan SNI 17262012 Metoda

CQC harus digunakan untuk masing-masing nilai ragam di mana ragam berjarak

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

36

dekat mempunyai korelasi silang yang signifikan di antara respons translasi dan

torsi

Kinerja batas ultimit struktur gedung ditentukan oleh simpangan antar-tingkat

maksimum struktur gedung akibat pengaruh gempa rencana dalam kondisi struktur

gedung di ambang keruntuhan yaitu untuk membatasi kemungkinan terjadinya

keruntuhan struktur gedung yang dapat menimbulkan korban jiwa manusia dan

untuk mencegah benturan berbahaya antar-gedung atau antar bagian struktur

gedung yang dipisah dengan sela pemisah (sela delatasi) simpangan antar-tingkat

ini harus dihitung dari simpangan struktur gedung akibat pembebanan gempa

nominal (SNI 17262002) Penentuan simpangan antar lantai tingkat desain ( ∆ )

harus dihitung sebagai perbedaan defleksi pada pusat massa di tingkat teratas dan

terbawah yang ditinjau Lihat Gambar 24 Apabila pusat massa tidak terletak

segaris dalam arah vertikal diijinkan untuk menghitung defleksi di dasar tingkat

berdasarkan proyeksi vertikal dari pusat massa tingkat di atasnya (SNI 17262012)

Gambar 24 Penentuan simpangan antar lantai

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

37

Defleksi pusat massa di tingkatx (δx) (mm) harus ditentukan sesuai dengan

persamaan berikut

δx =

Dimana

Cd = faktor amplifikasi defleksi dalam Tabel 29

δxe = defleksi pada lokasi yang disyaratkan pada pasal ini yang ditentukan

dengan analisis elastis

Ie = faktor keutamaan gempa yang ditentukan sesuai dengan tabel 28

Simpangan antar lantai tingkat desain ∆ tidak boleh melebihi simpangan antar

lantai tingkat ijin ∆a seperti didapatkan dari Tabel 213 untuk semua tingkat

Tabel 218 Simpangan antar lantai ijin

Struktur

Kategori risiko

I atau II III IV

Struktur selain dari struktur dinding geser batu bata 4 tingkat atau kurang dengan dinding interior partisi langit-langit dan sistem dinding eksterior yang telah didesain untuk mengakomodasi simpangan antar lantai tingkat

0025h c

sx 0020 hsx 0015 hsx

Struktur dinding geser kantilever batu batad 0010 hsx 0010 hsx 0010 hsx

Struktur dinding geser batu bata lainnya 0007 hsx 0007 hsx 0007 hsx

Semua struktur lainnya 0020 hsx 0015 hsx 0010 hsx

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

Dua bagian struktur gedung yang tidak direncanakan untuk bekerja sama sebagai

satu kesatuan dalam mengatasi pengaruh Gempa Rencana harus dipisahkan yang

satu terhadap yang lainnya dengan suatu sela pemisah (sela delatasi) yang lebarnya

paling sedikit harus sama dengan jumlah simpangan masing-masing bagian struktur

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

38

gedung pada taraf itu Dalam segala hal lebar sela pemisah tidak boleh ditetapkan

kurang dari 75 mm (SNI 17262012)

222 Kinerja Batas kekuatan

2221 Perencanaan Pelat Floor Deck

Floor deck pada pelat menggantikan fungsi tulangan Tarik pada daerah

lapangan Analisis pelat floor deck meggunakan metode pelat satu arah Bila pelat

mengalami rotasi bebas pada tumpuan pelat dan tumpuan sangat kaku terhadap

momen puntir maka pelat itu dikatakan jepit penuh Bila balok tepi tidak cukup

kuat untuk mencegah rotasi maka dikatakan terjepit sebagian Tebal minimum

yang ditentukan dalam Tabel 214 berlaku untuk konstruksi satu arah yang tidak

menumpu atau tidak disatukan dengan partisi atau konstruksi lain yang mungkin

akan rusak akibat lendutan yang besar kecuali bila erhitungan lendutan

menunjukkan bahwa ketebalan yang lebih kecil dapat digunakan tanpa

menimbulkan pengaruh yang merugikan

Tabel 219 Tebal Minimum Balok Non-Prategang Atau Pelat Satu Arah Bila

Lendutan Tidak Dihitung Tebal minimum h

Komponen struktur Tertumpu Satu ujung Kedua ujung Kantilever

Komponen struktur tidak menumpu atau tidak dihubungkan dengan partisi ataukonstruksi lainnya yang mungkin rusak oleh lendutan yang besar

Pelat masif satu-arah 20

24

28

10

Balok atau pelat rusuk satu-arah 16

185

21

8

(Sumber Tata cara perhitungan struktur beton untuk bangunan gedung SNI 28472002)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

39

CATATAN Panjang bentang dalam mm Nilai yang diberikan harus digunakan langsung untuk komponen struktur dengan beton normal dan tulangan tulangan Mutu 420 MPa Untuk kondisi lain nilai di atas harus dimodifikasikan sebagai berikut a Untuk struktur beton ringan dengan berat jenis (equilibrium density) w di antara 1440 sampai

1840 kgm3 nilai tadi harus dikalikan dengan (165 ndash 00003wc) tetapi tidak kurang dari 109

b Untuk fy selain 420 MPa nilainya harus dikalikan dengan (04 + fy700)

a Disain pada Momen Positif

Disain pada momen positif gaya Tarik disumbangkan oleh metal deck dan

gaya tekan disumbangkan oleh beton Dalam hal ini penampang beton

berbentuk persegi panjang

Gambar 25 Diagram tegangan momen positif floor deck

Penulangan lentur dihitung analisa tulangan tunggal dengan langkah-langkah

sebagai berikut

Mn =

Dimana ϕ= 08

Rn =

m =

ρ = 1 ndash 1 ndash

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

40

As PERLU = ρ b d

rasio tulangan minimum menggunakan syarat tulangan susut dan tulangan

suhu sebagai acuan dan di tabelkan sebagai berikut

Tabel 220 Rasio Tulangan Minimum Pada Pelat

Jenis Pelat ρmin

Pelat yang menggunakan batang tulangan ulir mutu 300 00020

Pelat yang menggunakan batang tulangan ulir atau jaring kawat las 00018

Pelat yang menggunakan tulangan dengan tegangan leleh melebihi 00018 x 400 fy

(Sumber Tata cara perhitungan struktur beton untuk bangunan gedung SNI 28472002)

Persyaratan lain yang harus dipenuhi dalam mendisain pelat satu arah adalah

jarak tulangan maximum Pasal 12 SNI 03-2847-2002 butir 64 jarak tulangan

adalah

S = ndash 25 Cc

Dimana

fs = 60 fy

Cc = Selimut Beton

b Disain pada Momen Negatif

Disain pada momen positif gaya Tarik disumbangkan oleh wiremesh dan gaya

tekan disumbangkan oleh beton Dalam hal ini penampang beton berbentuk

sebagai berikut

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

41

Gambar 26 Diagram tegangan momen negatif floor deck

2222 Perencanaan Pelat Chekered

Pelat metal didisain menggunakan metode pelat satu arah syarat batas yang

harus di penuhi pelat metal adalah

ϕMn gt Mu

dimana

ϕMn = momen nominal = Zx fy

Mu = momen ultimate

2223 Perencanaan Batang Tekan

Kekuatan tekan disain harus nilai terendah yang diperoleh berdasarkan

keadaan batas dari tekuk lentur tekuk torsi dan tekuk torsi lentur Profil dengan

dominan keruntuhan tekuk lentur kekuatan nominal nya adalah

ϕPn = 09 fcr A

tegangan kritis fcr ditentukan sebagai berikut

a Bila lt 471 ( atau lt 225 )

fcr =0658 fy

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

42

b Bila gt 471 ( atau gt 225 )

fcr =0877 fe

fe =

Dimana

K = faktor panjang efektir

L = panjang profil

r = jari jari inersia

fcr = tegangan kritis

fe = tegangan euler

λ = kelangsingan =

2224 Perencanaan Batang Lentur

Pembebanan balok disesuaikan dengan peraturan pembebanan Indonesia

untuk gedung (PPIUG) 1983 sedangkan pemakaian profil dihitung sesuai dengan

SNI 03-1729-2015

Tabel 221 Nilai kekuatan lentur berdasarkan SNI 1729 2015

PROFIL q Lr Lp MP Mr Vn

kgm m m KN m KN m KN

WF 150 x 75 x 5 x 7 1400 316 084 2354 1509 10800

WF 150 x 100 x 6 x 9 2110 530 120 3609 2346 12787

WF 200 x 100 x 45 x 7 1820 346 112 4089 2720 12830

WF 200 x 100 x 55 x 8 2130 378 112 4802 3128 15840

WF 200 x 150 x 6 x 9 3060 637 182 7108 4688 16762

WF 250 x 125 x 5 x 8 2570 420 141 7327 4845 17856

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

43

Tabel 221 Nilai kekuatan lentur berdasarkan SNI 1729 2015 (lanjutan)

PROFIL q Lr Lp MP Mr Vn

kgm m m KN m KN m KN

WF 250 x 125 x 6 x 9 2960 446 141 8443 5508 21600

WF 300 x 150 x 55 x 8 3200 475 167 10920 7208 23602

WF 300 x 150 x 65 x 9 3670 497 167 12528 8177 28080

WF 350 x 175 x 6 x 9 4140 553 197 16538 10897 29894

WF 350 x 175 x 7 x 11 4960 593 200 20179 13175 35280

WF 400 x 200 x 7 x 11 5660 646 227 26100 17170 39917

WF 400 x 200 x 8 x 13 6600 684 230 30861 20230 46080

WF 450 x 200 x 9 x 14 7600 667 223 38913 25330 58320

WF 500 x 200 x 10 x 16 8960 669 219 50311 32470 72000

WF 600 x 200 x 11 x 17 10600 628 209 68714 44030 95040

HB 100 x 100 x 6 x 8 1720 724 125 2018 1300 8640

HB 125 x 125 x 65 x 9 2380 806 158 3578 2312 11700

HB 150 x 150 x 7 x 10 3150 895 190 5748 3723 15120

HB 175 x 175 x 75 x 11 4020 981 222 8628 5610 18900

HB 200 x 200 x 8 x 12 4990 1072 255 12314 8024 23040

HB 250 x 250 x 9 x 14 7240 1255 319 22483 14739 32400

HB 300 x 300 x 10 x 15 9400 1376 381 35152 23120 43200

HBC 350 x 350 x 12 x 19 13700 1718 449 59834 39100 60480

HBC 400 x 400 x 13 x 21 17200 1903 513 86402 56610 74880

WFC 600 x 300 x 12 x 20 15100 1045 348 103413 68340 101606

WFC 700 x 300 x 13 x 24 18500 1041 344 149968 97920 131040

WFC 800 x 300 x 14 x 26 21000 1010 336 191889 123930 161280

WFC 900 x 300 x 16 x 28 24300 984 324 244178 155380 207360

- Profil I dan Kanal

a Kontrol Momen

ϕMn = 09 Mn

- Apabila L lt Lp

Mn = Mp = Zx fy

- Apabila Lp lt L lt Lr

Mn = Cb Mp ndash ( Mp- Mr)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

44

Apabila L gt Lr

Mn = Mcr = radic 1

=

lt 23

=

= 4 2

=

1 1

= 176

Untuk profil I konstanta torsi dan konstanta warping adalah

J = [ 2b + h ]

Cw =

Untuk profil kanal konstanta torsi dan konstanta warping adalah

J = [ 2b + h ]

Cw = [

]

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

45

Gambar 27 Kuat Momen Lentur Nominal Akibat Tekuk Torsi Lateral

b Kontrol Geser

Untuk profil I

= 060 fyw Aw lt Vu

Persamaan diatas dapat dipenuhi bila syarat kelangsingan untuk tebal pelat web

sebagai berikut

lt

c Kontrol Lendutan

Batas-batas lendutan untuk keadaan kemampuan-layan batas harus sesuai

dengan struktur fungsi penggunaan sifat pembebanan serta elemen-elemen

yang didukung oleh struktur tersebut Batas lendutan maksimum diberikan

dalam Tabel dibawah

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

46

Tabel 222 Batas Lendutan Maksimum

Komponen struktur dengan beban tidak Beban tetap Beban

Balok pemikul dinding atau finishing yang getas L360 - Balok biasa L240 - Kolom dengan analisis orde pertama saja h500 h200 Kolom dengan analisis orde kedua h300 h200

(Sumber Tata cara perencanaan struktur baja untuk bangunan gedung SNI 17292002)

- Profil Siku

a Kontrol Momen

ϕMn = 09 Mn

- Momen Leleh

Mn = 15 My

Dimana

My = momen leleh di sumbu lentur

- Momen dengan tekuk torsi lateral

1 Bila Me lt My

Mn = [ 092 -

] Me

2 Bila Me gt My

Mn = [ 192 ndash 117 ] Me lt 15 My

Lentur di sumbu utama major dari baja siku kaki sama

Me =

Dimana

Lb = Panjang profil tak terkekang

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

47

b = lebar siku

E = elastisitas profil siku

t = tebal profil siku

Me = momen tekuk lateral-torsi elastis

b kontrol geser

ϕVn = 09 06 Aw fy cv

Dimana Vn = kekuatan geser penampang Aw = luas badan = b x t fy = tegangan leleh profil siku Nilai cv dari persamaan diatas ditentukan dengan

- Bila

lt 11

cv = 1

- Bila

11

lt lt 137

cv = 11

x

- Bila

gt 137

cv =

x

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

48

2225 Perencanaan Balok Kolom

Komponen struktur yang mengalami momen lentur dan gaya aksial harus

direncanakan memenuhi ketentuan sebagai berikut

Untuk

gt 02

+ (

+

) lt 1

Untuk

lt 02

+ (

+

) lt 1

Dimana

Pu = Gaya aksial (tarik atau tekan) terfaktor N

Pn = Kuat nominal penampang N

ϕ = Faktor reduksi kekuatan

= 09 untuk aksial tarik

= 09 untuk aksial tekan

Mux = Momen lentur terfaktor terhadap sumbu-x

Muy = Momen lentur terfaktor terhadap sumbu-y

Mnx = Kuat nominal lentur penampang terhadap sumbu-x

Mny = Kuat nominal lentur penampang terhadap sumbu-y

ϕb = Faktor reduksi kekuatan lentur = 09

2226 Perencanaan Balok Komposit

Menurut SNI 17292015 lebar efektif balok komposit adalah

- seperdelapan dari bentang balok pusat-ke-pusat tumpuan

- setengah jarak ke sumbu dari balok yang berdekatan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

49

- jarak ke tepi dari pelat

Kekuatan Lentur Positif balok komposit bisa di disain secara plastis jika memenuhi

lt 376 Jika gt 376 maka momen harus di tentukan dengan

superposisi tegangan elastis (SNI 17292015) Nilai ultimate dari momen lentur

dapat di tinjau dari 2 kondisi yaitu

1 Sumbu netral jatuh pada pelat beton

Besar nya gaya tekan pada kondisi ultimate adalah

C = 085 a be

Gaya tarik pada profil baja adalah

T = As fy

Gaya tarik floor deck adalah

T = Afd fu

Jika ẏ gt (tf - hfd) keseimbangan gaya C = T maka diperoleh

a =

Lengan kopel terhadap gaya tekan

d1 = ts ndash ċ -

d2 = + ts -

Kuat momen lentur nominal positif balok komposit adalah

ϕMn = 09 [ As fy ( d2 ) + Afd fu ( d1 ) ]

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

50

Gambar 28 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan ẏ lt (ts - hfd)

Gambar 29 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan ẏ gt (ts - hfd)

Jika ẏ lt (tf - hfd) gaya tarik floor deck adalah

T = Aefd fu

keseimbangan gaya C = T maka diperoleh

a =

Lengan kopel terhadap gaya tekan

d1 = ts ndash ċ -

d2 = + ts -

Kuat momen lentur nominal positif balok komposit adalah

ϕMn = 09 [ As fy ( d2 ) + Aefd fu ( d1 ) ]

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

51

2 Sumbu netral jatuh pada baja profil

Besar nya gaya tekan pada kondisi ultimate adalah

Cc = 085 a be

Gaya tarik pada profil baja adalah

T = As fy

Keseimbangan gaya diperoleh

Trsquo = Cc + Cs

Besarnya Trsquo sekarang lebih kecil daripada Asfy yaitu

Trsquo = As fy - Cs

Sehingga gaya tekan profil baja

Cc + Cs = As fy - Cs

2Cs = Cc + As fy

Cs =

Jika ẏ lt (ts + tf) Pusat tarik profil

ӯ = ẏ ẏ

lengan kopel terhadap pusat tarik

d1 = d ndash ӯ - (ẏ - ts)

d2 = d ndash ӯ + pusat tekan beton

kapasitas lentur positif nominal

ϕMn = 09 [ Cc ( d2 ) + Cs ( d1 ) ]

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

52

Gambar 210 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan ẏ lt (ts + tf)

Jika (ts+ d) gt ẏ gt (ts + tf) Pusat tarik profil adalah

ӯ

ndash ẏ ẏ

Lengan kopel terhadap gaya tarik

d1 = d ndash ӯ - tf

d2 = d ndash ӯ ndash tf - (ẏ - tf)

d3 = d ndash ӯ + pusat tekan beton

kapasitas lentur positif nominal

ϕMn = 09 [ Cc ( d3 ) + Csf ( d2 ) + Csw ( d1 ) ]

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

53

Gambar 211 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan ẏ gt (ts + tf)

Dimana

As = Luas baja profil mm2

Afd = Luas floor deck mm2

Aefd = Luas efektif floor deck mm2

a Tinggidariluasantekanbetonmm

bE Lebarefektifbeton

C = Gaya tekan KN

Ċ = Titik berat floor deck mm

d = Tinggi baja profil mm

= Tegangan leleh baja profil

= Tegangan ultimate floor deck

hfd = Tinggi floor deck

ts = Tebal pelat lantai mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

54

Kapasitas momen lentur negative menurut SNI 17292015 dapat di tentukan dari

kapasitas momen nominal dari profil baja itu sendiri sebagai alternatif dapat

ditentukan kapasitas momen negatif dari distribusi plastis penampang komposit

untuk keadaan leleh asalkan menenuhi

- Balok baja adalah penampang kompak dan dibreising secara cukup

- Steel headed stud atau angkur kanal baja yang menyambungkan pelat ke

balok baja pada daerah momen negatif

- Tulangan pelat yang paralel pada balok baja di lebar efektif pelat

diperhitungkan dengan tepat

Nilai ultimate dari momen lentur negatif komposit adalah

Gaya tarik tulangan

Tsr = Asr fyr

Gaya tarik floor deck

Tfd = Afd fu

Gaya tarik total

T = Tsr + Tfd

Gaya tekan maximum profil baja

Cmax = As fy

Jika Cmax gt T maka titik berat berada pada profil baja

T + Ts = Cmax ndash Ts

2Ts = Cmax ndash T

Ts = (Cmax ndash T)

Jika sumbu netral jatuh di sayap maka

b t fy = Ts

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

55

Gambar 212 Diagram tegangan balok komposit momen negatif dengan ts gt ẏ gt (ts + tf)

tc =

Pusat gaya tekan

ӯ = ẏ ẏ

Lengan kopel terhadap gaya tekan

d1 = d ndash ӯ ndash tc

d2 = d ndash ӯ + Ċ

d3 = d ndash ӯ + ts ndash selimut pelat - empty

Momen nominal

ϕMn = 09 [Mn1 + Mn2 + Mn3]

= Tsr d3 + Tfd d2 + t fy d1

Jika sumbu netral jatuh di web maka

h tw fy = Ts - Tf

hrsquo =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

56

Gambar 213 Diagram tegangan balok komposit momen negatif dengan ẏ gt (ts + tf)

Pusat gaya tekan

ӯ ndash

Lengan kopel terhadap gaya tekan

d1 = d ndash ӯ ndash tf - hrsquo

d2 = d ndash ӯ ndash tf

d3 = d ndash ӯ + Ċ

d4 = d ndash ӯ + ts ndash selimut pelat - empty

Momen nominal

ϕMn = 09 [Mn1 + Mn2 + Mn3 + Mn4]

= Tsr d4 + Tfd d3 + tf fy d2 + hrsquo tw fy d1

Kekuatan geser yang tersedia dari balok komposit dengan steel headed stud atau

angkur kanal baja harus ditentukan berdasarkan properti dari penampang baja

sendiri Kekuatan geser nominal satu angkur steel headed stud yang ditanam pada

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

57

suatu pelat beton solid atau pada suatu pelat komposit dengan dek harus ditentukan

sebagai berikut

Qn = 05 Asc lt Rg Rp Asc fu

Dimana

Asc = Luas penampang shear conector

fcrsquo = Kuat tekan beton

Ec = Modulus elastisitas beton

fu = kuat putus shear conektor

Rg = 10 untuk

a Satu angkur steel headed stud yang di las pada suatu rusuk

dek baja dengan dek yang diorientasikan tegak lurus terhadap

profil baja

b Sejumlah dari angkur steel headed stud di suatu lajurbaris

secara langsung terhadap profil baja

c Sejumlah dari angkur steel headed stud yang di las pada

suatu lajur sampai dek baja dengan dek diorientasikan paralel

terhadap profil baja dan rasio dari lebar rusuk rata-rata

terhadap kedalaman rusuk ge 15

085 untuk

a Dua angkur steel headed stud yang dilas pada suatu rusuk

dek baja dengan dek diorientasikan tegak lurus terhadap

profil baja

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

58

b Satu angkur steel headed stud yang di las melewati dek baja

dengan dek diorientasikan paralel terhadap profil baja dan

rasio dari lebar rusuk rata-rata terhadap kedalaman rusuk lt

15

07 untuk tiga atau lebih angkur steel headed stud yang dilas pada

suatu rusuk dek baja dengan dek yang diorientasikan tegak lurus

terhadap profil baja

Rp = 075 untuk

a Angkur steel headed stud yang dilas secara langsung pada

profil baja

b Angkur steel headed stud yang dilas pada suatu pelat komposit

dengan dek yang diorientasikan tegak lurus terhadap balok dan

emid-ht ge 2 in (50 mm) Angkur steel headed stud yang dilas

melewati dek baja atau lembaran baja yang digunakan sebagai

material pengisi gelagar dan ditanam pada suatu pelat

komposit dengan dek diorientasikan paralel terhadap balok

tersebut

06 untuk angkur steel headed stud yang di las pada suatu pelat

komposit dengan dek diorientasikan tegak lurus terhadap balok

dan emid-ht lt 2 in (50 mm)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

59

emid-ht = jarak dari tepi kaki angkur steel headed stud terhadap

badan dek baja diukur di tengahtinggi dari rusuk dek

dan pada arah tumpuan beban dari angkur steel headed

stud (dengan kata lain pada arah dari momen maksimum

untuk suatu balok yang ditumpu sederhana)

Tabel 223 Nilai untuk Rg dan Rp untuk setiap kasus Kapasitas untuk angkur steel headed stud

Kondisi Rg Rp

Tanpa dek 10 10 Dek diorientasi paralel terhadap profil baja

gt 15 lt 15

10

085

075

075

Dek diorientaskan tegak lurus terhadap profil

10

06

baja Jumlah dari angkur steel headed stud yangmemiliki rusuk dek yang sama

1 2 085 06

+3 atau lebih 07 06+

(Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015) Catatan Wr = lebar rata-rata dari rusuk atau voute beton hr = tinggi rusuk nominal untuk suatu angkur steel headed stud tunggal nilai ini dapat ditingkatkan sampai 075 bila emid-ht gt 51 mm

2227 Perencanaan Sambungan Las

Luas efektif dari suatu las sudut adalah panjang efektif dikalikan dengan throat

efektif Throat efektif dari suatu las sudut merupakan jarak terpendek (garis tinggi)

dari perpotongan kaki las ke muka las diagrammatik Suatu penambahan dalam

throat efektif diizinkan jika penetrasi konsisten di luar jarak terpendek (garis tinggi)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

60

dari perpotongan kaki las ke muka las diagrammatik yang dibuktikan melalui

pengujian dengan menggunakan proses produksi dan variabel prosedur Untuk las

sudut dalam lubang dan slot panjang efektif harus panjang dari sumbu las

sepanjang pusat bidang yang melalui throat Pada kasus las sudut yang

beroverlap luas efektif tidak boleh melebihi luas penampang nominal dari lubang

atau slot dalam bidang permukaan lekatan (SNI 17292015)

Sumber httpwwwtwi-globalcomtechnical-knowledgejob-knowledgedesign-part-2-091

Gambar 214 Tebal efektif las sudut Ukuran minimum las sudut menurut SNI 17292015 harus tidak kurang dari ukuran

yang diperlukan untuk menyalurkan gaya yang dihitung atau ukuran seperti yang

tertera dalam Tabel 223 Ukuran maksimum dari las sudut dari bagian-bagian yang

tersambung harus

a Sepanjang tepi material dengan ketebalan kurang dari frac14 in (6 mm) tidak

lebih besar dari ketebalan material

b Sepanjang tepi material dengan ketebalan frac14 in (6 mm) atau lebih tidak

lebih besar dari ketebalan material dikurangi 116 in (2 mm) kecuali las

yang secara khusus diperlihatkan pada gambar pelaksanaan untuk

memperoleh ketebalan throat-penuh Untuk kondisi las yang sudah jadi

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

61

jarak antara tepi logam dasar dan ujung kaki las boleh kurang dari 116 in

(2 mm) bila ukuran las secara jelas dapat diverifikasi

Tabel 224 Tebal minimum las sudut

Ketebalan Material dari Bagian Paling Tipis yang Tersambung in (mm)

Ukuran Minimum Las Sudut[a] in (mm)

Sampai dengan frac14 (6) 18 (3) Lebih besar dari frac14 (6) sampai dengan frac12 (13) 316 (5)

Lebih besar dari frac12 (13) sampai dengan frac34 (19) frac14 (6) Lebih besar dari frac34 (19) 516 (8)

[a] Dimensi kaki las sudut Las pas tunggal harus digunakan Catatan Lihat Pasal J22b untuk ukuran maksimum las sudut

(Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015)

Panjang minimum dari las sudut yang dirancang berdasarkan kekuatan tidak boleh

kurang dari empat kali ukuran las nominal atau ukuran lain dari las harus

diperhitungkan tidak melebihi frac14 dari panjangnya Jika las sudut longitudinal saja

digunakan pada sambungan ujung dari komponen struktur tarik tulangan-rata

panjang dari setiap las sudut tidak boleh kurang dari jarak tegak lurus antaranya

Gambar 215 Panjang las longitudinal

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

62

Kekuatan desain ϕRn yang dilas harus merupakan nilai terendah dari kekuatan

material dasar yang ditentukan menurut keadaan batas dari keruntuhan tarik dan

keruntuhan geser dan kekuatan logam las yang ditentukan menurut keadaan batas

dari keruntuhan berikut ini

Untuk logam dasar

ϕRn = 075 fn BM ABM

Untuk logam las

ϕRn = 075 fne AWE

Dimana

fn BM = tegangan nominal dari logam dasar ksi (MPa)

fne = tegangan nominal dari logam las ksi (MPa)

ABM = luas penampang logam dasar in2 (mm2)

AWE = luas efektif las in2 (mm2)

kelompok las linear dengan suatu ukuran kaki yang seragam dibebani

melalui titik berat

ϕRn = 075 fne AWE

dan

fne = 060 fEXX ( 1 + 05sin15 θ )

dimana

fEXX = kekuatan klasifikasi logam pengisi ksi (MPa)

θ = sudut pembebanan yang diukur dari sumbu longitudinal las derajat

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

63

Kekuatan sambungan las pada sambungan pemikul momen adalah

ϕMn = sum ϕPlas d

Dimana

ϕMn = Kekuatan nominal sambungan las terhadap momen

ϕPlas = Gaya las terkoreksi

d = Lengan kopel terhadap garis netral

Gambar 216 Momen plastis siklik pada sambungan pemikul momen

2228 Perencanaan Sambungan Baut

Semua baut kekuatan-tinggi yang disyaratkan pada gambar desain yang digunakan

dalam pra-tarik atau joint kritis-slip harus dikencangkan dengan suatu ketegangan

baut tidak kurang dari yang diberikan dalam Tabel 224 kuat tarik nominal dan

kuat geser nominal pada sambungan tipe tumpu diberikan dalam tabel 225 dan

ukuran lubang maksimum untuk baut diberikan dalam Tabel 226 Jarak antara

pusat-pusat standar ukuran-berlebih atau lubang-lubang slot tidak boleh kurang

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

64

dari 2 23 kali diameter nominal d dari pengencang suatu jarak 3d yang lebih

disukai Jarak dari pusat lubang standar ke suatu tepi dari suatu bagian yang

disambung pada setiap arah tidak boleh kurang dari nilai yang berlaku dari Tabel

227 Jarak maksimum dari pusat setiap baut ke tepi terdekat dari bagian-bagian

dalam kontak harus 12 kali ketebalan dari bagian yang disambung akibat

perhitungan tetapi tidak boleh melebihi 6 in (150 mm) (SNI 17292015) Spasi

longitudinal pengencang antara elemen-elemen yang terdiri dari suatu pelat dan

suatu profil atau dua pelat pada kontak menerus harus sebagai berkut

1 Untuk komponen struktur dicat atau komponen struktur tidak dicat yang

tidak menahan korosi spasi tersebut tidak boleh melebihi 24 kali ketebalan

dari bagian tertipis atau 12 in (305 mm)

2 Untuk komponen struktur tidak dicat dari baja yang berhubungan dengan

cuaca yang menahan korosi atmospheric spasi tidak boleh melebihi 14 kali

ketebalan dari bagian tertipis atau 7 in (180 mm)

Catatan Dimensi pada (a) dan (b) tidak berlaku untuk elemen-elemen yang terdiri

dari dua profil dalam kontak menerus

Tabel 225 Pratarik baut minimum kN

(Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015)

Ukuran Baut mm Baut A325M Baut A490MM16 91 114 M20 142 179 M22 176 221 M24 205 257 M27 267 334 M30 326 408 M36 475 595

Sama dengan 070 dikalikan kekuatan tarik minimum baut dibulatkan mendekati kN seperti disyaratkan dalam spesifikasi untuk baut ASTM A325M dan A490M dengan ulir UNC

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

65

Kekuatan tarik atau geser desain dari suatu baut snug-tightened atau baut kekuatan-

tinggi pra-tarik atau bagian berulir harus ditentukan sesuai dengan keadaan batas

dari keruntuhan tarik dan keruntuhan geser sebagai berikut

ϕRn = 075 fn AB

Dimana

AB = Luas penampang baut

fn = kuat nominal baut terhadap tarik (fnt) atau geser (fnv) (tabel 225)

Kekuatan tarik yang tersedia dari baut yang menahan kombinasi gaya tarik dan

geser harus ditentukan sesuai dengan keadaan batas dari keruntuhan geser sebagai

berikut

ϕRn = 075 fnrsquo AB

dan

fnrsquo = 13 fnt -

frv lt fnt

dimana

fnrsquo = tegangan tarik nominal yang dimodifikasi mencakup efek tegangan

geser ksi (MPa)

fnt = tegangan tarik nominal dari Tabel 225 ksi (MPa)

fnv = tegangan geser dari Tabel 225 ksi (MPa)

frv = tegangan geser yang diperlukan ksi (MPa)

Tegangan geser yang tersedia dari sarana penyambung sama dengan atau melebihi

tegangan geser yang diperlukanfrv

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

66

Catatan Catatan bahwa bila tegangan yang diperlukan f baik geser atau tarik

yang kurang dari atau sama dengan 30 persen dari tegangan yang tersedia yang

sesuai efek kombinasi tegangan tidak perlu diperiksa

Tabel 226 Kekuatan nominal pengencang dan bagian yang berulir ksi (MPa)

(Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015) Tabel 227 Dimensi Lubang Nominal mm

Diameter

Baut

Dimensi LubangStandar

(Diameter)Ukuran-lebih

(Diameter)Slot-Pendek

(Lebar x Panjang)Slot-Panjang

(Lebar x Panjang)M16 18 20 18 x 22 18 x 40M20 22 24 22 x 26 22 x 50M22 24 28 24 x 30 24 x 55M24 27[a] 30 27 x 32 27 x 60M27 30 35 30 x 37 30 x 67M30 33 38 33 x 40 33 x 75ge M36 d + 3 d + 8 (d + 3) x (d + 10) (d + 3) x 25d

[a] Izin yang diberikan memungkinkan penggunaan baut 1 in jika diinginkan (Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015)

Deskripsi Pengencang Kekuatan Tarik

Nominal Fnt ksi (MPa)[a]

Kekuatan Geser Nominal dalam Sambungan Tipe-

Tumpu Fnv ksi (MPa)[b]

Baut A307 45 (310) 27 (188) [c][d]

Baut group A (misal A325) bila ulir tidak dikecualikan dari bidang geser

90 (620) 54 (372)

Baut group A (misal A325) bila ulir tidak termasuk dari bidang geser

90 (620) 68 (457)

Baut A490 atau A490M bila ulir tidak dikecualikan dari bidang geser

113 (780) 68 (457)

Baut A490 atau A490M bila ulir tidak termasuk dari bidang geser

113 (780) 84 (579)

Bagian berulir yang memenuhi persyaratan Pasal A34 bila ulir tidak dikecualikan dari bidang geser

075 Fu 0450 Fu

Bagian berulir yang memenuhi persyaratan Pasal A34 bila ulir tidak termasuk dari bidang geser

075 Fu 0563 Fu

[a]untuk baut kekuatan tinggi yang menahan beban fatik tarik[b]Untuk ujung sambungan yang dibebani dengan panjang pola pengencang lebih besar dari 38 in (965 mm) Fnv harus direduksi sampai 833 dari nilai tabulasi Panjang pola pengencang merupakan jarak maksimum sejajar dengan garis gaya antara sumbu baut-baut yang menyambungkan dua bagian dengan satu permukaan lekatan [c]Untuk baut A307 nilai yang ditabulasikan harus direduksi sebesar 1 persen untuk setiap 116 in (2 mm) di atas diameter 5 dari panjang pada pegangangrip tersebut [d]Ulir diizinkan pada bidang geser

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

67

(a) Sambungan tidak diperkaku (b) Sambungan diperkaku (c) Sambungan diperkaku + pengaku kolom

Tabel 228 Jarak tepi minimum dari pusat lubang standar ke tepi dari bagian

yang disambung

Diameter Baut (mm) Jarak Tepi Minimum 16 22 20 26 22 28 24 30 27 34 30 38 36 46

Di atas 36 125d [a]Jika diperlukan jarak tepi terkecil diizinkan asalkan ketentuan yang sesuai Pasal J310 dan J4 dipenuhi tetapi jarak tepi yang kurang dari satu diameter baut tidak diizinkan tanpa persetujuan dari Insinyur yang memiliki izin bekerja sebagai perencana [b]Untuk ukuran-berlebih atau lubang-lubang slot lihat Tabel J35M

(Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015)

Beberapa aplikasi dari sambungan baut adalah sambungan pemikul momen dan

sambungan geser Prinsip dasar dari sambungan baut adalah baut menahan gaya

geser dan gaya tarik

1 Sambungan pemikul momen

Gambar 217 Sambungan pemikul momen menurut AISC 2003

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

68

Gambar 219 Menentukan Muc

Perencanaan sambungan baut untuk balok kolom lebih kuat dari profil yang

disambung untuk menghindari prilaku sambungan yg runtuh getas Momen

rencana untuk sambungan adalah

- Sambungan tidak diperkaku

Muc = Mp + Vu (k) k terkecil dari d atau 3b

- Sambungan diperkaku

Muc = Mp + Vu (Lst + tp)

Gambar 218 Lokasi sendi plastis

Lst =

Gambar 220 Geometri sambungan end-plate

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

69

Sambungan end-plate pada umum nya mempunya 2 buat setiap baris jika dibebani

sampai kondisi ultimate maka reaksi setiap baut adalah 2Pt kapasitas sambungan

tanpa efek prying maka momen kapasitas sambungan adalah jumlah kumulatif

statis momen gaya reaksi baut tarik 2Pt terhadap titik resultan desak di pusat berat

pelat sayap profil (Dewobroto 2016) Kuat sambungan berdasarkan baut tanpa efek

prying adalah

ϕMnp = 2 ϕPt sum

= 2 ϕPt sum (h0 + h1 + h3 hellip hi)

Dimana

Mnp = kapasitas sambungan end-plate didasarkan pada kuat tarik tanpa

efek prying

Pt = gaya reaksi tarik baut

Gambar 221 Momen kopel baut tarik terhadap sayap tekan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

70

Tabel 229 Kapasitas sambungan end-pelat menurut AISC 2003

No Kapasitas Sambungan

1

Konfigurasi 4 baut tanpa pengaku

2

Konfigurasi 4 baut dengan pengaku

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

71

Tabel 229 Kapasitas sambungan end-pelat menurut AISC 2003 (lanjutan)

No Kapasitas Sambungan

3

Konfigurasi 6 baut tanpa pengaku

4

Konfigurasi 8 baut tanpa pengaku

Sumber Extended end-plateed moment connections seismic and wind applications AISC 2003

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

72

2 Sambungan Geser

Gambar 222 Sambungan balok anak ke balok induk

Perencanaan sambungan baut untuk geser juga harus lebih kuat dari profil yang

disambung untuk menghindari prilaku sambungan yg runtuh getas Gaya geser

rencana untuk sambungan adalah gaya geser ultimate balok anak sehingga

jumlah baut yg diperlukan adalah

=

Dimana

= kuat geser nominal profil

= kuat geser minimum baut

223 Disain untuk stabilitas

Stabilitas harus disediakan untuk struktur secara keseluruhan dan untuk setiap

elemennya Efek terhadap stabilitas struktur dan elemen-elemennya harus

memperhitungkan hal-hal berikut

1 lentur geser dan deformasi komponen struktur aksial dan semua deformasi

lainnya yang memberi kontribusi terhadap perpindahan struktur

2 efek orde-kedua (kedua efek P-∆ dan P-δ)

3 ketidaksempurnaan geometri

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

73

4 reduksi kekakuan akibat inelastisitas

5 ketidakpastian dalam kekakuan dan kekuatan Semua efek yang bergantung

beban harus dihitung di level pembebanan sesuai dengan kombinasi beban

Direct Analysis Method (DAM) dibuat untuk mengatasi keterbatasan Effective

Length Method (ELM) yang merupakan strategi penyederhanaan analisis cara

manual Akurasi DAM dapat diandalkan karena memakai komputer dan

mempersyaratkan program analisis struktur yang dipakai seperti

1 Dapat memperhitungkan deformasi komponen-komponen struktur dan

sambungannya yang mempengaruhi deformasi struktur keseluruhan

Deformasi komponen yang dimaksud berupa deformasi akibat lentur aksial

dan geser Persyaratan ini cukup mudah hampir sebagian besar program

komputer analisa struktur berbasis metoda matrik kekakuan apalagi

lsquometoda elemen hinggarsquo yang merupakan algoritma dasar ana-lisa struktur

berbasis komputer sudah memasukkan pengaruh deformasi pada elemen

formulasinya (Dewobroto 2013)

2 Pengaruh Orde ke-2 (P-Δ amp P-δ) Program komputer yang dapat

menghitung gaya-gaya batang dengan analisa struktur orde ke-2 yang

mempertimbangkan pengaruh P-Δ dan P-δ adalah sangat penting dan

menentukan Umumnya program komputer komersil bisa melakukan

analisa struktur orde ke-2 meskipun kadangkala hasilnya bisa berbeda satu

dengan lain-nya Oleh karena itu diperlukan verifikasi terhadap kemam-

puan program komputer yang dipakai Ketidaksempurnaan terjadi ketika

program ternyata hanya mampu memperhi-tungkan pengaruh P-Δ saja

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

74

tetapi tidak P-δ Adapun yang dimaksud P-Δ adalah pengaruh pembebanan

akibat terjadinya perpindahan titik-titik nodal elemen sedangkan P-δ adalah

pengaruh pembebanan akibat deformasi di elemen (di antara dua titik nodal)

(Dewobroto 2013) seperti terlihat pada Gambar 28 di bawah

Gambar 223 Pengaruh Orde ke-2 (AISC 2010)

3 Perhitungan stabilitas struktur modern didasarkan anggapan bah-a

perhitungan gaya-gaya batang diperoleh dari analisa struktur elastik orde-2

yang memenuhi kondisi keseimbangan setelah pembebanan yaitu setelah

deformasi Ketidak-sempurnaan atau cacat dari elemen struktur seperti

ketidaklurusan batang akibat proses fabrikasi atau konsekuensi adanya

toleransi pelaksanaan lapangan akan menghasilkan apa yang disebut efek

destabilizing Adanya cacat bawaan (initial imperfection) yang

mengakibatkan efek destablizing dalam Direct Analysis Method (DAM)

dapat diselesaikan dengan dua cara yaitu [1] cara pemodelan langsung cacat

pada geometri model yang dianalisis atau [2] memberikan beban notional

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

75

(beban lateral ekivalen) dari sebagian prosentasi beban gravitasi (vertikal)

yang bekerja Cara pemodelan langsung dapat diberikan pada titik nodal

batang yang digeser untuk sejumlah tertentu perpindahan yang besarnya

diambil dari toleransi maksimum yang diperbolehkan dalam perencanaan

maupun pelaksanaan Pola penggeseran titik nodal pada pemodelan

langsung harus dibuat sedemikian rupa sehingga memberikan efek

destabilizing terbesar Pola yang dipilih dapat mengikuti pola lendutan hasil

pembebanan atau pola tekuk yang mungkin terjadi Beban notional

merupakan beban lateral yang diberikan pada titik nodal di semua level

berdasarkan prosentasi beban vertikal yang bekerja di level tersebut dan

diberikan pada sistem struktur penahanbeban gravitasi melalui rangka atau

kolom vertikal atau dinding sebagai simulasi pengaruh adanya cacat

bawaan (initial imperfection)Beban notional harus ditambahkan bersama-

sama beban lateral lain juga pada semua kombinasi kecuali kasus tertentu

yang memenuhi kriteria pada Section C22b(1) (SNI 1729 2015) Besarnya

beban notional adalah

Ni = 0002 α Yi

Dimana

α = 16 untuk metode tegangan izin dan 10 untuk metode ultimit

Ni = Beban notional yang digunakan pada level i

Yi = Beban grafitasi yang digunakan pada level i

Nilai 0002 mewakili nilai nominal rasio kemiringan tingkat (story out of

plumbness) sebesar 1500 yang mengacu AISC Code of Standard Practice

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

76

Jika struktur aktual ternyata punya kemiringan tingkat berbeda lebih besar

tentunya maka nilai tersebut tentunya perlu ditinjau ulang Beban notional

pada level tersebut nantinya akan didistribusikan seperti halnya beban

gravitasi tetapi pada arah lateral yang dapat menimbulkan efek

destabilizing terbesar Jadi perlu beberapa tinjauanPada bangunan gedung

jika kombinasi beban belum memasukkan efek lateral maka beban notional

diberikan dalam dua arah alternatif ortogonal masing-masing pada arah

positip dan arah negatif yang sama untuk setiap level Sedangkan untuk

kombinasi dengan beban lateral maka beban notional diberikan pada arah

sama dengan arah resultan kombinasi beban lateral pada level tersebut Jadi

penempatan notional load diatur sedemikian rupa agar jangan sampai hasil

akhir kombinasinya akan lebih ringan Bukankah notional load adalah

untuk memodelkan ketidaksempurnaan (Dewobroto 2015)

Adanya leleh setempat (partial yielding) akibat tegangan sisa pada profil

baja (hot rolled atau welded) akan menyebabkan pelemahan kekuatan saat

mendekati kondisi batasnya Kondisi tersebut pada akhirnya menghasilkan

efek destabilizing seperti yang terjadi akibat adanya geometry imperfection

Kondisi tersebut pada Direct Analysis Method (DAM) akan diatasi dengan

penyesuaian kekakuan struktur yaitu memberikan faktor reduksi kekakuan

Nilainya diperoleh dengan cara kalibrasi dengan membandingkannya

dengan analisa distribusi plastisitas maupun hasil uji test empiris (Galambos

1998) Faktor reduksi kekakuan EI=08τbEI dan EA=08EA dipilih DAM

dengan dua alasan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

77

Pertama Portal dengan elemen langsing yang kondisi batasnya ditentukan

oleh stabilitas elastis maka faktor 08 pada kekakuan dapat

menghasilkan kuat batas sistem sebesar 08 times kuat tekuk

elastisHal ini ekivalen dengan batas aman yang ditetapkan pada

perencanaan kolom langsing memakai Efective Length Method

persamaan E3-3 (SNI 1729 2015) yaitu φPn = 09 (0877 Pe) =

079 Pe

Kedua Portal dengan elemen kaku stocky dan sedang faktor

08τb dipakai memperhitungkan adanya pelemahan (softening)

akibat kombinasi aksial tekan dan momen lentur Jadi kebetulan

jika ternyata faktor reduksi kolom langsing dan kolom kaku

nilainya saling mendekati atau sama Untuk itu satu faktor reduksi

sebesar 08τb dipakai bersama untuk semua nilai kelangsingan

batang (SNI 1729 2015 C23(1)) (Dewobroto 2015)

Faktor τb mirip dengan reduksi kekakuan inelastis kolom akibat hilangnya

kekakuan batang Untuk kondisi Pr le 05Py dimana Pr= adalah gaya tekan

perlu hasil kombinasi LRFD

τb = 1

Jika gaya tekannya besar yaitu Pr gt 05Py maka

τb = 4 [ 1 - ]

Pemakaian reduksi kekakuan hanya berlaku untuk memperhitungkan

kondisi batas kekuatan dan stabilitas struktur baja dan tidak digunakan pada

perhitungan drift (pergeseran) lendutan vibrasi dan penentuan periode

getar Untuk kemudahan pada kasus τb = 1 reduksi EI dan EA dapat

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

78

diberikan dengan cara memodifikasi nilai E dalam analisis Tetapi jika

komputer program bekerja semi otomatis perlu diperhatikan bahwa reduksi

E hanya diterapkan pada 2nd order analysis Adapun nilai modulus elastis

untuk perhitungan kuat nominal penampang tidak boleh dikurangi seperti

misal saat perhitungan tekuk torsi lateral pada balok tanpa tumpuan lateral

(Dewobroto 2015) Bebanan notional dapat juga dipakai untuk antisipasi

pelemahan kekakuan lentur τb akibat kondisi inelastic adanya tegangan

residu Strategi ini cocok untuk menyederhanakan perhitungan DAM pada

batang dengan gaya tekan besar αPr gt 05Py dimana nilai τb lt 10 Jika

strategi ini akan dipakai maka τb = 10 dan diberikan beban notional

tambahan sebesar

Ni = 0001 α Yi

Dimana

α = 16 untuk metode tegangan izin dan 10 untuk metode ultimit

Ni = Beban notional yang digunakan pada level i

Yi = Beban grafitasi yang digunakan pada level i

Beban tersebut diberikan sekaligus bersama beban notional yang

merepresentasikan cacat geometri bawaan (initial imperfection) karena

sifatnya memperbesar maka beban notional akhir menjadi Ni=0003Yi

sedangkan τb = 10 untuk semua kombinasi beban (Dewobroto 2015)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

79

BAB III

METODE PENELITIAN

31 Persiapan

Tahap ini merupakan rangkaian kegiatan sebelum melakukan pengumpulan

dan pengolahan data Tahap ini meliputi kegiatan-kegiatan sebagai berikut

1 Menentukan judul Tugas Akhir

2 Pembuatan proposal Tugas Akhir

3 Studi pustaka terhadap materi sebagai garis besar

32 Bagan Alir

MULAI

PENGUMPULAN DATA

STUDI LITERATUR

TAHAP DESAIN DATA

Perhitungan beban mati

Perhitungan beban hidup

Perhitungan beban angin

Perhitungan beban gempa

PENGOLAHAN DATA

A Pradimensi dan kontrol struktur sekunder B Analisa struktur primer dengan bantuan etabs 2015

(efek P-∆ dan P-δ) dan kontrol manual C Disain sambungan balok kolom dan sambungan

balok balok

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

80

Gambar 31 Diagram Alir Penelitian

321 Mulai

322 Pengumpulan Data

Pengumpulan data data yang di gunakan dalam perencanaan struktur baja

seperti profil yang di gunakan kuat tarik baja yang tersedia dan kuat tekan beton

rencana

323 Studi Literatur

Studi literatur bermula dari pengumpulan teori-teori yang berhubungan

dengan disain baja dan system rangka baja pemikul momen khusus Selain itu

dikumpulkan juga data-data yang berhubungan dengan tugas akhir ini seperti data

pembebanan gedung yang diambil dari peraturan pembebanan untuk gedung 1983

HASIL DAN PEMBAHASAN

Dimensi struktur sekunder Dimensi struktur primer Rencana Sambungan

SELESAI

KESIMPULAN DAN SARAN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

81

dan rumus-rumus yang akan digunakan dalam perhitungan berdasarkan metode

Load and Resistance Factor Design (LRFD)

324 Tahap Desain Data

Pada tahap desain data hal pertama yang dikerjakan adalah menghitung

pembebanan pada struktur sekunder Perhitungan pembebanan berdasarkan

PPURG 1983 Beban-beban yang bekerja hanya beban mati dan beban hidup

Struktur sekunder meliputi pelar metal deck pelat baja gording dan tangga

Setelah perhitungan pembebanan selesai tahap selanjutnya adalah

melakukan pradimensi ketebalan pada pelat dan pradimensi profil pada gording dan

tangga Kemudian hasil pradimensi akan dikontrol apakah dimensi yang di

asumsikan sudah memenuhi syarat atau belum sesuai dengan besarnya gaya-gaya

dalam yang bekerja pada masing masing struktur sekunder tersebut Jika sudah

memenuhi syarat maka reaksi dari masing masing struktur sekunder tersebut akan

di jadikan beban pada struktur primer Struktur primer yang sudah di pradimensi

akan di analisa dengan menggunakan kombinasi kombinasi beban mati beban hidup

dan beban gempa dengan bantuan software etabs 2015 Selanjutkan output dari

etabs berupa momen lentur gaya lintang dan gaya normal pada masing masing

balok dan kolom akan di kontrol secara manual dengan metode LRFD yang

mengacu kepada SNI 1729 2015

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

82

325 Pengolahan Data

325a Analisa Struktur Manual Dengan Metode LRFD

Pada tahap analisa struktur manual dengan metode LRFD bagian yang akan

dianalisa adalah mengontrol momen lentur dan gaya geser yang terjadi pada balok

komposit Pada kolom di kontrol kombinasi gaya tekan dan lentur dua arah serta

gaya geser Lalu selanjutnya adalah melakukan kontrol terhadap pradimensi apakah

sudah memenuhi syarat atau belum

325b Analisa sambungan balok kolom

Analisa sambungan dilakukan untuk mendapatkan jumlah baut tebal pelat

penyambung tebal las pada Balok dan kolom analisa sambungan pemikul momen

menggunakan momen plastis penampang sebagai momen ultimit sehingga

kekuatan sambungan sama dengan atau lebih besar dari kekuatan profil sedangkan

pada sambungan sendi digunakan gaya geser ultimate sebagai gaya geser rencana

326 Hasil dan Pembahasan

Dimensi struktur sekunder dan dimensi struktur primer yang memenuhi

syarat keamanan dan kenyamanan Rekapitulasi stress ratio pada balok komposit

dan kolom yang ada di struktur primer Stress ratio sendiri adalah perbandingan

gaya terfaktor dibagi dengan gaya terkoreksi yang artinya jika stress ratio lebih

besar dari satu (1) maka struktur dinyatakan tidak memenuhi syarat keamanan

327 Kesimpulan dan Saran

328 Selesai

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

83

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

41 Disain Struktur Sekunder

411 Pelat Floor deck

Gambar 41 Tributari area elevasi +580 m

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat sendiri pelat 012 x 1 x 2400 = 288 kgm

Berat spesi 002 x 1 x 2100 = 42 kgm

Berat keramik 001 x 1 x 2400 = 24 kgm +

qdl = 354 kgm

2 Beban hidup (life load)

Berdasarkan PPPURG 1987 beban hidup untuk lantai pabrik 400 kgm2

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

84

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 354 = 4956 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 354 + 16 x 400 = 10648 kgm

sehingga digunakan qu = 10648 kgm

B Dimensi Floor Deck

Berdasarkan SNI ndash 03 ndash 2847 ndash 2002 pasal 103 didapat momen positif

maximum untuk pelat satu arah adalah

Gambar 42 Distribusi momen untuk pelat satu arah

=

=

= 30422 kg m

Dicoba smartdeck BMT 07 mm

Gambar 43 Diagram tegangan momen kopel (positif) floor deck

d = h ndash c = 120 ndash 255 = 945 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

85

a =

=

= 239867 mm

ϕMn = 08 As fy ( d- )

ϕMn = 08 x 92676 x 550 ( 945 -

)

ϕMn = 33644 kg m gt Mu = 30422 kg m ( OK )

C Dimensi Wiremesh

Berdasarkan SNI ndash 03 ndash 2847 ndash 2002 pasal 103 didapat momen negatif

maximum untuk pelat satu arah adalah

=

=

= 42592 kg m

Dicoba wiremesh M-8 ( AST = 33493 mm2 )

Gambar 44 Diagram tegangan momen kopel (negatif) floor deck

d = h - selimut ndash 05 ϕ = 120 ndash 20 ndash 05 x 8 = 96

a =

=

= 1083 mm

ϕMn = 08 As fy ( d- )

ϕMn = 08 x 33493 x 400 ( 96 -

)

ϕMn = 970955 kg m gt Mu = 42592 kg m ( OK )

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

86

412 Balok Anak Pelat Floor Deck

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat floof deck = 2 x 354 = 708 kgm

Berat WF 300 x 150 x 55 x 8 = 32 = 32 kgm +

qdl = 740 kgm

2 Beban hidup (life load)

Beban hidup pelat = 2 x 400 = 800 kgm

qll = 800 kgm

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 740 = 1036 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 740 + 16 x 800 = 2168 kgm

sehingga digunakan qu = 2168 kgm

B Momen ultimate

MMAX = qu l2

MMAX = 2168 x 82

MMAX = 17344 kg m

C Kontrol momen

- menentukan lebar efektif pelat beton

1 be lt

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

87

be lt

be lt 1

2 be lt bo

be lt 1

sehingga digunakan be = 1 meter

akibat adanya lubang pada floor deck maka digunakan bekivalen

bekivalen =

=

= 810 mm

- Menentukan nilai n

Ebeton = 4700 = 4700 radic25 = 23500

Ebaja = 200000

n = = = 851

- Menentukan lebar transformasi penampang beton

=

= 951 cm

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Pelat Beton 11412 6 68472 Floor Deck 1867 945 17643 Profil WF 3766 245 92267

sum 17045 sum 178382

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

88

ẏ = sum

sum =

= 1046 cm

Titik berat berada di pelat beton

a =

=

= 4938 mm

d1 = 05hprofil + tpelat = 125 + 120 = 245 mm

d2 = hprofil ndash ċ = 120 ndash 1713 = 10287

ϕMn = 09 As fy ( d1- )

ϕMn = 09 x [ 3766 x 240 x ( 245 -

) +118843 550 ( 10287 -

) ]

ϕMn = 1792124 + 102396

ϕMn = 189452 kg m gt Mu = 17344 kg m ( OK )

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

89

D Dimensi Penghubung Geser (Shear Conector)

Gaya horizontal akibat aksi komposit penuh

Vh = 085 a b = 085 x 4938 x 1000 x 25 = 1049325 N

Digunakan Stud connector ⅝rdquo luas satu buah stud connector adalah

Asc = d2 = 158752 =19801 mm2

Kuat geser satu buah shear connector

Qn = 05 Asc lt Rg Rp Asc fu

Qn = 05 x 19801 x radic25 23500 lt 085 x 075 x 19801 x 550

Qn = 7588676 N lt 69427

Jumlah shear connector yang di butuhkan

N = = = 151 ~ 16 buah untuk setengah bentang

Total kebutuhan shear connector adalah 32 buah untuk semua bentang Jika

dipasang dua buah shear connector pada setiap penampang melintang maka

jarak shear connector adalah

S = = 500 mm

Smin = 6d = 6 x 15875 = 9525 mm

Smax = 8t = 8 x 120 = 960 mm

Strans = 4d = 4 x 15875 = 635 mm

Sehingga digunakan shear connector 2 x (⅝rdquo x 65 cm) dengan jarak 20 cm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

90

E Kontrol Geser

Menghitung gaya geser ultimate

Vu = qu l = x 2168 x 8 = 8672 kg

Menghitung gaya geser nominal

ϕVn = 09 (06 fy) h tw

ϕVn = 09 x 06 x 240 x 264 x 55

ϕVn = 20243 kg gt Vu = 8672 kg (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

91

413 Pelat Chekered

Gambar 45 Tributari area elevasi +1070 m

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat pelat 45 mm = 00045 x 1 x 7850 = 35325 kgm

2 Beban hidup (life load)

Berdasarkan PPPURG 1987 beban hidup untuk lantai pabrik 400 kgm2

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 35325 = 49455 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 35325 + 16 x 400 = 68239 kgm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

92

sehingga digunakan qu = 68239 kgm

B Momen Maximum

Berdasarkan SNI ndash 03 ndash 2847 ndash 2002 pasal 103 didapat momen maximum

untuk pelat satu arah adalah

Gambar 46 Distribusi momen untuk pelat satu arah

=

=

= 2557 kg m

C Momen Nominal

ϕMn = 09 zx fy

= 09 x ( b d2 ) x fy

= 09 x ( 1000 x 452 ) x 240

= 10935 kg m gt Mu = 2557 kg m OK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

93

414 Siku Pengaku Pelat Lantai Chekred

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat pelat 45 mm = 00045 x 06 x 7850 = 21195 kgm

Berat L 70 x 70 x 6 = 638 = 638 kgm +

= 27575 kgm

2 Beban hidup (life load)

Beban hidup pelat = 06 x 400 = 240 kgm

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 27575 = 35805 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 27575 + 16 x 240 = 41469 kgm

sehingga digunakan qu = 41469 kgm

B Momen Maximum

=

=

= 7465 kg m

C Momen Nominal

My = sx fy

= 7330 x 240

= 17592 kg m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

94

Me =

=

= 13524 kg m

Me gt My

Mn = [ 192 ndash 117 ] Me lt 15 My

= [ 192 ndash 117

] My lt 15 My

= 1498 My lt 15 My

ϕMn = 09 x 1498 x My

= 09 x 1498 x 17592

= 23717 kg m gt Mu = 7465 kg m OK

C Geser Nominal

lt 11

lt 11

1 lt 34785 ~gt cv = 1

ϕVn = 09 06 Aw fy cv

= 09 x 06 x 70 x 7 x 240 x 1

= 63504 kg gt Vu = (05 x l x qu = 2488 kg)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

95

415 Balok Anak Pelat Chekered

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat L 70 x 70 x 6 = 638 x 12 x 13 = 99528 kg

Berat ekivalen siku = =

= 12441 kgm

Berat pelat 45 mm = 00045 x 12 x 7850 = 42390 kgm

Berat WF 200 x 150 x 6 x 9 = 30600 = 30600 kgm

Berat L 70 x 70 x 6 = 12441 = 12441 kgm +

= 85431 kgm

2 Beban hidup (life load)

Beban hidup pelat = 12 x 400 = 480 kgm

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 85431 = 11960 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 76131 + 16 x 480 = 87052 kgm

sehingga digunakan qu = 87052 kgm

B Momen Maximum

=

=

= 696414 kg m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

96

C Menentukan momen nominal

Lp = = radic

36 = 18357 cm

L lt Lp

Mp = zx fy

= [(btf(h-tf)) + 05(h-2tf)2tw)] fy

= [(150 x 9 x (200 ndash 9)) + 05(200 ndash 2 x 9)2 x 6)] x 240

= 857332 kg m

ϕMn = 09 Mp

= 09 x 857332

= 771599 kg m gt Mu = 696414 kg m OK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

97

416 Gording

Gambar 47 Rencana atap elevasi +1250 m dan +3550 m

Jarak antara Gording = 14 meter

Panjang gording = 6 meter

Sudut kemiringan atap = 10o

Berat atap (BMT 045) = 657 kgm2

Isolation rockwool = 25 kgm2

Profil gording = CNP 150 x 50 x 20 x 32 = 7 kgm

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat isolation rockwool = 14 x 25 = 35 kgm

Berat atap = 14 x 657 = 92 kgm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

98

Berat gording = 70 = 70 kgm +

qdl = 512 kgm

2 Beban hidup (life load)

Beban hidup di tengah gording = 100 kg

3 Beban angin

Gambar 48 Kecepatan angin

Kecepatan angin maximum adalah 35 KNOT yaitu 6482 kmjam ( 18 ms )

P = = = 2026 kgm2

Tekanan angin minimum di laut dan di tepi laut sampai sejauh 5 km dari pantai

diambil minimum 40 kgm2 Sehingga digunakan tekanan angin 40 kgm2

Koefisien angin tekan = 002α - 04 = 002 (10) - 04 = - 02

Koefisien angin hisap = - 04

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

99

qtekan = -02 x 40 = 8 kgm2

qhisap = -04 x 70 = 16 kgm2

B Menghitung momen momen pada gording

1 akibat beban mati

Mx = qdl cosα = 512 x cos10 x 62 = 226899 kg m

My = qdl sinα = 512 x sin10 x 22 = 445 kg m

2 akibat beban hidup

Mx = P cosα lx = 100 x cos10 x 6 = 147721 kg m

My = P sinα ly = 100 x sin10 x 2 = 8682 kg m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

100

3 akibat beban angin

Mtekan = qwl = (-8) x cos10 x 62 = -3545 kg m

Mhisap = qwl = (-16) x sin10 x 62 = -709 kg m

No Kombinasi Beban Sumbu x Sumbu y 1 14 DL 3176586 623 2 12 DL + 05La 3461393 9681 3 12 DL + 16 La 5086324 192312 4 12 DL + 13 W + 05La 4465911 -188234 5 12 DL + 16 La + 08 W 4802724 -374888 6 09 DL + 13 W 2261938 -8683

Sehingga didapat momen maximum adalah

Mx = 508632 kg m

My = 19231 kg m

C Menentukan momen nominal

Lp = = radic

181 = 92 cm

J = [ 2b + h ]

= [ 2 x 50 x 323 + 150 x 323 ]

= 2730 6667 mm

Cw = [

]

=

[

]

= 750 x 106

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

101

=

=

= 11512931

= 4 2

= 4

]2

= 3141 x 10-4

=

1 1

=

1 1 3141 10 240 70

= 25044 cm

Lp lt L lt Lr

Mp = zx fy

= [(btf(h-tf)) + 05(h-2tf)2tw)] fy

= [(50 x 32 x (150 ndash 32)) + 05(150 ndash 2 x 32)2 x 32)] x 240

= 95963 kg m

Mr = Sx fr

= 37400 x (240 ndash 70)

= 6358 kg m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

102

ϕMnx = 09 ( Mp ndash ( Mp- Mr)

)

= 09 ( 95963 ndash (95963 ndash 6358)

)

= 66984 kg m gt Mu = 508632 kg m OK

ϕMny = 09 Sy fy

= 09 x 8200 x 240

= 17712 kg m gt Mu = 19231 kg m OK

kontrol syarat momen lentur

+ lt 10

+

lt 10

0867 lt 10 OK

D Lendutan

=

+

=

+

= 15194 + 7913

= 23107 mm

=

+

=

+

= 0331 + 0516

= 0846 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

103

δ =

= 23107 0846

= 23122 mm

δizin = = = 25 mm gt δ = 23112 mm OK

417 Sagrod (Batang Tarik)

Gambar 49 Rencana sagrod

Rencana digunakan sagrod Oslash 10 mm

A Beban yang bekerja

1 Beban mati

- Gording luar

Berat atap = 2 x 14 x 657 x sin 10o = 31944 kg

Berat gording = 2 x 7 x sin 10o = 24310 kg +

sum = 56254 kg

- Gording dalam

Berat atap = 2 x 14 x 657 x sin 10o = 31944 kg

Berat gording = 2 x 7 x sin 10o = 24310 kg

Isolation rockwoll = 2 x 14 x 25 x sin 10o = 121553 kg +

sum = 177807 kg

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

104

2 Beban hidup

- Gording luar

Beban tak terduga = 200 x sin 10o = 347296 kg

- Gording dalam

Beban tak terduga = 100 x sin 10o = 173648 kg

B Gaya ultimate pada sagrod

PDL = Gording Luar + 10 Gording Dalam + Berat sagrod

= 56254 + (10 x 177807) + (0617 x 14)

= 1920704 kg

PLL = Gording Luar + 10 Gording Dalam

= 347296 + (10 x 173648)

= 2083776 kg

Kombinasi Pu kg

14 DL 288899

12DL + 16LL 563888

Digunakan 2 buah sagrod sehingga Pu sagrod adalah 5638882 = 281944 kg

C Menentukan Gaya Nominal Sagrod

Kekuatan leleh tarik pada penampang bruto

ϕPn = 09Asfy

= 09 x 785 x 240

= 16955 kg

Kekuatan tarik pada penampang netto

ϕPn = 075Asfu

= 075 x (09 x 785) x 370

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

105

= 19605 kg

Sehingga ʹϕPn yang digunakan adalah 16955 kg

Stress ratio = =

= 017 lt 1 OK

418 Ikatan Angin

Ikatan angin akan didisain menggunakan besi beton karena kelangsingan besi

beton sangat kecil maka batang hanya didisain terhadap tarik

Gambar 410 Tributri area ikatan angin

Dicoba menggunakan ikatan angin Oslash 22 mm

Data data geometri

x = 12 tanα = 12 tan 10o = 21159 m

h1 = 71 + x = 71 + 21159 = 92159 m

β

60925 60925 60925 60925

60000

60000 60000 60000 60000

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

106

h2 = 71 + 075x = 71 + 15869 = 86869 m

h3 = 71 + 025x = 71 + 05289 = 76289 m

tan β =

= 09848 β = 445617o

sin β = 07016

cos β = 07126

Koefisien angin C = 09

F1 = CPa λ

= 09 x 40 x 6 x

= 193350 kg

F2 = CPa λ

= 09 x 40 x 6 x

= 176210 kg

F3 = CPa λ

= 09 x 40 x 6 x

= 159072 kg

R = 05F1 + F2 + F3 = 96675 + 176210 + 159072 = 431957 kg

A Gaya Ultimate Pada Ikatan Angin

Gaya batang akan dihitung dengan menggunakan analisa keseimbangan titik

buhul

- Titik A

sumV = 0 sum H = 0

R + S1 = 0 H1 = 0

S1 = - R

S1 = - 431957 kg

- Titik B

sumV = 0 sum H = 0

F3 + S1 + D1sinβ = 0 H2 + D1cosβ = 0

D1 = -

H2 = - D1cosβ

R

S1

H1

H2

S1

F3

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

107

S1

D1 = -

H2 = - 388946 x 07124

D1 = 388946 kg H2 = - 277085 kg

- Titik C

sumV = 0 sum H = 0

S2 + D1sinβ = 0 H3 ndash H1 - D1cosβ = 0

S2 = - D1sinβ H3 = 0 + D1cosβ

S2 = - 388946 x 07016 H3 = 388946 x 07124

S2 = - 272885 kg H2 = 277085 kg

- Titik D

sumV = 0

F2 + S2+ D2sinβ = 0

D2 = -

D2 = -

D2 = 137792 kg

Gaya batang maximum pada ikatan angin 388946 kg

Pu = 16 WL = 16 x 388946 = 622314 kg

B Gaya Nominal Ikatan Angin

Kekuatan leleh tarik pada penampang bruto

ϕPn = 09Asfy

= 09 x 3801 x 240

= 821016 kg

Kekuatan tarik pada penampang netto

ϕPn = 075Asfu

= 075 x (09 x 3801) x 370

= 949299 kg

H3 H1

S2

F2

H2 H4

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

108

Sehingga ʹϕPn yang digunakan adalah 821016 kg

Stress ratio = =

= 076 lt 1 OK

419 Tangga

Gambar 411 Rencana tangga

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Pipa 15rdquo 36 x [ (2x4942) + (8x1) + (4x03)] = 687 kg

Pipa 1rdquo = 18 x [ (4x4942) + (8x03)] = 399 kg

Pelat 45 mm = 35325 x 03 x 1 x 16 = 1696 kg +

= 27816 kg

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

109

= =

= 56285 kgm

Digunakan profil UNP 200 x 80 x 75 x 11

= +

= 56285 + 246

= 80885 kgm

2 Beban hidup (life load)

Beban hidup tangga = 400 kgm

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 80885 = 113239 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 80885 + 16 x 400 = 737062 kgm

sehingga digunakan qu = 737062 kgm untuk 2 profil kanal beban untuk 1

profil kanal adalah = 368521 kgm

B Momen maximum

Mu = q = 368521 x 4942 = 11251 kg m

C Momen nominal

Lp = = radic

238 = 121366 cm

b = b ndash 05tw

= 80 ndash (05 x 75)

= 7625 mm

h = h - tf

= 200 - 11

= 189 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

110

J = [ 2brsquo + hrsquo ]

= [ 2 x 7625 x 113 + 189 x 753 ]

= 94237291 mm

Cw = [

]

=

[

]

=

[

]

= 120 x 108

=

=

= 2474747

= 4 2

= 4

]2

= 18143 x 10-5

=

1 1

=

1 1 18143 10 240 70

= 51792 cm

Lp lt L lt Lr

Mp = zx fy

= [(btf(h-tf)) + 05(h-2tf)2tw)] fy

= [(80 x 11 x (200 ndash 11)) + 05(200 ndash 2 x 11)2 x 75)] x 240

= 684324 kg m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

111

Mr = sx fr

= 195000 x (240 ndash 70)

= 3315 kg m

ϕMnx = 09 ( Mp ndash ( Mp- Mr)

)

= 09 ( 684324 ndash (684324 ndash 3315)

)

= 352568 kg m gt Mu = 11251 kg m OK

42 Disain Struktur Primer

421 Beban beban yang bekerja

4211 Beban gravitasi

a Beban pada floor deck

- Beban mati tambahan (dead load)

Berat spesi 002 x 1 x 2100 = 42 kgm

Berat keramik 001 x 1 x 2400 = 24 kgm +

qdl = 66 kgm

adapun berat sendiri profil dihitung dengan software etabs 2015

- Beban hidup (life load)

Berdasarkan PPPURG 1987

Beban hidup rencana untuk lantai pabrik = 400 kgm2

Koefisien reduksi untuk perencanaan balok induk = 100

Koefisien reduksi untuk peninjauan terhadap masa gempa = 090

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

112

b Beban pada lantai chekered plate

- Beban mati tambahan (dead load)

Berat per 6 meter luas L 70 x 70 x 6 = 638 x 6 x 9 = 34452 kg

Berat ekivalen siku = =

= 957 kgm

- Beban hidup (life load)

Berdasarkan PPPURG 1987

Beban hidup rencana untuk lantai pabrik = 400 kgm2

Koefisien reduksi untuk perencanaan balok induk = 100

Koefisien reduksi untuk peninjauan terhadap masa gempa = 090

4212 Beban angin

- Dinding vertical

Di pihak angin = + 09 x 40 = + 36 kgm2

Di belakang angin = - 04 x 40 = - 16 kgm2

- Atap segi-tiga dengan sudut kemiringan α 10o

Koefisien angin tekan = 002α - 04 = 002 (10) - 04 = - 02

Koefisien angin hisap = - 04

qtekan = -02 x 40 = -8 kgm2

qhisap = -04 x 70 = -16 kgm2

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

113

4213 Beban gempa

Jenis pemamfaatan bangunan = Pabrik (kategori risiko II tabel 27)

Faktor keutamaan gempa Ie = 1 (tabel 28)

Ss = 05g

S1 = 03g

Jenis tanah = Keras (kelas C)

Fa = 12 ( tabel 211 dengan input Ss = 05 )

Fs = 15 ( tabel 212 dengan input S1 = 03 )

SDS = Fa Ss = 12 05 = 040

SD1 = FV S1 = 15 03 = 030

Gambar 412 Respon spectra rencana

Berdasarkan SDS gedung berada di kategori risiko C ( tabel 213 )

Berdasarkan SD1 gedung berada di kategori risiko D ( tabel 214 )

00000

00500

01000

01500

02000

02500

03000

03500

04000

04500

0000 1000 2000 3000 4000 5000

S

T

MEDAN TANAH KERAST S

0000 01600

0075 02800

0113 03400

0150 04000

0750 04000

0750 04000

0830 03614

3070 00977

3310 00906

3550 00845

4030 00744

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

114

Sehingga bangunan akan direncanakan dengan kategori risiko D yaitu sistem

rangka baja pemikul momen khusus Adapun nilai koefisien modifikasi respons

(R) faktor kuat lebih (Ω) dan faktor pembesaran defleksi (cd) adalah

Koefisien modifikasi respons (R) = 8

Faktor kuat lebih (Ω) = 3

Faktor pembesaran defleksi (cd) = 55

1 Gaya gempa statik ekivalen

- Menentukan T

- Ta = Ct -gt Ct = 0724 x = 08 ( tabel 213 )

= 00724 x 37614

= 1318 detik

Tmax = Cu Ta -gt Cu = 14 ( tabel 214 )

= 14 1318

= 1845 detik

Tc = Tx 3438 Ty -3231

Sehingga digunakan T = 1845

- Menentukan nilai C

Cmin = 0044 SDS I gt 001

= 0044 040 1 gt 001

= 00176

Cs = =

= 005

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

115

Cs = =

= 0020

Sehingga digunakan Cs = 0020

- Menentukan berat struktur

Beban mati

Tabel 41 Beban mati struktur (rangka)

Tabel 42 Beban mati struktur (Atap partisi diafragma dll)

Sehingga beban mati total struktur adalah 46021142 kg

Adapun beban hidup total permeter luas adalah 09 x 400 = 360 kgm2

No Jenis Beban Sendiri q kgm L m W Kg

1 H 350 X 350 X 12 X 19 13700 42813 5865313

2 H 300 X 300 X 10 X 15 9400 16583 1558785

3 IWF 300 X 150 X 65 X 9 3670 192448 7062838

4 IWF 350 X 175 X 7 X 11 4960 26850 1331760

5 IWF 250 X 125 X 6 X 9 2960 16455 487059

6 IWF 200 X 200 X 8 X 12 4990 4640 231536

7 IWF 200 X 100 X 55 X 8 2130 135712 2890659

8 CNP 700 85280 596960

9 Sagrod 062 29242 18042

10 Ikatan angin 298 23758 70894

sum 20113845

No Jenis Beban Sendiri q kgm2 A m2 W Kg

1 Floor deck 28800 52636 15159168

2 Chekered plate 45 mm 4777 184206 8798611

3 Clading 446 2200 9812

4 Spandek 498 64700 322206

5 Isolation Rockwool 2500 64700 1617500

sum 25907297

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

116

Tabel 43 Beban hidup struktur

No Beban Hidup q kgm2 A m2 W Kg

1 Floor deck 36000 52636 18948960

2 Chekered plate 45 mm 36000 184206 66314244

sum 85263204

Sehingga berat struktur adalah

WT = WDL + WLL

= 25907297 + 85263204

= 131284346 kg

- Menentukan gaya geser dasar

V = Cs WT

= 0020 131284346

= 2668381 kg

2 Analisis spectrum respons ragam

- Kontrol partisipasi massa ragam

Tabel 44 Waktu getar alami dan partisipasi massa

Case ModePeriod Selisih Waktu

Getar Alami Sum UX Sum UY Sum UZ

sec

Modal 1 3438 870 06918 00161 00022

Modal 2 3139 1911 07121 06293 00025

Modal 3 2539 666 07818 06293 00028

Modal 4 237 1139 0782 06297 00032

Modal 5 21 3948 0782 07018 00037

Modal 6 1271 582 0786 07024 00065

Modal 7 1197 635 09305 07037 00066

Modal 8 1121 660 09308 07038 00084

Modal 9 1047 669 09308 07057 00086

Modal 10 0977 379 09311 07792 00088

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

117

Tabel 44 Waktu getar alami dan partisipasi massa (lanjutan)

Case ModePeriod Selisih Waktu

Getar Alami Sum UX Sum UY Sum UZ

sec

Modal 11 094 1649 09318 08848 00096

Modal 12 0785 382 09332 08849 00099

Modal 13 0755 252 0959 08885 00099

Modal 14 0736 095 09612 09008 00117

Modal 15 0729 727 09627 09114 00125

Modal 16 0676 459 09751 09119 00125

Modal 17 0645 698 09799 09121 00125

Analisa modal pada software etabs 2015 menunjukan bahwa

perbedaan waktu getar sangat sedikit sehingga untuk selanjutnya digunakan

metoda kombinasi kuadrat lengkap (CQC) Pada mode ke 7 partisipasi

massa pada UX sudah mencapai 93 dan pada mode ke 14 partisipasi

massa pada UY sudah mencapai 90 sehingga sudah memenuhi syarat

minimal (90)

- Kontrol base reaction

Tabel 45 Base Reaction

Load CaseCombo

FX FY FZ

KN KN KN

RS U1 Max 2366839 325487 10303

RS U2 Max 290655 2367369 22637

085 VStatik gt VDinamik

085 2668381 gt 2367369

226812 lt 2367369 (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

118

4214 Beban notional

Untuk struktur yang menahan beban gravitasi terutama melalui kolom dinding

atau portal vertikal nominal diijinkan menggunakan beban notional untuk mewakili

efek ketidaksempurnaan awal Beban notional harus digunakan sebagai beban

lateral pada semua levelbeban national di hitung otomatis dari program ETABS

2015 dengan nominal 0002 α Yi untuk mewakili ketidaksempurnaan awal dan

0001 α Yi untuk kekakuan lentur sehingga

Ni = 0003 α Yi

Gambar 413 Beban notional pada etabs 2015

Beban tersebut di distribusikan arah orthogonal baik untuk beban grafitasi beban

hidup maupun beban grafitasi akibat beban mati

422 Kombinasi beban

Struktur akan didisain dengan gempa termasuk gaya seismic vertikal dan

faktor redundansi Gaya seismic vertikal adalah

Ev = 02 SDS DL

= 02 040 DL

= 008 DL

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

119

Faktor redundansi untuk kategori desain seismik DE dan F adalah 13 sehingga

kombinasi pembebanan menjadi

1 14D

2 12D + 16L + 05(Lr atau R)

3 12D + 16(Lr atau R) + (L atau 05W)

4 12D + 10 W + L + 05(Lr atau R)

5 12D + 10 E + L -gt 13D + 13E + L

6 09D + 10 W

7 09D + 10 E -gt 08D + 13E

423 Kontrol Driff

Tabel 46 Simpangan antar lantai akibat gempa X

Elevasi h SUMBU X SUMBU Y ∆IZIN KETERANGAN

m mm δse (mm) δx (mm) ∆x (mm) δse (mm) δy (mm) ∆y (mm) mm

355 4100 80 440 2585 15 825 385 82 OK

314 3000 753 41415 2035 143 7865 33 60 OK

284 3000 716 3938 2695 137 7535 275 60 OK

254 3000 667 36685 363 132 726 33 60 OK

224 3000 601 33055 4345 126 693 44 60 OK

194 3000 522 2871 4565 118 649 495 60 OK

164 2650 439 24145 3905 109 5995 66 53 OK

1375 3050 368 2024 407 97 5335 1155 61 OK

107 4900 294 1617 7535 76 418 253 98 OK

58 5800 157 8635 8635 3 165 165 116 OK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

120

Gambar 414 Grafik simpangan antar lantai VS elevasi akibat gempa - X

Tabel 47 Simpangan antar lantai akibat gempa Y

Elevasi h SUMBU X SUMBU Y ∆IZIN KETERANGAN

m mm δse (mm) δx (mm) ∆x (mm) δse (mm) δy (mm) ∆y (mm) mm

355 4100 398 742 35 742 4081 1925 82 OK

314 3000 371 707 27 707 38885 1485 60 OK

284 3000 35 68 3 68 374 165 60 OK

254 3000 324 65 43 65 3575 2365 60 OK

224 3000 288 607 56 607 33385 308 60 OK

194 3000 246 551 68 551 30305 374 60 OK

164 2650 201 483 68 483 26565 374 53 OK

1375 3050 164 415 92 415 22825 506 61 OK

107 4900 127 323 182 323 17765 80 98 OK

58 5800 62 141 141 141 9765 9765 116 OK

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 20 40 60 80 100 120 140

ELEV

ASI

STORY DRIFT

GRAFIK STORY DRIFT vs ELEVASI

DRIFT X

DRIFT Y

DRIFT IZIN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

121

Gambar 415 Grafik simpangan antar lantai VS elevasi akibat gempa - Y

424 Kontrol Profil

4241 Kolom 350 x 350 x 12 x 19 ( A = 1739 cm2 )

Ix = 40300 cm4 Zx = 24931

Iy = 13600 cm4 Zy = 11749

Sx = 2300 cm3 Lp = 449 m

Sy = 776 cm3 Lr = 1718 m

rx = 152 cm Mp = 5983 KN m

ry = 884 cm Mr = 391 KN m

Panjang tidak terkekang lateral = 58 m

Elastisitas bahan = 200000 MPa

Tegangan leleh bahan = 240 MPa

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 20 40 60 80 100 120 140

ELEV

ASI

STORY DRIFT

GRAFIK STORY DRIFT vs ELEVASI

DRIFT X

DRIFT Y

DRIFT IZIN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

122

a Kapasitas kolom terhadap tekan

λ = lt 471

=

lt 471

= 65611 lt 13797

fe =

=

= 45890 MPa

lt 225

lt 225

0522 lt 225

Sehingga tegangan keritis adalah

fcr = 0658 fy

= 0658 240

= 19698 MPa

ϕPn = 09 fcr A

= 09 19698 17390

= 308307 KN

b Kapasitas kolom terhadap momen sumbu x

L = 58 m

Lp = 449 m

Lr = 1718 m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

123

didapat Lp lt L lt Lr sehingga momen ultimate adalah

Mn = Cb [Mp ndash ( Mp- Mr)

]

= 1 [5983 - (5983 ndash 391)

]

= 57694 KN m

ϕ Mn = 09 57694

= 51924 KN m

c Kapasitas kolom terhadap momen sumbu y

ϕ Mn = 09 Zy fy

= 09 11749 240

= 25377 KN m

Tabel 48 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 350 x 350 x 12 x 19

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

14DL 0 -50108 -439 -693 PuϕPn lt 02 0114

14DL 275 -49599 076 340 PuϕPn lt 02 0092

14DL 55 -49090 565 1356 PuϕPn lt 02 013

12DL + 16LL 0 -234590 -1264 -1380 PuϕPn gt 02 0846

12DL + 16LL 275 -234153 104 786 PuϕPn gt 02 0794

12DL + 16LL 55 -233716 1360 2854 PuϕPn gt 02 0871

12DL + 16LL + 05WL-X 0 -237561 -1198 2174 PuϕPn gt 02 0867

12DL + 16LL + 05WL-X 275 -237124 116 2293 PuϕPn gt 02 083

12DL + 16LL + 05WL-X 55 -236688 1312 2004 PuϕPn gt 02 0865

12DL + 16LL + 05WL-Y 0 -234440 -2572 -1245 PuϕPn gt 02 0889

12DL + 16LL + 05WL-Y 275 -234003 -342 865 PuϕPn gt 02 0803

12DL + 16LL + 05WL-Y 55 -233567 2144 2857 PuϕPn gt 02 0898

12DL + LL + WL-X 0 -168693 -156 6011 PuϕPn gt 02 0668

12DL + LL + WL-X 275 -168257 257 3604 PuϕPn gt 02 0629

12DL + LL + WL-X 55 -167820 583 512 PuϕPn gt 02 0586

12DL + LL + WL-Y 0 -162386 -4668 -795 PuϕPn gt 02 0716

12DL + LL + WL-Y 275 -161949 -1059 776 PuϕPn gt 02 0588

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

124

Tabel 48 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 350 x 350 x 12 x 19 (lanjutan)

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

12DL + LL + WL-Y 55 -161513 3203 2242 PuϕPn gt 02 0686

13DL + LL + ρRS-X Max 0 -161904 5293 4622 PuϕPn gt 02 0802

13DL + LL + ρRS-X Max 275 -161431 1821 3150 PuϕPn gt 02 0653

13DL + LL + ρRS-X Max 55 -160958 5145 3377 PuϕPn gt 02 0772

13DL + LL + ρRS-X Min 0 -171412 -7624 -5979 PuϕPn gt 02 0938

13DL + LL + ρRS-X Min 275 -170939 -1731 -1543 PuϕPn gt 02 0654

13DL + LL + ρRS-X Min 55 -170466 -2792 1061 PuϕPn gt 02 0681

13DL + LL + ρRS-Y Max 0 -157108 2483 11576 PuϕPn gt 02 0806

13DL + LL + ρRS-Y Max 275 -156635 990 6117 PuϕPn gt 02 0659

13DL + LL + ρRS-Y Max 55 -156162 2686 4441 PuϕPn gt 02 0688

13DL + LL + ρRS-Y Min 0 -177929 -3506 -10847 PuϕPn gt 02 0899

13DL + LL + ρRS-Y Min 275 -177456 -609 -3714 PuϕPn gt 02 0673

13DL + LL + ρRS-Y Min 55 -176983 -1052 -492 PuϕPn gt 02 0632

09DL + WL-X 0 -38166 033 6660 PuϕPn lt 02 0193

09DL + WL-X 275 -37839 110 3230 PuϕPn lt 02 013

09DL + WL-X 55 -37511 161 -829 PuϕPn lt 02 0085

09DL + WLY 0 -31859 -4479 -146 PuϕPn lt 02 0233

09DL + WLY 275 -31532 -1205 402 PuϕPn lt 02 0108

09DL + WLY 55 -31204 2781 901 PuϕPn lt 02 0179

08DL + ρRS-X Max 0 -23960 6089 5031 PuϕPn lt 02 0377

08DL + ρRS-X Max 275 -23669 1794 2588 PuϕPn lt 02 016

08DL + ρRS-X Max 55 -23378 4359 1901 PuϕPn lt 02 0248

08DL + ρRS-X Min 0 -33468 -6828 -5570 PuϕPn lt 02 0432

08DL + ρRS-X Min 275 -33177 -1757 -2105 PuϕPn lt 02 0165

08DL + ρRS-X Min 55 -32886 -3578 -415 PuϕPn lt 02 0204

08DL + ρRS-Y Max 0 -18520 2830 11228 PuϕPn lt 02 0359

08DL + ρRS-Y Max 275 -18229 860 5259 PuϕPn lt 02 0166

08DL + ρRS-Y Max 55 -17938 2141 3132 PuϕPn lt 02 0175

08DL + ρRS-Y Min 0 -39341 -3159 -11196 PuϕPn lt 02 0406

08DL + ρRS-Y Min 275 -39050 -739 -4572 PuϕPn lt 02 0182

08DL + ρRS-Y Min 55 -38759 -1596 -1801 PuϕPn lt 02 0162

Stress ratio maximum adalah 0938 lt 1 OK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

125

d Kapasitas kolom terhadap geser

Tabel 49 Resume gaya geser Kolom 350 x 350 x 12 x 19

V2 kN V3 kN

Vmax 18049 9887

Vmin -22158 -15602

- Kontrol terhadap geser sumbu x

ϕVn = 09 06 Aw fy

= 09 06 3744 240

= 48522 KN gt 22158 OK

- Kontrol terhadap geser sumbu y

ϕVn = 09 06 Af fy

= 09 06 12844 240

= 16645 KN gt 156 OK

4242 Kolom 300 x 300 x 10 x 15 ( A = 1198 cm2 )

Ix = 20400 cm4 Zx = 14647 cm3

Iy = 6750 cm4 Zy = 6817 cm3

Sx = 1360 cm3 Lp = 381 m

Sy = 450 cm3 Lr = 1376 m

rx = 131 cm Mp = 3515 KN m

ry = 751 cm Mr = 2312 KN m

Panjang tidak terkekang laterar = 3 m

Elastisitas bahan = 200000 MPa

Tegangan leleh bahan = 240 MPa

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

126

a Kapasitas kolom terhadap tekan

λ = lt 471

=

lt 471

= 39947 lt 13797

fe =

=

= 123797 MPa

lt 225

lt 225

01938 lt 225

Sehingga tegangan keritis adalah

fcr = 0658 fy

= 0658 240

= 221295 MPa

ϕPn = 09 fcr A

= 09 221295 11980

= 2386003 KN

b Kapasitas kolom terhadap momen sumbu x

L = 3 m

Lp = 381 m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

127

didapat Lp gt L sehingga momen ultimate adalah

Mn = Mp

= 35152 KN m

ϕ Mn = 09 35152

= 319376 KN m

c Kapasitas kolom terhadap momen sumbu y

ϕ Mn = 09 Zy fy

= 09 6817 240

= 147247 KN m

Tabel 410 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 300 x 300 x 10 x 15

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

14DL 0 -12254 -884 -306 PuϕPn lt 02 0096

14DL 275 -12082 -141 072 PuϕPn lt 02 0038

14DL 55 -11910 605 449 PuϕPn lt 02 0081

12DL + 16LL 0 -53658 -6540 -1683 PuϕPn gt 02 0667

12DL + 16LL 275 -53510 -1187 515 PuϕPn gt 02 0311

12DL + 16LL 55 -53362 4228 2705 PuϕPn gt 02 0555

12DL + 16LL + 05WL-X 0 -53789 -6536 -1139 PuϕPn gt 02 0652

12DL + 16LL + 05WL-X 275 -53641 -1183 464 PuϕPn gt 02 031

12DL + 16LL + 05WL-X 55 -53494 4231 2060 PuϕPn gt 02 0538

12DL + 16LL + 05WL-Y 0 -54867 -7138 -1717 PuϕPn gt 02 071

12DL + 16LL + 05WL-Y 275 -54719 -1176 504 PuϕPn gt 02 0315

12DL + 16LL + 05WL-Y 55 -54572 4762 2715 PuϕPn gt 02 0593

12DL + LL + WL-X 0 -37583 -4262 -046 PuϕPn lt 02 037

12DL + LL + WL-X 275 -37435 -786 246 PuϕPn lt 02 014

12DL + LL + WL-X 55 -37287 2730 534 PuϕPn lt 02 0281

12DL + LL + WL-Y 0 -40160 -5753 -1248 PuϕPn lt 02 0515

12DL + LL + WL-Y 275 -40012 -752 319 PuϕPn lt 02 0145

12DL + LL + WL-Y 55 -39864 4114 1881 PuϕPn lt 02 0423

13DL + LL + ρRS-X Max 0 -34864 -2278 258 PuϕPn lt 02 0236

13DL + LL + ρRS-X Max 275 -34704 -448 634 PuϕPn lt 02 0124

13DL + LL + ρRS-X Max 55 -34544 4920 3224 PuϕPn lt 02 0509

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

128

Tabel 410 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 300 x 300 x 10 x 15

(lanjutan)

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

13DL + LL + ρRS-X Min 0 -42010 -6668 -2496 PuϕPn lt 02 062

13DL + LL + ρRS-X Min 275 -41850 -1139 041 PuϕPn lt 02 0167

13DL + LL + ρRS-X Min 55 -41690 930 353 PuϕPn lt 02 0162

13DL + LL + ρRS-Y Max 0 -36078 -3269 1785 PuϕPn lt 02 0355

13DL + LL + ρRS-Y Max 275 -35917 -644 806 PuϕPn lt 02 0145

13DL + LL + ρRS-Y Max 55 -35757 3829 4637 PuϕPn lt 02 0482

13DL + LL + ρRS-Y Min 0 -40673 -5470 -3709 PuϕPn lt 02 0574

13DL + LL + ρRS-Y Min 275 -40513 -955 -183 PuϕPn lt 02 0156

13DL + LL + ρRS-Y Min 55 -40353 1791 -1478 PuϕPn lt 02 0253

09DL + WL-X 0 -8094 -537 895 PuϕPn lt 02 0082

09DL + WL-X 275 -7983 -084 -055 PuϕPn lt 02 0025

09DL + WL-X 55 -7872 371 -1002 PuϕPn lt 02 0074

09DL + WLY 0 -10671 -2028 -307 PuϕPn lt 02 017

09DL + WLY 275 -10560 -050 019 PuϕPn lt 02 0027

09DL + WLY 55 -10449 1755 346 PuϕPn lt 02 0153

08DL + ρRS-X Max 0 -3468 1674 1216 PuϕPn lt 02 016

08DL + ρRS-X Max 275 -3370 266 336 PuϕPn lt 02 0036

08DL + ρRS-X Max 55 -3271 2356 1674 PuϕPn lt 02 022

08DL + ρRS-X Min 0 -10614 -2716 -1539 PuϕPn lt 02 0256

08DL + ρRS-X Min 275 -10516 -426 -258 PuϕPn lt 02 006

08DL + ρRS-X Min 55 -10417 -1633 -1197 PuϕPn lt 02 0171

08DL + ρRS-Y Max 0 -4709 606 2625 PuϕPn lt 02 0135

08DL + ρRS-Y Max 275 -4610 075 529 PuϕPn lt 02 0032

08DL + ρRS-Y Max 55 -4512 1354 3250 PuϕPn lt 02 0205

08DL + ρRS-Y Min 0 -9304 -1595 -2869 PuϕPn lt 02 0219

08DL + ρRS-Y Min 275 -9206 -236 -459 PuϕPn lt 02 005

08DL + ρRS-Y Min 55 -9107 -684 -2866 PuϕPn lt 02 0157

Stress ratio maximum adalah 0710 lt 1 OK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

129

d Kapasitas kolom terhadap geser

Tabel 411 Resume gaya geser Kolom 300 x 300 x 10 x 15

V2 kN V3 kN

Vmax 18748 9962

Vmin -29322 -43951

- Kontrol terhadap geser sumbu x

ϕVn = 09 06 Aw fy

= 09 06 2700 240

= 34992 KN gt 29322 KN (OK)

- Kontrol terhadap geser sumbu y

ϕVn = 09 06 Af fy

= 09 06 8700 240

= 112752 KN gt 43951 KN (OK)

4243 Kolom 200 x 200 x 8 x 12 ( A = 6353 cm2 )

Ix = 4720 cm4 Zx = 5131 cm3

Iy = 1600 cm4 Zy = 2428 cm3

Sx = 472 cm3 Lp = 255 m

Sy = 160 cm3 Lr = 1072 m

rx = 862 cm Mp = 1231 KN m

ry = 502 cm Mr = 802 KN m

Panjang tidak terkekang laterar = 58 m

Elastisitas bahan = 200000 MPa

Tegangan leleh bahan = 240 MPa

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

130

a Kapasitas kolom terhadap tekan

λ = lt 471

=

lt 471

= 115538 lt 13797

fe =

=

= 14799 MPa

lt 225

lt 225

1621 lt 225

Sehingga tegangan keritis adalah

fcr = 0658 fy

= 0658 240

= 121737 MPa

ϕPn = 09 fcr A

= 09 121737 6353

= 696056 KN

b Kapasitas kolom terhadap momen sumbu x

L = 58 m

Lp = 255 m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

131

Lr = 1072 m

didapat Lp lt L lt Lr sehingga momen ultimate adalah

Mn = Cb [Mp ndash ( Mp- Mr)

]

= 1 [123144 - (123144 ndash 8024)

]

= 106077 KN m

ϕ Mn = 09 106077

= 9547 KN m

c Kapasitas kolom terhadap momen sumbu y

ϕ Mn = 09 Zy fy

= 09 2428 240

= 524448 KN m

Tabel 412 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 200 x 200 x 8 x 12

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

14DL 0 -2195 -043 -037 PuϕPn lt 02 0028

14DL 275 -2006 004 001 PuϕPn lt 02 0016

14DL 55 -1818 049 038 PuϕPn lt 02 0027

12DL + 16LL 0 -4566 -141 -070 PuϕPn lt 02 0068

12DL + 16LL 275 -4405 007 018 PuϕPn lt 02 0035

12DL + 16LL 55 -4243 152 107 PuϕPn lt 02 0071

12DL + 16LL + 05WL-X 0 -3107 -138 483 PuϕPn lt 02 0100

12DL + 16LL + 05WL-X 275 -2945 008 053 PuϕPn lt 02 0029

12DL + 16LL + 05WL-X 55 -2784 150 -378 PuϕPn lt 02 0089

12DL + 16LL + 05WL-Y 0 -4677 -384 -090 PuϕPn lt 02 0117

12DL + 16LL + 05WL-Y 275 -4516 -011 019 PuϕPn lt 02 0037

12DL + 16LL + 05WL-Y 55 -4354 364 127 PuϕPn lt 02 0115

12DL + LL + WL-X 0 -622 005 1055 PuϕPn lt 02 0116

12DL + LL + WL-X 275 -461 014 081 PuϕPn lt 02 0015

12DL + LL + WL-X 55 -299 021 -895 PuϕPn lt 02 01

12DL + LL + WL-Y 0 -3816 -763 -100 PuϕPn lt 02 0184

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

132

Tabel 412 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 200 x 200 x 8 x 12

(lanjutan)

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

12DL + LL + WL-Y 275 -3655 -041 014 PuϕPn lt 02 0036

12DL + LL + WL-Y 55 -3493 686 126 PuϕPn lt 02 017

13DL + LL + ρRS-X Max 0 -1973 939 590 PuϕPn lt 02 0255

13DL + LL + ρRS-X Max 275 -1798 079 054 PuϕPn lt 02 0034

13DL + LL + ρRS-X Max 55 -1623 1078 567 PuϕPn lt 02 0277

13DL + LL + ρRS-X Min 0 -5225 -1217 -612 PuϕPn lt 02 0334

13DL + LL + ρRS-X Min 275 -5050 -072 -025 PuϕPn lt 02 0053

13DL + LL + ρRS-X Min 55 -4875 -791 -486 PuϕPn lt 02 0237

13DL + LL + ρRS-Y Max 0 340 425 1491 PuϕPn lt 02 024

13DL + LL + ρRS-Y Max 275 514 043 110 PuϕPn lt 02 0024

13DL + LL + ρRS-Y Max 55 689 462 1152 PuϕPn lt 02 0214

13DL + LL + ρRS-Y Min 0 -6918 -505 -1281 PuϕPn lt 02 0281

13DL + LL + ρRS-Y Min 275 -6743 -023 -068 PuϕPn lt 02 006

13DL + LL + ρRS-Y Min 55 -6569 -343 -1273 PuϕPn lt 02 0246

09DL + WL-X 0 1511 008 1085 PuϕPn lt 02 0126

09DL + WL-X 275 1632 006 070 PuϕPn lt 02 0021

09DL + WL-X 55 1753 004 -947 PuϕPn lt 02 0113

09DL + WLY 0 -1682 -761 -069 PuϕPn lt 02 0165

09DL + WLY 275 -1561 -049 003 PuϕPn lt 02 0021

09DL + WLY 55 -1440 668 075 PuϕPn lt 02 0146

08DL + ρRS-X Max 0 412 1035 596 PuϕPn lt 02 0263

08DL + ρRS-X Max 275 519 077 041 PuϕPn lt 02 0023

08DL + ρRS-X Max 55 627 978 534 PuϕPn lt 02 0247

08DL + ρRS-X Min 0 -2840 -1120 -606 PuϕPn lt 02 0298

08DL + ρRS-X Min 275 -2733 -074 -038 PuϕPn lt 02 0038

08DL + ρRS-X Min 55 -2625 -891 -519 PuϕPn lt 02 0244

08DL + ρRS-Y Max 0 2516 453 1421 PuϕPn lt 02 0254

08DL + ρRS-Y Max 275 2624 036 093 PuϕPn lt 02 0036

08DL + ρRS-Y Max 55 2731 420 1186 PuϕPn lt 02 0224

08DL + ρRS-Y Min 0 -4742 -477 -1350 PuϕPn lt 02 0267

08DL + ρRS-Y Min 275 -4634 -030 -085 PuϕPn lt 02 0048

08DL + ρRS-Y Min 55 -4527 -385 -1239 PuϕPn lt 02 0236

Stress ratio maximum adalah 0334 lt 1 (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

133

e Kapasitas kolom terhadap geser

Tabel 413 Resume gaya geser Kolom 200 x 200 x 8 x 12

V2 kN V3 kN

Vmax 4961 3345

Vmin ‐45461 ‐40182

- Kontrol terhadap geser sumbu x

ϕVn = 09 06 Aw fy

= 09 06 1408 240

= 18247 KN gt 4961 OK

- Kontrol terhadap geser sumbu y

ϕVn = 09 06 Af fy

= 09 06 4512 240

= 584755 KN gt 40182 OK

4244 Balok Komposit 300 x 150 x 65 x 9 ( A = 4678 cm2 )

Ix = 7210 cm4 Zx = 522 cm3

Iy = 508 cm4 Zy = 1042 cm3

Sx = 481 cm3 Lp = 167 m

Sy = 677 cm3 Lr = 497 m

rx = 124 cm Mp = 1253 KN m

ry = 329 cm Mr = 817 KN m

Panjang tidak terkekang laterar = 8 m

Elastisitas bahan = 200000 MPa

Tegangan leleh bahan = 240 MPa

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

134

Tabel 414 Resume Gaya luar envelope balok komposit 300 x 150 x 65 x 9

Load CaseCombo Station P V2 V3 T M2 M3

m kN kN kN kN‐m kN‐m kN‐m

ENVELOPE Max 0175 0030 4867 0030 ‐0009 0012 35372

ENVELOPE Max 0671 0020 5715 0020 ‐0009 0000 32749

ENVELOPE Max 1166 0009 6564 0009 ‐0009 0000 30189

ENVELOPE Max 1662 0000 7412 0000 ‐0009 0000 30289

ENVELOPE Max 2158 0000 8260 0000 ‐0009 0000 29122

ENVELOPE Max 2653 0000 9109 0000 ‐0009 0004 26687

ENVELOPE Max 3149 0000 9957 0000 ‐0009 0018 22986

ENVELOPE Max 3617 0003 17149 0003 0059 0002 15061

ENVELOPE Max 4084 0003 17368 0003 0059 0000 10950

ENVELOPE Max 4552 0002 17587 0002 0059 0000 13087

ENVELOPE Max 5019 0001 17806 0001 0059 0000 15177

ENVELOPE Max 5487 0000 18025 0000 0059 0000 17921

ENVELOPE Max 5955 0000 18244 0000 0059 0000 22012

ENVELOPE Max 6422 0000 18463 0000 0059 0000 26039

ENVELOPE Max 6890 0000 18681 0000 0059 0000 30003

ENVELOPE Max 7357 0000 18900 0000 0059 0001 33905

ENVELOPE Max 7825 0000 19119 0000 0059 0003 37743

ENVELOPE Min 0175 0000 ‐28736 0000 ‐0084 0000 ‐56467

ENVELOPE Min 0671 0000 ‐26180 0000 ‐0084 0000 ‐42857

ENVELOPE Min 1166 0000 ‐23624 0000 ‐0084 ‐0007 ‐30998

ENVELOPE Min 1662 ‐0002 ‐21067 ‐0002 ‐0084 ‐0009 ‐23486

ENVELOPE Min 2158 ‐0013 ‐18511 ‐0013 ‐0084 ‐0005 ‐16393

ENVELOPE Min 2653 ‐0023 ‐15955 ‐0023 ‐0084 0000 ‐9722

ENVELOPE Min 3149 ‐0034 ‐13398 ‐0034 ‐0084 0000 ‐3471

ENVELOPE Min 3617 0000 ‐9354 0000 0007 0000 0930

ENVELOPE Min 4084 0000 ‐9219 0000 0007 0000 1369

ENVELOPE Min 4552 0000 ‐9084 0000 0007 ‐0001 ‐4717

ENVELOPE Min 5019 0000 ‐8950 0000 0007 ‐0001 ‐10866

ENVELOPE Min 5487 0000 ‐8815 0000 0007 ‐0002 ‐17834

ENVELOPE Min 5955 ‐0001 ‐8680 ‐0001 0007 ‐0002 ‐26313

ENVELOPE Min 6422 ‐0002 ‐8546 ‐0002 0007 ‐0001 ‐34895

ENVELOPE Min 6890 ‐0002 ‐8411 ‐0002 0007 0000 ‐43579

ENVELOPE Min 7357 ‐0003 ‐8276 ‐0003 0007 0000 ‐52366

ENVELOPE Min 7825 ‐0004 ‐8142 ‐0004 0007 0000 ‐61255

Didapat M+max 3774 KN m dan M-

max 6125 KN m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

135

a Kontrol momen positif

- menentukan lebar efektif pelat beton ( digunakan Lrelativ )

1 be lt

be lt

be lt 1

2 be lt bo

be lt 1

sehingga digunakan be = 1 meter

akibat adanya lubang pada floor deck maka digunakan bekivalen

bekivalen =

=

= 810 mm

- Menentukan nilai n

Ebeton = 4700 = 4700 radic25 = 23500

Ebaja = 200000

n = = = 851

- Menentukan lebar transformasi penampang beton

=

= 952 cm

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Pelat Beton 11424 6 68544 Floor Deck 1867 945 17646 Profil WF 4678 27 126306

sum 17969 sum 212496

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

136

ẏ = sum

sum =

= 11825 mm

Titik berat berada di pelat beton

a =

=

= 5968 mm

d1 = 05hprofil + tpelat = 150 + 120 = 270 mm

d2 = hprofil ndash ċ = 120 ndash 035 = 11965

ϕMn = 09 As fy ( d1- ӯ )

ϕMn = 09 x [ 4678 x 240 x (270 ndash 2984) +2646 550 (11965 ndash 2984) ]

ϕMn = 24266 + 1176

ϕMn = 25442 KN m gt Mu = 3774 KN m ( OK )

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

137

b Kontrol momen negatif

- Menentukan sumbu netral penampang

Tsr = Asr fyr

= 667 ( 503 ) 400

= 13413334 N

Tfd = As Fu

= 81485 550

= 4481675 N

T = Tsr + Tfd

= 13413334 + 448167

= 58230084 N

Cmax = As fy

= 4678 240

= 1122720 N

Cmax gt T maka titik berat berada pada profil baja

T + Ts = Cmax ndash Ts

2Ts = Cmax ndash T

Ts = 05 (1122720 ndash 58230084)

Ts = 270209 N

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

138

Jika sumbu netral jatuh di sayap maka

b tf fy = Ts

150 tw 240 = 27020958

t =

= 75 mm

- Menghitung garis kerja gaya pusat tekan

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Profil WF 4678 15000 701700 Flens -1125 29625 -333281

sum 3553 sum 36841

ӯ =

= 10369 mm

Momen terhadap garis kerja

Tsr Mn1 = Tsr (d ndash ӯ + ts ndash 24)

= 13413334 ( 300 ndash 10369 + 120 ndash 24 )

= 3920 KN m

Tfr Mn2 = Tfd ( d ndash ӯ + 25 )

= 4481675 ( 300 ndash 10369 + 25)

= 9918 KN m

Ts flens Mn3 = Ts ( d ndash ӯ ndash (752) )

= 270000 ( 300 ndash 10369 ndash 375 )

= 5199 KN m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

139

Mn = Mn1 + Mn2 + Mn3

= 3920 + 9918 + 5199

= 19037 KN m

ϕ Mn = 09 Mn

= 09 19037

= 17133 KN m gt 6125 KN m (OK)

D Dimensi Penghubung Geser (Shear Conector)

Gaya horizontal akibat aksi komposit penuh

Vh = 085 a b = 085 x 5968 x 1000 x 25 = 1268200 N

Digunakan Stud connector ⅝rdquo luas satu buah stud connector adalah

Asc = d2 = 158752 =19801 mm2

Kuat geser satu buah shear connector

Qn = 05 Asc lt Rg Rp Asc fu

Qn = 05 x 19801 x radic25 23500 lt 085 x 075 x 19801 x 550

Qn = 7588676 N lt 69427

Jumlah shear connector yang di butuhkan

N = = = 182 ~ 19 buah untuk setengah bentang

Total kebutuhan shear connector adalah 38 buah untuk semua bentang Jika

dipasang dua buah shear connector pada setiap penampang melintang maka

jarak shear connector adalah

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

140

S = = 421 mm

Smin = 6d = 6 x 15875 = 9525 mm

Smax = 8t = 8 x 120 = 960 mm

Strans = 4d = 4 x 15875 = 635 mm

Sehingga digunakan shear connector 2 x (⅝rdquo x 65 cm) dengan jarak 25 cm

E Kontrol Geser

Menghitung gaya geser ultimate

Vu = 43951 KN

Menghitung gaya geser nominal

ϕVn = 09 (06 fy) h tw

ϕVn = 09 x 06 x 240 x 282 x 65

ϕVn = 23755 KN gt Vu = 43951 (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

141

4245 Balok Komposit 350 x 175 x 7 x 11 ( A = 6314 cm2 )

Ix = 13600 cm4 Zx = 8408 cm3

Iy = 984 cm4 Zy = 1724 cm3

Sx = 775 cm3 Lp = 2 m

Sy = 112 cm3 Lr = 593 m

rx = 147 cm Mp = 2017 KN m

ry = 395 cm Mr = 1317 KN m

Panjang tidak terkekang laterar = 6 m

Elastisitas bahan = 200000 MPa

Tegangan leleh bahan = 240 MPa

Tabel 415 Resume Gaya luar envelope balok komposit 350 x 175 x 7 x 11

Load CaseCombo Station P V2 V3 T M2 M3

m kN kN kN kN-m kN-m kN-m

ENVELOPE Max 015 00015 -286870 00000 -00119 00000 -114887

ENVELOPE Max 061 00007 -285538 00000 -00119 00002 17497

ENVELOPE Max 108 00000 -284206 00001 -00119 00003 149271

ENVELOPE Max 154 00000 -282873 00009 -00119 00000 509357

ENVELOPE Max 200 00000 -281541 00017 -00119 00000 1180521

ENVELOPE Max 250 00009 99787 00000 00008 00001 1186148

ENVELOPE Max 300 00000 101228 00000 00008 00003 1190858

ENVELOPE Max 350 00000 102668 00009 00008 00001 1204523

ENVELOPE Max 400 00000 104108 00017 00008 00000 1220570

ENVELOPE Max 446 00009 1540139 00000 01032 00000 560851

ENVELOPE Max 493 00001 1542137 00000 01032 00003 155777

ENVELOPE Max 539 00000 1544136 00007 01032 00002 31225

ENVELOPE Max 585 00000 1546134 00015 01032 00000 -93930

ENVELOPE Min 015 00000 -1602940 -00015 -00945 -00003 -1807980

ENVELOPE Min 061 00000 -1600942 -00007 -00945 00000 -1124508

ENVELOPE Min 108 -00001 -1598944 00000 -00945 00000 -483534

ENVELOPE Min 154 -00009 -1596945 00000 -00945 00000 -72489

ENVELOPE Min 200 -00017 -1594947 00000 -00945 -00006 163564

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

142

Tabel 415 Resume Gaya luar envelope balok komposit 350 x 175 x 7 x 11

(lanjutan)

Load CaseCombo Station P V2 V3 T M2 M3

m kN kN kN kN-m kN-m kN-m

ENVELOPE Min 250 00000 -138749 -00009 -00032 00000 224275

ENVELOPE Min 300 00000 -136409 00000 -00032 00000 283264

ENVELOPE Min 350 -00009 -134068 00000 -00032 00000 259583

ENVELOPE Min 400 -00017 -131728 00000 -00032 -00006 208160

ENVELOPE Min 446 00000 267215 -00009 00146 00000 -14744

ENVELOPE Min 493 00000 268547 -00001 00146 00000 -341901

ENVELOPE Min 539 -00007 269880 00000 00146 00000 -951197

ENVELOPE Min 585 -00015 271212 00000 00146 -00003 -1655771

Didapat M+max 122057 KN m dan M-

max -180798 KN m

a Kontrol momen positif

- menentukan lebar efektif pelat beton

1 be lt

be lt

be lt 075

2 be lt bo

be lt 1

sehingga digunakan be = 075 meter

akibat adanya lubang pada floor deck maka digunakan bekivalen

bekivalen =

= = 614633 mm

- Menentukan nilai n

Ebeton = 4700 = 4700 radic25 = 23500

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

143

Ebaja = 200000

n = = = 851

- Menentukan lebar transformasi penampang beton

=

= 723 cm

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Pelat Beton 864 6 5184 Profil WF 6314 295 186263

sum 16546 sum 253147

ẏ = sum

sum =

= 1592 cm

Titik berat berada di profil baja titik pusat tarik baja profil

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Profil WF 6314 175 11049500 Flens -1925 3445 - 6631625 Web -1974 3249 - 6413526

sum 41916 sum 3776522

ẏ = sum

sum =

= 90097 cm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

144

momen nominal positif

a =

=

= 6311 mm

d1 = h - ӯ + tpelat = 350 - 90 + 120 = 380 mm

d2 = h - ӯ ndash (112) = 350 - 90 - 55 = 2545 mm

d3 = h - ӯ - tf - (2822) = 350 - 90 ndash 11 ndash 141 = 2349 mm

ϕMn = 09 085 a b fcrsquo ( d1- ) + 09 Asf fy (d2) + 09 Asw fy (d3)

ϕMn = 09 x [ 085 x 6311 x 750 x 25 x ( 380 -

) + 11 x 175 x 240 x 2545

+ 282 x 7 x 240 x 2349 ]

ϕMn = 4308 KN m gt Mu = 122057 KN m ( OK )

b Kontrol momen negatif

- Menentukan sumbu netral penampang

Tsr = Asr fyr

= 667 ( 503 ) 400

= 13413334

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

145

Tfd = As Fu

= 595 550

= 327250

T = Tsr + Tfd

= 13413334 + 327250

= 46138334

Cmax = As fy

= 6314 240

= 1515360

Cmax gt T maka titik berat berada pada profil baja

T + Ts = Cmax ndash Ts

2Ts = Cmax ndash T

Ts = 05 (1515360 ndash 46138334)

Ts = 52698833

Jika sumbu netral jatuh di web maka

b tf fy = Ts

h 7 240 = 52698833 ndash (175 11 240)

h =

= 3869 mm

- Menghitung garis kerja gaya pusat tekan

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Profil WF 6314 17500 11049500 Flens -1925 34450 - 6631625 Web -270 31965 - 863068

sum 4119 sum 3554806

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

146

ӯ =

= 8630 mm

Momen terhadap pusat tekan

Tsr Mn1 = Tsr (d ndash ӯ + t ndash 24)

= 13413334 ( 350 ndash 8630 + 120 ndash 24 )

= 48247 KN m

Tfr Mn2 = Tfd ( d ndash ӯ + 25 )

= 327250 ( 350 - 8630 + 25)

= 94477 KN m

Ts flens Mn3 = Tf ( d ndash ӯ ndash (112) )

= 462000 ( 350 ndash 8630 ndash 55 )

= 119288 KN m

Ts web M4 = Tw ( d ndash ӯ ndash 11 ndash (38692) )

= 37464 ( 350 ndash 8630 ndash 11 ndash 1934 )

= 15167 KN m

Mn = Mn1 + Mn2 + Mn3 + Mn4

= 48247 + 94477 + 119288 + 15167

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

147

= 277179 KN m

ϕ Mn = 09 Mn

= 09 277179

= 249461 KN m gt 180798 KN m (OK)

D Dimensi Penghubung Geser (Shear Conector)

Gaya horizontal akibat aksi komposit penuh

Vh = 085 a b = 085 x 6311 x 750 x 25 = 1005816 N

Digunakan Stud connector ⅝rdquo luas satu buah stud connector adalah

Asc = d2 = 158752 =19801 mm2

Kuat geser satu buah shear connector

Qn = 05 Asc lt Rg Rp Asc fu

Qn = 05 x 19801 x radic25 23500 lt 085 x 075 x 19801 x 550

Qn = 7588676 N lt 69427

Jumlah shear connector yang di butuhkan

N = = = 1448 ~ 15 buah untuk setengah bentang

Total kebutuhan shear connector adalah 28 buah untuk semua bentang Jika

dipasang dua buah shear connector pada setiap penampang melintang maka

jarak shear connector adalah

S = = 400 mm

Smin = 6d = 6 x 15875 = 9525 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

148

Smax = 8t = 8 x 120 = 960 mm

Strans = 4d = 4 x 15875 = 635 mm

Sehingga digunakan shear connector 2 x (⅝rdquo x 65 cm) dengan jarak 25

cm

E Kontrol Geser

Menghitung gaya geser ultimate

Vu = 160294

Menghitung gaya geser nominal

ϕVn = 09 (06 fy) h tw

ϕVn = 09 x 06 x 240 x 328 x 7

ϕVn = 29756 KN gt Vu = 160294 KN (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

149

425 Dimensi Sambungan

4251 Sambungan Balok Kolom

1 Sambungan Balok Kolom IWF 350 x 175 x 7 x 11 (ϕMP = 182 KN m)

Gambar 416 Rencana sambungan balok kolom IWF 350 x 175 x 7 x 11

Data geometri sambungan

pfo = 80 pfi = pb = 60 mm

h0 = hpr + pfo = 350 + 80 = 430 mm

h1 = hpr ndash tf ndash pfi = 350 ndash 11 ndash 60 = 279 mm

h2 = hpr ndash tf ndash pfi ndash pb = 350 ndash 11 ndash 60 ndash 60 = 219 mm

g = 95 mm

de = 50 mm

bp = 175 mm

hst = 130 mm -gt Lst = = = 22516 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

150

- Momen rencana sambungan (tebal pelat rencana 24 mm)

Muc = Mp + Vu (Lst + tp)

= 182 + 1603 x ( 22516 + 24 )10-3

= 22194 KN m

- Kontrol tebal end-plate

s =

= radic175 95

= 64468 mm

Yp = lang rang 2 lang rang lang rang

2

1 lang 34rang 2

42

Yp = 279 lang rang 219 lang

rang 430 lang rang

295

279 lang60 3 604

rang 219 64468 604

952

Yp = 113067 + 983126 + 475

Yp = 216129

t =

=

= 2297 lt t (24 mm) (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

151

- Kontrol tebal pelat pengaku

Direncanakan tebal pelat pengaku = 10 mm

tst = 10 mm (hst = 130 mm Lst = 22516 mm)

cek tekuk lokal

lt 056

lt

13 lt 1616 (OK)

- Kontrol Sambungan Baut

Digunakan baut A325 M20 (Ab = 31428 mm2 )

Tegangan nominal tarik baut bergantung pada gaya geser ultimate

fnt = 620 MPa

fnv = 372 MPa

frv =

=

= 51 MPa

fnrsquo = 13 fnt -

frv lt fnt

fnrsquo = 13 x 620 -

x 51 lt 620

fnrsquo = 693 lt 620

sehingga tegangan tarik maximum yang digunakan adalah 620 MPa

momen tahanan sambungan baut adalah

ϕMnp = 2ϕPt sum

= 2ϕPt (h0 + h1 + h2)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

152

= 2 075 31428 620 ( 430 + 279 + 219 )

= 271236 KN m gt Muc = 22194 KN m (OK)

- Kontrol las

Digunakan las dengan tebal las maximum yaitu

tlas 1 = 6 mm untuk las vertical

tlas 2 = 9 mm untuk las horizontal

Menentukan tiitk berat las

Las

(i)

1 2hst tlas 1 = 1560 = 424

2 2b2 tlas 2 = 1377 = 3635

3 2b1 tlas 2 = 1404 = 3435

4 2h1 tlas 1 = 3936 = 184

5 2b1 tlas 2 = 1404 = 245

6 2b2 tlas 2 = 1377 = 45

sum A = 9681

61965

2409072sum AY =

05tlas

tf + 15tlas 34398

hpr ‐ tf + tlas 482274

05hpr + tlas 724224

hpr + 05hst + tlas 661440

hpr + 15tlas 5005395

Luas (Ai) Jarak ke sumbu x (yi) Ai x yi

(mm2) (mm) mm

3

h1 = hpr ndash 2tf

= 350 ndash 211

= 328 mm

b1 = 05 [be - tw - 2tlas)

= 05 [175 ndash 7 ndash 26]

= 78 mm

b2 = 05 [be ndash tst - 2tlas)

= 05 [175 ndash 10 ndash 26]

= 765 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

153

ӯ = sumAy

sumA =

2409072 = 248845 mm

kekuatan las

fEXX = 490 MPa (E60)

ϕRn = 075 te 06 fEXX

= 075 x 0707 x 6 x 06 x 490

= 93536 N

Kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 7 x 06 x 370

= 11655 N

Kekuatan las menentukan kekuatan sambungan las dipengaruhi oleh geser

dan lentur sehingga tegangan geser untuk lentur

frv = = = 1655 MPa

fn =

= 490 1655

= 4897 MPa

Momen lentur nominal las

ϕfu = 075 0707 06 fEXX

= 075 x 0707 x 06 x 4897

= 155804 Nmm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

154

momen plastis terhadap garis netral adalah

Mn = 22914 KN m gt Muc = 22194 KN m (OK)

Las Luas (Ai) ϕfu Gaya Las

(i) (mm2) Mpa KN

1 1560 155804 2430542 1377 155804 2145423 1404 155804 2187494 3936 155804 6132455 1404 155804 2187496 1377 155804 214542

397664907552422

229140sum Mn

01150095006502240244

Mn

KN m425722459820706

Lengan kopel

m0175

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

155

2 Sambungan Balok Kolom IWF 300 x 150 x 65 x 9 (ϕMP = 113 KN m)

Gambar 417 Rencana sambungan balok kolom IWF 300 x 150 x 65 x 9

Data geometri sambungan

pfo = 80 pfi = 60 mm

h0 = hpr + pfo = 300 + 80 = 380 mm

h1 = hpr ndash tf ndash pfi = 300 ndash 9 ndash 60 = 231 mm

g = 70 mm

de = 75 mm

bp = 150 mm

hst = 155 mm -gt Lst = = 26846mm

- Momen rencana sambungan (tebal pelat rencana 24 mm)

Muc = Mp + Vu (Lst + tp)

= 113 + 285 x ( 26846 + 14 )10-3

= 12105 KN m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

156

- Kontrol tebal end-plate

s =

= radic150 70

= 51234 mm

Yp = lang rang lang rang

2

1lang rang 0

Yp = 231 lang

rang 380 lang

rang

270

231lang51234 51234rang 380 75 80

Yp = 131069 + 235914

Yp = 366983

t =

=

= 1302 lt t (14 mm) (OK)

- Kontrol tebal pelat pengaku

Direncanakan tebal pelat pengaku = 10 mm

tst = 10 mm (hst = 155 mm Lst = 26846 mm)

cek tekuk lokal

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

157

lt 056

lt

155 lt 1616 (OK)

- Kontrol Sambungan Baut

Digunakan baut A325 M20 (Ab = 31428 mm2 )

Tegangan nominal tarik baut bergantung pada gaya geser ultimate

fnt = 620 MPa

fnv = 372 MPa

frv =

=

= 16 MPa

fnrsquo = 13 fnt -

frv lt fnt

fnrsquo = 13 x 620 -

x 16 lt 620

fnrsquo = 770 lt 620

sehingga tegangan tarik maximum yang digunakan adalah 620 MPa

momen tahanan sambungan baut adalah

ϕMnp = 2ϕPt sum

= 2ϕPt (h0 + h1)

= 2 075 31428 620 ( 380 + 231)

= 17858 KN m gt Muc = 12105 KN m (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

158

- Kontrol las

Digunakan las dengan tebal las maximum yaitu

tlas 1 = 6 mm untuk las vertical

tlas 2 = 7 mm untuk las horizontal

Menentukan tiitk berat las

ӯ = sumAy

sumA =

1999635 = 228190 mm

Las

(i)

1 2hst tlas 1 = 1860 = 3865

2 2b2 tlas 2 = 1152 = 3135

3 2b1 tlas 2 = 11835 = 2955

4 2h1 tlas 1 = 3384 = 159

5 2b1 tlas 2 = 11835 = 225

6 2b2 tlas 2 = 1152 = 45

sum A = 8763

tf + 15tlas 2662875

05tlas 5184

sum AY = 1999635

hpr ‐ tf + tlas 34972425

05hpr + tlas 538056

hpr + 05hst + tlas 718890

hpr + 15tlas 361152

Luas (Ai) Jarak ke sumbu x (yi) Ai x yi

(mm2) (mm) mm

3

h1 = hpr ndash 2tf

= 300 ndash 29

= 282 mm

b1 = 05 [be - tw - 2tlas)

= 05 [150ndash 65 ndash 26]

= 6575 mm

b2 = 05 [be ndash tst - 2tlas)

= 05 [150 ndash 10 ndash 26]

= 64 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

159

kekuatan las

fEXX = 490 MPa

ϕRn = 075 te 06 fEXX

= 075 x 0707 x 6 x 06 x 490

= 935361 N

Kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 65 x 06 x 370

= 108225 N

Kekuatan las menentukan kekuatan sambungan las dipengaruhi oleh geser

dan lentur sehingga tegangan geser untuk lentur

frv = = = 325 MPa

fn =

= 490 325

= 4899 MPa

Momen lentur nominal las

ϕfu = 075 0707 06 fEXX

= 075 x 0707 x 06 x 4899

= 155861 Nmm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

160

momen plastis terhadap garis netral adalah

Mn = 188227 KN m gt Muc = 12105 KN m (OK)

Las Luas (Ai) ϕfu Gaya Las

(i) (mm2) Mpa KN

1 1860 155861 2899012 1152 155861 1795523 11835 155861 1844614 3384 155861 5274345 11835 155861 1844616 1152 155861 179552

sum Mn 188227

0069 364930206 379420224 40164

0158 458940085 153170067 12416

Lengan kopel Mn

m KN m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

161

4251 Sambungan Balok Balok

1 Sambungan Balok Balok IWF 300 x 150 x 65 x 9 (ϕVn = 2527 KN m)

Gambar 418 Rencana sambungan balok balok IWF 300 x 150 x 65 x 9

Dicoba 5 buah baut M16 (AB = 20114 mm2) dengan tebal pelat 8 mm

fnv = 372 MPa

Kekuatan geser baut

ϕRn = 075 fn AB

= 075 x 372 x 20114

= 5611 KN

Kekuatan tumpuan baut

ϕRn = 12 lc t fu lt 24 d t fu

ϕRn = 12 x 32 x 8 x 370 lt 24 x 16 x 8 x 37

ϕRn = 113664 lt 113664

Jumlah baut perlu

nBAUT =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

162

=

= 45 ~ 5 baut

Untuk baut diameter 16 jarak ke tepi

Jarak minimum = 22 mm (tabel 227)

Jarak maximum = 12 tmin = 12x 6 = 72 mm

Diambil 34 mm

Untuk baut diameter 16 jarak antar baut

Jarak minimum = 3d = 3 x 16 = 48 mm

Jarak maximum = 14 tmin = 14 x 6 = 84 mm

Diambil 50 mm

Kontrol Pelat

ϕVn = 09 x 06 x Ag x fy

= 09 x 06 x 268 x 8 x 240

= 2778 KN gt 2527 KN

Kontrol Las

kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 65 x 06 x 370

= 1082 Nmm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

163

kekuatan las transversal

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490

= 779467 Nmm

kekuatan las longitudinal

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490 x ( 1 + 05sin15 90 )

= 116920 Nmm

Sehingga kekuatan sambungan las adalah

P =sum ϕRn min x L

= 779467 x 268 + 1082 x 1295

= 349 KN gt 2527 KN (OK)

Gambar 419 Detail sambungan balok balok IWF 300 x 150 x 65 x 9

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

164

2 Sambungan Balok Balok IWF 250 x 125 x 6 x 9 (ϕVn = 1944 KN m)

Gambar 420 Rencana sambungan balok balok IWF 250 x 125 x 6 x 9

Dicoba 4 buah baut M16 (AB = 20114 mm2) dengan tebal pelat 8 mm

fnv = 372 MPa

Kekuatan geser baut

ϕRn = 075 fn AB

= 075 x 372 x 20114

= 5611 KN

Kekuatan tumpuan baut

ϕRn = 12 lc t fu lt 24 d t fu

ϕRn = 12 x 32 x 8 x 370 lt 24 x 16 x 8 x 370

ϕRn = 113664 lt 113664

Jumlah baut perlu

nBAUT =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

165

=

= 346 ~ 4 baut

Untuk baut diameter 16 jarak ke tepi

Jarak minimum = 22 mm (tabel 227)

Jarak maximum = 12 tmin = 12x 6 = 72 mm

Diambil 34 mm

Untuk baut diameter 16 jarak antar baut

Jarak minimum = 3d = 3 x 16 = 48 mm

Jarak maximum = 14 tmin = 14 x 6 = 84 mm

Diambil 50 mm

Kontrol Pelat

ϕVn = 09 x 06 x Ag x fy

= 09 x 06 x 218 x 8 x 240

= 22602 KN gt 1944 KN

Kontrol Las

kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 6 x 06 x 370

= 999 Nmm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

166

kekuatan las transversal

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490

= 779467 Nmm

kekuatan las longitudinal

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490 x ( 1 + 05sin15 90 )

= 116920 Nmm

Sehingga kekuatan sambungan las adalah

P =sum ϕRn min x L

= 779467 x 268 + 999 x 1295

= 33826 KN gt 1944 KN (OK)

Gambar 421 Detail sambungan balok balok IWF IWF 250 x 125 x 6 x 9

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

167

3 Sambungan Balok Balok IWF 200 x 100 x 55 x 8 (ϕVn = 1422 KN m)

Gambar 422 Rencana sambungan balok balok IWF 200 x 100 x 55 x 8

Dicoba 3 buah baut M16 (AB = 20114 mm2) dengan tebal pelat pengaku 8 mm

fnv = 372 MPa

Kekuatan geser baut

ϕRn = 075 fn AB

= 075 x 372 x 20114

= 5611 KN

Kekuatan tumpuan baut

ϕRn = 12 lc t fu lt 24 d t fu

ϕRn = 12 x 32 x 8 x 370 lt 24 x 16 x 8 x 370

ϕRn = 113664 lt 113664

Jumlah baut perlu

nBAUT =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

168

=

= 253 ~ 3 baut

Untuk baut diameter 16 jarak ke tepi

Jarak minimum = 22 mm (tabel 227)

Jarak maximum = 12 tmin = 12 x 6 = 72 mm

Diambil 34 mm

Untuk baut diameter 16 jarak antar baut

Jarak minimum = 3d = 3 x 16 = 48 mm

Jarak maximum = 14 tmin = 14 x 6 = 84 mm

Diambil 50 mm

Kontrol Pelat

ϕVn = 09 x 06 x Ag x fy

= 09 x 06 x 168 x 8 x 240

= 174 KN gt 1422 KN

Kontrol Las

kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 55 x 06 x 370

= 91575 Nmm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

169

kekuatan las

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490

= 779467 Nmm

Sehingga kekuatan sambungan las adalah

P = ϕRn min x L

= 779467 x 268

= 20889 KN gt 158 KN (OK)

Gambar 423 Detail sambungan balok balok IWF 200 x 100 x 55 x 8

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

170

4 Sambungan Balok Balok L 70 x 70 x 7 (ϕVn = 635 KN m)

Gambar 424 Rencana sambungan balok balok L 70 x 70 x 7

Kontrol las dengan tebal 5 mm

kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 6 x 06 x 370

= 999 Nmm

kekuatan las

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490

= 779467 Nmm

Sehingga kekuatan sambungan las adalah

P = ϕRn min x L

= 779467 x 110

= 8574 KN gt 635KN (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

171

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

51 Kesimpulan

Dari hasil perhitungan dan analisa yangtelah dilakukan maka dapat diambil

kesimpulansebagai berikut

1 Dari hasil analisa perhitungan struktur sekunder didapatkan

Pelat lantai elevasi + 580 menggunakan Bondex LYSAGHT

INDONESIA BMT = 07 mm dengan tebal plat beton 120 mm dan untuk

elevasi lain nya digunakan pelat chekered t = 45 mm dengan siku L 70 x

70 x 7 sebagai pengaku

Balok anak lantai pabrik

1 WF 250 x 125 x 6 x 9 untuk elevasi + 580 m

2 WF 200 x 100 x 55 x 8 untuk elevasi yang lain

Gording dengan profil CNP 150 x 50 x 20 x 32

Sagrod Oslash 10 mm

Ikatan angin Oslash 22 mm

Balok tangga UNP 200 x 80 x 75 x 11

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

172

2 Dari hasil analisa perhitungan struktur primer didapatkan

Kolom 350 x 350 x 12 x 19 untuk elevasi +000 sd +1640 pada portal 7

portal 6 dan portal 5

Kolom 300 x 300 x 10 x 15 untuk portal 12 portal 11 portal 10 portal 8

dan portal 7 portal 6 portal 5 dari elevasi +1640 sd +3550

Kolom 200 x 200 x 8 x 12 untuk kolom pendukung pada portal 8 dan 9

Balok 350 x 175 x 7 x 11 komposit untuk elevasi +580

Balok 350 x 175 x 7 x 11 untuk balok atap

Balok 300 x 150 x 65 x 9 komposit untuk balok induk semua elevasi

sesuai gambar kerja

3 Rekapitulasi gaya pada struktur

Tabel 51 Resume gaya luar dan stress ratio kolom

No Dimensi Profil Pu Mux Muy ϕPn ϕMnx ϕMny Stress

Ratio KN KN m KN m KN KN m KN m

1 350 x 350 x 12 x 19 -171412 -7624 -5979 308307 51924 25377 0938

2 300 x 300 x 10 x 15 -54867 -7138 -1717 238600 31937 14724 0710

3 200 x 200 x 8 x 12 -5225 -1217 -612 69605 9547 5244 0334

Tabel 52 Resume gaya luar dan stress ratio balok komposit

No Dimensi Profil M+

max M-max ϕM+ ϕM-

KN m Stress

Ratio (M+) Stress Ratio

(M+) KN m KN m KN m

1 350 x 175 x 7 x 11 122057 180798 43080 249461 0283 0724

2 300 x 150 x 65 x 9 3774 6125 25442 17133 0148 0357

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

173

52 Saran

Perencanaan struktur harus mempertimbangkan aspek teknis ekonomi dan

estetika Pemodelan yang sederhana dapat mempermudah pekerjaan analisa

struktur dan diharapkan hasil yang mendekati kondisi sesungguhnya Perlu

dilakukan analisa geoteknik untuk menentukan titik jepit sesungguhnya agar

mendapatkan hasil prilaku struktur yang sebenarnya

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

188

DAFTAR PUSTAKA

Anonim1 1983 Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung 1983

Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Anonim2 2002 Tatacara Perencanaan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung

SNI 03-2478-2002 Badan Standardisasi Nasional

Anonim3 2012 Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur

Bangunan Gedung Dan Non Gedung SNI-1726-2012 Badan

Standardisasi Nasional

Anonim4 2015 Spesifikasi untuk bangunan baja gedung baja struktural SNI

1729-2015 Badan Standardisasi Nasional

Asroni A 2010 Balok dan Pelat Beton Bertulang Yogyakarta Graha Ilmu

Dewobroto Wiryanto 2015 Struktur Baja Perilaku Analisis Dan

Disain ndash AISC 2010 Tangerang LUMINA Press

Fakhrur Rozi Muhammad 2014 ldquoPengaruh Panjang Daerah Pemasangan Shear

Connector Pada Balok Komposit Terhadap Kuat Lenturrdquo Jurnal Rekayasa

Teknik Sipil Vol 2 No 2 4

Oentoeng 1999 Konstruksi Baja Yogyakarta ANDI

Salmon CG dkk 1995 Struktur Baja Disain Dan Perilaku Jakarta Erlangga

Schueller Wolfgang 1989 Struktur Bangunan Bertingkat Tinggi

Bandung PT ERESCO

Schodek Daniel L 1991 Struktur Bandung PT ERESCO

Setiawan Agus 2008 Perencanaan Struktur Baja dengan Metode LRFD

Jakarta Erlangga

Smith JC Structural Steel Design LRFD Approach Canada Jhon Wlwy amp

Sons 1991

Park R 1989 Evaluation of Ductility of Structures And Structural Assemblages

From Laboratory TestingBulletin of the New Zealand National Society for

Earthquake Engineering Vol 22 No 3 Sepetember 1989New Zealand

University of Canterbury

McComarc JC Structural Steel Design New York Harper amp Row 1981

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xvi

Murray TM dan SummerEA 2003 ldquoExtended End-Plate Moment Connections

Seismic and Wind Applications 2nd Editionrdquo Steel Design Guide Series -

4 American Institute of Steel Construction Inc

Wijaya PK Panjang efektif Untuk Tekuk Torsi Lateral Pada Balok Baja

Dengan Penampang I Konferensi Nasional Teknik Sipil 7 2013

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

  • Cover
  • Abstrak
  • KATA PENGANTAR
  • DAFTAR ISI
  • BAB I
  • BAB II
  • BAB III
  • BAB IV
  • BAB V
  • Daftar Pustaka
Page 8: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …

vii

4211 Beban Grafitasi 111

4212 Beban angin 112

4213 Beban Gempa 113

4214 Beban Notional 118

422 Kombinasi Beban 118

423 Kontrol Drift 119

424 Kontrol Profil 121

4241 Kolom 350 x 350 x 12 x 19 121

4242 Kolom 300 x 300 x 10 x 15 125

4243 Kolom 200 x 200 x 8 x 12 129

4244 Balok Komposit 300 x 150 x 65 x 9 133

4245 Balok Komposit 350 x 175 x 7 x 11 141

425 Dimensi Sambungan 149

4251 Sambungan Balok Kolom 149

4252 Sambungan Balok Balok 161

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 171

51 Kesimpulan 171

52 Saran 173

DAFTAR PUSTAKA 174

LAMPIRAN A

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

viii

DAFTAR TABEL

Tabel 21 Berat jenis bahan bangunan 6

Tabel 22 Beban Mati Tambahan (komponen gedung) 7

Tabel 23 Beban Hidup Pada Lantai Bangunan 9

Tabel 24 Beban Hidup Pada Atap 10

Tabel 25 Koefisien reduksi beban hidup 11

Tabel 26 Koefisien Beban Angin 13

Tabel 27 Kategori risiko bangunan gedung dan non gedung untuk beban

gempa 15

Tabel 28 Faktor keutamaan gempa 17

Tabel 29 Faktor R Cd dan Ω0 untuk sistem penahan gaya gempa 19

Tabel 210 Klasifikasi situs 24

Tabel 211 Koefisien situs Fa 26

Tabel 212 Koefisien situs Fv 27

Tabel 213 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan pada

perioda pendek 28

Tabel 214 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan

pada perioda 1 detik 28

Tabel 215 Nilai parameter perioda pendekatan Ct dan x 31

Tabel 216 Koefisien untuk batas perioda struktur 32

Tabel 217 Persyaratan untuk masing-masing tingkat yang menahan lebih dari

35 persen gaya geser dasar 34

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

ix

Tabel 218 Simpangan antar lantai ijin 37

Tabel 219 Tebal Minimum balok non-prategang atau pelat satu arah bila

lendutan tidak dihitung 38

Tabel 220 Rasio Tulangan Minimum Pada Pelat 40

Tabel 221 Nilai kekuatan lentur berdasarkan SNI 1729 2015 42

Tabel 222 Batas Lendutan Maksimum 46

Tabel 223 Nilai untuk Rg dan Rp untuk setiap kasus Kapasitas untuk angkur

steel headed stud 59

Tabel 224 Tebal minimum las sudut 61

Tabel 225 Pratarik baut minimum kN 64

Tabel 226 Kekuatan nominal pengencang dan bagian yang berulir ksi (MPa) 66

Tabel 227 Dimensi Lubang Nominal mm 66

Tabel 228 Jarak tepi minimum dari pusat lubang standar ke tepi dari bagian

yang disambung 67

Tabel 229 Kapasitas sambungan end-pelat menurut AISC 2003 70

Tabel 41 Beban mati struktur (rangka) 115

Tabel 42 Beban mati struktur (Atap partisi diafragma dll) 115

Tabel 43 Beban hidup struktur 116

Tabel 44 Waktu getar alami dan partisipasi massa 116

Tabel 45 Base Reaction 117

Tabel 46 Simpangan antar lantai akibat gempa X 119

Tabel 47 Simpangan antar lantai akibat gempa Y 120

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

x

Tabel 48 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 350 x 350 x 12 x 19 123

Tabel 49 Resume gaya geser Kolom 350 x 350 x 12 x 19 125

Tabel 410 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 300 x 300 x 10 x 15 127

Tabel 411 Resume gaya geser Kolom 300 x 300 x 10 x 15 129

Tabel 412 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 200 x 200 x 8 x 12 131

Tabel 413 Resume gaya geser Kolom 200 x 200 x 8 x 12 133

Tabel 414 Resume Gaya luar envelope balok komposit 300 x 150 x 65 x 9 134

Tabel 415 Resume Gaya luar envelope balok komposit 350 x 175 x 7 x 11 141

Tabel 51 Resume gaya luar dan stress ratio kolom 172

Tabel 52 Resume gaya luar dan stress ratio balok komposit 172

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 21 Jalur Cincin Api dan Gunung Berapi Sebagai Pusat Gempa 14

Gambar 22 Peta Gempa Pada SNI 1726 2012 14

Gambar 23 Respon Spektrum Gempa Rencana Wilayah Medan (SNI-03-

1726-2012) 17

Gambar 24 Penentuan simpangan antar lantai 36

Gambar 25 Diagram tegangan momen positif floor deck 39

Gambar 26 Diagram tegangan momen negatif floor deck 41

Gambar 27 Kuat Momen Lentur Nominal Akibat Tekuk Torsi Lateral 45

Gambar 28 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan

ẏ lt (ts - hfd) 50

Gambar 29 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan

ẏ gt (ts - hfd) 50

Gambar 210 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan

ẏ lt (ts + tf) 52

Gambar 211 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan

ẏ gt (ts + tf) 53

Gambar 212 Diagram tegangan balok komposit momen negatif dengan

ts gt ẏ gt (ts + tf) 55

Gambar 213 Diagram tegangan balok komposit momen negatif dengan

ẏ gt (ts + tf) 56

Gambar 214 Tebal efektif las sudut 60

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xii

Gambar 215 Panjang las longitudinal 61

Gambar 216 Momen plastis siklik pada sambungan pemikul momen 63

Gambar 217 Sambungan pemikul momen menurut AISC 2003 67

Gambar 218 Lokasi sendi plastis 68

Gambar 219 Menentukan Muc 68

Gambar 220 Geometri sambungan end-plate 68

Gambar 221 Momen kopel baut tarik terhadap sayap tekan 69

Gambar 222 Sambungan balok anak ke balok induk 72

Gambar 223 Pengaruh Orde ke-2 (AISC 2010) 74

Gambar 31 Diagram Alir Penelitian 79

Gambar 41 Tributari area elevasi +580 m 83

Gambar 42 Distribusi momen untuk pelat satu arah 84

Gambar 43 Diagram tegangan momen kopel (positif) floor deck 84

Gambar 44 Diagram tegangan momen kopel (negatif) floor deck 85

Gambar 45 Tributari area elevasi +1070 m 91

Gambar 46 Distribusi momen untuk pelat satu arah 92

Gambar 47 Rencana atap elevasi +1250 m dan +3550 m 97

Gambar 48 Kecepatan angin 98

Gambar 49 Rencana sagrod 103

Gambar 410 Tributari area ikatan angin 105

Gambar 411 Rencana tangga 108

Gambar 412 Respon spectra rencana 113

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xiii

Gambar 413 Beban notional pada etabs 2015 118

Gambar 414 Grafik simpangan antar lantai VS elevasi akibat gempa ndash X 120

Gambar 415 Grafik simpangan antar lantai VS elevasi akibat gempa ndash Y 121

Gambar 416 Rencana sambungan balok kolom IWF 350 x 175 x 7 x 11 149

Gambar 417 Rencana sambungan balok kolom IWF 300 x 150 x 65 x 9 155

Gambar 418 Rencana sambungan balok balok IWF 300 x 150 x 65 x 9 161

Gambar 419 Detail sambungan balok balok IWF 300 x 150 x 65 x 9 163

Gambar 420 Rencana sambungan balok balok IWF 250 x 125 x 6 x 9 164

Gambar 421 Detail sambungan balok balok IWF IWF 250 x 125 x 6 x 9 166

Gambar 422 Rencana sambungan balok balok IWF 200 x 100 x 55 x 8 167

Gambar 423 Detail sambungan balok balok IWF 200 x 100 x 55 x 8 169

Gambar 424 Rencana sambungan balok balok L 70 x 70 x 7 170

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xiv

DAFTAR NOTASI

A luas penampang beton (mm2)

A B luas penampang baut (mm2)

As luas tulangan tarik (mm2)

Asrsquo luas tulangan tekan (mm2)

Av luas tulangan geser dalam daerah sejarak s (mm2)

Aw luas badan profil

Cb faktor midifikasi tekuk torsi lateral untuk diagram momen tidak merata

Cd faktor amplifikasi defleksi

Cu koefisien batas prioda struktur

Cs koefisien respons seismik

Ct koefisien prioda struktur pendekatan

Cw konstanta warping

Eh gaya gempa horizontal

Ev gaya gempa vertikal

Es modulus elastisitas baja (MPa)

Ec modulus elastisitas beton (MPa)

I momen inersia (mm4)

Ie faktor keutamaan gempa

J konstanta torsi

K koefisien panjang efektif

Lp panjang plastis

Lr panjang batas untuk kondisi inelastis

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xv

Lb panjang profil tak terkekang

Mu momen maksimum pada komponen struktur (Nmm)

Mn momen tahanan nominal profilpenampang

Mux momen lentur terfaktor terhadap sumbu-x

Muy momen lentur terfaktor terhadap sumbu-y

Muc momen rencana sambungan

Mnx kuat nominal lentur penampang terhadap sumbu-x

Mny kuat nominal lentur penampang terhadap sumbu-y

N jumlah tingkat

Ni gaya notional yang bekerja pada level i

Pr gaya tekan hasil kombinasi LRFD

Pe gaya menurut euler

Pn gaya terkoreksi menurut SNI 1729 2015

Ptr Kuat tarik baut

R faktor modifikasi respons

SDS parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang perioda

pendek

S1 parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang sebesar

10 detik

Ta waktu getar struktur pendekatan

Tc waktu getar struktur analisa modal

nV kuat geser nominal (N)

Vu gaya geser hasil kombinasi LRFD

V1 gaya geser dasar nominal sebagai respons dinamik ragam yang

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xvi

pertama saja

Vt gaya geser dasar nominal yang didapat dari hasil analisis ragam

spektrum respons yang telah dilakukan

W berat seismik efektif

Y konstanta tebal end-plate

a tinggi blok tegangan (mm)

b lebar balok (mm)

c jarak serat tekan terluar ke garis netral (mm)

cv koefisien geser

d jarak dari serat tekan terluar ke titik berat tulangan tarik tinggi efektif (mm)

drsquo jarak dari serat tekan terluar ke titik berat tulangan tekan (mm)

g percepatan grafitasi

hfd tinggi floor deck

frsquoc kuat tekan beton (MPa)

ffd tegangan floor deck

fy tegangan leleh baja (MPa)

fnt tegangan tarik baut (MPa)

fnv tegangan geser baut (MPa)

h tinggi balok (mm)

kv koefisien tekuk geser pelat badan

qDL beban akibat berat sendiri (kNm)

qLL beban akibat beban hidup (kNm)

qWL beban akibat tekanan angin (kNm)

r jari jari inersia (mm4)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xvii

Δ defleksi pada elemen global

1 konstanta yang merupakan fungsi dari kelas kuat beton

δ defleksi pada elemen lokal

λ kelangsingan =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

1

BAB I

PENDAHULUAN

11 Latar Belakang

Perkembangan industri pengolahan kelapa sawit yang pesat di

Indonesia khususnya sumatera utara ahkir ahkir ini memicu pertumbuhan dan

pembangunan pabrik refinery (pemurnian) dan Fraksinasi (pemisahan) kelapa

sawit dimana pabrik refinery dan fraksinasi tersebut mendorong para

perencana bangunan untuk membuat bangunan pabrik tingkat tinggi yang

tahan gempa Dimana berdasarkan geografis Indonesia terletak di antara dua

lempeng dunia yang aktif yaitu Eurasia dan Australia Hal ini

mengkibatkan Indonesia merupakan daerah rawan gempa Akhir ndash akhir ini

gempa yang mengguncang pulau sumatera terjadi dalam skala besar tahun

2004 gempa Aceh (26 desember Skala 92) yang disertai Tsunami dan gempa

padang (30 September 2009 Skala 76) yang masih sering terjadi hingga saat

ini sehingga mengakibatkan kerusakan pada bangunan tingkat tinggi yang

cukup parah

Kondisi itu menyadarkan kita bahwa Indonesia merupakan daerah

rawan terjadinya gempa Untuk mengurangi resiko bencana yang terjadi

diperlukan konstruksi bangunan tahan gempa Hal ini pula yang menuntut

seorang perencana agar membuat perencanaan struktur bangunan tingkat tinggi

agar dapat menahan gaya yang diakibatkan oleh gempa bumi tersebut

Struktur yang kuat biasanya memiliki dimensi yang besar tetapi tidak

ekonomis jika diterapkan pada bangunan bertingkat tinggi Perhitungan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

2

dimensi biasanya didasarkan pada kolom atau balok struktur yang menanggung

beban paling besar Untuk mendapatkan dimensi penampang yang optimal

maka besar gaya-gaya yang bekerja pada struktur perlu diketahui analisa balok

maupun kolom

Dengan adanya pengaruh beban-beban yang bekerja maka kapasitas

momen akan dideformasikan merata ke seluruh elemen Apabila struktur lentur

maka pembebanan pada balok perlu diperhitungkan deformasi momennya

Tugas akhir ini merupakan studi untuk merencanakan bangunan tingkat

tinggi dengan struktur baja Dimana bangunan tingkat tinggi tersebut harus

mampu bertahan terhadap gaya gempa dan gaya grafitasi yang terjadi

12 Perumusan Masalah

Dari latar belakang dapat dirumuskan suatu permasalahan sebagai berikut

1 Bagaimana merencanakan dimensi gording terhadap momen akibat gaya

grafitasi dan angin

2 Bagaimana merencanakan tebal floor deck terhadap momen akibat gaya

grafitasi

3 Bagaimana merencanakan dimensi balok anak terhadap momen akibat

gaya grafitasi

4 Bagaimana merencanakan tangga terhadap momen akibat gaya grafitasi

5 Bagaimana merencanakan lantai dengan checkered mild steel

6 Bagaimana merencanakan dimensi kolom dan dimensi balok pada sistem

rangka pemikul momen akibat gaya gravitasi dan gaya gempa

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

3

7 Bagaimana pemodelan dan menganalisa struktur dengan menggunakan

program bantu ETABS 2015

13 Tujuan Penelitian

Adapun maksud dan tujuan penulisan tugas akhir ini adalah

1 Merencanakan dimensi gording terhadap momen akibat gaya grafitasi dan

angin

2 Merencanakan tebal floor deck terhadap momen akibat gaya grafitasi

3 Merencanakan dimensi balok anak terhadap momen akibat gaya grafitasi

4 Merencanakan tangga terhadap momen akibat gaya grafitasi

5 Merencanakan lantai dengan checkered mild steel

6 Merencanakan dimensi kolom dan dimensi balok pada sistem rangka

pemikul momen akibat gaya gravitasi dan gaya gempa

7 Memodelan dan menganalisa struktur dengan menggunakan program bantu

ETABS 2015

14 Mamfaat Penelitian

Tugas akhir ini diharapkan dapat menambah ilmu dan pengetahuan tentang

perencanaan struktur baja pada bangunan yang berfungsi sebagai pabrik dengan

SNI-03-1729-2015 dan SNI-03-1726-2012

15 Pembatasan masalah

Dalam penelitian ini permasalahan dibatasi ruang lingkupnya agar tidak

terlalu luas Pembatasan masalah meliputi

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

4

a Gaya yang bekerja pada struktur utama adalah gaya gravitasi dan gempa

b Tekanan angin pada atap dihitung antara kecepatan angin maximum atau

tekanan minimum

c Jumlah Lantai 8 tingkat

d Fungsi bangunan adalah sebagai pabrik

e Mesin mempunyai struktur dan pondasi sendiri

f Gedung terletak di medan dan digunakan respons spectrum kota medan

pada SNI-03-1726-2012 pada jenis tanah keras

g Tidak meninjau struktur bawah

h Mengunakan pedoman perencanaan pembebanan untuk rumah dan gedung

(SKBI-1353-1987) sebagai acuan beban gravitasi dan beban angin

16 Sistematika Penulisan

BAB I Pendahuluan

Bab ini mencakup latar belakang penelitian tujuan penelitian

pembatasan masalah mekanisme percobaan metodologi penelitian

manfaat penelitian dan sistematika penulisan

BAB II Dasar teori

Pada bab ini berisikan tentang dasar-dasar teori yang berkaitan tentang

penelitian

BAB III Metode perencanaan

Pada bab ini berisikan tentang data spesifikasi dan perencanaan mutu

baja yang digunakan mutu beton yang di gunakan spefisikasi teknis

yang di gunakan dan metode perencanaan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

5

BAB IV Hasil dan Pembahasan

Pada bab ini membahas tentang hasil dari perencanaan struktur

sekunde perencanaan sistem rangka utama shear conector sambungan

dan gambar teknik

BAB V Kesimpulan dan Saran

Pada bab ini berisikan kesimpulan dari hasil penelitian yang diperoleh

dan saran-saran mengenai penelitian yang dilakukan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

6

BAB II

DASAR TEORI

21 Dasar Perencanaan

211 Jenis Pembebanan

Perencanakan struktur pada suatu bangunan bertingkat berdasarkan pada

gaya gaya yang akan bekerja pada bangunan tersebut struktur yang didisain harus

mampu mendukung berat bangunan beban hidup akibat fungsi bangunan tekanan

angin maupun beban khusus berupa gempa dll Beban-beban yang bekerja pada

struktur dihitung menurut Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983

2111 Beban Mati (qDL)

Beban mati adalah berat dari semua bagian dari suatu gedung yang bersifat tetap

termasuk segala unsur tambahan penyelesaianndashpenyelesaian mesin mesin serta

peralatan tetap yang merupakan bagian tak terpisahkan dari gedung ituUntuk

merencanakan gedung ini beban mati yang terdiri dari berat sendiri bahan

bangunan dan komponen gedung adalah

Tabel 21 Berat jenis bahan bangunan

No Material Berat Keterangan 1 Baja 7850 kgm3

2 Batu alam 2600 kgm3

3 Batu belah batu bulatbatu gunung 1500 kgm3 berat tumpuk 4 Batu karang 700 kgm3 berat tumpuk

5 Batu pecah 1450 kgm3

6 Besi tuang 7250 kgm3

7 Beton 2200 kgm3

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

7

Tabel 21 Berat jenis bahan bangunan (lanjutan)

No Material Berat Keterangan 8 Beton bertulang 2400 kgm3

9 Kayu 1000 kgm3 kelas I

10 Kerikil koral 1650 kgm3 kering udara sampai

11 Pasangan bata merah 1700 kgm3

12 Pasangan batu belah batu bulat 2200 kgm3

13 Pasangan batu cetak 2200 kgm3

14 Pasangan batu karang 1450 kgm3

15 Pasir 1600 kgm3 kering udara sampai

16 Pasir 1800 kgm3 jenuh air

17 Pasir kerikil koral 1850 kgm3 kering udara sampai

18 Tanah lempung dan lanau 1700 kgm3 kering udara sampai

19 Tanah lempung dan lanau 2000 kgm3 basah

20 Timah hitam timbel) 11400 kgm3

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

Tabel 22 Beban Mati Tambahan (komponen gedung)

No Material Berat Keterangan

1 Adukan per cm tebal

21

kgm2

- dari semen

- dari kapur semen merahtras 17 kgm2

2 Aspal per cm tebal 14 kgm2

3 Dinding pasangan bata merah

450

kgm2

- satu batu

- setengah batu 250 kgm2

4

Dinding pasangan batako - berlubang tebal dinding 20 cm (HB 20) tebal dinding 10 cm (HB 10)

200120

kgm2

kgm2

- tanpa lubang tebal dinding 15 cm tebal dinding 10 cm

300

200

kgm2

kgm2

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

8

Tabel 22 Beban mati tambahan (komponen gedung) (lanjutan)

No Material Berat Keterangan

5

Langit-langit amp dinding terdiri

- semen asbes (eternit) tebal

maks 4 mm

- kaca tebal 3-5 mm

11

10

kgm2

kgm2

termasuk rusuk-rusuk

tanpa pengantung atau

pengaku

6 Lantai kayu sederhana dengan 40 kgm2 tanpa langit-langit bentang

7 Penggantung langit-langit (kayu) 7 kgm2 bentang maks 5 m jarak

8 Penutup atap genteng 50 kgm2 dengan reng dan usuk kaso

9 Penutup atap sirap 40 kgm2 dengan reng dan usuk kaso

10 Penutup atap seng gelombang 10 kgm2 tanpa usuk

11 Penutup lantai ubin cm tebal 24 kgm2 ubin semen portland teraso

12 Semen asbes gelombang (5 mm) 11 kgm2

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

2112 Beban Hidup (qLL)

Beban hidup adalah semua beban yang terjadi akibat penghuni atau pengguna suatu

gedung termasuk beban ndash beban pada lantai yang berasal dari barang ndash barang yang

dapat berpindah mesin ndash mesin serta peralatan yang merupakan bagian yang tidak

terpisahkan dari gedung dan dapat diganti selama masa hidup dari gedung itu

sehingga mengakibatkan perubahan pembebanan lantai dan atap tersebut

Khususnya pada atap beban hidup dapat termasuk beban yang berasal dari air hujan

(PPIUG 1983)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

9

Beban hidup merupakan baban-beban gravitasi yang bekerja pada saat struktur

telah berfungsi namun bervariasi dalam besar dan lokasinya Contohnya adalah

beban orang furnitur perkakas yang dapat bergerak kendaraan dan barang-barang

yang dapat disimpan Secara praktis beban hidup bersifat tidak permanen

sedangkan yang lainnya sering berpindah-pindah tempatnya Karena tidak

diketahui besar lokasi dan kepadatannya besar dan posisi sebenarnya dari beban-

beban semacam itu sulit sekali ditentukan (Salmon dan Johnson 1992)

Beban hidup untuk bangunan terdiri dari beban hidup lantai dan beban hidup atap

yang bervariasi bergantung pada fungsi bangunan tersebut

Tabel 23 Beban Hidup Pada Lantai Bangunan

No Fungsi Beban Hidup

a Lantai dan tangga rumah tinggal kecuali disebut no b 200 kgm2

b Lantai amp tangga rumah tinggal sederhana dan gudang gudang tidak penting yang bukan untuk toko pabrik atau bengkel

125 kgm2

c Lantai sekolah ruang kuliah Kantor Toko toserba Restoran Hotel asrama Rumah Sakit

250 kgm2

d Lantai ruang olahraga 400 kgm2

e Lantai ruang dansa 500 kgm2

f Lantai dan balkon dalam dari ruang pertemuan yang lain dari pada yang disebut dalam a sd e seperti masjid gereja ruang pagelaranrapat bioskop dengan tempat duduk tetap

400 kgm2

g Lantai panggung dengan tempat duduk tidak tetap atau untuk penonton yang berdiri

500 kgm2

h Lantai Tangga bordes tangga dan gang dari yang disebut dalam c

300 kgm2

i Lantai Tangga bordes tangga dan gang dari yang disebut dalam d e f dan g

500 kgm2

j Lantai ruang pelengkap dari yang disebut dalam c d e f dan g

250 kgm2

k

Lantai Pabrik bengkel gudang Perpustakaan ruang arsiptoko buku toko besi ruang alat alat dan ruang mesin harus direncanakan terhadap beban hidup ditentukan tersendiri dengan minimum

400 kgm2

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

10

Tabel 23 Beban Hidup Pada Lantai Bangunan (lanjutan)

No Fungsi Beban Hidup

l Lantai gedung parkir bertingkat - Lantai bawah - Lantai tingkat lainnya

800 kgm2

400 kgm2

m Lantai balkon-balkon yang menjorok bebas keluar harus direncanakan terhadap beban hidupdari lantai ruang berbatasan dengan minimum

300 kgm2

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

Tabel 24 Beban Hidup Pada Atap

No Fungsi Beban Hidup

a Atap bagiannya dapat dicapai orang termasuk kanopi dan atap dak

100 kgm2

b Atap bagiannya tidak dapat dicapai orang (diambil min) - beban hujan - beban terpusat

20 kgm2 100 kg

c Balokgording tepi kantilever 200 kgm2

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

Berhubung peluang untuk terjadi beban hidup penuh yang membebani semua

bagian dan semua unsur struktur pemikul secara serempak selama unsur gedung

tersebut adalah sangat kecil maka pada perencanaan balok induk dan portal dari

system pemikul beban dari suatu struktur gedung beban hidupnya dikalikan

dengan suatu koefisien reduksi yang nilainya tergantung pada penggunaan

gedung yang ditinjau dan yang dicantumkan pada tabel 25

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

11

Tabel 25 Koefisien reduksi beban hidup

Penggunaan gedung

Koefisien Reduksi Beban HidupPerencanaan balok

induk dan portal Peninjauan

gempa

PERUMAHANPENGHUNIAN

Rumah tinggal asrama hotel rumah sakit

075 030

PENDIDIKAN Sekolah Ruang kuliah

090

050

PERTEMUAN UMUM Mesjid gereja bioskop restoran ruang dansa ruang pagelaran

090 050

KANTOR Kantor Bank 060 030

PERDAGANGAN

Toko toserba pasar 080 080

PENYIMPANAN

Gudang perpustakaan ruang arsip 080 080

INDUSTRI Pabrik bengkel 100 090

TEMPAT KENDARAAN

Garasi gedung parkir 090 050

GANG amp TANGGA - Perumahanpenghunian - Pendidikan kantor - Pertemuan umum perdagangan - Penyimpanan industri tempat

kendaraan

075 075 090

030 050 050

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

12

2113 Beban Angin (qWL)

Besarnya beban angin yang bekerja pada struktur bangunan tergantung dari

kecepatan angin rapat massa udara letak geografis bentuk dan ketinggian

bangunan serta kekakuan struktur Bangunan yang berada pada lintasan angin

akan menyebabkan angin berbelok atau dapat berhenti Sebagai akibatnya energi

kinetik dari angin akan berubah menjadi energi potensial yang berupa tekanan atau

hisapan pada bangunan Beban Angin adalah semua beban yang bekerja pada

gedung atau bagian gedung

Beban Angin ditentukan dengan menganggap adanya tekanan positif dan tekanan

negatif (hisapan) yang bekerja tegak lurus pada bidang yang ditinjau Besarnya

tekanan positif dan negatif yang dinyatakan dalam kgm2 ini ditentukan dengan

mengalikan tekanan tiup dengan koefisien ndash koefisien angin Tekan tiup harus

diambil minimum 25 kgm2 kecuali untuk daerah di laut dan di tepi laut sampai

sejauh 5 km dari tepi pantai Pada daerah tersebut tekanan hisap diambil minimum

40 kg m2 (dimana V adalah kecepatan angin dalam mdet yang harus ditentukan

oleh instansi yang berwenang Sedangkan koefisien angin ( + berarti tekanan dan ndash

berarti isapan ) beban tekanan angin disederhanakan dalam bentuk koefisen angin

yang di rangkum dalam tabel 26

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

13

Tabel 26 Koefisien Beban Angin

No Jenis Gedung Struktur Posisi Tinjauan Koefisien 1 Gedung tertutup

a Dinding vertikal b Atap segitiga

c Atap segitiga majemuk

- di pihak angin - di belakang angin - sejajar arah angin

- di pihak angin (α lt 65o)

- di pihak angin (65o lt α lt90o) - di belakang angin (semua sudut)

- bidang atap di pihak angin (α lt 65o ) - bidang atap di pihak angin

(65oltαlt90o) - bidang atap di belakang angin (semua sudut)

- bidang atap vertikal di belakang angin (semua sudut)

+ 09 - 04 - 04

( 002α - 04)

+ 09 - 04

( 002α - 04)

+ 09

- 04

+ 04

2 Gedung terbuka sebelah Sama dengan No1 dengan tambahan

- bid dinding dalam di pihak angin

- bid dinding dalam di belakang angin

+ 06

- 03

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

2114Beban Gempa

Perhitungan beban gempa dilakukan dengan standart Tata Cara Perencanaan

ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 1726 2012 Pada

peraturan tersebut menggunakan percepatan permukaan tanah (PGA) sebagai acuan

dasar standart Percepatan permukaan tanah adalah percepatan tanah yang sampai

ke lokasi bangunan tersebut akibat adanya gempa dari pusat gempa Variasi

percepatan permukaan tanah bervariasi tergantung jarak dari pusat gempa

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

14

Sumber httpekspedisikompascomcincinapiindexphpinfografis39

Gambar 21 Jalur Cincin Api dan Gunung Berapi Sebagai Pusat Gempa

Gambar 22 Peta Gempa Pada SNI 1726 2012

Beban Gempa rencana pada SNI 1726 2012 ditetapkan sebagai gempa dengan

kemungkinan terlewati besaran nya selama umur struktur bangunan 50 tahun

sebesar 2 Untuk berbagai kategori risiko struktur bangunan gedung dan non

gedung sesuai Tabel 1 pengaruh gempa rencana terhadapnya harus dikalikan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

15

dengan suatu faktor keutamaan Ie menurut Tabel 2 Khusus untuk struktur

bangunan dengan kategori risiko IV bila dibutuhkan pintu masuk untuk

operasional dari struktur bangunan yang bersebelahan maka struktur bangunan

yang bersebelahan tersebut harus didesain sesuai dengan kategori risiko IV

Tabel 27 Kategori risiko bangunan gedung dan non gedung untuk beban

gempa

Jenis pemanfaatan Kategori risiko

Gedung dan non gedung yang memiliki risiko rendah terhadap jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan termasuk tapi tidak dibatasi untuk antara lain

- Fasilitas pertanian perkebunan perternakan dan perikanan - Fasilitas sementara - Gudang penyimpanan - Rumah jaga dan struktur kecil lainnya

I

Semua gedung dan struktur lain kecuali yang termasuk dalam kategori risiko IIIIIV termasuk tapi tidak dibatasi untuk

- Perumahan - Rumah toko dan rumah kantor - Pasar - Gedung perkantoran - Gedung apartemen rumah susun - Pusat perbelanjaan mall - Bangunan industri - Fasilitas manufaktur - Pabrik

II

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

16

Tabel 27 Kategori risiko bangunan gedung dan non gedung untuk beban

gempa (lanjutan)

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

Jenis pemanfaatan Kategori risiko

Gedung dan non gedung yang memiliki risiko tinggi terhadap jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan termasuk tapi tidak dibatasi untuk

- Bioskop - Gedung pertemuan - Stadion - Fasilitas kesehatan yang tidak memiliki unit bedah dan unit gawat darurat - Fasilitas penitipan anak - Penjara - Bangunan untuk orang jompo

Gedung dan non gedung tidak termasuk kedalam kategori risiko IV yang memiliki potensi untuk menyebabkan dampak ekonomi yang besar danatau gangguan massal terhadap kehidupan masyarakat sehari-hari bila terjadi kegagalan termasuk tapi tidak dibatasi untuk

- Pusat pembangkit listrik biasa - Fasilitas penanganan air - Fasilitas penanganan limbah - Pusat telekomunikasi

Gedung dan non gedung yang tidak termasuk dalam kategori risiko IV (termasuk tetapi tidak dibatasi untuk fasilitas manufaktur proses penanganan penyimpanan penggunaan atau tempat pembuangan bahan bakar berbahaya bahan kimia berbahaya limbah berbahaya atau bahan yang mudah meledak) yang mengandung bahan beracun atau peledak di mana jumlah kandungan bahannya melebihi nilai batas yang disyaratkan oleh instansi yang berwenang dan cukup menimbulkan bahaya bagi masyarakat jika terjadi kebocoran

III

Gedung dan non gedung yang ditunjukkan sebagai fasilitas yang penting termasuk tetapi tidak dibatasi untuk

- Bangunan-bangunan monumental - Gedung sekolah dan fasilitas pendidikan - Rumah sakit dan fasilitas kesehatan lainnya yang memiliki fasilitas bedah

dan unit gawat darurat - Fasilitas pemadam kebakaran ambulans dan kantor polisi serta garasi

kendaraan darurat - Tempat perlindungan terhadap gempa bumi angin badai dan tempat

perlindungan darurat lainnya - Fasilitas kesiapan darurat komunikasi pusat operasi dan fasilitas lainnya

untuk tanggap darurat - Pusat pembangkit energi dan fasilitas publik lainnya yang dibutuhkan pada

saat keadaan darurat - Struktur tambahan (termasuk menara telekomunikasi tangki penyimpanan

bahan bakar menara pendingin struktur stasiun listrik tangki air pemadam kebakaran atau struktur rumah atau struktur pendukung air atau material atau peralatan pemadam kebakaran ) yang disyaratkan untuk beroperasi pada saat keadaan darurat

Gedung dan non gedung yang dibutuhkan untuk mempertahankan fungsi struktur bangunan lain yang masuk ke dalam kategori risiko IV

IV

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

17

Tabel 28 Faktor keutamaan gempa

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

lokasi proyek berada pada daerah wilayah medan (045g = 441 ms2) sehingga

di digunakan spectrum rencana sebagai berikut

Sumber httppuskimpugoidAplikasidesain_spektra_indonesia_2011

Gambar 23 Respon Spektrum Gempa Rencana Wilayah Medan

(SNI-03-1726-2012)

Kategori risiko Faktor keutamaan gempa Ie

I atau II 10III 125IV 150

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

18

Sistem penahan gaya gempa lateral dan vertikal dasar harus memenuhi salah

satu tipe yang ditunjukkan dalam Tabel 9 atau kombinasi sistem seperti dalam

722 723 dan 724 Pembagian setiap tipe berdasarkan pada elemen vertikal

yang digunakan untuk menahan gaya gempa lateral Sistem struktur yang

digunakan harus sesuai dengan batasan system struktur dan batasan ketinggian

struktur yang ditunjukkan dalam Tabel 9 Koefisien modifikasi respons yang

sesuai R faktor kuat lebih sistem 0 Ω dan koefisien amplifikasi defleksi d C

sebagaimana ditunjukkan dalam Tabel9 harus digunakan dalam penentuan

geser dasar gaya desain elemen dan simpangan antarlantai tingkatdesain

Setiap sistem penahan gaya gempa yang dipilih harus dirancang dan didetailkan

sesuai dengan persyaratan khusus bagi sistem tersebut yang ditetapkan dalam

dokumen acuan yang berlaku seperti terdaftar dalam Tabel 9 dan persyaratan

tambahan yang ditetapkan dalam 714 Sistem penahan gaya gempa yang tidak

termuat dalam Tabel 9 diijinkan apabila data analitis dan data uji diserahkan

kepada pihak yang berwenang memberikan persetujuan yang membentuk

karakteristik dinamis dan menunjukkan tahanan gaya lateral dan kapasitas

disipasi energi agar ekivalen dengan sistem struktur yang terdaftar dalam Tabel

9 untuk nilainilai ekivalen dari koefisien modifikasi respons R koefisien kuat-

lebih sistem Ω0 dan factor amplifikasi defleksi Cd (SNI 17262012)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

19

Tabel 29 Faktor R Cd dan Ω0 untuk sistem penahan gaya gempa

Sistem penahan-gaya seismik

Koefisien modifika

si respons

Ra

Faktor kuat- lebih sistem

Ω0g

Faktor

pembesaran defleksi

Cdb

Batasan sistem struktur dan batasan

tinggi struktur h (m) c

Kategori desain seismik

B C D

d E d

F e

A Sistem dinding penumpu 711 712 713 714 715 716 717 718

1 Dinding geser beton bertulang khusus 5 2frac12 5 TB TB 48 48 30

2 Dinding geser beton bertulang biasa 4 2frac12 4 TB TB TI TI TI

3 Dinding geser beton polos didetail 2 2frac12 2 TB TI TI TI TI

4 Dinding geser beton polos biasa 1frac12 2frac12 1frac12 TB TI TI TI TI

5 Dinding geser pracetak menengah 4 2frac12 4 TB TB 12k 12k 12k

6 Dinding geser pracetak biasa 3 2frac12 3 TB TI TI TI TI

7 Dinding geser batu bata bertulang khusus 5 2frac12 3frac12 TB TB 48 48 30

8 Dinding geser batu bata bertulang h

3frac12 2frac12 2frac14 TB TB TI TI TI

9 Dinding geser batu bata bertulang biasa 2 2frac12 1frac34 TB 48 TI TI TI

10Dinding geser batu bata polos didetail 2 2frac12 1frac34 TB TI TI TI TI

11Dinding geser batu bata polos biasa 1frac12 2frac12 1frac14 TB TI TI TI TI

12Dinding geser batu bata prategang 1frac12 2frac12 1frac34 TB TI TI TI TI

13Dinding geser batu bata ringan (AAC) bertulang biasa

2 2frac12 2 TB 10 TI TI TI

14Dinding geser batu bata ringan (AAC) polos biasa

1frac12 2frac12 1frac12 TB TI TI TI TI

15Dinding rangka ringan (kayu) dilapisidengan panel struktur kayu yang ditujukanuntuk tahanan geser atau dengan lembaran baja

6frac12 3 4 TB TB 20 20 20

16Dinding rangka ringan (baja canai dingin)yang dilapisi dengan panel struktur kayuyang ditujukan untuk tahanan geser ataudengan lembaran baja

6frac12 3 4 TB TB 20 20 20

17 Dinding rangka ringan dengan panel geser dari semua material lainnya

2 2frac12 2 TB TB 10 TI TI

18Sistem dinding rangka ringan (baja canai dingin) menggunakan bresing strip datar

4 2 3frac12 TB TB 20 20 20

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

20

Tabel 29 Faktor R Cd dan Ω0 untuk sistem penahan gaya gempa (lanjutan)

Sistem penahan-gaya seismik

Koefisien modifikasi respons

Ra

Faktor kuat- lebih sistem

Ω0g

Faktor

pembesarandefleksi

Cdb

Batasan sistem struktur dan batasan

tinggi struktur h (m) c

Kategori desain seismik

B C D d E

d F

e

B Sistem rangka bangunan

1 Rangka baja dengan bresing eksentris 8 2 4 TB TB 48 48 30

2 Rangka baja dengan bresing konsentris 6 2 5 TB TB 48 48 30 3 Rangka baja dengan bresing konsentris biasa 3frac14 2 3frac14 TB TB 10j 10j TIj

4 Dinding geser beton bertulang khusus 6 2frac12 5 TB TB 48 48 30

5 Dinding geser beton bertulang biasa 5 2frac12 4 TB TB TI TI TI 6 Dinding geser beton polos detail 2 2frac12 2 TB TI TI TI TI

7 Dinding geser beton polos biasa 1frac12 2frac12 1 TB T TI TI TI

8 Dinding geser pracetak menengah 5 2frac12 4 TB TB 12k 12k 12k

9 Dinding geser pracetak biasa 4 2frac12 4 TB TI TI TI TI 10Rangka baja dan beton komposit

dengan bresing eksentris 8 2 4 TB TB 48 48 30

11Rangka baja dan beton komposit dengan bresing konsentris khusus

5 2 4frac12

TB TB 48 48 30

12Rangka baja dan beton komposit dengan bresing biasa

3 2 3 TB TB TI TI TI

13Dinding geser pelat baja dan beton komposit 6frac12 2frac12 5 TB TB 48 48 30

14Dinding geser baja dan beton komposit 6 2frac12 5 TB TB 48 48 30

15Dinding geser baja dan beton komposit biasa 5 2frac12 4 TB TB TI TI TI

16Dinding geser batu bata bertulang khusus 5frac12 2frac12 4 TB TB 48 48 30

17Dinding geser batu bata bertulang menengah 4 2frac12 4 TB TB TI TI TI

18Dinding geser batu bata bertulang biasa 2 2frac12 2 TB 48 TI TI TI

19Dinding geser batu bata polos didetail 2 2frac12 2 TB TI TI TI TI

20Dinding geser batu bata polos biasa 1frac12 2frac12 1 TB T TI TI TI

21Dinding geser batu bata prategang 1frac12 2frac12 1 TB T TI TI TI

22Dinding rangka ringan (kayu) yang dilapisi dengan panel struktur kayu yangdimaksudkan untuk tahanan geser

7 2frac12 4frac12 TB TB 22 22 22

23Dinding rangka ringan (baja canai dingin)yang dilapisi dengan panel struktur kayuyang dimaksudkan untuk tahanan geser atau dengan lembaran baja

7 2frac12 4frac12 TB TB 22 22 22

24Dinding rangka ringan dengan panel geser dari semua material lainnya

2frac12 2frac12 2frac12 TB TB 10 TB TB

25Rangka baja dengan bresing terkekang terhadap tekuk

8 2frac12 5 TB TB 48 48 30

26Dinding geser pelat baja khusus 7 2 6 TB TB 4 48 30

C Sistem rangka pemikul momen

1 Rangka baja pemikul momen khusus 8 3 5frac12 TB TB T TB TB

2 Rangka batang baja pemikul momen khusus 7 3 5frac12 TB TB 48 30 TI

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

21

Tabel 29 Faktor R Cd dan Ω0 untuk sistem penahan gaya gempa (lanjutan)

Sistem penahan-gaya seismik

Koefisien

modifikasi respons

Ra

Faktor kuat- lebih sistem

Ω0g

Faktor

pembesaran defleksi

Cdb

Batasan sistem struktur dan batasan

tinggi struktur h (m) c

Kategori desain seismik

B C Dd E

d F

e

3 Rangka baja pemikul momen menengah 4frac12 3 4 TB 1TB 10hi TIh TIi

4 Rangka baja pemikul momen biasa 3frac12 3 3 TB TB TIh TIh TIi

5 Rangka beton bertulang pemikul momen khusus

8 3 5frac12 TB TB TB TB TB

6 Rangka beton bertulang pemikul momen menengah

5 3 4frac12 TB TB TI TI TI

7 Rangka beton bertulang pemikul momen 3 3 2frac12 TB TI TI TI TI

8 Rangka baja dan beton komposit pemikul momen khusus

8 3 5frac12 TB TB TB TB TB

9 Rangka baja dan beton komposit pemikul momen menengah

5 3 4frac12 TB TB TI TI TI

10Rangka baja dan beton komposit terkekang parsial pemikul momen

6 3 5frac12 48 48 30 TI TI

11Rangka baja dan beton komposit pemikul momen biasa

3 3 2frac12 TB TI TI TI TI

12 Rangka baja canai dingin pemikul momen khusus dengan pembautan

3frac12 3o 3frac12 10 10 10 10 10

D Sistem ganda dengan rangka pemikul momen khusus yang mampu menahan paling sedikit 25 persen gaya gempayang ditetapkan

1 Rangka baja dengan bresing eksentris 8 2frac12 4 TB TB TB TB TB

2 Rangka baja dengan bresing konsentris khusus

7 2frac12 5frac12 TB TB TB TB TB

3 Dinding geser beton bertulang khusus 7 2frac12 5frac12 TB TB TB TB TB

4 Dinding geser beton bertulang biasa 6 2frac12 5 TB TB TI TI TI

5 Rangka baja dan beton komposit dengan bresing eksentris

8 2frac12 4 TB TB TB TB TB

6 Rangka baja dan beton komposit dengan bresing konsentris khusus

6 2frac12 5 TB TB TB TB TB

7 Dinding geser pelat baja dan beton 7frac12 2frac12 6 TB TB TB TB TB

8 Dinding geser baja dan beton komposit 7 2frac12 6 TB TB TB TB TB

9 Dinding geser baja dan beton komposit 6 2frac12 5 TB TB TI TI TI 10Dinding geser batu bata bertulang khusus 5frac12 3 5 TB TB TB TB TB

11Dinding geser batu bata bertulang 4 3 3frac12 TB TB TI TI TI

12Rangka baja dengan bresing terkekang terhadap tekuk

8 2frac12 5 TB TB TB TB TB

13Dinding geser pelat baja khusus 8 2frac12 6frac12 TB TB TB TB TB

E Sistem ganda dengan rangka pemikul momen menengah mampu menahan paling sedikit 25 persen gayagempayang ditetapkan

1 Rangka baja dengan bresing

konsentris khususf

6 2frac12 5 TB TB 10 TI TIhk

2 Dinding geser beton bertulang khusus 6frac12 2frac12 5 TB TB 48 30 30

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

22

Tabel 29 Faktor R Cd dan Ω0 untuk sistem penahan gaya gempa (lanjutan)

Sistem penahan-gaya seismik

Koefisien

modifikasi respons

Ra

Faktor kuat- lebih sistem

Ω0g 0

Faktor

pembesaran defleksi

Cdb

Batasan sistem struktur dan batasan

tinggi struktur h (m) c

Kategori desain seismik

B C Dd E d F e

3 Dinding geser batu bata bertulang biasa 3 3 2frac12 TB 48 TI T TI 4 Dinding geser batu bata bertulang 3frac12 3 3 TB TB TI TI TI

5 Rangka baja dan beton komposit dengan bresing konsentris khusus

5frac12 2frac12 4frac12 TB TB 48 30 TI

6 Rangka baja dan beton komposit dengan bresing biasa

3frac12 2frac12 3 TB TB TI TI TI

7 Dinding geser baja dan betonkomposit 5 3 4frac12 TB TB TI TI TI

8 Dinding geser beton bertulang biasa 5frac12 2frac12 4frac12 TB TB TI TI TI

F Sistem interaktif dinding geser-rangka dengan rangka pemikul momen beton bertulang biasa dan dinding geser beton bertulang biasa

4frac12 2frac12 4 TB TI TI TI TI

G Sistem kolom kantilever didetail untuk memenuhi persyaratan

1 Sistem kolom baja dengan kantilever khusus

2frac12 1frac14 2frac12 10 10 10 10 10

2 Sistem kolom baja dengan kantilever biasa 1frac14 1frac14 1frac14 10 10 TI TIhi TIh

i3 Rangka beton bertulang pemikul momen

khusus 2frac12 1frac14 2frac12 10 10 10 10 10

4 Rangka beton bertulang pemikul momen menengah

1frac12 1frac14 1frac12 10 10 TI TI TI

5 Rangka beton bertulang pemikul momen biasa

1 1frac14 1 10 TI TI TI TI

6 Rangka kayu 1frac12 1frac12 1frac12 10 10 10 TI TI

H Sistem baja tidak didetail secara khusus untuk ketahanan seismik tidak termasuk sistem kolom kantilever

3 3 3 TB TB TI TI TI

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

Bekerjanya beban untuk bangunan bertingkat berlaku sistem gravitasi yaitu

elemen struktur yang berada di atas akan membebani elemen struktur di

bawahnya atau dengan kata lain elemen struktur yang mempunyai kekuatan

lebih besar akan menahan atau memikul elemen struktur yang mempunyai

kekuatan lebih kecil

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

23

Dengan demikian sistem bekerjanya beban untuk elemen ndash elemen struktur

gedung bertingkat secara umum dapat dinyatakan sebagai berikut beban pelat

lantai didistribusikan terhadap balok anak dan balok portal beban balok portal

didistribusikan ke kolom dan beban kolom kemudian diteruskan ke tanah dasar

melalui pondasi

Dalam perumusan kriteria desain seismik suatu bangunan di permukaan tanah

atau penentuan amplifikasi besaran percepatan gempa puncak dari batuan dasar

ke permukaan tanah untuk suatu situs maka situs tersebut harus diklasifikasikan

terlebih dahulu Profil tanah di situs harus diklasifikasikan sesuai dengan Tabel

210 berdasarkan profil tanah lapisan 30 m paling atas Penetapan kelas situs

harus melalui penyelidikan tanah di lapangan dan dilaboratorium yang

dilakukan oleh otoritas yang berwewenang atau ahli desain geoteknik

bersertifikat dengan minimal mengukur secara independen dua dari tiga

parameter tanah yang tercantum dalam Tabel 210 Dalam hal ini kelas situs

dengan kondisi yang lebih buruk harus diberlakukan Apabila tidak tersedia data

tanah yang spesifik pada situs sampai kedalaman 30 m maka sifat-sifat tanah

harus diestimasi oleh seorang ahli geoteknik yang memiliki sertifikatijin

keahlian yang menyiapkan laporan penyelidikan tanah berdasarkan kondisi

getekniknya Penetapan kelas situs SA dan kelas situs SB tidak diperkenankan

jika terdapat lebih dari 3 m lapisan tanah antara dasar telapak atau rakit fondasi

dan permukaan batuan dasar (SNI 17262012)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

24

Tabel 210 Klasifikasi situs

Kelas situs vs (mdetik) N atau N ch su (kPa)

SA (batuan keras) gt1500 NA NA SB (batuan) 750 sampai 1500 NA NA SC (tanah keras sangat padat dan batuan lunak)

350 sampai 750 gt50

2100

SD (tanah sedang) 175 sampai 350 15sampai 50 50 sampai100 lt 175 lt15 lt 50SE (tanah lunak) Atau setiap profil tanah yang mengandung lebih dari 3 m tanah dengan

karateristik sebagai berikut 1 Indeks plastisitas PI gt 20 2 Kadar air w 2 40 3 Kuat geser niralir su lt 25 kPa

SF (tanah khusus)

Setiap profil lapisan tanah yang memiliki salah satu atau lebih dari karakteristik berikut - Rawan dan berpotensi gagal atau runtuh akibat beban gempa seperti

mudah likuifaksi lempung sangat sensitif tanah tersementasi lemah - Lempung sangat organik danatau gambut (ketebalan H gt 3 m)

- Lempung berplastisitas sangat tinggi (ketebalan H gt 75 m dengan

Indeks Plasitisitas PI gt 75 ) Lapisan lempung lunaksetengah teguh dengan ketebalan H gt 35 m

dengan su lt 50 kPa

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

- Kecepatan rata-rata gelombang geser Vs

Dimana

di = tebal setiap lapisan antara kedalaman 0 sampai 30 meter

Vsi = kecepatan gelombang geser lapisan i dinyatakan dalam meter per

detik (mdetik)

- Tahanan penetrasi standar lapangan rata-rata N

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

25

Dimana

di = tebal setiap lapisan antara kedalaman 0 sampai 30 meter

Ni = tahanan penetrasi standar 60 persen energy ( N60 ) yang terukur

langsung di lapangan tanpa koreksi dengan nilai tidak lebih dari

305 pukulanm

- Kuat geser niralir rata-rata Su

Dimana

dc = jumlah ketebalan total dari lapisan - lapisan tanah kohesif di

dalam lapisan 30 meter paling atas

Sui = kuat geser niralir (kPa) dengan nilai tidak lebih dari 250 kPa

Untuk penentuan respons spektral percepatan gempa MCER di permukaan tanah

diperlukan suatu faktor amplifikasi seismik pada perioda 02 detik dan perioda 1

detik Faktor amplifikasi meliputi faktor amplifikasi getaran terkait percepatan pada

getaran perioda pendek (Fa) dan faktor amplifikasi terkait percepatan yang

mewakili getaran perioda 1 detik (Fv) Parameter spektrum respons percepatan pada

perioda pendek (SMS) dan perioda 1 detik (SM1) Yang disesuaikan dengan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

26

pengaruh klasifikasi situs (SNI 17262012) harus ditentukan dengan perumusan

berikut ini

SMS = Fa Ss

SM1 = Fv S1

Dimana

Ss = parameter respons spektral percepatan gempa MCER terpetakan untuk

perioda pendek

S1 = parameter respons spektral percepatan gempa MCER terpetakan untuk

perioda 10 detik

dan koefisien situs Fa dan Fv mengikuti Tabel 211 dan Tabel 212

Tabel 211 Koefisien situs Fa

Kelas situs

Parameter respons spektral percepatan gempa (MCER) terpetakan padaperioda pendek T=02 detik Ss

Ss s 025 Ss = 05 Ss = 075 Ss = 10 Ss 2 125 SA 08 08 08 08 08SB 10 10 10 10 10SC 12 12 11 10 10SD 16 14 12 11 10SE 25 17 12 09 09SF SSb

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

CATATAN

- Untuk nilai-nilai antara Ss dapat dilakukan interpolasi linier

- SS = Situs yang memerlukan investigasi geoteknik spesifik dan analisis respons situs spesifik

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

27

Tabel 212 Koefisien situs Fv

Kelas situs

Parameter respons spektral percepatan gempa MCER terpetakan padaperioda 1 detik S1

S1 s 01 S1 = 02 S1 = 03 S1 = 04 S1 2 05 SA 08 08 08 08 08SB 10 10 10 10 10SC 17 16 15 14 13SD 24 2 18 16 15SE 35 32 28 24 24SF SSb

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

CATATAN

- Untuk nilai-nilai antara Ss dapat dilakukan interpolasi linier

- SS = Situs yang memerlukan investigasi geoteknik spesifik dan analisis respons situs spesifik Struktur harus ditetapkan memiliki suatu kategori desain seismik Struktur dengan

kategori risiko I II atau III yang berlokasi di mana parameter respons spektral

percepatan terpetakan pada perioda 1 detik S1 lebih besar dari atau sama dengan

075 harus ditetapkan sebagai struktur dengan kategori desain seismik E Struktur

yang berkategori risiko IV yang berlokasi di mana parameter respons spektral

percepatan terpetakan pada perioda 1 detik S1 lebih besar dari atau sama dengan

075 harus ditetapkan sebagai struktur dengan kategori desain seismik F Semua

struktur lainnya harus ditetapkan kategori desain seismiknya berdasarkan kategori

risikonya dan parameter respons spektral percepatan desainnya SDS dan SD1

Masing-masing bangunan dan struktur harus ditetapkan ke dalam kategori desain

seismik yang lebih parah dengan mengacu pada Tabel 213 atau 214 terlepas dari

nilai perioda fundamental getaran struktur T (SNI 17262012)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

28

Tabel 213 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan pada perioda pendek

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

Tabel 214 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons

percepatan pada perioda 1 detik

Nilai S D1 Kategori risiko

I atau II atau III IV

SD1 lt 0167 A A

0067 lt SD1 lt 0133 B C

0133 lt SD1 lt 020 C D

020 lt SD1 D D (Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung

dan non gedung SNI 17262012)

Geser dasar seismik V dalam arah yang ditetapkan harus ditentukan sesuai

dengan persamaan berikut

V = Cs W

Keterangan

Cs = koefisien respons seismik

W = berat seismik efektif

Berat seismik efektif struktur W menurut SNI 17262012 harus menyertakan

seluruh beban mati dan beban lainnya yang terdaftar di bawah ini

Nilai SDS Kategori risiko

I atau II atau III IV

SDS lt 0167 A A

0167 lt SDS lt 033 B C

033 lt SDS lt 050 C D

050 lt SDS D D

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

29

1 Dalam daerah yang digunakan untuk penyimpanan minimum sebesar 25

persen beban hidup lantai (beban hidup lantai di garasi publik dan struktur

parkiran terbuka serta beban penyimpanan yang tidak melebihi 5 persen

dari berat seismik efektif pada suatu lantai tidak perlu disertakan)

2 Jika ketentuan untuk partisi disyaratkan dalam desain beban lantai diambil

sebagai yang terbesar di antara berat partisi aktual atau berat daerah lantai

minimum sebesar 048 kNm2

3 Berat operasional total dari peralatan yang permanen

4 Berat lansekap dan beban lainnya pada taman atap dan luasan sejenis

lainnya

Koefisien respons seismik Cs harus ditentukan sesuai dengan

Cs =

Dimana

SDS = parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang perioda

pendek

R = faktor modifikasi respons dalam Tabel 29

Ie = faktor keutamaan gempa yang ditentukan sesuai Tabel 28

Nilai Cs yang dihitung sesuai dengan Persamaan diatas tidak perlu melebihi Cs dari

persamaan di bawah

Cs =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

30

Cs yang di dapatkan harus tidak kurang dari

Cmin = 0044 SDS Ie gt 001

Sebagai tambahan untuk struktur yang berlokasi di daerah di mana 1 S sama

dengan atau lebih besar dari 06g maka Cs harus tidak kurang dari

Cs =

Dimana

SDS = parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang perioda

pendek

SD1 = parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang sebesar

10 detik

R = faktor modifikasi respons dalam Tabel 29

Ie = faktor keutamaan gempa yang ditentukan sesuai Tabel 28

T = perioda fundamental struktur (detik)

Perioda fundamental pendekatan Ta dalam detik harus ditentukan dari

Ta = Ct

Dimana

hn = ketinggian struktur dalam (m)

Ct = koefisien prioda struktur pendekatan yang ditentukan dalam tabel 213

x = koefisien ketinggian yang ditentukan dalam tabel 213

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

31

Tabel 215 Nilai parameter perioda pendekatan Ct dan x

Tipe struktur Ct x

Sistem rangka pemikul momen di mana rangka memikul 100 persen gaya gempa yang disyaratkan dan tidak dilingkupi atau dihubungkan dengan komponen yang lebih kaku dan akan mencegah rangka dari defleksi jika dikenai gaya gempa

Rangka baja pemikul momen 00724 a 08

Rangka beton pemikul momen 00466 a 09

Rangka baja dengan bresing eksentris 00731 a 075

Rangka baja dengan bresing terkekang terhadap tekuk 00731 a 075

Semua sistem struktur lainnya 00488 a 075

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

Sebagai alternatif menurut SNI 17262012 untuk menentukan perioda fundamental

pendekatan Ta dalam detik dari persamaan berikut untuk struktur dengan

ketinggian tidak melebihi 12 tingkat di mana sistem penahan gaya gempa terdiri

dari rangka penahan momen beton atau baja secara keseluruhan dan tinggi tingkat

paling sedikit 3 m

Ta = 01N

Dimana

N = jumlah tingkat (m)

Perioda fundamental struktur harus dibatasi dengan

Tmax = Cu Ta

Dimana

Ta = waktu getar struktur dalam (m)

Cu = koefisien batas prioda struktur yang ditentukan dalam tabel 214

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

32

Tabel 216 Koefisien untuk batas perioda struktur

Parameter percepatan respons spektral desain pada 1 detik S D1

Koefisien Cu

gt 04 14 03 14 02 15

015 16

lt 01 17 (Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur

gedung dan non gedung SNI 17262012)

212 Kombinasi Pembebanan

komponen-elemen struktur dan elemen-elemen fondasi menurut SNI

17262012 harus dirancang sedemikian hingga kuat rencananya sama atau melebihi

pengaruh beban-beban terfaktor dengan kombinasi-kombinasi sebagai berikut

1 14D

2 12D + 16L + 05(Lr atau R)

3 12D + 16(Lr atau R) + (L atau 05W)

4 12D + 10 W + L + 05(Lr atau R)

5 12D + 10 E + L

6 09D + 10 W

7 09D + 10 E

8

Pengaruh beban gempa E harus ditentukan sesuai dengan berikut ini

1 Untuk penggunaan dalam kombinasi beban 5 dalam

E = Eh + Ev

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

33

2 Untuk penggunaan dalam kombinasi beban 7

E = Eh - Ev

Keterangan

E = pengaruh beban gempa

Eh = pengaruh beban gempa horisontal

Ev = pengaruh beban gempa vertikal

Pengaruh beban gempa horisontal Eh harus ditentukan sesuai dengan Persamaan

sebagai berikut

E h = ρQh

Keterangan

Q = pengaruh gaya gempa horisontal dari V atau F p

ρ = faktor redundansi

Untuk struktur yang dirancang untuk kategori desain seismik D E atau Fm

SNI 17262012 mengatur ρ harus sama dengan 13 kecuali jika satu dari dua

kondisi berikut dipenuhi di mana p diijinkan diambil sebesar 10

a Masing-masing tingkat yang menahan lebih dari 35 persen geser dasar dalam

arah yang ditinjau harus sesuai dengan Tabel 212

b Struktur dengan denah beraturan di semua tingkat dengan sistem penahan gaya

gempa terdiri dari paling sedikit dua bentang perimeter penahan gaya gempa

yang merangka pada masing-masing sisi struktur dalam masing-masing arah

ortogonal di setiap tingkat yang menahan lebih dari 35 persen geser dasar

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

34

Jumlah bentang untuk dinding geser harus dihitung sebagai panjang dinding

geser dibagi dengan tinggi tingkat atau dua kali panjang dinding geser dibagi

dengan tinggi tingkat hsx untuk konstruksi rangka ringan

Tabel 217 Persyaratan untuk masing-masing tingkat yang menahan lebih

dari 35 persen gaya geser dasar

Elemen penahan gaya lateral

Persyaratan

Rangka dengan bresing

Pelepasan bresing individu atau sambungan yang terhubung tidak akan mengakibatkan reduksi kuat tingkat sebesar lebih dari 33 persen atau sistem yang dihasilkan tidak mempunyai ketidakteraturan torsi yang berlebihan (ketidakteraturan struktur horisontal Tipe 1b)

Rangka pemikul momen

Kehilangan tahanan momen di sambungan balok ke kolom di kedua ujung balok tunggal tidak akan mengakibatkan lebih dari reduksi kuat tingkat sebesar33 persen atau sistem yang dihasilkan tidak mempunyai ketidakteraturantorsi yang berlebihan (ketidakteraturan struktur horisontal Tipe 1b)

Dinding geser atau pilar dinding dengan rasio tinggi terhadap panjang lebih besar dari 10

Pelepasan dinding geser atau pier dinding dengan rasio tinggi terhadap panjang lebih besar dari 10 di semua tingkat atau sambungan kolektor yang terhubung tidak akan mengakibatkan lebih dari reduksi kuat tingkat sebesar 33 persen atau sistem yang dihasilkan mempunyai ketidakteraturan torsi yang berlebihan (ketidakteraturan struktur horisontal Tipe 1b)

Kolom kantilever Kehilangan tahanan momen di sambungan dasar semua kolom kantilever tunggal tidak akan mengakibatkan lebih dari reduksi kuat tingkat sebesar 33 persen atau sistem yang dihasilkan mempunyai ketidakteraturan torsi yang berlebihan (ketidakteraturan struktur horisontal Tipe 1b)

Lainnya Tidak ada persyaratan

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

22 Kinerja Struktur Gedung

221 Kinerja Batas Layan

Kinerja batas layan struktur gedung ditentukan oleh simpangan antar tingkat

akibat pengaruh gempa rencana yaitu untuk membatasi terjadinya pelelehan baja

dan peretakan beton yang berlebihan di samping untuk mencegah kerusakan

nonstruktur dan ketidaknyamanan penghuni Simpangan antar-tingkat ini harus

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

35

dihitung dari simpangan struktur gedung tersebut akibat pengaruh gempa nominal

yang telah dibagi Faktor Skala

Faktor Skala =

gt 1

Dimana

V1 = Gaya geser dasar nominal sebagai respons dinamik ragam yang

pertama saja

Vt = Gaya geser dasar nominal yang didapat dari hasil analisis ragam

spektrum respons yang telah dilakukan

Gaya geser dasar nominal yang didapat dari hasil spektrum respons Analisis harus

dilakukan untuk menentukan ragam getar alami untuk struktur Analisis harus

menyertakan jumlah ragam yang cukup untuk mendapatkan partisipasi massa

ragam terkombinasi sebesar paling sedikit 90 persen dari massa aktual dalam

masing-masing arah horisontal ortogonal dari respons yang ditinjau oleh model

Parameter respons ragam untuk masing-masing parameter desain terkait gaya yang

ditinjau termasuk simpangan antar lantai tingkat gaya dukung dan gaya elemen

struktur individu untuk masing-masing ragam respons harus dihitung menggunakan

properti masing-masing ragam dan spectrum respons dibagi dengan kuantitas (R

Ie) Parameter respons terkombinasi untuk perpindahan dan kuantitas simpangan

antar lantai harus dikalikan dengan kuantitas (CdIe) Nilai untuk masing-masing

parameter yang ditinjau yang dihitung untuk berbagai ragam harus

dikombinasikan menggunakan metoda akar kuadrat jumlah kuadrat (SRSS) atau

metoda kombinasi kuadrat lengkap (CQC) sesuai dengan SNI 17262012 Metoda

CQC harus digunakan untuk masing-masing nilai ragam di mana ragam berjarak

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

36

dekat mempunyai korelasi silang yang signifikan di antara respons translasi dan

torsi

Kinerja batas ultimit struktur gedung ditentukan oleh simpangan antar-tingkat

maksimum struktur gedung akibat pengaruh gempa rencana dalam kondisi struktur

gedung di ambang keruntuhan yaitu untuk membatasi kemungkinan terjadinya

keruntuhan struktur gedung yang dapat menimbulkan korban jiwa manusia dan

untuk mencegah benturan berbahaya antar-gedung atau antar bagian struktur

gedung yang dipisah dengan sela pemisah (sela delatasi) simpangan antar-tingkat

ini harus dihitung dari simpangan struktur gedung akibat pembebanan gempa

nominal (SNI 17262002) Penentuan simpangan antar lantai tingkat desain ( ∆ )

harus dihitung sebagai perbedaan defleksi pada pusat massa di tingkat teratas dan

terbawah yang ditinjau Lihat Gambar 24 Apabila pusat massa tidak terletak

segaris dalam arah vertikal diijinkan untuk menghitung defleksi di dasar tingkat

berdasarkan proyeksi vertikal dari pusat massa tingkat di atasnya (SNI 17262012)

Gambar 24 Penentuan simpangan antar lantai

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

37

Defleksi pusat massa di tingkatx (δx) (mm) harus ditentukan sesuai dengan

persamaan berikut

δx =

Dimana

Cd = faktor amplifikasi defleksi dalam Tabel 29

δxe = defleksi pada lokasi yang disyaratkan pada pasal ini yang ditentukan

dengan analisis elastis

Ie = faktor keutamaan gempa yang ditentukan sesuai dengan tabel 28

Simpangan antar lantai tingkat desain ∆ tidak boleh melebihi simpangan antar

lantai tingkat ijin ∆a seperti didapatkan dari Tabel 213 untuk semua tingkat

Tabel 218 Simpangan antar lantai ijin

Struktur

Kategori risiko

I atau II III IV

Struktur selain dari struktur dinding geser batu bata 4 tingkat atau kurang dengan dinding interior partisi langit-langit dan sistem dinding eksterior yang telah didesain untuk mengakomodasi simpangan antar lantai tingkat

0025h c

sx 0020 hsx 0015 hsx

Struktur dinding geser kantilever batu batad 0010 hsx 0010 hsx 0010 hsx

Struktur dinding geser batu bata lainnya 0007 hsx 0007 hsx 0007 hsx

Semua struktur lainnya 0020 hsx 0015 hsx 0010 hsx

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

Dua bagian struktur gedung yang tidak direncanakan untuk bekerja sama sebagai

satu kesatuan dalam mengatasi pengaruh Gempa Rencana harus dipisahkan yang

satu terhadap yang lainnya dengan suatu sela pemisah (sela delatasi) yang lebarnya

paling sedikit harus sama dengan jumlah simpangan masing-masing bagian struktur

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

38

gedung pada taraf itu Dalam segala hal lebar sela pemisah tidak boleh ditetapkan

kurang dari 75 mm (SNI 17262012)

222 Kinerja Batas kekuatan

2221 Perencanaan Pelat Floor Deck

Floor deck pada pelat menggantikan fungsi tulangan Tarik pada daerah

lapangan Analisis pelat floor deck meggunakan metode pelat satu arah Bila pelat

mengalami rotasi bebas pada tumpuan pelat dan tumpuan sangat kaku terhadap

momen puntir maka pelat itu dikatakan jepit penuh Bila balok tepi tidak cukup

kuat untuk mencegah rotasi maka dikatakan terjepit sebagian Tebal minimum

yang ditentukan dalam Tabel 214 berlaku untuk konstruksi satu arah yang tidak

menumpu atau tidak disatukan dengan partisi atau konstruksi lain yang mungkin

akan rusak akibat lendutan yang besar kecuali bila erhitungan lendutan

menunjukkan bahwa ketebalan yang lebih kecil dapat digunakan tanpa

menimbulkan pengaruh yang merugikan

Tabel 219 Tebal Minimum Balok Non-Prategang Atau Pelat Satu Arah Bila

Lendutan Tidak Dihitung Tebal minimum h

Komponen struktur Tertumpu Satu ujung Kedua ujung Kantilever

Komponen struktur tidak menumpu atau tidak dihubungkan dengan partisi ataukonstruksi lainnya yang mungkin rusak oleh lendutan yang besar

Pelat masif satu-arah 20

24

28

10

Balok atau pelat rusuk satu-arah 16

185

21

8

(Sumber Tata cara perhitungan struktur beton untuk bangunan gedung SNI 28472002)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

39

CATATAN Panjang bentang dalam mm Nilai yang diberikan harus digunakan langsung untuk komponen struktur dengan beton normal dan tulangan tulangan Mutu 420 MPa Untuk kondisi lain nilai di atas harus dimodifikasikan sebagai berikut a Untuk struktur beton ringan dengan berat jenis (equilibrium density) w di antara 1440 sampai

1840 kgm3 nilai tadi harus dikalikan dengan (165 ndash 00003wc) tetapi tidak kurang dari 109

b Untuk fy selain 420 MPa nilainya harus dikalikan dengan (04 + fy700)

a Disain pada Momen Positif

Disain pada momen positif gaya Tarik disumbangkan oleh metal deck dan

gaya tekan disumbangkan oleh beton Dalam hal ini penampang beton

berbentuk persegi panjang

Gambar 25 Diagram tegangan momen positif floor deck

Penulangan lentur dihitung analisa tulangan tunggal dengan langkah-langkah

sebagai berikut

Mn =

Dimana ϕ= 08

Rn =

m =

ρ = 1 ndash 1 ndash

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

40

As PERLU = ρ b d

rasio tulangan minimum menggunakan syarat tulangan susut dan tulangan

suhu sebagai acuan dan di tabelkan sebagai berikut

Tabel 220 Rasio Tulangan Minimum Pada Pelat

Jenis Pelat ρmin

Pelat yang menggunakan batang tulangan ulir mutu 300 00020

Pelat yang menggunakan batang tulangan ulir atau jaring kawat las 00018

Pelat yang menggunakan tulangan dengan tegangan leleh melebihi 00018 x 400 fy

(Sumber Tata cara perhitungan struktur beton untuk bangunan gedung SNI 28472002)

Persyaratan lain yang harus dipenuhi dalam mendisain pelat satu arah adalah

jarak tulangan maximum Pasal 12 SNI 03-2847-2002 butir 64 jarak tulangan

adalah

S = ndash 25 Cc

Dimana

fs = 60 fy

Cc = Selimut Beton

b Disain pada Momen Negatif

Disain pada momen positif gaya Tarik disumbangkan oleh wiremesh dan gaya

tekan disumbangkan oleh beton Dalam hal ini penampang beton berbentuk

sebagai berikut

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

41

Gambar 26 Diagram tegangan momen negatif floor deck

2222 Perencanaan Pelat Chekered

Pelat metal didisain menggunakan metode pelat satu arah syarat batas yang

harus di penuhi pelat metal adalah

ϕMn gt Mu

dimana

ϕMn = momen nominal = Zx fy

Mu = momen ultimate

2223 Perencanaan Batang Tekan

Kekuatan tekan disain harus nilai terendah yang diperoleh berdasarkan

keadaan batas dari tekuk lentur tekuk torsi dan tekuk torsi lentur Profil dengan

dominan keruntuhan tekuk lentur kekuatan nominal nya adalah

ϕPn = 09 fcr A

tegangan kritis fcr ditentukan sebagai berikut

a Bila lt 471 ( atau lt 225 )

fcr =0658 fy

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

42

b Bila gt 471 ( atau gt 225 )

fcr =0877 fe

fe =

Dimana

K = faktor panjang efektir

L = panjang profil

r = jari jari inersia

fcr = tegangan kritis

fe = tegangan euler

λ = kelangsingan =

2224 Perencanaan Batang Lentur

Pembebanan balok disesuaikan dengan peraturan pembebanan Indonesia

untuk gedung (PPIUG) 1983 sedangkan pemakaian profil dihitung sesuai dengan

SNI 03-1729-2015

Tabel 221 Nilai kekuatan lentur berdasarkan SNI 1729 2015

PROFIL q Lr Lp MP Mr Vn

kgm m m KN m KN m KN

WF 150 x 75 x 5 x 7 1400 316 084 2354 1509 10800

WF 150 x 100 x 6 x 9 2110 530 120 3609 2346 12787

WF 200 x 100 x 45 x 7 1820 346 112 4089 2720 12830

WF 200 x 100 x 55 x 8 2130 378 112 4802 3128 15840

WF 200 x 150 x 6 x 9 3060 637 182 7108 4688 16762

WF 250 x 125 x 5 x 8 2570 420 141 7327 4845 17856

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

43

Tabel 221 Nilai kekuatan lentur berdasarkan SNI 1729 2015 (lanjutan)

PROFIL q Lr Lp MP Mr Vn

kgm m m KN m KN m KN

WF 250 x 125 x 6 x 9 2960 446 141 8443 5508 21600

WF 300 x 150 x 55 x 8 3200 475 167 10920 7208 23602

WF 300 x 150 x 65 x 9 3670 497 167 12528 8177 28080

WF 350 x 175 x 6 x 9 4140 553 197 16538 10897 29894

WF 350 x 175 x 7 x 11 4960 593 200 20179 13175 35280

WF 400 x 200 x 7 x 11 5660 646 227 26100 17170 39917

WF 400 x 200 x 8 x 13 6600 684 230 30861 20230 46080

WF 450 x 200 x 9 x 14 7600 667 223 38913 25330 58320

WF 500 x 200 x 10 x 16 8960 669 219 50311 32470 72000

WF 600 x 200 x 11 x 17 10600 628 209 68714 44030 95040

HB 100 x 100 x 6 x 8 1720 724 125 2018 1300 8640

HB 125 x 125 x 65 x 9 2380 806 158 3578 2312 11700

HB 150 x 150 x 7 x 10 3150 895 190 5748 3723 15120

HB 175 x 175 x 75 x 11 4020 981 222 8628 5610 18900

HB 200 x 200 x 8 x 12 4990 1072 255 12314 8024 23040

HB 250 x 250 x 9 x 14 7240 1255 319 22483 14739 32400

HB 300 x 300 x 10 x 15 9400 1376 381 35152 23120 43200

HBC 350 x 350 x 12 x 19 13700 1718 449 59834 39100 60480

HBC 400 x 400 x 13 x 21 17200 1903 513 86402 56610 74880

WFC 600 x 300 x 12 x 20 15100 1045 348 103413 68340 101606

WFC 700 x 300 x 13 x 24 18500 1041 344 149968 97920 131040

WFC 800 x 300 x 14 x 26 21000 1010 336 191889 123930 161280

WFC 900 x 300 x 16 x 28 24300 984 324 244178 155380 207360

- Profil I dan Kanal

a Kontrol Momen

ϕMn = 09 Mn

- Apabila L lt Lp

Mn = Mp = Zx fy

- Apabila Lp lt L lt Lr

Mn = Cb Mp ndash ( Mp- Mr)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

44

Apabila L gt Lr

Mn = Mcr = radic 1

=

lt 23

=

= 4 2

=

1 1

= 176

Untuk profil I konstanta torsi dan konstanta warping adalah

J = [ 2b + h ]

Cw =

Untuk profil kanal konstanta torsi dan konstanta warping adalah

J = [ 2b + h ]

Cw = [

]

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

45

Gambar 27 Kuat Momen Lentur Nominal Akibat Tekuk Torsi Lateral

b Kontrol Geser

Untuk profil I

= 060 fyw Aw lt Vu

Persamaan diatas dapat dipenuhi bila syarat kelangsingan untuk tebal pelat web

sebagai berikut

lt

c Kontrol Lendutan

Batas-batas lendutan untuk keadaan kemampuan-layan batas harus sesuai

dengan struktur fungsi penggunaan sifat pembebanan serta elemen-elemen

yang didukung oleh struktur tersebut Batas lendutan maksimum diberikan

dalam Tabel dibawah

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

46

Tabel 222 Batas Lendutan Maksimum

Komponen struktur dengan beban tidak Beban tetap Beban

Balok pemikul dinding atau finishing yang getas L360 - Balok biasa L240 - Kolom dengan analisis orde pertama saja h500 h200 Kolom dengan analisis orde kedua h300 h200

(Sumber Tata cara perencanaan struktur baja untuk bangunan gedung SNI 17292002)

- Profil Siku

a Kontrol Momen

ϕMn = 09 Mn

- Momen Leleh

Mn = 15 My

Dimana

My = momen leleh di sumbu lentur

- Momen dengan tekuk torsi lateral

1 Bila Me lt My

Mn = [ 092 -

] Me

2 Bila Me gt My

Mn = [ 192 ndash 117 ] Me lt 15 My

Lentur di sumbu utama major dari baja siku kaki sama

Me =

Dimana

Lb = Panjang profil tak terkekang

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

47

b = lebar siku

E = elastisitas profil siku

t = tebal profil siku

Me = momen tekuk lateral-torsi elastis

b kontrol geser

ϕVn = 09 06 Aw fy cv

Dimana Vn = kekuatan geser penampang Aw = luas badan = b x t fy = tegangan leleh profil siku Nilai cv dari persamaan diatas ditentukan dengan

- Bila

lt 11

cv = 1

- Bila

11

lt lt 137

cv = 11

x

- Bila

gt 137

cv =

x

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

48

2225 Perencanaan Balok Kolom

Komponen struktur yang mengalami momen lentur dan gaya aksial harus

direncanakan memenuhi ketentuan sebagai berikut

Untuk

gt 02

+ (

+

) lt 1

Untuk

lt 02

+ (

+

) lt 1

Dimana

Pu = Gaya aksial (tarik atau tekan) terfaktor N

Pn = Kuat nominal penampang N

ϕ = Faktor reduksi kekuatan

= 09 untuk aksial tarik

= 09 untuk aksial tekan

Mux = Momen lentur terfaktor terhadap sumbu-x

Muy = Momen lentur terfaktor terhadap sumbu-y

Mnx = Kuat nominal lentur penampang terhadap sumbu-x

Mny = Kuat nominal lentur penampang terhadap sumbu-y

ϕb = Faktor reduksi kekuatan lentur = 09

2226 Perencanaan Balok Komposit

Menurut SNI 17292015 lebar efektif balok komposit adalah

- seperdelapan dari bentang balok pusat-ke-pusat tumpuan

- setengah jarak ke sumbu dari balok yang berdekatan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

49

- jarak ke tepi dari pelat

Kekuatan Lentur Positif balok komposit bisa di disain secara plastis jika memenuhi

lt 376 Jika gt 376 maka momen harus di tentukan dengan

superposisi tegangan elastis (SNI 17292015) Nilai ultimate dari momen lentur

dapat di tinjau dari 2 kondisi yaitu

1 Sumbu netral jatuh pada pelat beton

Besar nya gaya tekan pada kondisi ultimate adalah

C = 085 a be

Gaya tarik pada profil baja adalah

T = As fy

Gaya tarik floor deck adalah

T = Afd fu

Jika ẏ gt (tf - hfd) keseimbangan gaya C = T maka diperoleh

a =

Lengan kopel terhadap gaya tekan

d1 = ts ndash ċ -

d2 = + ts -

Kuat momen lentur nominal positif balok komposit adalah

ϕMn = 09 [ As fy ( d2 ) + Afd fu ( d1 ) ]

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

50

Gambar 28 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan ẏ lt (ts - hfd)

Gambar 29 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan ẏ gt (ts - hfd)

Jika ẏ lt (tf - hfd) gaya tarik floor deck adalah

T = Aefd fu

keseimbangan gaya C = T maka diperoleh

a =

Lengan kopel terhadap gaya tekan

d1 = ts ndash ċ -

d2 = + ts -

Kuat momen lentur nominal positif balok komposit adalah

ϕMn = 09 [ As fy ( d2 ) + Aefd fu ( d1 ) ]

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

51

2 Sumbu netral jatuh pada baja profil

Besar nya gaya tekan pada kondisi ultimate adalah

Cc = 085 a be

Gaya tarik pada profil baja adalah

T = As fy

Keseimbangan gaya diperoleh

Trsquo = Cc + Cs

Besarnya Trsquo sekarang lebih kecil daripada Asfy yaitu

Trsquo = As fy - Cs

Sehingga gaya tekan profil baja

Cc + Cs = As fy - Cs

2Cs = Cc + As fy

Cs =

Jika ẏ lt (ts + tf) Pusat tarik profil

ӯ = ẏ ẏ

lengan kopel terhadap pusat tarik

d1 = d ndash ӯ - (ẏ - ts)

d2 = d ndash ӯ + pusat tekan beton

kapasitas lentur positif nominal

ϕMn = 09 [ Cc ( d2 ) + Cs ( d1 ) ]

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

52

Gambar 210 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan ẏ lt (ts + tf)

Jika (ts+ d) gt ẏ gt (ts + tf) Pusat tarik profil adalah

ӯ

ndash ẏ ẏ

Lengan kopel terhadap gaya tarik

d1 = d ndash ӯ - tf

d2 = d ndash ӯ ndash tf - (ẏ - tf)

d3 = d ndash ӯ + pusat tekan beton

kapasitas lentur positif nominal

ϕMn = 09 [ Cc ( d3 ) + Csf ( d2 ) + Csw ( d1 ) ]

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

53

Gambar 211 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan ẏ gt (ts + tf)

Dimana

As = Luas baja profil mm2

Afd = Luas floor deck mm2

Aefd = Luas efektif floor deck mm2

a Tinggidariluasantekanbetonmm

bE Lebarefektifbeton

C = Gaya tekan KN

Ċ = Titik berat floor deck mm

d = Tinggi baja profil mm

= Tegangan leleh baja profil

= Tegangan ultimate floor deck

hfd = Tinggi floor deck

ts = Tebal pelat lantai mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

54

Kapasitas momen lentur negative menurut SNI 17292015 dapat di tentukan dari

kapasitas momen nominal dari profil baja itu sendiri sebagai alternatif dapat

ditentukan kapasitas momen negatif dari distribusi plastis penampang komposit

untuk keadaan leleh asalkan menenuhi

- Balok baja adalah penampang kompak dan dibreising secara cukup

- Steel headed stud atau angkur kanal baja yang menyambungkan pelat ke

balok baja pada daerah momen negatif

- Tulangan pelat yang paralel pada balok baja di lebar efektif pelat

diperhitungkan dengan tepat

Nilai ultimate dari momen lentur negatif komposit adalah

Gaya tarik tulangan

Tsr = Asr fyr

Gaya tarik floor deck

Tfd = Afd fu

Gaya tarik total

T = Tsr + Tfd

Gaya tekan maximum profil baja

Cmax = As fy

Jika Cmax gt T maka titik berat berada pada profil baja

T + Ts = Cmax ndash Ts

2Ts = Cmax ndash T

Ts = (Cmax ndash T)

Jika sumbu netral jatuh di sayap maka

b t fy = Ts

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

55

Gambar 212 Diagram tegangan balok komposit momen negatif dengan ts gt ẏ gt (ts + tf)

tc =

Pusat gaya tekan

ӯ = ẏ ẏ

Lengan kopel terhadap gaya tekan

d1 = d ndash ӯ ndash tc

d2 = d ndash ӯ + Ċ

d3 = d ndash ӯ + ts ndash selimut pelat - empty

Momen nominal

ϕMn = 09 [Mn1 + Mn2 + Mn3]

= Tsr d3 + Tfd d2 + t fy d1

Jika sumbu netral jatuh di web maka

h tw fy = Ts - Tf

hrsquo =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

56

Gambar 213 Diagram tegangan balok komposit momen negatif dengan ẏ gt (ts + tf)

Pusat gaya tekan

ӯ ndash

Lengan kopel terhadap gaya tekan

d1 = d ndash ӯ ndash tf - hrsquo

d2 = d ndash ӯ ndash tf

d3 = d ndash ӯ + Ċ

d4 = d ndash ӯ + ts ndash selimut pelat - empty

Momen nominal

ϕMn = 09 [Mn1 + Mn2 + Mn3 + Mn4]

= Tsr d4 + Tfd d3 + tf fy d2 + hrsquo tw fy d1

Kekuatan geser yang tersedia dari balok komposit dengan steel headed stud atau

angkur kanal baja harus ditentukan berdasarkan properti dari penampang baja

sendiri Kekuatan geser nominal satu angkur steel headed stud yang ditanam pada

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

57

suatu pelat beton solid atau pada suatu pelat komposit dengan dek harus ditentukan

sebagai berikut

Qn = 05 Asc lt Rg Rp Asc fu

Dimana

Asc = Luas penampang shear conector

fcrsquo = Kuat tekan beton

Ec = Modulus elastisitas beton

fu = kuat putus shear conektor

Rg = 10 untuk

a Satu angkur steel headed stud yang di las pada suatu rusuk

dek baja dengan dek yang diorientasikan tegak lurus terhadap

profil baja

b Sejumlah dari angkur steel headed stud di suatu lajurbaris

secara langsung terhadap profil baja

c Sejumlah dari angkur steel headed stud yang di las pada

suatu lajur sampai dek baja dengan dek diorientasikan paralel

terhadap profil baja dan rasio dari lebar rusuk rata-rata

terhadap kedalaman rusuk ge 15

085 untuk

a Dua angkur steel headed stud yang dilas pada suatu rusuk

dek baja dengan dek diorientasikan tegak lurus terhadap

profil baja

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

58

b Satu angkur steel headed stud yang di las melewati dek baja

dengan dek diorientasikan paralel terhadap profil baja dan

rasio dari lebar rusuk rata-rata terhadap kedalaman rusuk lt

15

07 untuk tiga atau lebih angkur steel headed stud yang dilas pada

suatu rusuk dek baja dengan dek yang diorientasikan tegak lurus

terhadap profil baja

Rp = 075 untuk

a Angkur steel headed stud yang dilas secara langsung pada

profil baja

b Angkur steel headed stud yang dilas pada suatu pelat komposit

dengan dek yang diorientasikan tegak lurus terhadap balok dan

emid-ht ge 2 in (50 mm) Angkur steel headed stud yang dilas

melewati dek baja atau lembaran baja yang digunakan sebagai

material pengisi gelagar dan ditanam pada suatu pelat

komposit dengan dek diorientasikan paralel terhadap balok

tersebut

06 untuk angkur steel headed stud yang di las pada suatu pelat

komposit dengan dek diorientasikan tegak lurus terhadap balok

dan emid-ht lt 2 in (50 mm)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

59

emid-ht = jarak dari tepi kaki angkur steel headed stud terhadap

badan dek baja diukur di tengahtinggi dari rusuk dek

dan pada arah tumpuan beban dari angkur steel headed

stud (dengan kata lain pada arah dari momen maksimum

untuk suatu balok yang ditumpu sederhana)

Tabel 223 Nilai untuk Rg dan Rp untuk setiap kasus Kapasitas untuk angkur steel headed stud

Kondisi Rg Rp

Tanpa dek 10 10 Dek diorientasi paralel terhadap profil baja

gt 15 lt 15

10

085

075

075

Dek diorientaskan tegak lurus terhadap profil

10

06

baja Jumlah dari angkur steel headed stud yangmemiliki rusuk dek yang sama

1 2 085 06

+3 atau lebih 07 06+

(Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015) Catatan Wr = lebar rata-rata dari rusuk atau voute beton hr = tinggi rusuk nominal untuk suatu angkur steel headed stud tunggal nilai ini dapat ditingkatkan sampai 075 bila emid-ht gt 51 mm

2227 Perencanaan Sambungan Las

Luas efektif dari suatu las sudut adalah panjang efektif dikalikan dengan throat

efektif Throat efektif dari suatu las sudut merupakan jarak terpendek (garis tinggi)

dari perpotongan kaki las ke muka las diagrammatik Suatu penambahan dalam

throat efektif diizinkan jika penetrasi konsisten di luar jarak terpendek (garis tinggi)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

60

dari perpotongan kaki las ke muka las diagrammatik yang dibuktikan melalui

pengujian dengan menggunakan proses produksi dan variabel prosedur Untuk las

sudut dalam lubang dan slot panjang efektif harus panjang dari sumbu las

sepanjang pusat bidang yang melalui throat Pada kasus las sudut yang

beroverlap luas efektif tidak boleh melebihi luas penampang nominal dari lubang

atau slot dalam bidang permukaan lekatan (SNI 17292015)

Sumber httpwwwtwi-globalcomtechnical-knowledgejob-knowledgedesign-part-2-091

Gambar 214 Tebal efektif las sudut Ukuran minimum las sudut menurut SNI 17292015 harus tidak kurang dari ukuran

yang diperlukan untuk menyalurkan gaya yang dihitung atau ukuran seperti yang

tertera dalam Tabel 223 Ukuran maksimum dari las sudut dari bagian-bagian yang

tersambung harus

a Sepanjang tepi material dengan ketebalan kurang dari frac14 in (6 mm) tidak

lebih besar dari ketebalan material

b Sepanjang tepi material dengan ketebalan frac14 in (6 mm) atau lebih tidak

lebih besar dari ketebalan material dikurangi 116 in (2 mm) kecuali las

yang secara khusus diperlihatkan pada gambar pelaksanaan untuk

memperoleh ketebalan throat-penuh Untuk kondisi las yang sudah jadi

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

61

jarak antara tepi logam dasar dan ujung kaki las boleh kurang dari 116 in

(2 mm) bila ukuran las secara jelas dapat diverifikasi

Tabel 224 Tebal minimum las sudut

Ketebalan Material dari Bagian Paling Tipis yang Tersambung in (mm)

Ukuran Minimum Las Sudut[a] in (mm)

Sampai dengan frac14 (6) 18 (3) Lebih besar dari frac14 (6) sampai dengan frac12 (13) 316 (5)

Lebih besar dari frac12 (13) sampai dengan frac34 (19) frac14 (6) Lebih besar dari frac34 (19) 516 (8)

[a] Dimensi kaki las sudut Las pas tunggal harus digunakan Catatan Lihat Pasal J22b untuk ukuran maksimum las sudut

(Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015)

Panjang minimum dari las sudut yang dirancang berdasarkan kekuatan tidak boleh

kurang dari empat kali ukuran las nominal atau ukuran lain dari las harus

diperhitungkan tidak melebihi frac14 dari panjangnya Jika las sudut longitudinal saja

digunakan pada sambungan ujung dari komponen struktur tarik tulangan-rata

panjang dari setiap las sudut tidak boleh kurang dari jarak tegak lurus antaranya

Gambar 215 Panjang las longitudinal

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

62

Kekuatan desain ϕRn yang dilas harus merupakan nilai terendah dari kekuatan

material dasar yang ditentukan menurut keadaan batas dari keruntuhan tarik dan

keruntuhan geser dan kekuatan logam las yang ditentukan menurut keadaan batas

dari keruntuhan berikut ini

Untuk logam dasar

ϕRn = 075 fn BM ABM

Untuk logam las

ϕRn = 075 fne AWE

Dimana

fn BM = tegangan nominal dari logam dasar ksi (MPa)

fne = tegangan nominal dari logam las ksi (MPa)

ABM = luas penampang logam dasar in2 (mm2)

AWE = luas efektif las in2 (mm2)

kelompok las linear dengan suatu ukuran kaki yang seragam dibebani

melalui titik berat

ϕRn = 075 fne AWE

dan

fne = 060 fEXX ( 1 + 05sin15 θ )

dimana

fEXX = kekuatan klasifikasi logam pengisi ksi (MPa)

θ = sudut pembebanan yang diukur dari sumbu longitudinal las derajat

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

63

Kekuatan sambungan las pada sambungan pemikul momen adalah

ϕMn = sum ϕPlas d

Dimana

ϕMn = Kekuatan nominal sambungan las terhadap momen

ϕPlas = Gaya las terkoreksi

d = Lengan kopel terhadap garis netral

Gambar 216 Momen plastis siklik pada sambungan pemikul momen

2228 Perencanaan Sambungan Baut

Semua baut kekuatan-tinggi yang disyaratkan pada gambar desain yang digunakan

dalam pra-tarik atau joint kritis-slip harus dikencangkan dengan suatu ketegangan

baut tidak kurang dari yang diberikan dalam Tabel 224 kuat tarik nominal dan

kuat geser nominal pada sambungan tipe tumpu diberikan dalam tabel 225 dan

ukuran lubang maksimum untuk baut diberikan dalam Tabel 226 Jarak antara

pusat-pusat standar ukuran-berlebih atau lubang-lubang slot tidak boleh kurang

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

64

dari 2 23 kali diameter nominal d dari pengencang suatu jarak 3d yang lebih

disukai Jarak dari pusat lubang standar ke suatu tepi dari suatu bagian yang

disambung pada setiap arah tidak boleh kurang dari nilai yang berlaku dari Tabel

227 Jarak maksimum dari pusat setiap baut ke tepi terdekat dari bagian-bagian

dalam kontak harus 12 kali ketebalan dari bagian yang disambung akibat

perhitungan tetapi tidak boleh melebihi 6 in (150 mm) (SNI 17292015) Spasi

longitudinal pengencang antara elemen-elemen yang terdiri dari suatu pelat dan

suatu profil atau dua pelat pada kontak menerus harus sebagai berkut

1 Untuk komponen struktur dicat atau komponen struktur tidak dicat yang

tidak menahan korosi spasi tersebut tidak boleh melebihi 24 kali ketebalan

dari bagian tertipis atau 12 in (305 mm)

2 Untuk komponen struktur tidak dicat dari baja yang berhubungan dengan

cuaca yang menahan korosi atmospheric spasi tidak boleh melebihi 14 kali

ketebalan dari bagian tertipis atau 7 in (180 mm)

Catatan Dimensi pada (a) dan (b) tidak berlaku untuk elemen-elemen yang terdiri

dari dua profil dalam kontak menerus

Tabel 225 Pratarik baut minimum kN

(Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015)

Ukuran Baut mm Baut A325M Baut A490MM16 91 114 M20 142 179 M22 176 221 M24 205 257 M27 267 334 M30 326 408 M36 475 595

Sama dengan 070 dikalikan kekuatan tarik minimum baut dibulatkan mendekati kN seperti disyaratkan dalam spesifikasi untuk baut ASTM A325M dan A490M dengan ulir UNC

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

65

Kekuatan tarik atau geser desain dari suatu baut snug-tightened atau baut kekuatan-

tinggi pra-tarik atau bagian berulir harus ditentukan sesuai dengan keadaan batas

dari keruntuhan tarik dan keruntuhan geser sebagai berikut

ϕRn = 075 fn AB

Dimana

AB = Luas penampang baut

fn = kuat nominal baut terhadap tarik (fnt) atau geser (fnv) (tabel 225)

Kekuatan tarik yang tersedia dari baut yang menahan kombinasi gaya tarik dan

geser harus ditentukan sesuai dengan keadaan batas dari keruntuhan geser sebagai

berikut

ϕRn = 075 fnrsquo AB

dan

fnrsquo = 13 fnt -

frv lt fnt

dimana

fnrsquo = tegangan tarik nominal yang dimodifikasi mencakup efek tegangan

geser ksi (MPa)

fnt = tegangan tarik nominal dari Tabel 225 ksi (MPa)

fnv = tegangan geser dari Tabel 225 ksi (MPa)

frv = tegangan geser yang diperlukan ksi (MPa)

Tegangan geser yang tersedia dari sarana penyambung sama dengan atau melebihi

tegangan geser yang diperlukanfrv

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

66

Catatan Catatan bahwa bila tegangan yang diperlukan f baik geser atau tarik

yang kurang dari atau sama dengan 30 persen dari tegangan yang tersedia yang

sesuai efek kombinasi tegangan tidak perlu diperiksa

Tabel 226 Kekuatan nominal pengencang dan bagian yang berulir ksi (MPa)

(Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015) Tabel 227 Dimensi Lubang Nominal mm

Diameter

Baut

Dimensi LubangStandar

(Diameter)Ukuran-lebih

(Diameter)Slot-Pendek

(Lebar x Panjang)Slot-Panjang

(Lebar x Panjang)M16 18 20 18 x 22 18 x 40M20 22 24 22 x 26 22 x 50M22 24 28 24 x 30 24 x 55M24 27[a] 30 27 x 32 27 x 60M27 30 35 30 x 37 30 x 67M30 33 38 33 x 40 33 x 75ge M36 d + 3 d + 8 (d + 3) x (d + 10) (d + 3) x 25d

[a] Izin yang diberikan memungkinkan penggunaan baut 1 in jika diinginkan (Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015)

Deskripsi Pengencang Kekuatan Tarik

Nominal Fnt ksi (MPa)[a]

Kekuatan Geser Nominal dalam Sambungan Tipe-

Tumpu Fnv ksi (MPa)[b]

Baut A307 45 (310) 27 (188) [c][d]

Baut group A (misal A325) bila ulir tidak dikecualikan dari bidang geser

90 (620) 54 (372)

Baut group A (misal A325) bila ulir tidak termasuk dari bidang geser

90 (620) 68 (457)

Baut A490 atau A490M bila ulir tidak dikecualikan dari bidang geser

113 (780) 68 (457)

Baut A490 atau A490M bila ulir tidak termasuk dari bidang geser

113 (780) 84 (579)

Bagian berulir yang memenuhi persyaratan Pasal A34 bila ulir tidak dikecualikan dari bidang geser

075 Fu 0450 Fu

Bagian berulir yang memenuhi persyaratan Pasal A34 bila ulir tidak termasuk dari bidang geser

075 Fu 0563 Fu

[a]untuk baut kekuatan tinggi yang menahan beban fatik tarik[b]Untuk ujung sambungan yang dibebani dengan panjang pola pengencang lebih besar dari 38 in (965 mm) Fnv harus direduksi sampai 833 dari nilai tabulasi Panjang pola pengencang merupakan jarak maksimum sejajar dengan garis gaya antara sumbu baut-baut yang menyambungkan dua bagian dengan satu permukaan lekatan [c]Untuk baut A307 nilai yang ditabulasikan harus direduksi sebesar 1 persen untuk setiap 116 in (2 mm) di atas diameter 5 dari panjang pada pegangangrip tersebut [d]Ulir diizinkan pada bidang geser

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

67

(a) Sambungan tidak diperkaku (b) Sambungan diperkaku (c) Sambungan diperkaku + pengaku kolom

Tabel 228 Jarak tepi minimum dari pusat lubang standar ke tepi dari bagian

yang disambung

Diameter Baut (mm) Jarak Tepi Minimum 16 22 20 26 22 28 24 30 27 34 30 38 36 46

Di atas 36 125d [a]Jika diperlukan jarak tepi terkecil diizinkan asalkan ketentuan yang sesuai Pasal J310 dan J4 dipenuhi tetapi jarak tepi yang kurang dari satu diameter baut tidak diizinkan tanpa persetujuan dari Insinyur yang memiliki izin bekerja sebagai perencana [b]Untuk ukuran-berlebih atau lubang-lubang slot lihat Tabel J35M

(Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015)

Beberapa aplikasi dari sambungan baut adalah sambungan pemikul momen dan

sambungan geser Prinsip dasar dari sambungan baut adalah baut menahan gaya

geser dan gaya tarik

1 Sambungan pemikul momen

Gambar 217 Sambungan pemikul momen menurut AISC 2003

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

68

Gambar 219 Menentukan Muc

Perencanaan sambungan baut untuk balok kolom lebih kuat dari profil yang

disambung untuk menghindari prilaku sambungan yg runtuh getas Momen

rencana untuk sambungan adalah

- Sambungan tidak diperkaku

Muc = Mp + Vu (k) k terkecil dari d atau 3b

- Sambungan diperkaku

Muc = Mp + Vu (Lst + tp)

Gambar 218 Lokasi sendi plastis

Lst =

Gambar 220 Geometri sambungan end-plate

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

69

Sambungan end-plate pada umum nya mempunya 2 buat setiap baris jika dibebani

sampai kondisi ultimate maka reaksi setiap baut adalah 2Pt kapasitas sambungan

tanpa efek prying maka momen kapasitas sambungan adalah jumlah kumulatif

statis momen gaya reaksi baut tarik 2Pt terhadap titik resultan desak di pusat berat

pelat sayap profil (Dewobroto 2016) Kuat sambungan berdasarkan baut tanpa efek

prying adalah

ϕMnp = 2 ϕPt sum

= 2 ϕPt sum (h0 + h1 + h3 hellip hi)

Dimana

Mnp = kapasitas sambungan end-plate didasarkan pada kuat tarik tanpa

efek prying

Pt = gaya reaksi tarik baut

Gambar 221 Momen kopel baut tarik terhadap sayap tekan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

70

Tabel 229 Kapasitas sambungan end-pelat menurut AISC 2003

No Kapasitas Sambungan

1

Konfigurasi 4 baut tanpa pengaku

2

Konfigurasi 4 baut dengan pengaku

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

71

Tabel 229 Kapasitas sambungan end-pelat menurut AISC 2003 (lanjutan)

No Kapasitas Sambungan

3

Konfigurasi 6 baut tanpa pengaku

4

Konfigurasi 8 baut tanpa pengaku

Sumber Extended end-plateed moment connections seismic and wind applications AISC 2003

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

72

2 Sambungan Geser

Gambar 222 Sambungan balok anak ke balok induk

Perencanaan sambungan baut untuk geser juga harus lebih kuat dari profil yang

disambung untuk menghindari prilaku sambungan yg runtuh getas Gaya geser

rencana untuk sambungan adalah gaya geser ultimate balok anak sehingga

jumlah baut yg diperlukan adalah

=

Dimana

= kuat geser nominal profil

= kuat geser minimum baut

223 Disain untuk stabilitas

Stabilitas harus disediakan untuk struktur secara keseluruhan dan untuk setiap

elemennya Efek terhadap stabilitas struktur dan elemen-elemennya harus

memperhitungkan hal-hal berikut

1 lentur geser dan deformasi komponen struktur aksial dan semua deformasi

lainnya yang memberi kontribusi terhadap perpindahan struktur

2 efek orde-kedua (kedua efek P-∆ dan P-δ)

3 ketidaksempurnaan geometri

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

73

4 reduksi kekakuan akibat inelastisitas

5 ketidakpastian dalam kekakuan dan kekuatan Semua efek yang bergantung

beban harus dihitung di level pembebanan sesuai dengan kombinasi beban

Direct Analysis Method (DAM) dibuat untuk mengatasi keterbatasan Effective

Length Method (ELM) yang merupakan strategi penyederhanaan analisis cara

manual Akurasi DAM dapat diandalkan karena memakai komputer dan

mempersyaratkan program analisis struktur yang dipakai seperti

1 Dapat memperhitungkan deformasi komponen-komponen struktur dan

sambungannya yang mempengaruhi deformasi struktur keseluruhan

Deformasi komponen yang dimaksud berupa deformasi akibat lentur aksial

dan geser Persyaratan ini cukup mudah hampir sebagian besar program

komputer analisa struktur berbasis metoda matrik kekakuan apalagi

lsquometoda elemen hinggarsquo yang merupakan algoritma dasar ana-lisa struktur

berbasis komputer sudah memasukkan pengaruh deformasi pada elemen

formulasinya (Dewobroto 2013)

2 Pengaruh Orde ke-2 (P-Δ amp P-δ) Program komputer yang dapat

menghitung gaya-gaya batang dengan analisa struktur orde ke-2 yang

mempertimbangkan pengaruh P-Δ dan P-δ adalah sangat penting dan

menentukan Umumnya program komputer komersil bisa melakukan

analisa struktur orde ke-2 meskipun kadangkala hasilnya bisa berbeda satu

dengan lain-nya Oleh karena itu diperlukan verifikasi terhadap kemam-

puan program komputer yang dipakai Ketidaksempurnaan terjadi ketika

program ternyata hanya mampu memperhi-tungkan pengaruh P-Δ saja

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

74

tetapi tidak P-δ Adapun yang dimaksud P-Δ adalah pengaruh pembebanan

akibat terjadinya perpindahan titik-titik nodal elemen sedangkan P-δ adalah

pengaruh pembebanan akibat deformasi di elemen (di antara dua titik nodal)

(Dewobroto 2013) seperti terlihat pada Gambar 28 di bawah

Gambar 223 Pengaruh Orde ke-2 (AISC 2010)

3 Perhitungan stabilitas struktur modern didasarkan anggapan bah-a

perhitungan gaya-gaya batang diperoleh dari analisa struktur elastik orde-2

yang memenuhi kondisi keseimbangan setelah pembebanan yaitu setelah

deformasi Ketidak-sempurnaan atau cacat dari elemen struktur seperti

ketidaklurusan batang akibat proses fabrikasi atau konsekuensi adanya

toleransi pelaksanaan lapangan akan menghasilkan apa yang disebut efek

destabilizing Adanya cacat bawaan (initial imperfection) yang

mengakibatkan efek destablizing dalam Direct Analysis Method (DAM)

dapat diselesaikan dengan dua cara yaitu [1] cara pemodelan langsung cacat

pada geometri model yang dianalisis atau [2] memberikan beban notional

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

75

(beban lateral ekivalen) dari sebagian prosentasi beban gravitasi (vertikal)

yang bekerja Cara pemodelan langsung dapat diberikan pada titik nodal

batang yang digeser untuk sejumlah tertentu perpindahan yang besarnya

diambil dari toleransi maksimum yang diperbolehkan dalam perencanaan

maupun pelaksanaan Pola penggeseran titik nodal pada pemodelan

langsung harus dibuat sedemikian rupa sehingga memberikan efek

destabilizing terbesar Pola yang dipilih dapat mengikuti pola lendutan hasil

pembebanan atau pola tekuk yang mungkin terjadi Beban notional

merupakan beban lateral yang diberikan pada titik nodal di semua level

berdasarkan prosentasi beban vertikal yang bekerja di level tersebut dan

diberikan pada sistem struktur penahanbeban gravitasi melalui rangka atau

kolom vertikal atau dinding sebagai simulasi pengaruh adanya cacat

bawaan (initial imperfection)Beban notional harus ditambahkan bersama-

sama beban lateral lain juga pada semua kombinasi kecuali kasus tertentu

yang memenuhi kriteria pada Section C22b(1) (SNI 1729 2015) Besarnya

beban notional adalah

Ni = 0002 α Yi

Dimana

α = 16 untuk metode tegangan izin dan 10 untuk metode ultimit

Ni = Beban notional yang digunakan pada level i

Yi = Beban grafitasi yang digunakan pada level i

Nilai 0002 mewakili nilai nominal rasio kemiringan tingkat (story out of

plumbness) sebesar 1500 yang mengacu AISC Code of Standard Practice

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

76

Jika struktur aktual ternyata punya kemiringan tingkat berbeda lebih besar

tentunya maka nilai tersebut tentunya perlu ditinjau ulang Beban notional

pada level tersebut nantinya akan didistribusikan seperti halnya beban

gravitasi tetapi pada arah lateral yang dapat menimbulkan efek

destabilizing terbesar Jadi perlu beberapa tinjauanPada bangunan gedung

jika kombinasi beban belum memasukkan efek lateral maka beban notional

diberikan dalam dua arah alternatif ortogonal masing-masing pada arah

positip dan arah negatif yang sama untuk setiap level Sedangkan untuk

kombinasi dengan beban lateral maka beban notional diberikan pada arah

sama dengan arah resultan kombinasi beban lateral pada level tersebut Jadi

penempatan notional load diatur sedemikian rupa agar jangan sampai hasil

akhir kombinasinya akan lebih ringan Bukankah notional load adalah

untuk memodelkan ketidaksempurnaan (Dewobroto 2015)

Adanya leleh setempat (partial yielding) akibat tegangan sisa pada profil

baja (hot rolled atau welded) akan menyebabkan pelemahan kekuatan saat

mendekati kondisi batasnya Kondisi tersebut pada akhirnya menghasilkan

efek destabilizing seperti yang terjadi akibat adanya geometry imperfection

Kondisi tersebut pada Direct Analysis Method (DAM) akan diatasi dengan

penyesuaian kekakuan struktur yaitu memberikan faktor reduksi kekakuan

Nilainya diperoleh dengan cara kalibrasi dengan membandingkannya

dengan analisa distribusi plastisitas maupun hasil uji test empiris (Galambos

1998) Faktor reduksi kekakuan EI=08τbEI dan EA=08EA dipilih DAM

dengan dua alasan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

77

Pertama Portal dengan elemen langsing yang kondisi batasnya ditentukan

oleh stabilitas elastis maka faktor 08 pada kekakuan dapat

menghasilkan kuat batas sistem sebesar 08 times kuat tekuk

elastisHal ini ekivalen dengan batas aman yang ditetapkan pada

perencanaan kolom langsing memakai Efective Length Method

persamaan E3-3 (SNI 1729 2015) yaitu φPn = 09 (0877 Pe) =

079 Pe

Kedua Portal dengan elemen kaku stocky dan sedang faktor

08τb dipakai memperhitungkan adanya pelemahan (softening)

akibat kombinasi aksial tekan dan momen lentur Jadi kebetulan

jika ternyata faktor reduksi kolom langsing dan kolom kaku

nilainya saling mendekati atau sama Untuk itu satu faktor reduksi

sebesar 08τb dipakai bersama untuk semua nilai kelangsingan

batang (SNI 1729 2015 C23(1)) (Dewobroto 2015)

Faktor τb mirip dengan reduksi kekakuan inelastis kolom akibat hilangnya

kekakuan batang Untuk kondisi Pr le 05Py dimana Pr= adalah gaya tekan

perlu hasil kombinasi LRFD

τb = 1

Jika gaya tekannya besar yaitu Pr gt 05Py maka

τb = 4 [ 1 - ]

Pemakaian reduksi kekakuan hanya berlaku untuk memperhitungkan

kondisi batas kekuatan dan stabilitas struktur baja dan tidak digunakan pada

perhitungan drift (pergeseran) lendutan vibrasi dan penentuan periode

getar Untuk kemudahan pada kasus τb = 1 reduksi EI dan EA dapat

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

78

diberikan dengan cara memodifikasi nilai E dalam analisis Tetapi jika

komputer program bekerja semi otomatis perlu diperhatikan bahwa reduksi

E hanya diterapkan pada 2nd order analysis Adapun nilai modulus elastis

untuk perhitungan kuat nominal penampang tidak boleh dikurangi seperti

misal saat perhitungan tekuk torsi lateral pada balok tanpa tumpuan lateral

(Dewobroto 2015) Bebanan notional dapat juga dipakai untuk antisipasi

pelemahan kekakuan lentur τb akibat kondisi inelastic adanya tegangan

residu Strategi ini cocok untuk menyederhanakan perhitungan DAM pada

batang dengan gaya tekan besar αPr gt 05Py dimana nilai τb lt 10 Jika

strategi ini akan dipakai maka τb = 10 dan diberikan beban notional

tambahan sebesar

Ni = 0001 α Yi

Dimana

α = 16 untuk metode tegangan izin dan 10 untuk metode ultimit

Ni = Beban notional yang digunakan pada level i

Yi = Beban grafitasi yang digunakan pada level i

Beban tersebut diberikan sekaligus bersama beban notional yang

merepresentasikan cacat geometri bawaan (initial imperfection) karena

sifatnya memperbesar maka beban notional akhir menjadi Ni=0003Yi

sedangkan τb = 10 untuk semua kombinasi beban (Dewobroto 2015)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

79

BAB III

METODE PENELITIAN

31 Persiapan

Tahap ini merupakan rangkaian kegiatan sebelum melakukan pengumpulan

dan pengolahan data Tahap ini meliputi kegiatan-kegiatan sebagai berikut

1 Menentukan judul Tugas Akhir

2 Pembuatan proposal Tugas Akhir

3 Studi pustaka terhadap materi sebagai garis besar

32 Bagan Alir

MULAI

PENGUMPULAN DATA

STUDI LITERATUR

TAHAP DESAIN DATA

Perhitungan beban mati

Perhitungan beban hidup

Perhitungan beban angin

Perhitungan beban gempa

PENGOLAHAN DATA

A Pradimensi dan kontrol struktur sekunder B Analisa struktur primer dengan bantuan etabs 2015

(efek P-∆ dan P-δ) dan kontrol manual C Disain sambungan balok kolom dan sambungan

balok balok

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

80

Gambar 31 Diagram Alir Penelitian

321 Mulai

322 Pengumpulan Data

Pengumpulan data data yang di gunakan dalam perencanaan struktur baja

seperti profil yang di gunakan kuat tarik baja yang tersedia dan kuat tekan beton

rencana

323 Studi Literatur

Studi literatur bermula dari pengumpulan teori-teori yang berhubungan

dengan disain baja dan system rangka baja pemikul momen khusus Selain itu

dikumpulkan juga data-data yang berhubungan dengan tugas akhir ini seperti data

pembebanan gedung yang diambil dari peraturan pembebanan untuk gedung 1983

HASIL DAN PEMBAHASAN

Dimensi struktur sekunder Dimensi struktur primer Rencana Sambungan

SELESAI

KESIMPULAN DAN SARAN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

81

dan rumus-rumus yang akan digunakan dalam perhitungan berdasarkan metode

Load and Resistance Factor Design (LRFD)

324 Tahap Desain Data

Pada tahap desain data hal pertama yang dikerjakan adalah menghitung

pembebanan pada struktur sekunder Perhitungan pembebanan berdasarkan

PPURG 1983 Beban-beban yang bekerja hanya beban mati dan beban hidup

Struktur sekunder meliputi pelar metal deck pelat baja gording dan tangga

Setelah perhitungan pembebanan selesai tahap selanjutnya adalah

melakukan pradimensi ketebalan pada pelat dan pradimensi profil pada gording dan

tangga Kemudian hasil pradimensi akan dikontrol apakah dimensi yang di

asumsikan sudah memenuhi syarat atau belum sesuai dengan besarnya gaya-gaya

dalam yang bekerja pada masing masing struktur sekunder tersebut Jika sudah

memenuhi syarat maka reaksi dari masing masing struktur sekunder tersebut akan

di jadikan beban pada struktur primer Struktur primer yang sudah di pradimensi

akan di analisa dengan menggunakan kombinasi kombinasi beban mati beban hidup

dan beban gempa dengan bantuan software etabs 2015 Selanjutkan output dari

etabs berupa momen lentur gaya lintang dan gaya normal pada masing masing

balok dan kolom akan di kontrol secara manual dengan metode LRFD yang

mengacu kepada SNI 1729 2015

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

82

325 Pengolahan Data

325a Analisa Struktur Manual Dengan Metode LRFD

Pada tahap analisa struktur manual dengan metode LRFD bagian yang akan

dianalisa adalah mengontrol momen lentur dan gaya geser yang terjadi pada balok

komposit Pada kolom di kontrol kombinasi gaya tekan dan lentur dua arah serta

gaya geser Lalu selanjutnya adalah melakukan kontrol terhadap pradimensi apakah

sudah memenuhi syarat atau belum

325b Analisa sambungan balok kolom

Analisa sambungan dilakukan untuk mendapatkan jumlah baut tebal pelat

penyambung tebal las pada Balok dan kolom analisa sambungan pemikul momen

menggunakan momen plastis penampang sebagai momen ultimit sehingga

kekuatan sambungan sama dengan atau lebih besar dari kekuatan profil sedangkan

pada sambungan sendi digunakan gaya geser ultimate sebagai gaya geser rencana

326 Hasil dan Pembahasan

Dimensi struktur sekunder dan dimensi struktur primer yang memenuhi

syarat keamanan dan kenyamanan Rekapitulasi stress ratio pada balok komposit

dan kolom yang ada di struktur primer Stress ratio sendiri adalah perbandingan

gaya terfaktor dibagi dengan gaya terkoreksi yang artinya jika stress ratio lebih

besar dari satu (1) maka struktur dinyatakan tidak memenuhi syarat keamanan

327 Kesimpulan dan Saran

328 Selesai

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

83

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

41 Disain Struktur Sekunder

411 Pelat Floor deck

Gambar 41 Tributari area elevasi +580 m

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat sendiri pelat 012 x 1 x 2400 = 288 kgm

Berat spesi 002 x 1 x 2100 = 42 kgm

Berat keramik 001 x 1 x 2400 = 24 kgm +

qdl = 354 kgm

2 Beban hidup (life load)

Berdasarkan PPPURG 1987 beban hidup untuk lantai pabrik 400 kgm2

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

84

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 354 = 4956 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 354 + 16 x 400 = 10648 kgm

sehingga digunakan qu = 10648 kgm

B Dimensi Floor Deck

Berdasarkan SNI ndash 03 ndash 2847 ndash 2002 pasal 103 didapat momen positif

maximum untuk pelat satu arah adalah

Gambar 42 Distribusi momen untuk pelat satu arah

=

=

= 30422 kg m

Dicoba smartdeck BMT 07 mm

Gambar 43 Diagram tegangan momen kopel (positif) floor deck

d = h ndash c = 120 ndash 255 = 945 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

85

a =

=

= 239867 mm

ϕMn = 08 As fy ( d- )

ϕMn = 08 x 92676 x 550 ( 945 -

)

ϕMn = 33644 kg m gt Mu = 30422 kg m ( OK )

C Dimensi Wiremesh

Berdasarkan SNI ndash 03 ndash 2847 ndash 2002 pasal 103 didapat momen negatif

maximum untuk pelat satu arah adalah

=

=

= 42592 kg m

Dicoba wiremesh M-8 ( AST = 33493 mm2 )

Gambar 44 Diagram tegangan momen kopel (negatif) floor deck

d = h - selimut ndash 05 ϕ = 120 ndash 20 ndash 05 x 8 = 96

a =

=

= 1083 mm

ϕMn = 08 As fy ( d- )

ϕMn = 08 x 33493 x 400 ( 96 -

)

ϕMn = 970955 kg m gt Mu = 42592 kg m ( OK )

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

86

412 Balok Anak Pelat Floor Deck

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat floof deck = 2 x 354 = 708 kgm

Berat WF 300 x 150 x 55 x 8 = 32 = 32 kgm +

qdl = 740 kgm

2 Beban hidup (life load)

Beban hidup pelat = 2 x 400 = 800 kgm

qll = 800 kgm

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 740 = 1036 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 740 + 16 x 800 = 2168 kgm

sehingga digunakan qu = 2168 kgm

B Momen ultimate

MMAX = qu l2

MMAX = 2168 x 82

MMAX = 17344 kg m

C Kontrol momen

- menentukan lebar efektif pelat beton

1 be lt

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

87

be lt

be lt 1

2 be lt bo

be lt 1

sehingga digunakan be = 1 meter

akibat adanya lubang pada floor deck maka digunakan bekivalen

bekivalen =

=

= 810 mm

- Menentukan nilai n

Ebeton = 4700 = 4700 radic25 = 23500

Ebaja = 200000

n = = = 851

- Menentukan lebar transformasi penampang beton

=

= 951 cm

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Pelat Beton 11412 6 68472 Floor Deck 1867 945 17643 Profil WF 3766 245 92267

sum 17045 sum 178382

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

88

ẏ = sum

sum =

= 1046 cm

Titik berat berada di pelat beton

a =

=

= 4938 mm

d1 = 05hprofil + tpelat = 125 + 120 = 245 mm

d2 = hprofil ndash ċ = 120 ndash 1713 = 10287

ϕMn = 09 As fy ( d1- )

ϕMn = 09 x [ 3766 x 240 x ( 245 -

) +118843 550 ( 10287 -

) ]

ϕMn = 1792124 + 102396

ϕMn = 189452 kg m gt Mu = 17344 kg m ( OK )

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

89

D Dimensi Penghubung Geser (Shear Conector)

Gaya horizontal akibat aksi komposit penuh

Vh = 085 a b = 085 x 4938 x 1000 x 25 = 1049325 N

Digunakan Stud connector ⅝rdquo luas satu buah stud connector adalah

Asc = d2 = 158752 =19801 mm2

Kuat geser satu buah shear connector

Qn = 05 Asc lt Rg Rp Asc fu

Qn = 05 x 19801 x radic25 23500 lt 085 x 075 x 19801 x 550

Qn = 7588676 N lt 69427

Jumlah shear connector yang di butuhkan

N = = = 151 ~ 16 buah untuk setengah bentang

Total kebutuhan shear connector adalah 32 buah untuk semua bentang Jika

dipasang dua buah shear connector pada setiap penampang melintang maka

jarak shear connector adalah

S = = 500 mm

Smin = 6d = 6 x 15875 = 9525 mm

Smax = 8t = 8 x 120 = 960 mm

Strans = 4d = 4 x 15875 = 635 mm

Sehingga digunakan shear connector 2 x (⅝rdquo x 65 cm) dengan jarak 20 cm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

90

E Kontrol Geser

Menghitung gaya geser ultimate

Vu = qu l = x 2168 x 8 = 8672 kg

Menghitung gaya geser nominal

ϕVn = 09 (06 fy) h tw

ϕVn = 09 x 06 x 240 x 264 x 55

ϕVn = 20243 kg gt Vu = 8672 kg (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

91

413 Pelat Chekered

Gambar 45 Tributari area elevasi +1070 m

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat pelat 45 mm = 00045 x 1 x 7850 = 35325 kgm

2 Beban hidup (life load)

Berdasarkan PPPURG 1987 beban hidup untuk lantai pabrik 400 kgm2

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 35325 = 49455 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 35325 + 16 x 400 = 68239 kgm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

92

sehingga digunakan qu = 68239 kgm

B Momen Maximum

Berdasarkan SNI ndash 03 ndash 2847 ndash 2002 pasal 103 didapat momen maximum

untuk pelat satu arah adalah

Gambar 46 Distribusi momen untuk pelat satu arah

=

=

= 2557 kg m

C Momen Nominal

ϕMn = 09 zx fy

= 09 x ( b d2 ) x fy

= 09 x ( 1000 x 452 ) x 240

= 10935 kg m gt Mu = 2557 kg m OK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

93

414 Siku Pengaku Pelat Lantai Chekred

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat pelat 45 mm = 00045 x 06 x 7850 = 21195 kgm

Berat L 70 x 70 x 6 = 638 = 638 kgm +

= 27575 kgm

2 Beban hidup (life load)

Beban hidup pelat = 06 x 400 = 240 kgm

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 27575 = 35805 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 27575 + 16 x 240 = 41469 kgm

sehingga digunakan qu = 41469 kgm

B Momen Maximum

=

=

= 7465 kg m

C Momen Nominal

My = sx fy

= 7330 x 240

= 17592 kg m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

94

Me =

=

= 13524 kg m

Me gt My

Mn = [ 192 ndash 117 ] Me lt 15 My

= [ 192 ndash 117

] My lt 15 My

= 1498 My lt 15 My

ϕMn = 09 x 1498 x My

= 09 x 1498 x 17592

= 23717 kg m gt Mu = 7465 kg m OK

C Geser Nominal

lt 11

lt 11

1 lt 34785 ~gt cv = 1

ϕVn = 09 06 Aw fy cv

= 09 x 06 x 70 x 7 x 240 x 1

= 63504 kg gt Vu = (05 x l x qu = 2488 kg)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

95

415 Balok Anak Pelat Chekered

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat L 70 x 70 x 6 = 638 x 12 x 13 = 99528 kg

Berat ekivalen siku = =

= 12441 kgm

Berat pelat 45 mm = 00045 x 12 x 7850 = 42390 kgm

Berat WF 200 x 150 x 6 x 9 = 30600 = 30600 kgm

Berat L 70 x 70 x 6 = 12441 = 12441 kgm +

= 85431 kgm

2 Beban hidup (life load)

Beban hidup pelat = 12 x 400 = 480 kgm

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 85431 = 11960 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 76131 + 16 x 480 = 87052 kgm

sehingga digunakan qu = 87052 kgm

B Momen Maximum

=

=

= 696414 kg m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

96

C Menentukan momen nominal

Lp = = radic

36 = 18357 cm

L lt Lp

Mp = zx fy

= [(btf(h-tf)) + 05(h-2tf)2tw)] fy

= [(150 x 9 x (200 ndash 9)) + 05(200 ndash 2 x 9)2 x 6)] x 240

= 857332 kg m

ϕMn = 09 Mp

= 09 x 857332

= 771599 kg m gt Mu = 696414 kg m OK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

97

416 Gording

Gambar 47 Rencana atap elevasi +1250 m dan +3550 m

Jarak antara Gording = 14 meter

Panjang gording = 6 meter

Sudut kemiringan atap = 10o

Berat atap (BMT 045) = 657 kgm2

Isolation rockwool = 25 kgm2

Profil gording = CNP 150 x 50 x 20 x 32 = 7 kgm

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat isolation rockwool = 14 x 25 = 35 kgm

Berat atap = 14 x 657 = 92 kgm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

98

Berat gording = 70 = 70 kgm +

qdl = 512 kgm

2 Beban hidup (life load)

Beban hidup di tengah gording = 100 kg

3 Beban angin

Gambar 48 Kecepatan angin

Kecepatan angin maximum adalah 35 KNOT yaitu 6482 kmjam ( 18 ms )

P = = = 2026 kgm2

Tekanan angin minimum di laut dan di tepi laut sampai sejauh 5 km dari pantai

diambil minimum 40 kgm2 Sehingga digunakan tekanan angin 40 kgm2

Koefisien angin tekan = 002α - 04 = 002 (10) - 04 = - 02

Koefisien angin hisap = - 04

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

99

qtekan = -02 x 40 = 8 kgm2

qhisap = -04 x 70 = 16 kgm2

B Menghitung momen momen pada gording

1 akibat beban mati

Mx = qdl cosα = 512 x cos10 x 62 = 226899 kg m

My = qdl sinα = 512 x sin10 x 22 = 445 kg m

2 akibat beban hidup

Mx = P cosα lx = 100 x cos10 x 6 = 147721 kg m

My = P sinα ly = 100 x sin10 x 2 = 8682 kg m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

100

3 akibat beban angin

Mtekan = qwl = (-8) x cos10 x 62 = -3545 kg m

Mhisap = qwl = (-16) x sin10 x 62 = -709 kg m

No Kombinasi Beban Sumbu x Sumbu y 1 14 DL 3176586 623 2 12 DL + 05La 3461393 9681 3 12 DL + 16 La 5086324 192312 4 12 DL + 13 W + 05La 4465911 -188234 5 12 DL + 16 La + 08 W 4802724 -374888 6 09 DL + 13 W 2261938 -8683

Sehingga didapat momen maximum adalah

Mx = 508632 kg m

My = 19231 kg m

C Menentukan momen nominal

Lp = = radic

181 = 92 cm

J = [ 2b + h ]

= [ 2 x 50 x 323 + 150 x 323 ]

= 2730 6667 mm

Cw = [

]

=

[

]

= 750 x 106

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

101

=

=

= 11512931

= 4 2

= 4

]2

= 3141 x 10-4

=

1 1

=

1 1 3141 10 240 70

= 25044 cm

Lp lt L lt Lr

Mp = zx fy

= [(btf(h-tf)) + 05(h-2tf)2tw)] fy

= [(50 x 32 x (150 ndash 32)) + 05(150 ndash 2 x 32)2 x 32)] x 240

= 95963 kg m

Mr = Sx fr

= 37400 x (240 ndash 70)

= 6358 kg m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

102

ϕMnx = 09 ( Mp ndash ( Mp- Mr)

)

= 09 ( 95963 ndash (95963 ndash 6358)

)

= 66984 kg m gt Mu = 508632 kg m OK

ϕMny = 09 Sy fy

= 09 x 8200 x 240

= 17712 kg m gt Mu = 19231 kg m OK

kontrol syarat momen lentur

+ lt 10

+

lt 10

0867 lt 10 OK

D Lendutan

=

+

=

+

= 15194 + 7913

= 23107 mm

=

+

=

+

= 0331 + 0516

= 0846 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

103

δ =

= 23107 0846

= 23122 mm

δizin = = = 25 mm gt δ = 23112 mm OK

417 Sagrod (Batang Tarik)

Gambar 49 Rencana sagrod

Rencana digunakan sagrod Oslash 10 mm

A Beban yang bekerja

1 Beban mati

- Gording luar

Berat atap = 2 x 14 x 657 x sin 10o = 31944 kg

Berat gording = 2 x 7 x sin 10o = 24310 kg +

sum = 56254 kg

- Gording dalam

Berat atap = 2 x 14 x 657 x sin 10o = 31944 kg

Berat gording = 2 x 7 x sin 10o = 24310 kg

Isolation rockwoll = 2 x 14 x 25 x sin 10o = 121553 kg +

sum = 177807 kg

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

104

2 Beban hidup

- Gording luar

Beban tak terduga = 200 x sin 10o = 347296 kg

- Gording dalam

Beban tak terduga = 100 x sin 10o = 173648 kg

B Gaya ultimate pada sagrod

PDL = Gording Luar + 10 Gording Dalam + Berat sagrod

= 56254 + (10 x 177807) + (0617 x 14)

= 1920704 kg

PLL = Gording Luar + 10 Gording Dalam

= 347296 + (10 x 173648)

= 2083776 kg

Kombinasi Pu kg

14 DL 288899

12DL + 16LL 563888

Digunakan 2 buah sagrod sehingga Pu sagrod adalah 5638882 = 281944 kg

C Menentukan Gaya Nominal Sagrod

Kekuatan leleh tarik pada penampang bruto

ϕPn = 09Asfy

= 09 x 785 x 240

= 16955 kg

Kekuatan tarik pada penampang netto

ϕPn = 075Asfu

= 075 x (09 x 785) x 370

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

105

= 19605 kg

Sehingga ʹϕPn yang digunakan adalah 16955 kg

Stress ratio = =

= 017 lt 1 OK

418 Ikatan Angin

Ikatan angin akan didisain menggunakan besi beton karena kelangsingan besi

beton sangat kecil maka batang hanya didisain terhadap tarik

Gambar 410 Tributri area ikatan angin

Dicoba menggunakan ikatan angin Oslash 22 mm

Data data geometri

x = 12 tanα = 12 tan 10o = 21159 m

h1 = 71 + x = 71 + 21159 = 92159 m

β

60925 60925 60925 60925

60000

60000 60000 60000 60000

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

106

h2 = 71 + 075x = 71 + 15869 = 86869 m

h3 = 71 + 025x = 71 + 05289 = 76289 m

tan β =

= 09848 β = 445617o

sin β = 07016

cos β = 07126

Koefisien angin C = 09

F1 = CPa λ

= 09 x 40 x 6 x

= 193350 kg

F2 = CPa λ

= 09 x 40 x 6 x

= 176210 kg

F3 = CPa λ

= 09 x 40 x 6 x

= 159072 kg

R = 05F1 + F2 + F3 = 96675 + 176210 + 159072 = 431957 kg

A Gaya Ultimate Pada Ikatan Angin

Gaya batang akan dihitung dengan menggunakan analisa keseimbangan titik

buhul

- Titik A

sumV = 0 sum H = 0

R + S1 = 0 H1 = 0

S1 = - R

S1 = - 431957 kg

- Titik B

sumV = 0 sum H = 0

F3 + S1 + D1sinβ = 0 H2 + D1cosβ = 0

D1 = -

H2 = - D1cosβ

R

S1

H1

H2

S1

F3

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

107

S1

D1 = -

H2 = - 388946 x 07124

D1 = 388946 kg H2 = - 277085 kg

- Titik C

sumV = 0 sum H = 0

S2 + D1sinβ = 0 H3 ndash H1 - D1cosβ = 0

S2 = - D1sinβ H3 = 0 + D1cosβ

S2 = - 388946 x 07016 H3 = 388946 x 07124

S2 = - 272885 kg H2 = 277085 kg

- Titik D

sumV = 0

F2 + S2+ D2sinβ = 0

D2 = -

D2 = -

D2 = 137792 kg

Gaya batang maximum pada ikatan angin 388946 kg

Pu = 16 WL = 16 x 388946 = 622314 kg

B Gaya Nominal Ikatan Angin

Kekuatan leleh tarik pada penampang bruto

ϕPn = 09Asfy

= 09 x 3801 x 240

= 821016 kg

Kekuatan tarik pada penampang netto

ϕPn = 075Asfu

= 075 x (09 x 3801) x 370

= 949299 kg

H3 H1

S2

F2

H2 H4

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

108

Sehingga ʹϕPn yang digunakan adalah 821016 kg

Stress ratio = =

= 076 lt 1 OK

419 Tangga

Gambar 411 Rencana tangga

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Pipa 15rdquo 36 x [ (2x4942) + (8x1) + (4x03)] = 687 kg

Pipa 1rdquo = 18 x [ (4x4942) + (8x03)] = 399 kg

Pelat 45 mm = 35325 x 03 x 1 x 16 = 1696 kg +

= 27816 kg

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

109

= =

= 56285 kgm

Digunakan profil UNP 200 x 80 x 75 x 11

= +

= 56285 + 246

= 80885 kgm

2 Beban hidup (life load)

Beban hidup tangga = 400 kgm

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 80885 = 113239 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 80885 + 16 x 400 = 737062 kgm

sehingga digunakan qu = 737062 kgm untuk 2 profil kanal beban untuk 1

profil kanal adalah = 368521 kgm

B Momen maximum

Mu = q = 368521 x 4942 = 11251 kg m

C Momen nominal

Lp = = radic

238 = 121366 cm

b = b ndash 05tw

= 80 ndash (05 x 75)

= 7625 mm

h = h - tf

= 200 - 11

= 189 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

110

J = [ 2brsquo + hrsquo ]

= [ 2 x 7625 x 113 + 189 x 753 ]

= 94237291 mm

Cw = [

]

=

[

]

=

[

]

= 120 x 108

=

=

= 2474747

= 4 2

= 4

]2

= 18143 x 10-5

=

1 1

=

1 1 18143 10 240 70

= 51792 cm

Lp lt L lt Lr

Mp = zx fy

= [(btf(h-tf)) + 05(h-2tf)2tw)] fy

= [(80 x 11 x (200 ndash 11)) + 05(200 ndash 2 x 11)2 x 75)] x 240

= 684324 kg m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

111

Mr = sx fr

= 195000 x (240 ndash 70)

= 3315 kg m

ϕMnx = 09 ( Mp ndash ( Mp- Mr)

)

= 09 ( 684324 ndash (684324 ndash 3315)

)

= 352568 kg m gt Mu = 11251 kg m OK

42 Disain Struktur Primer

421 Beban beban yang bekerja

4211 Beban gravitasi

a Beban pada floor deck

- Beban mati tambahan (dead load)

Berat spesi 002 x 1 x 2100 = 42 kgm

Berat keramik 001 x 1 x 2400 = 24 kgm +

qdl = 66 kgm

adapun berat sendiri profil dihitung dengan software etabs 2015

- Beban hidup (life load)

Berdasarkan PPPURG 1987

Beban hidup rencana untuk lantai pabrik = 400 kgm2

Koefisien reduksi untuk perencanaan balok induk = 100

Koefisien reduksi untuk peninjauan terhadap masa gempa = 090

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

112

b Beban pada lantai chekered plate

- Beban mati tambahan (dead load)

Berat per 6 meter luas L 70 x 70 x 6 = 638 x 6 x 9 = 34452 kg

Berat ekivalen siku = =

= 957 kgm

- Beban hidup (life load)

Berdasarkan PPPURG 1987

Beban hidup rencana untuk lantai pabrik = 400 kgm2

Koefisien reduksi untuk perencanaan balok induk = 100

Koefisien reduksi untuk peninjauan terhadap masa gempa = 090

4212 Beban angin

- Dinding vertical

Di pihak angin = + 09 x 40 = + 36 kgm2

Di belakang angin = - 04 x 40 = - 16 kgm2

- Atap segi-tiga dengan sudut kemiringan α 10o

Koefisien angin tekan = 002α - 04 = 002 (10) - 04 = - 02

Koefisien angin hisap = - 04

qtekan = -02 x 40 = -8 kgm2

qhisap = -04 x 70 = -16 kgm2

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

113

4213 Beban gempa

Jenis pemamfaatan bangunan = Pabrik (kategori risiko II tabel 27)

Faktor keutamaan gempa Ie = 1 (tabel 28)

Ss = 05g

S1 = 03g

Jenis tanah = Keras (kelas C)

Fa = 12 ( tabel 211 dengan input Ss = 05 )

Fs = 15 ( tabel 212 dengan input S1 = 03 )

SDS = Fa Ss = 12 05 = 040

SD1 = FV S1 = 15 03 = 030

Gambar 412 Respon spectra rencana

Berdasarkan SDS gedung berada di kategori risiko C ( tabel 213 )

Berdasarkan SD1 gedung berada di kategori risiko D ( tabel 214 )

00000

00500

01000

01500

02000

02500

03000

03500

04000

04500

0000 1000 2000 3000 4000 5000

S

T

MEDAN TANAH KERAST S

0000 01600

0075 02800

0113 03400

0150 04000

0750 04000

0750 04000

0830 03614

3070 00977

3310 00906

3550 00845

4030 00744

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

114

Sehingga bangunan akan direncanakan dengan kategori risiko D yaitu sistem

rangka baja pemikul momen khusus Adapun nilai koefisien modifikasi respons

(R) faktor kuat lebih (Ω) dan faktor pembesaran defleksi (cd) adalah

Koefisien modifikasi respons (R) = 8

Faktor kuat lebih (Ω) = 3

Faktor pembesaran defleksi (cd) = 55

1 Gaya gempa statik ekivalen

- Menentukan T

- Ta = Ct -gt Ct = 0724 x = 08 ( tabel 213 )

= 00724 x 37614

= 1318 detik

Tmax = Cu Ta -gt Cu = 14 ( tabel 214 )

= 14 1318

= 1845 detik

Tc = Tx 3438 Ty -3231

Sehingga digunakan T = 1845

- Menentukan nilai C

Cmin = 0044 SDS I gt 001

= 0044 040 1 gt 001

= 00176

Cs = =

= 005

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

115

Cs = =

= 0020

Sehingga digunakan Cs = 0020

- Menentukan berat struktur

Beban mati

Tabel 41 Beban mati struktur (rangka)

Tabel 42 Beban mati struktur (Atap partisi diafragma dll)

Sehingga beban mati total struktur adalah 46021142 kg

Adapun beban hidup total permeter luas adalah 09 x 400 = 360 kgm2

No Jenis Beban Sendiri q kgm L m W Kg

1 H 350 X 350 X 12 X 19 13700 42813 5865313

2 H 300 X 300 X 10 X 15 9400 16583 1558785

3 IWF 300 X 150 X 65 X 9 3670 192448 7062838

4 IWF 350 X 175 X 7 X 11 4960 26850 1331760

5 IWF 250 X 125 X 6 X 9 2960 16455 487059

6 IWF 200 X 200 X 8 X 12 4990 4640 231536

7 IWF 200 X 100 X 55 X 8 2130 135712 2890659

8 CNP 700 85280 596960

9 Sagrod 062 29242 18042

10 Ikatan angin 298 23758 70894

sum 20113845

No Jenis Beban Sendiri q kgm2 A m2 W Kg

1 Floor deck 28800 52636 15159168

2 Chekered plate 45 mm 4777 184206 8798611

3 Clading 446 2200 9812

4 Spandek 498 64700 322206

5 Isolation Rockwool 2500 64700 1617500

sum 25907297

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

116

Tabel 43 Beban hidup struktur

No Beban Hidup q kgm2 A m2 W Kg

1 Floor deck 36000 52636 18948960

2 Chekered plate 45 mm 36000 184206 66314244

sum 85263204

Sehingga berat struktur adalah

WT = WDL + WLL

= 25907297 + 85263204

= 131284346 kg

- Menentukan gaya geser dasar

V = Cs WT

= 0020 131284346

= 2668381 kg

2 Analisis spectrum respons ragam

- Kontrol partisipasi massa ragam

Tabel 44 Waktu getar alami dan partisipasi massa

Case ModePeriod Selisih Waktu

Getar Alami Sum UX Sum UY Sum UZ

sec

Modal 1 3438 870 06918 00161 00022

Modal 2 3139 1911 07121 06293 00025

Modal 3 2539 666 07818 06293 00028

Modal 4 237 1139 0782 06297 00032

Modal 5 21 3948 0782 07018 00037

Modal 6 1271 582 0786 07024 00065

Modal 7 1197 635 09305 07037 00066

Modal 8 1121 660 09308 07038 00084

Modal 9 1047 669 09308 07057 00086

Modal 10 0977 379 09311 07792 00088

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

117

Tabel 44 Waktu getar alami dan partisipasi massa (lanjutan)

Case ModePeriod Selisih Waktu

Getar Alami Sum UX Sum UY Sum UZ

sec

Modal 11 094 1649 09318 08848 00096

Modal 12 0785 382 09332 08849 00099

Modal 13 0755 252 0959 08885 00099

Modal 14 0736 095 09612 09008 00117

Modal 15 0729 727 09627 09114 00125

Modal 16 0676 459 09751 09119 00125

Modal 17 0645 698 09799 09121 00125

Analisa modal pada software etabs 2015 menunjukan bahwa

perbedaan waktu getar sangat sedikit sehingga untuk selanjutnya digunakan

metoda kombinasi kuadrat lengkap (CQC) Pada mode ke 7 partisipasi

massa pada UX sudah mencapai 93 dan pada mode ke 14 partisipasi

massa pada UY sudah mencapai 90 sehingga sudah memenuhi syarat

minimal (90)

- Kontrol base reaction

Tabel 45 Base Reaction

Load CaseCombo

FX FY FZ

KN KN KN

RS U1 Max 2366839 325487 10303

RS U2 Max 290655 2367369 22637

085 VStatik gt VDinamik

085 2668381 gt 2367369

226812 lt 2367369 (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

118

4214 Beban notional

Untuk struktur yang menahan beban gravitasi terutama melalui kolom dinding

atau portal vertikal nominal diijinkan menggunakan beban notional untuk mewakili

efek ketidaksempurnaan awal Beban notional harus digunakan sebagai beban

lateral pada semua levelbeban national di hitung otomatis dari program ETABS

2015 dengan nominal 0002 α Yi untuk mewakili ketidaksempurnaan awal dan

0001 α Yi untuk kekakuan lentur sehingga

Ni = 0003 α Yi

Gambar 413 Beban notional pada etabs 2015

Beban tersebut di distribusikan arah orthogonal baik untuk beban grafitasi beban

hidup maupun beban grafitasi akibat beban mati

422 Kombinasi beban

Struktur akan didisain dengan gempa termasuk gaya seismic vertikal dan

faktor redundansi Gaya seismic vertikal adalah

Ev = 02 SDS DL

= 02 040 DL

= 008 DL

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

119

Faktor redundansi untuk kategori desain seismik DE dan F adalah 13 sehingga

kombinasi pembebanan menjadi

1 14D

2 12D + 16L + 05(Lr atau R)

3 12D + 16(Lr atau R) + (L atau 05W)

4 12D + 10 W + L + 05(Lr atau R)

5 12D + 10 E + L -gt 13D + 13E + L

6 09D + 10 W

7 09D + 10 E -gt 08D + 13E

423 Kontrol Driff

Tabel 46 Simpangan antar lantai akibat gempa X

Elevasi h SUMBU X SUMBU Y ∆IZIN KETERANGAN

m mm δse (mm) δx (mm) ∆x (mm) δse (mm) δy (mm) ∆y (mm) mm

355 4100 80 440 2585 15 825 385 82 OK

314 3000 753 41415 2035 143 7865 33 60 OK

284 3000 716 3938 2695 137 7535 275 60 OK

254 3000 667 36685 363 132 726 33 60 OK

224 3000 601 33055 4345 126 693 44 60 OK

194 3000 522 2871 4565 118 649 495 60 OK

164 2650 439 24145 3905 109 5995 66 53 OK

1375 3050 368 2024 407 97 5335 1155 61 OK

107 4900 294 1617 7535 76 418 253 98 OK

58 5800 157 8635 8635 3 165 165 116 OK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

120

Gambar 414 Grafik simpangan antar lantai VS elevasi akibat gempa - X

Tabel 47 Simpangan antar lantai akibat gempa Y

Elevasi h SUMBU X SUMBU Y ∆IZIN KETERANGAN

m mm δse (mm) δx (mm) ∆x (mm) δse (mm) δy (mm) ∆y (mm) mm

355 4100 398 742 35 742 4081 1925 82 OK

314 3000 371 707 27 707 38885 1485 60 OK

284 3000 35 68 3 68 374 165 60 OK

254 3000 324 65 43 65 3575 2365 60 OK

224 3000 288 607 56 607 33385 308 60 OK

194 3000 246 551 68 551 30305 374 60 OK

164 2650 201 483 68 483 26565 374 53 OK

1375 3050 164 415 92 415 22825 506 61 OK

107 4900 127 323 182 323 17765 80 98 OK

58 5800 62 141 141 141 9765 9765 116 OK

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 20 40 60 80 100 120 140

ELEV

ASI

STORY DRIFT

GRAFIK STORY DRIFT vs ELEVASI

DRIFT X

DRIFT Y

DRIFT IZIN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

121

Gambar 415 Grafik simpangan antar lantai VS elevasi akibat gempa - Y

424 Kontrol Profil

4241 Kolom 350 x 350 x 12 x 19 ( A = 1739 cm2 )

Ix = 40300 cm4 Zx = 24931

Iy = 13600 cm4 Zy = 11749

Sx = 2300 cm3 Lp = 449 m

Sy = 776 cm3 Lr = 1718 m

rx = 152 cm Mp = 5983 KN m

ry = 884 cm Mr = 391 KN m

Panjang tidak terkekang lateral = 58 m

Elastisitas bahan = 200000 MPa

Tegangan leleh bahan = 240 MPa

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 20 40 60 80 100 120 140

ELEV

ASI

STORY DRIFT

GRAFIK STORY DRIFT vs ELEVASI

DRIFT X

DRIFT Y

DRIFT IZIN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

122

a Kapasitas kolom terhadap tekan

λ = lt 471

=

lt 471

= 65611 lt 13797

fe =

=

= 45890 MPa

lt 225

lt 225

0522 lt 225

Sehingga tegangan keritis adalah

fcr = 0658 fy

= 0658 240

= 19698 MPa

ϕPn = 09 fcr A

= 09 19698 17390

= 308307 KN

b Kapasitas kolom terhadap momen sumbu x

L = 58 m

Lp = 449 m

Lr = 1718 m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

123

didapat Lp lt L lt Lr sehingga momen ultimate adalah

Mn = Cb [Mp ndash ( Mp- Mr)

]

= 1 [5983 - (5983 ndash 391)

]

= 57694 KN m

ϕ Mn = 09 57694

= 51924 KN m

c Kapasitas kolom terhadap momen sumbu y

ϕ Mn = 09 Zy fy

= 09 11749 240

= 25377 KN m

Tabel 48 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 350 x 350 x 12 x 19

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

14DL 0 -50108 -439 -693 PuϕPn lt 02 0114

14DL 275 -49599 076 340 PuϕPn lt 02 0092

14DL 55 -49090 565 1356 PuϕPn lt 02 013

12DL + 16LL 0 -234590 -1264 -1380 PuϕPn gt 02 0846

12DL + 16LL 275 -234153 104 786 PuϕPn gt 02 0794

12DL + 16LL 55 -233716 1360 2854 PuϕPn gt 02 0871

12DL + 16LL + 05WL-X 0 -237561 -1198 2174 PuϕPn gt 02 0867

12DL + 16LL + 05WL-X 275 -237124 116 2293 PuϕPn gt 02 083

12DL + 16LL + 05WL-X 55 -236688 1312 2004 PuϕPn gt 02 0865

12DL + 16LL + 05WL-Y 0 -234440 -2572 -1245 PuϕPn gt 02 0889

12DL + 16LL + 05WL-Y 275 -234003 -342 865 PuϕPn gt 02 0803

12DL + 16LL + 05WL-Y 55 -233567 2144 2857 PuϕPn gt 02 0898

12DL + LL + WL-X 0 -168693 -156 6011 PuϕPn gt 02 0668

12DL + LL + WL-X 275 -168257 257 3604 PuϕPn gt 02 0629

12DL + LL + WL-X 55 -167820 583 512 PuϕPn gt 02 0586

12DL + LL + WL-Y 0 -162386 -4668 -795 PuϕPn gt 02 0716

12DL + LL + WL-Y 275 -161949 -1059 776 PuϕPn gt 02 0588

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

124

Tabel 48 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 350 x 350 x 12 x 19 (lanjutan)

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

12DL + LL + WL-Y 55 -161513 3203 2242 PuϕPn gt 02 0686

13DL + LL + ρRS-X Max 0 -161904 5293 4622 PuϕPn gt 02 0802

13DL + LL + ρRS-X Max 275 -161431 1821 3150 PuϕPn gt 02 0653

13DL + LL + ρRS-X Max 55 -160958 5145 3377 PuϕPn gt 02 0772

13DL + LL + ρRS-X Min 0 -171412 -7624 -5979 PuϕPn gt 02 0938

13DL + LL + ρRS-X Min 275 -170939 -1731 -1543 PuϕPn gt 02 0654

13DL + LL + ρRS-X Min 55 -170466 -2792 1061 PuϕPn gt 02 0681

13DL + LL + ρRS-Y Max 0 -157108 2483 11576 PuϕPn gt 02 0806

13DL + LL + ρRS-Y Max 275 -156635 990 6117 PuϕPn gt 02 0659

13DL + LL + ρRS-Y Max 55 -156162 2686 4441 PuϕPn gt 02 0688

13DL + LL + ρRS-Y Min 0 -177929 -3506 -10847 PuϕPn gt 02 0899

13DL + LL + ρRS-Y Min 275 -177456 -609 -3714 PuϕPn gt 02 0673

13DL + LL + ρRS-Y Min 55 -176983 -1052 -492 PuϕPn gt 02 0632

09DL + WL-X 0 -38166 033 6660 PuϕPn lt 02 0193

09DL + WL-X 275 -37839 110 3230 PuϕPn lt 02 013

09DL + WL-X 55 -37511 161 -829 PuϕPn lt 02 0085

09DL + WLY 0 -31859 -4479 -146 PuϕPn lt 02 0233

09DL + WLY 275 -31532 -1205 402 PuϕPn lt 02 0108

09DL + WLY 55 -31204 2781 901 PuϕPn lt 02 0179

08DL + ρRS-X Max 0 -23960 6089 5031 PuϕPn lt 02 0377

08DL + ρRS-X Max 275 -23669 1794 2588 PuϕPn lt 02 016

08DL + ρRS-X Max 55 -23378 4359 1901 PuϕPn lt 02 0248

08DL + ρRS-X Min 0 -33468 -6828 -5570 PuϕPn lt 02 0432

08DL + ρRS-X Min 275 -33177 -1757 -2105 PuϕPn lt 02 0165

08DL + ρRS-X Min 55 -32886 -3578 -415 PuϕPn lt 02 0204

08DL + ρRS-Y Max 0 -18520 2830 11228 PuϕPn lt 02 0359

08DL + ρRS-Y Max 275 -18229 860 5259 PuϕPn lt 02 0166

08DL + ρRS-Y Max 55 -17938 2141 3132 PuϕPn lt 02 0175

08DL + ρRS-Y Min 0 -39341 -3159 -11196 PuϕPn lt 02 0406

08DL + ρRS-Y Min 275 -39050 -739 -4572 PuϕPn lt 02 0182

08DL + ρRS-Y Min 55 -38759 -1596 -1801 PuϕPn lt 02 0162

Stress ratio maximum adalah 0938 lt 1 OK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

125

d Kapasitas kolom terhadap geser

Tabel 49 Resume gaya geser Kolom 350 x 350 x 12 x 19

V2 kN V3 kN

Vmax 18049 9887

Vmin -22158 -15602

- Kontrol terhadap geser sumbu x

ϕVn = 09 06 Aw fy

= 09 06 3744 240

= 48522 KN gt 22158 OK

- Kontrol terhadap geser sumbu y

ϕVn = 09 06 Af fy

= 09 06 12844 240

= 16645 KN gt 156 OK

4242 Kolom 300 x 300 x 10 x 15 ( A = 1198 cm2 )

Ix = 20400 cm4 Zx = 14647 cm3

Iy = 6750 cm4 Zy = 6817 cm3

Sx = 1360 cm3 Lp = 381 m

Sy = 450 cm3 Lr = 1376 m

rx = 131 cm Mp = 3515 KN m

ry = 751 cm Mr = 2312 KN m

Panjang tidak terkekang laterar = 3 m

Elastisitas bahan = 200000 MPa

Tegangan leleh bahan = 240 MPa

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

126

a Kapasitas kolom terhadap tekan

λ = lt 471

=

lt 471

= 39947 lt 13797

fe =

=

= 123797 MPa

lt 225

lt 225

01938 lt 225

Sehingga tegangan keritis adalah

fcr = 0658 fy

= 0658 240

= 221295 MPa

ϕPn = 09 fcr A

= 09 221295 11980

= 2386003 KN

b Kapasitas kolom terhadap momen sumbu x

L = 3 m

Lp = 381 m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

127

didapat Lp gt L sehingga momen ultimate adalah

Mn = Mp

= 35152 KN m

ϕ Mn = 09 35152

= 319376 KN m

c Kapasitas kolom terhadap momen sumbu y

ϕ Mn = 09 Zy fy

= 09 6817 240

= 147247 KN m

Tabel 410 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 300 x 300 x 10 x 15

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

14DL 0 -12254 -884 -306 PuϕPn lt 02 0096

14DL 275 -12082 -141 072 PuϕPn lt 02 0038

14DL 55 -11910 605 449 PuϕPn lt 02 0081

12DL + 16LL 0 -53658 -6540 -1683 PuϕPn gt 02 0667

12DL + 16LL 275 -53510 -1187 515 PuϕPn gt 02 0311

12DL + 16LL 55 -53362 4228 2705 PuϕPn gt 02 0555

12DL + 16LL + 05WL-X 0 -53789 -6536 -1139 PuϕPn gt 02 0652

12DL + 16LL + 05WL-X 275 -53641 -1183 464 PuϕPn gt 02 031

12DL + 16LL + 05WL-X 55 -53494 4231 2060 PuϕPn gt 02 0538

12DL + 16LL + 05WL-Y 0 -54867 -7138 -1717 PuϕPn gt 02 071

12DL + 16LL + 05WL-Y 275 -54719 -1176 504 PuϕPn gt 02 0315

12DL + 16LL + 05WL-Y 55 -54572 4762 2715 PuϕPn gt 02 0593

12DL + LL + WL-X 0 -37583 -4262 -046 PuϕPn lt 02 037

12DL + LL + WL-X 275 -37435 -786 246 PuϕPn lt 02 014

12DL + LL + WL-X 55 -37287 2730 534 PuϕPn lt 02 0281

12DL + LL + WL-Y 0 -40160 -5753 -1248 PuϕPn lt 02 0515

12DL + LL + WL-Y 275 -40012 -752 319 PuϕPn lt 02 0145

12DL + LL + WL-Y 55 -39864 4114 1881 PuϕPn lt 02 0423

13DL + LL + ρRS-X Max 0 -34864 -2278 258 PuϕPn lt 02 0236

13DL + LL + ρRS-X Max 275 -34704 -448 634 PuϕPn lt 02 0124

13DL + LL + ρRS-X Max 55 -34544 4920 3224 PuϕPn lt 02 0509

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

128

Tabel 410 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 300 x 300 x 10 x 15

(lanjutan)

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

13DL + LL + ρRS-X Min 0 -42010 -6668 -2496 PuϕPn lt 02 062

13DL + LL + ρRS-X Min 275 -41850 -1139 041 PuϕPn lt 02 0167

13DL + LL + ρRS-X Min 55 -41690 930 353 PuϕPn lt 02 0162

13DL + LL + ρRS-Y Max 0 -36078 -3269 1785 PuϕPn lt 02 0355

13DL + LL + ρRS-Y Max 275 -35917 -644 806 PuϕPn lt 02 0145

13DL + LL + ρRS-Y Max 55 -35757 3829 4637 PuϕPn lt 02 0482

13DL + LL + ρRS-Y Min 0 -40673 -5470 -3709 PuϕPn lt 02 0574

13DL + LL + ρRS-Y Min 275 -40513 -955 -183 PuϕPn lt 02 0156

13DL + LL + ρRS-Y Min 55 -40353 1791 -1478 PuϕPn lt 02 0253

09DL + WL-X 0 -8094 -537 895 PuϕPn lt 02 0082

09DL + WL-X 275 -7983 -084 -055 PuϕPn lt 02 0025

09DL + WL-X 55 -7872 371 -1002 PuϕPn lt 02 0074

09DL + WLY 0 -10671 -2028 -307 PuϕPn lt 02 017

09DL + WLY 275 -10560 -050 019 PuϕPn lt 02 0027

09DL + WLY 55 -10449 1755 346 PuϕPn lt 02 0153

08DL + ρRS-X Max 0 -3468 1674 1216 PuϕPn lt 02 016

08DL + ρRS-X Max 275 -3370 266 336 PuϕPn lt 02 0036

08DL + ρRS-X Max 55 -3271 2356 1674 PuϕPn lt 02 022

08DL + ρRS-X Min 0 -10614 -2716 -1539 PuϕPn lt 02 0256

08DL + ρRS-X Min 275 -10516 -426 -258 PuϕPn lt 02 006

08DL + ρRS-X Min 55 -10417 -1633 -1197 PuϕPn lt 02 0171

08DL + ρRS-Y Max 0 -4709 606 2625 PuϕPn lt 02 0135

08DL + ρRS-Y Max 275 -4610 075 529 PuϕPn lt 02 0032

08DL + ρRS-Y Max 55 -4512 1354 3250 PuϕPn lt 02 0205

08DL + ρRS-Y Min 0 -9304 -1595 -2869 PuϕPn lt 02 0219

08DL + ρRS-Y Min 275 -9206 -236 -459 PuϕPn lt 02 005

08DL + ρRS-Y Min 55 -9107 -684 -2866 PuϕPn lt 02 0157

Stress ratio maximum adalah 0710 lt 1 OK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

129

d Kapasitas kolom terhadap geser

Tabel 411 Resume gaya geser Kolom 300 x 300 x 10 x 15

V2 kN V3 kN

Vmax 18748 9962

Vmin -29322 -43951

- Kontrol terhadap geser sumbu x

ϕVn = 09 06 Aw fy

= 09 06 2700 240

= 34992 KN gt 29322 KN (OK)

- Kontrol terhadap geser sumbu y

ϕVn = 09 06 Af fy

= 09 06 8700 240

= 112752 KN gt 43951 KN (OK)

4243 Kolom 200 x 200 x 8 x 12 ( A = 6353 cm2 )

Ix = 4720 cm4 Zx = 5131 cm3

Iy = 1600 cm4 Zy = 2428 cm3

Sx = 472 cm3 Lp = 255 m

Sy = 160 cm3 Lr = 1072 m

rx = 862 cm Mp = 1231 KN m

ry = 502 cm Mr = 802 KN m

Panjang tidak terkekang laterar = 58 m

Elastisitas bahan = 200000 MPa

Tegangan leleh bahan = 240 MPa

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

130

a Kapasitas kolom terhadap tekan

λ = lt 471

=

lt 471

= 115538 lt 13797

fe =

=

= 14799 MPa

lt 225

lt 225

1621 lt 225

Sehingga tegangan keritis adalah

fcr = 0658 fy

= 0658 240

= 121737 MPa

ϕPn = 09 fcr A

= 09 121737 6353

= 696056 KN

b Kapasitas kolom terhadap momen sumbu x

L = 58 m

Lp = 255 m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

131

Lr = 1072 m

didapat Lp lt L lt Lr sehingga momen ultimate adalah

Mn = Cb [Mp ndash ( Mp- Mr)

]

= 1 [123144 - (123144 ndash 8024)

]

= 106077 KN m

ϕ Mn = 09 106077

= 9547 KN m

c Kapasitas kolom terhadap momen sumbu y

ϕ Mn = 09 Zy fy

= 09 2428 240

= 524448 KN m

Tabel 412 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 200 x 200 x 8 x 12

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

14DL 0 -2195 -043 -037 PuϕPn lt 02 0028

14DL 275 -2006 004 001 PuϕPn lt 02 0016

14DL 55 -1818 049 038 PuϕPn lt 02 0027

12DL + 16LL 0 -4566 -141 -070 PuϕPn lt 02 0068

12DL + 16LL 275 -4405 007 018 PuϕPn lt 02 0035

12DL + 16LL 55 -4243 152 107 PuϕPn lt 02 0071

12DL + 16LL + 05WL-X 0 -3107 -138 483 PuϕPn lt 02 0100

12DL + 16LL + 05WL-X 275 -2945 008 053 PuϕPn lt 02 0029

12DL + 16LL + 05WL-X 55 -2784 150 -378 PuϕPn lt 02 0089

12DL + 16LL + 05WL-Y 0 -4677 -384 -090 PuϕPn lt 02 0117

12DL + 16LL + 05WL-Y 275 -4516 -011 019 PuϕPn lt 02 0037

12DL + 16LL + 05WL-Y 55 -4354 364 127 PuϕPn lt 02 0115

12DL + LL + WL-X 0 -622 005 1055 PuϕPn lt 02 0116

12DL + LL + WL-X 275 -461 014 081 PuϕPn lt 02 0015

12DL + LL + WL-X 55 -299 021 -895 PuϕPn lt 02 01

12DL + LL + WL-Y 0 -3816 -763 -100 PuϕPn lt 02 0184

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

132

Tabel 412 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 200 x 200 x 8 x 12

(lanjutan)

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

12DL + LL + WL-Y 275 -3655 -041 014 PuϕPn lt 02 0036

12DL + LL + WL-Y 55 -3493 686 126 PuϕPn lt 02 017

13DL + LL + ρRS-X Max 0 -1973 939 590 PuϕPn lt 02 0255

13DL + LL + ρRS-X Max 275 -1798 079 054 PuϕPn lt 02 0034

13DL + LL + ρRS-X Max 55 -1623 1078 567 PuϕPn lt 02 0277

13DL + LL + ρRS-X Min 0 -5225 -1217 -612 PuϕPn lt 02 0334

13DL + LL + ρRS-X Min 275 -5050 -072 -025 PuϕPn lt 02 0053

13DL + LL + ρRS-X Min 55 -4875 -791 -486 PuϕPn lt 02 0237

13DL + LL + ρRS-Y Max 0 340 425 1491 PuϕPn lt 02 024

13DL + LL + ρRS-Y Max 275 514 043 110 PuϕPn lt 02 0024

13DL + LL + ρRS-Y Max 55 689 462 1152 PuϕPn lt 02 0214

13DL + LL + ρRS-Y Min 0 -6918 -505 -1281 PuϕPn lt 02 0281

13DL + LL + ρRS-Y Min 275 -6743 -023 -068 PuϕPn lt 02 006

13DL + LL + ρRS-Y Min 55 -6569 -343 -1273 PuϕPn lt 02 0246

09DL + WL-X 0 1511 008 1085 PuϕPn lt 02 0126

09DL + WL-X 275 1632 006 070 PuϕPn lt 02 0021

09DL + WL-X 55 1753 004 -947 PuϕPn lt 02 0113

09DL + WLY 0 -1682 -761 -069 PuϕPn lt 02 0165

09DL + WLY 275 -1561 -049 003 PuϕPn lt 02 0021

09DL + WLY 55 -1440 668 075 PuϕPn lt 02 0146

08DL + ρRS-X Max 0 412 1035 596 PuϕPn lt 02 0263

08DL + ρRS-X Max 275 519 077 041 PuϕPn lt 02 0023

08DL + ρRS-X Max 55 627 978 534 PuϕPn lt 02 0247

08DL + ρRS-X Min 0 -2840 -1120 -606 PuϕPn lt 02 0298

08DL + ρRS-X Min 275 -2733 -074 -038 PuϕPn lt 02 0038

08DL + ρRS-X Min 55 -2625 -891 -519 PuϕPn lt 02 0244

08DL + ρRS-Y Max 0 2516 453 1421 PuϕPn lt 02 0254

08DL + ρRS-Y Max 275 2624 036 093 PuϕPn lt 02 0036

08DL + ρRS-Y Max 55 2731 420 1186 PuϕPn lt 02 0224

08DL + ρRS-Y Min 0 -4742 -477 -1350 PuϕPn lt 02 0267

08DL + ρRS-Y Min 275 -4634 -030 -085 PuϕPn lt 02 0048

08DL + ρRS-Y Min 55 -4527 -385 -1239 PuϕPn lt 02 0236

Stress ratio maximum adalah 0334 lt 1 (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

133

e Kapasitas kolom terhadap geser

Tabel 413 Resume gaya geser Kolom 200 x 200 x 8 x 12

V2 kN V3 kN

Vmax 4961 3345

Vmin ‐45461 ‐40182

- Kontrol terhadap geser sumbu x

ϕVn = 09 06 Aw fy

= 09 06 1408 240

= 18247 KN gt 4961 OK

- Kontrol terhadap geser sumbu y

ϕVn = 09 06 Af fy

= 09 06 4512 240

= 584755 KN gt 40182 OK

4244 Balok Komposit 300 x 150 x 65 x 9 ( A = 4678 cm2 )

Ix = 7210 cm4 Zx = 522 cm3

Iy = 508 cm4 Zy = 1042 cm3

Sx = 481 cm3 Lp = 167 m

Sy = 677 cm3 Lr = 497 m

rx = 124 cm Mp = 1253 KN m

ry = 329 cm Mr = 817 KN m

Panjang tidak terkekang laterar = 8 m

Elastisitas bahan = 200000 MPa

Tegangan leleh bahan = 240 MPa

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

134

Tabel 414 Resume Gaya luar envelope balok komposit 300 x 150 x 65 x 9

Load CaseCombo Station P V2 V3 T M2 M3

m kN kN kN kN‐m kN‐m kN‐m

ENVELOPE Max 0175 0030 4867 0030 ‐0009 0012 35372

ENVELOPE Max 0671 0020 5715 0020 ‐0009 0000 32749

ENVELOPE Max 1166 0009 6564 0009 ‐0009 0000 30189

ENVELOPE Max 1662 0000 7412 0000 ‐0009 0000 30289

ENVELOPE Max 2158 0000 8260 0000 ‐0009 0000 29122

ENVELOPE Max 2653 0000 9109 0000 ‐0009 0004 26687

ENVELOPE Max 3149 0000 9957 0000 ‐0009 0018 22986

ENVELOPE Max 3617 0003 17149 0003 0059 0002 15061

ENVELOPE Max 4084 0003 17368 0003 0059 0000 10950

ENVELOPE Max 4552 0002 17587 0002 0059 0000 13087

ENVELOPE Max 5019 0001 17806 0001 0059 0000 15177

ENVELOPE Max 5487 0000 18025 0000 0059 0000 17921

ENVELOPE Max 5955 0000 18244 0000 0059 0000 22012

ENVELOPE Max 6422 0000 18463 0000 0059 0000 26039

ENVELOPE Max 6890 0000 18681 0000 0059 0000 30003

ENVELOPE Max 7357 0000 18900 0000 0059 0001 33905

ENVELOPE Max 7825 0000 19119 0000 0059 0003 37743

ENVELOPE Min 0175 0000 ‐28736 0000 ‐0084 0000 ‐56467

ENVELOPE Min 0671 0000 ‐26180 0000 ‐0084 0000 ‐42857

ENVELOPE Min 1166 0000 ‐23624 0000 ‐0084 ‐0007 ‐30998

ENVELOPE Min 1662 ‐0002 ‐21067 ‐0002 ‐0084 ‐0009 ‐23486

ENVELOPE Min 2158 ‐0013 ‐18511 ‐0013 ‐0084 ‐0005 ‐16393

ENVELOPE Min 2653 ‐0023 ‐15955 ‐0023 ‐0084 0000 ‐9722

ENVELOPE Min 3149 ‐0034 ‐13398 ‐0034 ‐0084 0000 ‐3471

ENVELOPE Min 3617 0000 ‐9354 0000 0007 0000 0930

ENVELOPE Min 4084 0000 ‐9219 0000 0007 0000 1369

ENVELOPE Min 4552 0000 ‐9084 0000 0007 ‐0001 ‐4717

ENVELOPE Min 5019 0000 ‐8950 0000 0007 ‐0001 ‐10866

ENVELOPE Min 5487 0000 ‐8815 0000 0007 ‐0002 ‐17834

ENVELOPE Min 5955 ‐0001 ‐8680 ‐0001 0007 ‐0002 ‐26313

ENVELOPE Min 6422 ‐0002 ‐8546 ‐0002 0007 ‐0001 ‐34895

ENVELOPE Min 6890 ‐0002 ‐8411 ‐0002 0007 0000 ‐43579

ENVELOPE Min 7357 ‐0003 ‐8276 ‐0003 0007 0000 ‐52366

ENVELOPE Min 7825 ‐0004 ‐8142 ‐0004 0007 0000 ‐61255

Didapat M+max 3774 KN m dan M-

max 6125 KN m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

135

a Kontrol momen positif

- menentukan lebar efektif pelat beton ( digunakan Lrelativ )

1 be lt

be lt

be lt 1

2 be lt bo

be lt 1

sehingga digunakan be = 1 meter

akibat adanya lubang pada floor deck maka digunakan bekivalen

bekivalen =

=

= 810 mm

- Menentukan nilai n

Ebeton = 4700 = 4700 radic25 = 23500

Ebaja = 200000

n = = = 851

- Menentukan lebar transformasi penampang beton

=

= 952 cm

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Pelat Beton 11424 6 68544 Floor Deck 1867 945 17646 Profil WF 4678 27 126306

sum 17969 sum 212496

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

136

ẏ = sum

sum =

= 11825 mm

Titik berat berada di pelat beton

a =

=

= 5968 mm

d1 = 05hprofil + tpelat = 150 + 120 = 270 mm

d2 = hprofil ndash ċ = 120 ndash 035 = 11965

ϕMn = 09 As fy ( d1- ӯ )

ϕMn = 09 x [ 4678 x 240 x (270 ndash 2984) +2646 550 (11965 ndash 2984) ]

ϕMn = 24266 + 1176

ϕMn = 25442 KN m gt Mu = 3774 KN m ( OK )

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

137

b Kontrol momen negatif

- Menentukan sumbu netral penampang

Tsr = Asr fyr

= 667 ( 503 ) 400

= 13413334 N

Tfd = As Fu

= 81485 550

= 4481675 N

T = Tsr + Tfd

= 13413334 + 448167

= 58230084 N

Cmax = As fy

= 4678 240

= 1122720 N

Cmax gt T maka titik berat berada pada profil baja

T + Ts = Cmax ndash Ts

2Ts = Cmax ndash T

Ts = 05 (1122720 ndash 58230084)

Ts = 270209 N

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

138

Jika sumbu netral jatuh di sayap maka

b tf fy = Ts

150 tw 240 = 27020958

t =

= 75 mm

- Menghitung garis kerja gaya pusat tekan

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Profil WF 4678 15000 701700 Flens -1125 29625 -333281

sum 3553 sum 36841

ӯ =

= 10369 mm

Momen terhadap garis kerja

Tsr Mn1 = Tsr (d ndash ӯ + ts ndash 24)

= 13413334 ( 300 ndash 10369 + 120 ndash 24 )

= 3920 KN m

Tfr Mn2 = Tfd ( d ndash ӯ + 25 )

= 4481675 ( 300 ndash 10369 + 25)

= 9918 KN m

Ts flens Mn3 = Ts ( d ndash ӯ ndash (752) )

= 270000 ( 300 ndash 10369 ndash 375 )

= 5199 KN m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

139

Mn = Mn1 + Mn2 + Mn3

= 3920 + 9918 + 5199

= 19037 KN m

ϕ Mn = 09 Mn

= 09 19037

= 17133 KN m gt 6125 KN m (OK)

D Dimensi Penghubung Geser (Shear Conector)

Gaya horizontal akibat aksi komposit penuh

Vh = 085 a b = 085 x 5968 x 1000 x 25 = 1268200 N

Digunakan Stud connector ⅝rdquo luas satu buah stud connector adalah

Asc = d2 = 158752 =19801 mm2

Kuat geser satu buah shear connector

Qn = 05 Asc lt Rg Rp Asc fu

Qn = 05 x 19801 x radic25 23500 lt 085 x 075 x 19801 x 550

Qn = 7588676 N lt 69427

Jumlah shear connector yang di butuhkan

N = = = 182 ~ 19 buah untuk setengah bentang

Total kebutuhan shear connector adalah 38 buah untuk semua bentang Jika

dipasang dua buah shear connector pada setiap penampang melintang maka

jarak shear connector adalah

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

140

S = = 421 mm

Smin = 6d = 6 x 15875 = 9525 mm

Smax = 8t = 8 x 120 = 960 mm

Strans = 4d = 4 x 15875 = 635 mm

Sehingga digunakan shear connector 2 x (⅝rdquo x 65 cm) dengan jarak 25 cm

E Kontrol Geser

Menghitung gaya geser ultimate

Vu = 43951 KN

Menghitung gaya geser nominal

ϕVn = 09 (06 fy) h tw

ϕVn = 09 x 06 x 240 x 282 x 65

ϕVn = 23755 KN gt Vu = 43951 (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

141

4245 Balok Komposit 350 x 175 x 7 x 11 ( A = 6314 cm2 )

Ix = 13600 cm4 Zx = 8408 cm3

Iy = 984 cm4 Zy = 1724 cm3

Sx = 775 cm3 Lp = 2 m

Sy = 112 cm3 Lr = 593 m

rx = 147 cm Mp = 2017 KN m

ry = 395 cm Mr = 1317 KN m

Panjang tidak terkekang laterar = 6 m

Elastisitas bahan = 200000 MPa

Tegangan leleh bahan = 240 MPa

Tabel 415 Resume Gaya luar envelope balok komposit 350 x 175 x 7 x 11

Load CaseCombo Station P V2 V3 T M2 M3

m kN kN kN kN-m kN-m kN-m

ENVELOPE Max 015 00015 -286870 00000 -00119 00000 -114887

ENVELOPE Max 061 00007 -285538 00000 -00119 00002 17497

ENVELOPE Max 108 00000 -284206 00001 -00119 00003 149271

ENVELOPE Max 154 00000 -282873 00009 -00119 00000 509357

ENVELOPE Max 200 00000 -281541 00017 -00119 00000 1180521

ENVELOPE Max 250 00009 99787 00000 00008 00001 1186148

ENVELOPE Max 300 00000 101228 00000 00008 00003 1190858

ENVELOPE Max 350 00000 102668 00009 00008 00001 1204523

ENVELOPE Max 400 00000 104108 00017 00008 00000 1220570

ENVELOPE Max 446 00009 1540139 00000 01032 00000 560851

ENVELOPE Max 493 00001 1542137 00000 01032 00003 155777

ENVELOPE Max 539 00000 1544136 00007 01032 00002 31225

ENVELOPE Max 585 00000 1546134 00015 01032 00000 -93930

ENVELOPE Min 015 00000 -1602940 -00015 -00945 -00003 -1807980

ENVELOPE Min 061 00000 -1600942 -00007 -00945 00000 -1124508

ENVELOPE Min 108 -00001 -1598944 00000 -00945 00000 -483534

ENVELOPE Min 154 -00009 -1596945 00000 -00945 00000 -72489

ENVELOPE Min 200 -00017 -1594947 00000 -00945 -00006 163564

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

142

Tabel 415 Resume Gaya luar envelope balok komposit 350 x 175 x 7 x 11

(lanjutan)

Load CaseCombo Station P V2 V3 T M2 M3

m kN kN kN kN-m kN-m kN-m

ENVELOPE Min 250 00000 -138749 -00009 -00032 00000 224275

ENVELOPE Min 300 00000 -136409 00000 -00032 00000 283264

ENVELOPE Min 350 -00009 -134068 00000 -00032 00000 259583

ENVELOPE Min 400 -00017 -131728 00000 -00032 -00006 208160

ENVELOPE Min 446 00000 267215 -00009 00146 00000 -14744

ENVELOPE Min 493 00000 268547 -00001 00146 00000 -341901

ENVELOPE Min 539 -00007 269880 00000 00146 00000 -951197

ENVELOPE Min 585 -00015 271212 00000 00146 -00003 -1655771

Didapat M+max 122057 KN m dan M-

max -180798 KN m

a Kontrol momen positif

- menentukan lebar efektif pelat beton

1 be lt

be lt

be lt 075

2 be lt bo

be lt 1

sehingga digunakan be = 075 meter

akibat adanya lubang pada floor deck maka digunakan bekivalen

bekivalen =

= = 614633 mm

- Menentukan nilai n

Ebeton = 4700 = 4700 radic25 = 23500

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

143

Ebaja = 200000

n = = = 851

- Menentukan lebar transformasi penampang beton

=

= 723 cm

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Pelat Beton 864 6 5184 Profil WF 6314 295 186263

sum 16546 sum 253147

ẏ = sum

sum =

= 1592 cm

Titik berat berada di profil baja titik pusat tarik baja profil

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Profil WF 6314 175 11049500 Flens -1925 3445 - 6631625 Web -1974 3249 - 6413526

sum 41916 sum 3776522

ẏ = sum

sum =

= 90097 cm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

144

momen nominal positif

a =

=

= 6311 mm

d1 = h - ӯ + tpelat = 350 - 90 + 120 = 380 mm

d2 = h - ӯ ndash (112) = 350 - 90 - 55 = 2545 mm

d3 = h - ӯ - tf - (2822) = 350 - 90 ndash 11 ndash 141 = 2349 mm

ϕMn = 09 085 a b fcrsquo ( d1- ) + 09 Asf fy (d2) + 09 Asw fy (d3)

ϕMn = 09 x [ 085 x 6311 x 750 x 25 x ( 380 -

) + 11 x 175 x 240 x 2545

+ 282 x 7 x 240 x 2349 ]

ϕMn = 4308 KN m gt Mu = 122057 KN m ( OK )

b Kontrol momen negatif

- Menentukan sumbu netral penampang

Tsr = Asr fyr

= 667 ( 503 ) 400

= 13413334

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

145

Tfd = As Fu

= 595 550

= 327250

T = Tsr + Tfd

= 13413334 + 327250

= 46138334

Cmax = As fy

= 6314 240

= 1515360

Cmax gt T maka titik berat berada pada profil baja

T + Ts = Cmax ndash Ts

2Ts = Cmax ndash T

Ts = 05 (1515360 ndash 46138334)

Ts = 52698833

Jika sumbu netral jatuh di web maka

b tf fy = Ts

h 7 240 = 52698833 ndash (175 11 240)

h =

= 3869 mm

- Menghitung garis kerja gaya pusat tekan

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Profil WF 6314 17500 11049500 Flens -1925 34450 - 6631625 Web -270 31965 - 863068

sum 4119 sum 3554806

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

146

ӯ =

= 8630 mm

Momen terhadap pusat tekan

Tsr Mn1 = Tsr (d ndash ӯ + t ndash 24)

= 13413334 ( 350 ndash 8630 + 120 ndash 24 )

= 48247 KN m

Tfr Mn2 = Tfd ( d ndash ӯ + 25 )

= 327250 ( 350 - 8630 + 25)

= 94477 KN m

Ts flens Mn3 = Tf ( d ndash ӯ ndash (112) )

= 462000 ( 350 ndash 8630 ndash 55 )

= 119288 KN m

Ts web M4 = Tw ( d ndash ӯ ndash 11 ndash (38692) )

= 37464 ( 350 ndash 8630 ndash 11 ndash 1934 )

= 15167 KN m

Mn = Mn1 + Mn2 + Mn3 + Mn4

= 48247 + 94477 + 119288 + 15167

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

147

= 277179 KN m

ϕ Mn = 09 Mn

= 09 277179

= 249461 KN m gt 180798 KN m (OK)

D Dimensi Penghubung Geser (Shear Conector)

Gaya horizontal akibat aksi komposit penuh

Vh = 085 a b = 085 x 6311 x 750 x 25 = 1005816 N

Digunakan Stud connector ⅝rdquo luas satu buah stud connector adalah

Asc = d2 = 158752 =19801 mm2

Kuat geser satu buah shear connector

Qn = 05 Asc lt Rg Rp Asc fu

Qn = 05 x 19801 x radic25 23500 lt 085 x 075 x 19801 x 550

Qn = 7588676 N lt 69427

Jumlah shear connector yang di butuhkan

N = = = 1448 ~ 15 buah untuk setengah bentang

Total kebutuhan shear connector adalah 28 buah untuk semua bentang Jika

dipasang dua buah shear connector pada setiap penampang melintang maka

jarak shear connector adalah

S = = 400 mm

Smin = 6d = 6 x 15875 = 9525 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

148

Smax = 8t = 8 x 120 = 960 mm

Strans = 4d = 4 x 15875 = 635 mm

Sehingga digunakan shear connector 2 x (⅝rdquo x 65 cm) dengan jarak 25

cm

E Kontrol Geser

Menghitung gaya geser ultimate

Vu = 160294

Menghitung gaya geser nominal

ϕVn = 09 (06 fy) h tw

ϕVn = 09 x 06 x 240 x 328 x 7

ϕVn = 29756 KN gt Vu = 160294 KN (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

149

425 Dimensi Sambungan

4251 Sambungan Balok Kolom

1 Sambungan Balok Kolom IWF 350 x 175 x 7 x 11 (ϕMP = 182 KN m)

Gambar 416 Rencana sambungan balok kolom IWF 350 x 175 x 7 x 11

Data geometri sambungan

pfo = 80 pfi = pb = 60 mm

h0 = hpr + pfo = 350 + 80 = 430 mm

h1 = hpr ndash tf ndash pfi = 350 ndash 11 ndash 60 = 279 mm

h2 = hpr ndash tf ndash pfi ndash pb = 350 ndash 11 ndash 60 ndash 60 = 219 mm

g = 95 mm

de = 50 mm

bp = 175 mm

hst = 130 mm -gt Lst = = = 22516 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

150

- Momen rencana sambungan (tebal pelat rencana 24 mm)

Muc = Mp + Vu (Lst + tp)

= 182 + 1603 x ( 22516 + 24 )10-3

= 22194 KN m

- Kontrol tebal end-plate

s =

= radic175 95

= 64468 mm

Yp = lang rang 2 lang rang lang rang

2

1 lang 34rang 2

42

Yp = 279 lang rang 219 lang

rang 430 lang rang

295

279 lang60 3 604

rang 219 64468 604

952

Yp = 113067 + 983126 + 475

Yp = 216129

t =

=

= 2297 lt t (24 mm) (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

151

- Kontrol tebal pelat pengaku

Direncanakan tebal pelat pengaku = 10 mm

tst = 10 mm (hst = 130 mm Lst = 22516 mm)

cek tekuk lokal

lt 056

lt

13 lt 1616 (OK)

- Kontrol Sambungan Baut

Digunakan baut A325 M20 (Ab = 31428 mm2 )

Tegangan nominal tarik baut bergantung pada gaya geser ultimate

fnt = 620 MPa

fnv = 372 MPa

frv =

=

= 51 MPa

fnrsquo = 13 fnt -

frv lt fnt

fnrsquo = 13 x 620 -

x 51 lt 620

fnrsquo = 693 lt 620

sehingga tegangan tarik maximum yang digunakan adalah 620 MPa

momen tahanan sambungan baut adalah

ϕMnp = 2ϕPt sum

= 2ϕPt (h0 + h1 + h2)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

152

= 2 075 31428 620 ( 430 + 279 + 219 )

= 271236 KN m gt Muc = 22194 KN m (OK)

- Kontrol las

Digunakan las dengan tebal las maximum yaitu

tlas 1 = 6 mm untuk las vertical

tlas 2 = 9 mm untuk las horizontal

Menentukan tiitk berat las

Las

(i)

1 2hst tlas 1 = 1560 = 424

2 2b2 tlas 2 = 1377 = 3635

3 2b1 tlas 2 = 1404 = 3435

4 2h1 tlas 1 = 3936 = 184

5 2b1 tlas 2 = 1404 = 245

6 2b2 tlas 2 = 1377 = 45

sum A = 9681

61965

2409072sum AY =

05tlas

tf + 15tlas 34398

hpr ‐ tf + tlas 482274

05hpr + tlas 724224

hpr + 05hst + tlas 661440

hpr + 15tlas 5005395

Luas (Ai) Jarak ke sumbu x (yi) Ai x yi

(mm2) (mm) mm

3

h1 = hpr ndash 2tf

= 350 ndash 211

= 328 mm

b1 = 05 [be - tw - 2tlas)

= 05 [175 ndash 7 ndash 26]

= 78 mm

b2 = 05 [be ndash tst - 2tlas)

= 05 [175 ndash 10 ndash 26]

= 765 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

153

ӯ = sumAy

sumA =

2409072 = 248845 mm

kekuatan las

fEXX = 490 MPa (E60)

ϕRn = 075 te 06 fEXX

= 075 x 0707 x 6 x 06 x 490

= 93536 N

Kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 7 x 06 x 370

= 11655 N

Kekuatan las menentukan kekuatan sambungan las dipengaruhi oleh geser

dan lentur sehingga tegangan geser untuk lentur

frv = = = 1655 MPa

fn =

= 490 1655

= 4897 MPa

Momen lentur nominal las

ϕfu = 075 0707 06 fEXX

= 075 x 0707 x 06 x 4897

= 155804 Nmm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

154

momen plastis terhadap garis netral adalah

Mn = 22914 KN m gt Muc = 22194 KN m (OK)

Las Luas (Ai) ϕfu Gaya Las

(i) (mm2) Mpa KN

1 1560 155804 2430542 1377 155804 2145423 1404 155804 2187494 3936 155804 6132455 1404 155804 2187496 1377 155804 214542

397664907552422

229140sum Mn

01150095006502240244

Mn

KN m425722459820706

Lengan kopel

m0175

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

155

2 Sambungan Balok Kolom IWF 300 x 150 x 65 x 9 (ϕMP = 113 KN m)

Gambar 417 Rencana sambungan balok kolom IWF 300 x 150 x 65 x 9

Data geometri sambungan

pfo = 80 pfi = 60 mm

h0 = hpr + pfo = 300 + 80 = 380 mm

h1 = hpr ndash tf ndash pfi = 300 ndash 9 ndash 60 = 231 mm

g = 70 mm

de = 75 mm

bp = 150 mm

hst = 155 mm -gt Lst = = 26846mm

- Momen rencana sambungan (tebal pelat rencana 24 mm)

Muc = Mp + Vu (Lst + tp)

= 113 + 285 x ( 26846 + 14 )10-3

= 12105 KN m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

156

- Kontrol tebal end-plate

s =

= radic150 70

= 51234 mm

Yp = lang rang lang rang

2

1lang rang 0

Yp = 231 lang

rang 380 lang

rang

270

231lang51234 51234rang 380 75 80

Yp = 131069 + 235914

Yp = 366983

t =

=

= 1302 lt t (14 mm) (OK)

- Kontrol tebal pelat pengaku

Direncanakan tebal pelat pengaku = 10 mm

tst = 10 mm (hst = 155 mm Lst = 26846 mm)

cek tekuk lokal

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

157

lt 056

lt

155 lt 1616 (OK)

- Kontrol Sambungan Baut

Digunakan baut A325 M20 (Ab = 31428 mm2 )

Tegangan nominal tarik baut bergantung pada gaya geser ultimate

fnt = 620 MPa

fnv = 372 MPa

frv =

=

= 16 MPa

fnrsquo = 13 fnt -

frv lt fnt

fnrsquo = 13 x 620 -

x 16 lt 620

fnrsquo = 770 lt 620

sehingga tegangan tarik maximum yang digunakan adalah 620 MPa

momen tahanan sambungan baut adalah

ϕMnp = 2ϕPt sum

= 2ϕPt (h0 + h1)

= 2 075 31428 620 ( 380 + 231)

= 17858 KN m gt Muc = 12105 KN m (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

158

- Kontrol las

Digunakan las dengan tebal las maximum yaitu

tlas 1 = 6 mm untuk las vertical

tlas 2 = 7 mm untuk las horizontal

Menentukan tiitk berat las

ӯ = sumAy

sumA =

1999635 = 228190 mm

Las

(i)

1 2hst tlas 1 = 1860 = 3865

2 2b2 tlas 2 = 1152 = 3135

3 2b1 tlas 2 = 11835 = 2955

4 2h1 tlas 1 = 3384 = 159

5 2b1 tlas 2 = 11835 = 225

6 2b2 tlas 2 = 1152 = 45

sum A = 8763

tf + 15tlas 2662875

05tlas 5184

sum AY = 1999635

hpr ‐ tf + tlas 34972425

05hpr + tlas 538056

hpr + 05hst + tlas 718890

hpr + 15tlas 361152

Luas (Ai) Jarak ke sumbu x (yi) Ai x yi

(mm2) (mm) mm

3

h1 = hpr ndash 2tf

= 300 ndash 29

= 282 mm

b1 = 05 [be - tw - 2tlas)

= 05 [150ndash 65 ndash 26]

= 6575 mm

b2 = 05 [be ndash tst - 2tlas)

= 05 [150 ndash 10 ndash 26]

= 64 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

159

kekuatan las

fEXX = 490 MPa

ϕRn = 075 te 06 fEXX

= 075 x 0707 x 6 x 06 x 490

= 935361 N

Kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 65 x 06 x 370

= 108225 N

Kekuatan las menentukan kekuatan sambungan las dipengaruhi oleh geser

dan lentur sehingga tegangan geser untuk lentur

frv = = = 325 MPa

fn =

= 490 325

= 4899 MPa

Momen lentur nominal las

ϕfu = 075 0707 06 fEXX

= 075 x 0707 x 06 x 4899

= 155861 Nmm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

160

momen plastis terhadap garis netral adalah

Mn = 188227 KN m gt Muc = 12105 KN m (OK)

Las Luas (Ai) ϕfu Gaya Las

(i) (mm2) Mpa KN

1 1860 155861 2899012 1152 155861 1795523 11835 155861 1844614 3384 155861 5274345 11835 155861 1844616 1152 155861 179552

sum Mn 188227

0069 364930206 379420224 40164

0158 458940085 153170067 12416

Lengan kopel Mn

m KN m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

161

4251 Sambungan Balok Balok

1 Sambungan Balok Balok IWF 300 x 150 x 65 x 9 (ϕVn = 2527 KN m)

Gambar 418 Rencana sambungan balok balok IWF 300 x 150 x 65 x 9

Dicoba 5 buah baut M16 (AB = 20114 mm2) dengan tebal pelat 8 mm

fnv = 372 MPa

Kekuatan geser baut

ϕRn = 075 fn AB

= 075 x 372 x 20114

= 5611 KN

Kekuatan tumpuan baut

ϕRn = 12 lc t fu lt 24 d t fu

ϕRn = 12 x 32 x 8 x 370 lt 24 x 16 x 8 x 37

ϕRn = 113664 lt 113664

Jumlah baut perlu

nBAUT =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

162

=

= 45 ~ 5 baut

Untuk baut diameter 16 jarak ke tepi

Jarak minimum = 22 mm (tabel 227)

Jarak maximum = 12 tmin = 12x 6 = 72 mm

Diambil 34 mm

Untuk baut diameter 16 jarak antar baut

Jarak minimum = 3d = 3 x 16 = 48 mm

Jarak maximum = 14 tmin = 14 x 6 = 84 mm

Diambil 50 mm

Kontrol Pelat

ϕVn = 09 x 06 x Ag x fy

= 09 x 06 x 268 x 8 x 240

= 2778 KN gt 2527 KN

Kontrol Las

kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 65 x 06 x 370

= 1082 Nmm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

163

kekuatan las transversal

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490

= 779467 Nmm

kekuatan las longitudinal

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490 x ( 1 + 05sin15 90 )

= 116920 Nmm

Sehingga kekuatan sambungan las adalah

P =sum ϕRn min x L

= 779467 x 268 + 1082 x 1295

= 349 KN gt 2527 KN (OK)

Gambar 419 Detail sambungan balok balok IWF 300 x 150 x 65 x 9

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

164

2 Sambungan Balok Balok IWF 250 x 125 x 6 x 9 (ϕVn = 1944 KN m)

Gambar 420 Rencana sambungan balok balok IWF 250 x 125 x 6 x 9

Dicoba 4 buah baut M16 (AB = 20114 mm2) dengan tebal pelat 8 mm

fnv = 372 MPa

Kekuatan geser baut

ϕRn = 075 fn AB

= 075 x 372 x 20114

= 5611 KN

Kekuatan tumpuan baut

ϕRn = 12 lc t fu lt 24 d t fu

ϕRn = 12 x 32 x 8 x 370 lt 24 x 16 x 8 x 370

ϕRn = 113664 lt 113664

Jumlah baut perlu

nBAUT =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

165

=

= 346 ~ 4 baut

Untuk baut diameter 16 jarak ke tepi

Jarak minimum = 22 mm (tabel 227)

Jarak maximum = 12 tmin = 12x 6 = 72 mm

Diambil 34 mm

Untuk baut diameter 16 jarak antar baut

Jarak minimum = 3d = 3 x 16 = 48 mm

Jarak maximum = 14 tmin = 14 x 6 = 84 mm

Diambil 50 mm

Kontrol Pelat

ϕVn = 09 x 06 x Ag x fy

= 09 x 06 x 218 x 8 x 240

= 22602 KN gt 1944 KN

Kontrol Las

kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 6 x 06 x 370

= 999 Nmm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

166

kekuatan las transversal

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490

= 779467 Nmm

kekuatan las longitudinal

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490 x ( 1 + 05sin15 90 )

= 116920 Nmm

Sehingga kekuatan sambungan las adalah

P =sum ϕRn min x L

= 779467 x 268 + 999 x 1295

= 33826 KN gt 1944 KN (OK)

Gambar 421 Detail sambungan balok balok IWF IWF 250 x 125 x 6 x 9

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

167

3 Sambungan Balok Balok IWF 200 x 100 x 55 x 8 (ϕVn = 1422 KN m)

Gambar 422 Rencana sambungan balok balok IWF 200 x 100 x 55 x 8

Dicoba 3 buah baut M16 (AB = 20114 mm2) dengan tebal pelat pengaku 8 mm

fnv = 372 MPa

Kekuatan geser baut

ϕRn = 075 fn AB

= 075 x 372 x 20114

= 5611 KN

Kekuatan tumpuan baut

ϕRn = 12 lc t fu lt 24 d t fu

ϕRn = 12 x 32 x 8 x 370 lt 24 x 16 x 8 x 370

ϕRn = 113664 lt 113664

Jumlah baut perlu

nBAUT =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

168

=

= 253 ~ 3 baut

Untuk baut diameter 16 jarak ke tepi

Jarak minimum = 22 mm (tabel 227)

Jarak maximum = 12 tmin = 12 x 6 = 72 mm

Diambil 34 mm

Untuk baut diameter 16 jarak antar baut

Jarak minimum = 3d = 3 x 16 = 48 mm

Jarak maximum = 14 tmin = 14 x 6 = 84 mm

Diambil 50 mm

Kontrol Pelat

ϕVn = 09 x 06 x Ag x fy

= 09 x 06 x 168 x 8 x 240

= 174 KN gt 1422 KN

Kontrol Las

kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 55 x 06 x 370

= 91575 Nmm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

169

kekuatan las

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490

= 779467 Nmm

Sehingga kekuatan sambungan las adalah

P = ϕRn min x L

= 779467 x 268

= 20889 KN gt 158 KN (OK)

Gambar 423 Detail sambungan balok balok IWF 200 x 100 x 55 x 8

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

170

4 Sambungan Balok Balok L 70 x 70 x 7 (ϕVn = 635 KN m)

Gambar 424 Rencana sambungan balok balok L 70 x 70 x 7

Kontrol las dengan tebal 5 mm

kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 6 x 06 x 370

= 999 Nmm

kekuatan las

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490

= 779467 Nmm

Sehingga kekuatan sambungan las adalah

P = ϕRn min x L

= 779467 x 110

= 8574 KN gt 635KN (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

171

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

51 Kesimpulan

Dari hasil perhitungan dan analisa yangtelah dilakukan maka dapat diambil

kesimpulansebagai berikut

1 Dari hasil analisa perhitungan struktur sekunder didapatkan

Pelat lantai elevasi + 580 menggunakan Bondex LYSAGHT

INDONESIA BMT = 07 mm dengan tebal plat beton 120 mm dan untuk

elevasi lain nya digunakan pelat chekered t = 45 mm dengan siku L 70 x

70 x 7 sebagai pengaku

Balok anak lantai pabrik

1 WF 250 x 125 x 6 x 9 untuk elevasi + 580 m

2 WF 200 x 100 x 55 x 8 untuk elevasi yang lain

Gording dengan profil CNP 150 x 50 x 20 x 32

Sagrod Oslash 10 mm

Ikatan angin Oslash 22 mm

Balok tangga UNP 200 x 80 x 75 x 11

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

172

2 Dari hasil analisa perhitungan struktur primer didapatkan

Kolom 350 x 350 x 12 x 19 untuk elevasi +000 sd +1640 pada portal 7

portal 6 dan portal 5

Kolom 300 x 300 x 10 x 15 untuk portal 12 portal 11 portal 10 portal 8

dan portal 7 portal 6 portal 5 dari elevasi +1640 sd +3550

Kolom 200 x 200 x 8 x 12 untuk kolom pendukung pada portal 8 dan 9

Balok 350 x 175 x 7 x 11 komposit untuk elevasi +580

Balok 350 x 175 x 7 x 11 untuk balok atap

Balok 300 x 150 x 65 x 9 komposit untuk balok induk semua elevasi

sesuai gambar kerja

3 Rekapitulasi gaya pada struktur

Tabel 51 Resume gaya luar dan stress ratio kolom

No Dimensi Profil Pu Mux Muy ϕPn ϕMnx ϕMny Stress

Ratio KN KN m KN m KN KN m KN m

1 350 x 350 x 12 x 19 -171412 -7624 -5979 308307 51924 25377 0938

2 300 x 300 x 10 x 15 -54867 -7138 -1717 238600 31937 14724 0710

3 200 x 200 x 8 x 12 -5225 -1217 -612 69605 9547 5244 0334

Tabel 52 Resume gaya luar dan stress ratio balok komposit

No Dimensi Profil M+

max M-max ϕM+ ϕM-

KN m Stress

Ratio (M+) Stress Ratio

(M+) KN m KN m KN m

1 350 x 175 x 7 x 11 122057 180798 43080 249461 0283 0724

2 300 x 150 x 65 x 9 3774 6125 25442 17133 0148 0357

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

173

52 Saran

Perencanaan struktur harus mempertimbangkan aspek teknis ekonomi dan

estetika Pemodelan yang sederhana dapat mempermudah pekerjaan analisa

struktur dan diharapkan hasil yang mendekati kondisi sesungguhnya Perlu

dilakukan analisa geoteknik untuk menentukan titik jepit sesungguhnya agar

mendapatkan hasil prilaku struktur yang sebenarnya

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

188

DAFTAR PUSTAKA

Anonim1 1983 Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung 1983

Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Anonim2 2002 Tatacara Perencanaan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung

SNI 03-2478-2002 Badan Standardisasi Nasional

Anonim3 2012 Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur

Bangunan Gedung Dan Non Gedung SNI-1726-2012 Badan

Standardisasi Nasional

Anonim4 2015 Spesifikasi untuk bangunan baja gedung baja struktural SNI

1729-2015 Badan Standardisasi Nasional

Asroni A 2010 Balok dan Pelat Beton Bertulang Yogyakarta Graha Ilmu

Dewobroto Wiryanto 2015 Struktur Baja Perilaku Analisis Dan

Disain ndash AISC 2010 Tangerang LUMINA Press

Fakhrur Rozi Muhammad 2014 ldquoPengaruh Panjang Daerah Pemasangan Shear

Connector Pada Balok Komposit Terhadap Kuat Lenturrdquo Jurnal Rekayasa

Teknik Sipil Vol 2 No 2 4

Oentoeng 1999 Konstruksi Baja Yogyakarta ANDI

Salmon CG dkk 1995 Struktur Baja Disain Dan Perilaku Jakarta Erlangga

Schueller Wolfgang 1989 Struktur Bangunan Bertingkat Tinggi

Bandung PT ERESCO

Schodek Daniel L 1991 Struktur Bandung PT ERESCO

Setiawan Agus 2008 Perencanaan Struktur Baja dengan Metode LRFD

Jakarta Erlangga

Smith JC Structural Steel Design LRFD Approach Canada Jhon Wlwy amp

Sons 1991

Park R 1989 Evaluation of Ductility of Structures And Structural Assemblages

From Laboratory TestingBulletin of the New Zealand National Society for

Earthquake Engineering Vol 22 No 3 Sepetember 1989New Zealand

University of Canterbury

McComarc JC Structural Steel Design New York Harper amp Row 1981

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xvi

Murray TM dan SummerEA 2003 ldquoExtended End-Plate Moment Connections

Seismic and Wind Applications 2nd Editionrdquo Steel Design Guide Series -

4 American Institute of Steel Construction Inc

Wijaya PK Panjang efektif Untuk Tekuk Torsi Lateral Pada Balok Baja

Dengan Penampang I Konferensi Nasional Teknik Sipil 7 2013

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

  • Cover
  • Abstrak
  • KATA PENGANTAR
  • DAFTAR ISI
  • BAB I
  • BAB II
  • BAB III
  • BAB IV
  • BAB V
  • Daftar Pustaka
Page 9: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …

viii

DAFTAR TABEL

Tabel 21 Berat jenis bahan bangunan 6

Tabel 22 Beban Mati Tambahan (komponen gedung) 7

Tabel 23 Beban Hidup Pada Lantai Bangunan 9

Tabel 24 Beban Hidup Pada Atap 10

Tabel 25 Koefisien reduksi beban hidup 11

Tabel 26 Koefisien Beban Angin 13

Tabel 27 Kategori risiko bangunan gedung dan non gedung untuk beban

gempa 15

Tabel 28 Faktor keutamaan gempa 17

Tabel 29 Faktor R Cd dan Ω0 untuk sistem penahan gaya gempa 19

Tabel 210 Klasifikasi situs 24

Tabel 211 Koefisien situs Fa 26

Tabel 212 Koefisien situs Fv 27

Tabel 213 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan pada

perioda pendek 28

Tabel 214 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan

pada perioda 1 detik 28

Tabel 215 Nilai parameter perioda pendekatan Ct dan x 31

Tabel 216 Koefisien untuk batas perioda struktur 32

Tabel 217 Persyaratan untuk masing-masing tingkat yang menahan lebih dari

35 persen gaya geser dasar 34

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

ix

Tabel 218 Simpangan antar lantai ijin 37

Tabel 219 Tebal Minimum balok non-prategang atau pelat satu arah bila

lendutan tidak dihitung 38

Tabel 220 Rasio Tulangan Minimum Pada Pelat 40

Tabel 221 Nilai kekuatan lentur berdasarkan SNI 1729 2015 42

Tabel 222 Batas Lendutan Maksimum 46

Tabel 223 Nilai untuk Rg dan Rp untuk setiap kasus Kapasitas untuk angkur

steel headed stud 59

Tabel 224 Tebal minimum las sudut 61

Tabel 225 Pratarik baut minimum kN 64

Tabel 226 Kekuatan nominal pengencang dan bagian yang berulir ksi (MPa) 66

Tabel 227 Dimensi Lubang Nominal mm 66

Tabel 228 Jarak tepi minimum dari pusat lubang standar ke tepi dari bagian

yang disambung 67

Tabel 229 Kapasitas sambungan end-pelat menurut AISC 2003 70

Tabel 41 Beban mati struktur (rangka) 115

Tabel 42 Beban mati struktur (Atap partisi diafragma dll) 115

Tabel 43 Beban hidup struktur 116

Tabel 44 Waktu getar alami dan partisipasi massa 116

Tabel 45 Base Reaction 117

Tabel 46 Simpangan antar lantai akibat gempa X 119

Tabel 47 Simpangan antar lantai akibat gempa Y 120

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

x

Tabel 48 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 350 x 350 x 12 x 19 123

Tabel 49 Resume gaya geser Kolom 350 x 350 x 12 x 19 125

Tabel 410 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 300 x 300 x 10 x 15 127

Tabel 411 Resume gaya geser Kolom 300 x 300 x 10 x 15 129

Tabel 412 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 200 x 200 x 8 x 12 131

Tabel 413 Resume gaya geser Kolom 200 x 200 x 8 x 12 133

Tabel 414 Resume Gaya luar envelope balok komposit 300 x 150 x 65 x 9 134

Tabel 415 Resume Gaya luar envelope balok komposit 350 x 175 x 7 x 11 141

Tabel 51 Resume gaya luar dan stress ratio kolom 172

Tabel 52 Resume gaya luar dan stress ratio balok komposit 172

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 21 Jalur Cincin Api dan Gunung Berapi Sebagai Pusat Gempa 14

Gambar 22 Peta Gempa Pada SNI 1726 2012 14

Gambar 23 Respon Spektrum Gempa Rencana Wilayah Medan (SNI-03-

1726-2012) 17

Gambar 24 Penentuan simpangan antar lantai 36

Gambar 25 Diagram tegangan momen positif floor deck 39

Gambar 26 Diagram tegangan momen negatif floor deck 41

Gambar 27 Kuat Momen Lentur Nominal Akibat Tekuk Torsi Lateral 45

Gambar 28 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan

ẏ lt (ts - hfd) 50

Gambar 29 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan

ẏ gt (ts - hfd) 50

Gambar 210 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan

ẏ lt (ts + tf) 52

Gambar 211 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan

ẏ gt (ts + tf) 53

Gambar 212 Diagram tegangan balok komposit momen negatif dengan

ts gt ẏ gt (ts + tf) 55

Gambar 213 Diagram tegangan balok komposit momen negatif dengan

ẏ gt (ts + tf) 56

Gambar 214 Tebal efektif las sudut 60

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xii

Gambar 215 Panjang las longitudinal 61

Gambar 216 Momen plastis siklik pada sambungan pemikul momen 63

Gambar 217 Sambungan pemikul momen menurut AISC 2003 67

Gambar 218 Lokasi sendi plastis 68

Gambar 219 Menentukan Muc 68

Gambar 220 Geometri sambungan end-plate 68

Gambar 221 Momen kopel baut tarik terhadap sayap tekan 69

Gambar 222 Sambungan balok anak ke balok induk 72

Gambar 223 Pengaruh Orde ke-2 (AISC 2010) 74

Gambar 31 Diagram Alir Penelitian 79

Gambar 41 Tributari area elevasi +580 m 83

Gambar 42 Distribusi momen untuk pelat satu arah 84

Gambar 43 Diagram tegangan momen kopel (positif) floor deck 84

Gambar 44 Diagram tegangan momen kopel (negatif) floor deck 85

Gambar 45 Tributari area elevasi +1070 m 91

Gambar 46 Distribusi momen untuk pelat satu arah 92

Gambar 47 Rencana atap elevasi +1250 m dan +3550 m 97

Gambar 48 Kecepatan angin 98

Gambar 49 Rencana sagrod 103

Gambar 410 Tributari area ikatan angin 105

Gambar 411 Rencana tangga 108

Gambar 412 Respon spectra rencana 113

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xiii

Gambar 413 Beban notional pada etabs 2015 118

Gambar 414 Grafik simpangan antar lantai VS elevasi akibat gempa ndash X 120

Gambar 415 Grafik simpangan antar lantai VS elevasi akibat gempa ndash Y 121

Gambar 416 Rencana sambungan balok kolom IWF 350 x 175 x 7 x 11 149

Gambar 417 Rencana sambungan balok kolom IWF 300 x 150 x 65 x 9 155

Gambar 418 Rencana sambungan balok balok IWF 300 x 150 x 65 x 9 161

Gambar 419 Detail sambungan balok balok IWF 300 x 150 x 65 x 9 163

Gambar 420 Rencana sambungan balok balok IWF 250 x 125 x 6 x 9 164

Gambar 421 Detail sambungan balok balok IWF IWF 250 x 125 x 6 x 9 166

Gambar 422 Rencana sambungan balok balok IWF 200 x 100 x 55 x 8 167

Gambar 423 Detail sambungan balok balok IWF 200 x 100 x 55 x 8 169

Gambar 424 Rencana sambungan balok balok L 70 x 70 x 7 170

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xiv

DAFTAR NOTASI

A luas penampang beton (mm2)

A B luas penampang baut (mm2)

As luas tulangan tarik (mm2)

Asrsquo luas tulangan tekan (mm2)

Av luas tulangan geser dalam daerah sejarak s (mm2)

Aw luas badan profil

Cb faktor midifikasi tekuk torsi lateral untuk diagram momen tidak merata

Cd faktor amplifikasi defleksi

Cu koefisien batas prioda struktur

Cs koefisien respons seismik

Ct koefisien prioda struktur pendekatan

Cw konstanta warping

Eh gaya gempa horizontal

Ev gaya gempa vertikal

Es modulus elastisitas baja (MPa)

Ec modulus elastisitas beton (MPa)

I momen inersia (mm4)

Ie faktor keutamaan gempa

J konstanta torsi

K koefisien panjang efektif

Lp panjang plastis

Lr panjang batas untuk kondisi inelastis

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xv

Lb panjang profil tak terkekang

Mu momen maksimum pada komponen struktur (Nmm)

Mn momen tahanan nominal profilpenampang

Mux momen lentur terfaktor terhadap sumbu-x

Muy momen lentur terfaktor terhadap sumbu-y

Muc momen rencana sambungan

Mnx kuat nominal lentur penampang terhadap sumbu-x

Mny kuat nominal lentur penampang terhadap sumbu-y

N jumlah tingkat

Ni gaya notional yang bekerja pada level i

Pr gaya tekan hasil kombinasi LRFD

Pe gaya menurut euler

Pn gaya terkoreksi menurut SNI 1729 2015

Ptr Kuat tarik baut

R faktor modifikasi respons

SDS parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang perioda

pendek

S1 parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang sebesar

10 detik

Ta waktu getar struktur pendekatan

Tc waktu getar struktur analisa modal

nV kuat geser nominal (N)

Vu gaya geser hasil kombinasi LRFD

V1 gaya geser dasar nominal sebagai respons dinamik ragam yang

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xvi

pertama saja

Vt gaya geser dasar nominal yang didapat dari hasil analisis ragam

spektrum respons yang telah dilakukan

W berat seismik efektif

Y konstanta tebal end-plate

a tinggi blok tegangan (mm)

b lebar balok (mm)

c jarak serat tekan terluar ke garis netral (mm)

cv koefisien geser

d jarak dari serat tekan terluar ke titik berat tulangan tarik tinggi efektif (mm)

drsquo jarak dari serat tekan terluar ke titik berat tulangan tekan (mm)

g percepatan grafitasi

hfd tinggi floor deck

frsquoc kuat tekan beton (MPa)

ffd tegangan floor deck

fy tegangan leleh baja (MPa)

fnt tegangan tarik baut (MPa)

fnv tegangan geser baut (MPa)

h tinggi balok (mm)

kv koefisien tekuk geser pelat badan

qDL beban akibat berat sendiri (kNm)

qLL beban akibat beban hidup (kNm)

qWL beban akibat tekanan angin (kNm)

r jari jari inersia (mm4)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xvii

Δ defleksi pada elemen global

1 konstanta yang merupakan fungsi dari kelas kuat beton

δ defleksi pada elemen lokal

λ kelangsingan =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

1

BAB I

PENDAHULUAN

11 Latar Belakang

Perkembangan industri pengolahan kelapa sawit yang pesat di

Indonesia khususnya sumatera utara ahkir ahkir ini memicu pertumbuhan dan

pembangunan pabrik refinery (pemurnian) dan Fraksinasi (pemisahan) kelapa

sawit dimana pabrik refinery dan fraksinasi tersebut mendorong para

perencana bangunan untuk membuat bangunan pabrik tingkat tinggi yang

tahan gempa Dimana berdasarkan geografis Indonesia terletak di antara dua

lempeng dunia yang aktif yaitu Eurasia dan Australia Hal ini

mengkibatkan Indonesia merupakan daerah rawan gempa Akhir ndash akhir ini

gempa yang mengguncang pulau sumatera terjadi dalam skala besar tahun

2004 gempa Aceh (26 desember Skala 92) yang disertai Tsunami dan gempa

padang (30 September 2009 Skala 76) yang masih sering terjadi hingga saat

ini sehingga mengakibatkan kerusakan pada bangunan tingkat tinggi yang

cukup parah

Kondisi itu menyadarkan kita bahwa Indonesia merupakan daerah

rawan terjadinya gempa Untuk mengurangi resiko bencana yang terjadi

diperlukan konstruksi bangunan tahan gempa Hal ini pula yang menuntut

seorang perencana agar membuat perencanaan struktur bangunan tingkat tinggi

agar dapat menahan gaya yang diakibatkan oleh gempa bumi tersebut

Struktur yang kuat biasanya memiliki dimensi yang besar tetapi tidak

ekonomis jika diterapkan pada bangunan bertingkat tinggi Perhitungan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

2

dimensi biasanya didasarkan pada kolom atau balok struktur yang menanggung

beban paling besar Untuk mendapatkan dimensi penampang yang optimal

maka besar gaya-gaya yang bekerja pada struktur perlu diketahui analisa balok

maupun kolom

Dengan adanya pengaruh beban-beban yang bekerja maka kapasitas

momen akan dideformasikan merata ke seluruh elemen Apabila struktur lentur

maka pembebanan pada balok perlu diperhitungkan deformasi momennya

Tugas akhir ini merupakan studi untuk merencanakan bangunan tingkat

tinggi dengan struktur baja Dimana bangunan tingkat tinggi tersebut harus

mampu bertahan terhadap gaya gempa dan gaya grafitasi yang terjadi

12 Perumusan Masalah

Dari latar belakang dapat dirumuskan suatu permasalahan sebagai berikut

1 Bagaimana merencanakan dimensi gording terhadap momen akibat gaya

grafitasi dan angin

2 Bagaimana merencanakan tebal floor deck terhadap momen akibat gaya

grafitasi

3 Bagaimana merencanakan dimensi balok anak terhadap momen akibat

gaya grafitasi

4 Bagaimana merencanakan tangga terhadap momen akibat gaya grafitasi

5 Bagaimana merencanakan lantai dengan checkered mild steel

6 Bagaimana merencanakan dimensi kolom dan dimensi balok pada sistem

rangka pemikul momen akibat gaya gravitasi dan gaya gempa

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

3

7 Bagaimana pemodelan dan menganalisa struktur dengan menggunakan

program bantu ETABS 2015

13 Tujuan Penelitian

Adapun maksud dan tujuan penulisan tugas akhir ini adalah

1 Merencanakan dimensi gording terhadap momen akibat gaya grafitasi dan

angin

2 Merencanakan tebal floor deck terhadap momen akibat gaya grafitasi

3 Merencanakan dimensi balok anak terhadap momen akibat gaya grafitasi

4 Merencanakan tangga terhadap momen akibat gaya grafitasi

5 Merencanakan lantai dengan checkered mild steel

6 Merencanakan dimensi kolom dan dimensi balok pada sistem rangka

pemikul momen akibat gaya gravitasi dan gaya gempa

7 Memodelan dan menganalisa struktur dengan menggunakan program bantu

ETABS 2015

14 Mamfaat Penelitian

Tugas akhir ini diharapkan dapat menambah ilmu dan pengetahuan tentang

perencanaan struktur baja pada bangunan yang berfungsi sebagai pabrik dengan

SNI-03-1729-2015 dan SNI-03-1726-2012

15 Pembatasan masalah

Dalam penelitian ini permasalahan dibatasi ruang lingkupnya agar tidak

terlalu luas Pembatasan masalah meliputi

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

4

a Gaya yang bekerja pada struktur utama adalah gaya gravitasi dan gempa

b Tekanan angin pada atap dihitung antara kecepatan angin maximum atau

tekanan minimum

c Jumlah Lantai 8 tingkat

d Fungsi bangunan adalah sebagai pabrik

e Mesin mempunyai struktur dan pondasi sendiri

f Gedung terletak di medan dan digunakan respons spectrum kota medan

pada SNI-03-1726-2012 pada jenis tanah keras

g Tidak meninjau struktur bawah

h Mengunakan pedoman perencanaan pembebanan untuk rumah dan gedung

(SKBI-1353-1987) sebagai acuan beban gravitasi dan beban angin

16 Sistematika Penulisan

BAB I Pendahuluan

Bab ini mencakup latar belakang penelitian tujuan penelitian

pembatasan masalah mekanisme percobaan metodologi penelitian

manfaat penelitian dan sistematika penulisan

BAB II Dasar teori

Pada bab ini berisikan tentang dasar-dasar teori yang berkaitan tentang

penelitian

BAB III Metode perencanaan

Pada bab ini berisikan tentang data spesifikasi dan perencanaan mutu

baja yang digunakan mutu beton yang di gunakan spefisikasi teknis

yang di gunakan dan metode perencanaan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

5

BAB IV Hasil dan Pembahasan

Pada bab ini membahas tentang hasil dari perencanaan struktur

sekunde perencanaan sistem rangka utama shear conector sambungan

dan gambar teknik

BAB V Kesimpulan dan Saran

Pada bab ini berisikan kesimpulan dari hasil penelitian yang diperoleh

dan saran-saran mengenai penelitian yang dilakukan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

6

BAB II

DASAR TEORI

21 Dasar Perencanaan

211 Jenis Pembebanan

Perencanakan struktur pada suatu bangunan bertingkat berdasarkan pada

gaya gaya yang akan bekerja pada bangunan tersebut struktur yang didisain harus

mampu mendukung berat bangunan beban hidup akibat fungsi bangunan tekanan

angin maupun beban khusus berupa gempa dll Beban-beban yang bekerja pada

struktur dihitung menurut Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983

2111 Beban Mati (qDL)

Beban mati adalah berat dari semua bagian dari suatu gedung yang bersifat tetap

termasuk segala unsur tambahan penyelesaianndashpenyelesaian mesin mesin serta

peralatan tetap yang merupakan bagian tak terpisahkan dari gedung ituUntuk

merencanakan gedung ini beban mati yang terdiri dari berat sendiri bahan

bangunan dan komponen gedung adalah

Tabel 21 Berat jenis bahan bangunan

No Material Berat Keterangan 1 Baja 7850 kgm3

2 Batu alam 2600 kgm3

3 Batu belah batu bulatbatu gunung 1500 kgm3 berat tumpuk 4 Batu karang 700 kgm3 berat tumpuk

5 Batu pecah 1450 kgm3

6 Besi tuang 7250 kgm3

7 Beton 2200 kgm3

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

7

Tabel 21 Berat jenis bahan bangunan (lanjutan)

No Material Berat Keterangan 8 Beton bertulang 2400 kgm3

9 Kayu 1000 kgm3 kelas I

10 Kerikil koral 1650 kgm3 kering udara sampai

11 Pasangan bata merah 1700 kgm3

12 Pasangan batu belah batu bulat 2200 kgm3

13 Pasangan batu cetak 2200 kgm3

14 Pasangan batu karang 1450 kgm3

15 Pasir 1600 kgm3 kering udara sampai

16 Pasir 1800 kgm3 jenuh air

17 Pasir kerikil koral 1850 kgm3 kering udara sampai

18 Tanah lempung dan lanau 1700 kgm3 kering udara sampai

19 Tanah lempung dan lanau 2000 kgm3 basah

20 Timah hitam timbel) 11400 kgm3

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

Tabel 22 Beban Mati Tambahan (komponen gedung)

No Material Berat Keterangan

1 Adukan per cm tebal

21

kgm2

- dari semen

- dari kapur semen merahtras 17 kgm2

2 Aspal per cm tebal 14 kgm2

3 Dinding pasangan bata merah

450

kgm2

- satu batu

- setengah batu 250 kgm2

4

Dinding pasangan batako - berlubang tebal dinding 20 cm (HB 20) tebal dinding 10 cm (HB 10)

200120

kgm2

kgm2

- tanpa lubang tebal dinding 15 cm tebal dinding 10 cm

300

200

kgm2

kgm2

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

8

Tabel 22 Beban mati tambahan (komponen gedung) (lanjutan)

No Material Berat Keterangan

5

Langit-langit amp dinding terdiri

- semen asbes (eternit) tebal

maks 4 mm

- kaca tebal 3-5 mm

11

10

kgm2

kgm2

termasuk rusuk-rusuk

tanpa pengantung atau

pengaku

6 Lantai kayu sederhana dengan 40 kgm2 tanpa langit-langit bentang

7 Penggantung langit-langit (kayu) 7 kgm2 bentang maks 5 m jarak

8 Penutup atap genteng 50 kgm2 dengan reng dan usuk kaso

9 Penutup atap sirap 40 kgm2 dengan reng dan usuk kaso

10 Penutup atap seng gelombang 10 kgm2 tanpa usuk

11 Penutup lantai ubin cm tebal 24 kgm2 ubin semen portland teraso

12 Semen asbes gelombang (5 mm) 11 kgm2

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

2112 Beban Hidup (qLL)

Beban hidup adalah semua beban yang terjadi akibat penghuni atau pengguna suatu

gedung termasuk beban ndash beban pada lantai yang berasal dari barang ndash barang yang

dapat berpindah mesin ndash mesin serta peralatan yang merupakan bagian yang tidak

terpisahkan dari gedung dan dapat diganti selama masa hidup dari gedung itu

sehingga mengakibatkan perubahan pembebanan lantai dan atap tersebut

Khususnya pada atap beban hidup dapat termasuk beban yang berasal dari air hujan

(PPIUG 1983)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

9

Beban hidup merupakan baban-beban gravitasi yang bekerja pada saat struktur

telah berfungsi namun bervariasi dalam besar dan lokasinya Contohnya adalah

beban orang furnitur perkakas yang dapat bergerak kendaraan dan barang-barang

yang dapat disimpan Secara praktis beban hidup bersifat tidak permanen

sedangkan yang lainnya sering berpindah-pindah tempatnya Karena tidak

diketahui besar lokasi dan kepadatannya besar dan posisi sebenarnya dari beban-

beban semacam itu sulit sekali ditentukan (Salmon dan Johnson 1992)

Beban hidup untuk bangunan terdiri dari beban hidup lantai dan beban hidup atap

yang bervariasi bergantung pada fungsi bangunan tersebut

Tabel 23 Beban Hidup Pada Lantai Bangunan

No Fungsi Beban Hidup

a Lantai dan tangga rumah tinggal kecuali disebut no b 200 kgm2

b Lantai amp tangga rumah tinggal sederhana dan gudang gudang tidak penting yang bukan untuk toko pabrik atau bengkel

125 kgm2

c Lantai sekolah ruang kuliah Kantor Toko toserba Restoran Hotel asrama Rumah Sakit

250 kgm2

d Lantai ruang olahraga 400 kgm2

e Lantai ruang dansa 500 kgm2

f Lantai dan balkon dalam dari ruang pertemuan yang lain dari pada yang disebut dalam a sd e seperti masjid gereja ruang pagelaranrapat bioskop dengan tempat duduk tetap

400 kgm2

g Lantai panggung dengan tempat duduk tidak tetap atau untuk penonton yang berdiri

500 kgm2

h Lantai Tangga bordes tangga dan gang dari yang disebut dalam c

300 kgm2

i Lantai Tangga bordes tangga dan gang dari yang disebut dalam d e f dan g

500 kgm2

j Lantai ruang pelengkap dari yang disebut dalam c d e f dan g

250 kgm2

k

Lantai Pabrik bengkel gudang Perpustakaan ruang arsiptoko buku toko besi ruang alat alat dan ruang mesin harus direncanakan terhadap beban hidup ditentukan tersendiri dengan minimum

400 kgm2

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

10

Tabel 23 Beban Hidup Pada Lantai Bangunan (lanjutan)

No Fungsi Beban Hidup

l Lantai gedung parkir bertingkat - Lantai bawah - Lantai tingkat lainnya

800 kgm2

400 kgm2

m Lantai balkon-balkon yang menjorok bebas keluar harus direncanakan terhadap beban hidupdari lantai ruang berbatasan dengan minimum

300 kgm2

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

Tabel 24 Beban Hidup Pada Atap

No Fungsi Beban Hidup

a Atap bagiannya dapat dicapai orang termasuk kanopi dan atap dak

100 kgm2

b Atap bagiannya tidak dapat dicapai orang (diambil min) - beban hujan - beban terpusat

20 kgm2 100 kg

c Balokgording tepi kantilever 200 kgm2

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

Berhubung peluang untuk terjadi beban hidup penuh yang membebani semua

bagian dan semua unsur struktur pemikul secara serempak selama unsur gedung

tersebut adalah sangat kecil maka pada perencanaan balok induk dan portal dari

system pemikul beban dari suatu struktur gedung beban hidupnya dikalikan

dengan suatu koefisien reduksi yang nilainya tergantung pada penggunaan

gedung yang ditinjau dan yang dicantumkan pada tabel 25

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

11

Tabel 25 Koefisien reduksi beban hidup

Penggunaan gedung

Koefisien Reduksi Beban HidupPerencanaan balok

induk dan portal Peninjauan

gempa

PERUMAHANPENGHUNIAN

Rumah tinggal asrama hotel rumah sakit

075 030

PENDIDIKAN Sekolah Ruang kuliah

090

050

PERTEMUAN UMUM Mesjid gereja bioskop restoran ruang dansa ruang pagelaran

090 050

KANTOR Kantor Bank 060 030

PERDAGANGAN

Toko toserba pasar 080 080

PENYIMPANAN

Gudang perpustakaan ruang arsip 080 080

INDUSTRI Pabrik bengkel 100 090

TEMPAT KENDARAAN

Garasi gedung parkir 090 050

GANG amp TANGGA - Perumahanpenghunian - Pendidikan kantor - Pertemuan umum perdagangan - Penyimpanan industri tempat

kendaraan

075 075 090

030 050 050

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

12

2113 Beban Angin (qWL)

Besarnya beban angin yang bekerja pada struktur bangunan tergantung dari

kecepatan angin rapat massa udara letak geografis bentuk dan ketinggian

bangunan serta kekakuan struktur Bangunan yang berada pada lintasan angin

akan menyebabkan angin berbelok atau dapat berhenti Sebagai akibatnya energi

kinetik dari angin akan berubah menjadi energi potensial yang berupa tekanan atau

hisapan pada bangunan Beban Angin adalah semua beban yang bekerja pada

gedung atau bagian gedung

Beban Angin ditentukan dengan menganggap adanya tekanan positif dan tekanan

negatif (hisapan) yang bekerja tegak lurus pada bidang yang ditinjau Besarnya

tekanan positif dan negatif yang dinyatakan dalam kgm2 ini ditentukan dengan

mengalikan tekanan tiup dengan koefisien ndash koefisien angin Tekan tiup harus

diambil minimum 25 kgm2 kecuali untuk daerah di laut dan di tepi laut sampai

sejauh 5 km dari tepi pantai Pada daerah tersebut tekanan hisap diambil minimum

40 kg m2 (dimana V adalah kecepatan angin dalam mdet yang harus ditentukan

oleh instansi yang berwenang Sedangkan koefisien angin ( + berarti tekanan dan ndash

berarti isapan ) beban tekanan angin disederhanakan dalam bentuk koefisen angin

yang di rangkum dalam tabel 26

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

13

Tabel 26 Koefisien Beban Angin

No Jenis Gedung Struktur Posisi Tinjauan Koefisien 1 Gedung tertutup

a Dinding vertikal b Atap segitiga

c Atap segitiga majemuk

- di pihak angin - di belakang angin - sejajar arah angin

- di pihak angin (α lt 65o)

- di pihak angin (65o lt α lt90o) - di belakang angin (semua sudut)

- bidang atap di pihak angin (α lt 65o ) - bidang atap di pihak angin

(65oltαlt90o) - bidang atap di belakang angin (semua sudut)

- bidang atap vertikal di belakang angin (semua sudut)

+ 09 - 04 - 04

( 002α - 04)

+ 09 - 04

( 002α - 04)

+ 09

- 04

+ 04

2 Gedung terbuka sebelah Sama dengan No1 dengan tambahan

- bid dinding dalam di pihak angin

- bid dinding dalam di belakang angin

+ 06

- 03

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

2114Beban Gempa

Perhitungan beban gempa dilakukan dengan standart Tata Cara Perencanaan

ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 1726 2012 Pada

peraturan tersebut menggunakan percepatan permukaan tanah (PGA) sebagai acuan

dasar standart Percepatan permukaan tanah adalah percepatan tanah yang sampai

ke lokasi bangunan tersebut akibat adanya gempa dari pusat gempa Variasi

percepatan permukaan tanah bervariasi tergantung jarak dari pusat gempa

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

14

Sumber httpekspedisikompascomcincinapiindexphpinfografis39

Gambar 21 Jalur Cincin Api dan Gunung Berapi Sebagai Pusat Gempa

Gambar 22 Peta Gempa Pada SNI 1726 2012

Beban Gempa rencana pada SNI 1726 2012 ditetapkan sebagai gempa dengan

kemungkinan terlewati besaran nya selama umur struktur bangunan 50 tahun

sebesar 2 Untuk berbagai kategori risiko struktur bangunan gedung dan non

gedung sesuai Tabel 1 pengaruh gempa rencana terhadapnya harus dikalikan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

15

dengan suatu faktor keutamaan Ie menurut Tabel 2 Khusus untuk struktur

bangunan dengan kategori risiko IV bila dibutuhkan pintu masuk untuk

operasional dari struktur bangunan yang bersebelahan maka struktur bangunan

yang bersebelahan tersebut harus didesain sesuai dengan kategori risiko IV

Tabel 27 Kategori risiko bangunan gedung dan non gedung untuk beban

gempa

Jenis pemanfaatan Kategori risiko

Gedung dan non gedung yang memiliki risiko rendah terhadap jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan termasuk tapi tidak dibatasi untuk antara lain

- Fasilitas pertanian perkebunan perternakan dan perikanan - Fasilitas sementara - Gudang penyimpanan - Rumah jaga dan struktur kecil lainnya

I

Semua gedung dan struktur lain kecuali yang termasuk dalam kategori risiko IIIIIV termasuk tapi tidak dibatasi untuk

- Perumahan - Rumah toko dan rumah kantor - Pasar - Gedung perkantoran - Gedung apartemen rumah susun - Pusat perbelanjaan mall - Bangunan industri - Fasilitas manufaktur - Pabrik

II

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

16

Tabel 27 Kategori risiko bangunan gedung dan non gedung untuk beban

gempa (lanjutan)

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

Jenis pemanfaatan Kategori risiko

Gedung dan non gedung yang memiliki risiko tinggi terhadap jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan termasuk tapi tidak dibatasi untuk

- Bioskop - Gedung pertemuan - Stadion - Fasilitas kesehatan yang tidak memiliki unit bedah dan unit gawat darurat - Fasilitas penitipan anak - Penjara - Bangunan untuk orang jompo

Gedung dan non gedung tidak termasuk kedalam kategori risiko IV yang memiliki potensi untuk menyebabkan dampak ekonomi yang besar danatau gangguan massal terhadap kehidupan masyarakat sehari-hari bila terjadi kegagalan termasuk tapi tidak dibatasi untuk

- Pusat pembangkit listrik biasa - Fasilitas penanganan air - Fasilitas penanganan limbah - Pusat telekomunikasi

Gedung dan non gedung yang tidak termasuk dalam kategori risiko IV (termasuk tetapi tidak dibatasi untuk fasilitas manufaktur proses penanganan penyimpanan penggunaan atau tempat pembuangan bahan bakar berbahaya bahan kimia berbahaya limbah berbahaya atau bahan yang mudah meledak) yang mengandung bahan beracun atau peledak di mana jumlah kandungan bahannya melebihi nilai batas yang disyaratkan oleh instansi yang berwenang dan cukup menimbulkan bahaya bagi masyarakat jika terjadi kebocoran

III

Gedung dan non gedung yang ditunjukkan sebagai fasilitas yang penting termasuk tetapi tidak dibatasi untuk

- Bangunan-bangunan monumental - Gedung sekolah dan fasilitas pendidikan - Rumah sakit dan fasilitas kesehatan lainnya yang memiliki fasilitas bedah

dan unit gawat darurat - Fasilitas pemadam kebakaran ambulans dan kantor polisi serta garasi

kendaraan darurat - Tempat perlindungan terhadap gempa bumi angin badai dan tempat

perlindungan darurat lainnya - Fasilitas kesiapan darurat komunikasi pusat operasi dan fasilitas lainnya

untuk tanggap darurat - Pusat pembangkit energi dan fasilitas publik lainnya yang dibutuhkan pada

saat keadaan darurat - Struktur tambahan (termasuk menara telekomunikasi tangki penyimpanan

bahan bakar menara pendingin struktur stasiun listrik tangki air pemadam kebakaran atau struktur rumah atau struktur pendukung air atau material atau peralatan pemadam kebakaran ) yang disyaratkan untuk beroperasi pada saat keadaan darurat

Gedung dan non gedung yang dibutuhkan untuk mempertahankan fungsi struktur bangunan lain yang masuk ke dalam kategori risiko IV

IV

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

17

Tabel 28 Faktor keutamaan gempa

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

lokasi proyek berada pada daerah wilayah medan (045g = 441 ms2) sehingga

di digunakan spectrum rencana sebagai berikut

Sumber httppuskimpugoidAplikasidesain_spektra_indonesia_2011

Gambar 23 Respon Spektrum Gempa Rencana Wilayah Medan

(SNI-03-1726-2012)

Kategori risiko Faktor keutamaan gempa Ie

I atau II 10III 125IV 150

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

18

Sistem penahan gaya gempa lateral dan vertikal dasar harus memenuhi salah

satu tipe yang ditunjukkan dalam Tabel 9 atau kombinasi sistem seperti dalam

722 723 dan 724 Pembagian setiap tipe berdasarkan pada elemen vertikal

yang digunakan untuk menahan gaya gempa lateral Sistem struktur yang

digunakan harus sesuai dengan batasan system struktur dan batasan ketinggian

struktur yang ditunjukkan dalam Tabel 9 Koefisien modifikasi respons yang

sesuai R faktor kuat lebih sistem 0 Ω dan koefisien amplifikasi defleksi d C

sebagaimana ditunjukkan dalam Tabel9 harus digunakan dalam penentuan

geser dasar gaya desain elemen dan simpangan antarlantai tingkatdesain

Setiap sistem penahan gaya gempa yang dipilih harus dirancang dan didetailkan

sesuai dengan persyaratan khusus bagi sistem tersebut yang ditetapkan dalam

dokumen acuan yang berlaku seperti terdaftar dalam Tabel 9 dan persyaratan

tambahan yang ditetapkan dalam 714 Sistem penahan gaya gempa yang tidak

termuat dalam Tabel 9 diijinkan apabila data analitis dan data uji diserahkan

kepada pihak yang berwenang memberikan persetujuan yang membentuk

karakteristik dinamis dan menunjukkan tahanan gaya lateral dan kapasitas

disipasi energi agar ekivalen dengan sistem struktur yang terdaftar dalam Tabel

9 untuk nilainilai ekivalen dari koefisien modifikasi respons R koefisien kuat-

lebih sistem Ω0 dan factor amplifikasi defleksi Cd (SNI 17262012)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

19

Tabel 29 Faktor R Cd dan Ω0 untuk sistem penahan gaya gempa

Sistem penahan-gaya seismik

Koefisien modifika

si respons

Ra

Faktor kuat- lebih sistem

Ω0g

Faktor

pembesaran defleksi

Cdb

Batasan sistem struktur dan batasan

tinggi struktur h (m) c

Kategori desain seismik

B C D

d E d

F e

A Sistem dinding penumpu 711 712 713 714 715 716 717 718

1 Dinding geser beton bertulang khusus 5 2frac12 5 TB TB 48 48 30

2 Dinding geser beton bertulang biasa 4 2frac12 4 TB TB TI TI TI

3 Dinding geser beton polos didetail 2 2frac12 2 TB TI TI TI TI

4 Dinding geser beton polos biasa 1frac12 2frac12 1frac12 TB TI TI TI TI

5 Dinding geser pracetak menengah 4 2frac12 4 TB TB 12k 12k 12k

6 Dinding geser pracetak biasa 3 2frac12 3 TB TI TI TI TI

7 Dinding geser batu bata bertulang khusus 5 2frac12 3frac12 TB TB 48 48 30

8 Dinding geser batu bata bertulang h

3frac12 2frac12 2frac14 TB TB TI TI TI

9 Dinding geser batu bata bertulang biasa 2 2frac12 1frac34 TB 48 TI TI TI

10Dinding geser batu bata polos didetail 2 2frac12 1frac34 TB TI TI TI TI

11Dinding geser batu bata polos biasa 1frac12 2frac12 1frac14 TB TI TI TI TI

12Dinding geser batu bata prategang 1frac12 2frac12 1frac34 TB TI TI TI TI

13Dinding geser batu bata ringan (AAC) bertulang biasa

2 2frac12 2 TB 10 TI TI TI

14Dinding geser batu bata ringan (AAC) polos biasa

1frac12 2frac12 1frac12 TB TI TI TI TI

15Dinding rangka ringan (kayu) dilapisidengan panel struktur kayu yang ditujukanuntuk tahanan geser atau dengan lembaran baja

6frac12 3 4 TB TB 20 20 20

16Dinding rangka ringan (baja canai dingin)yang dilapisi dengan panel struktur kayuyang ditujukan untuk tahanan geser ataudengan lembaran baja

6frac12 3 4 TB TB 20 20 20

17 Dinding rangka ringan dengan panel geser dari semua material lainnya

2 2frac12 2 TB TB 10 TI TI

18Sistem dinding rangka ringan (baja canai dingin) menggunakan bresing strip datar

4 2 3frac12 TB TB 20 20 20

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

20

Tabel 29 Faktor R Cd dan Ω0 untuk sistem penahan gaya gempa (lanjutan)

Sistem penahan-gaya seismik

Koefisien modifikasi respons

Ra

Faktor kuat- lebih sistem

Ω0g

Faktor

pembesarandefleksi

Cdb

Batasan sistem struktur dan batasan

tinggi struktur h (m) c

Kategori desain seismik

B C D d E

d F

e

B Sistem rangka bangunan

1 Rangka baja dengan bresing eksentris 8 2 4 TB TB 48 48 30

2 Rangka baja dengan bresing konsentris 6 2 5 TB TB 48 48 30 3 Rangka baja dengan bresing konsentris biasa 3frac14 2 3frac14 TB TB 10j 10j TIj

4 Dinding geser beton bertulang khusus 6 2frac12 5 TB TB 48 48 30

5 Dinding geser beton bertulang biasa 5 2frac12 4 TB TB TI TI TI 6 Dinding geser beton polos detail 2 2frac12 2 TB TI TI TI TI

7 Dinding geser beton polos biasa 1frac12 2frac12 1 TB T TI TI TI

8 Dinding geser pracetak menengah 5 2frac12 4 TB TB 12k 12k 12k

9 Dinding geser pracetak biasa 4 2frac12 4 TB TI TI TI TI 10Rangka baja dan beton komposit

dengan bresing eksentris 8 2 4 TB TB 48 48 30

11Rangka baja dan beton komposit dengan bresing konsentris khusus

5 2 4frac12

TB TB 48 48 30

12Rangka baja dan beton komposit dengan bresing biasa

3 2 3 TB TB TI TI TI

13Dinding geser pelat baja dan beton komposit 6frac12 2frac12 5 TB TB 48 48 30

14Dinding geser baja dan beton komposit 6 2frac12 5 TB TB 48 48 30

15Dinding geser baja dan beton komposit biasa 5 2frac12 4 TB TB TI TI TI

16Dinding geser batu bata bertulang khusus 5frac12 2frac12 4 TB TB 48 48 30

17Dinding geser batu bata bertulang menengah 4 2frac12 4 TB TB TI TI TI

18Dinding geser batu bata bertulang biasa 2 2frac12 2 TB 48 TI TI TI

19Dinding geser batu bata polos didetail 2 2frac12 2 TB TI TI TI TI

20Dinding geser batu bata polos biasa 1frac12 2frac12 1 TB T TI TI TI

21Dinding geser batu bata prategang 1frac12 2frac12 1 TB T TI TI TI

22Dinding rangka ringan (kayu) yang dilapisi dengan panel struktur kayu yangdimaksudkan untuk tahanan geser

7 2frac12 4frac12 TB TB 22 22 22

23Dinding rangka ringan (baja canai dingin)yang dilapisi dengan panel struktur kayuyang dimaksudkan untuk tahanan geser atau dengan lembaran baja

7 2frac12 4frac12 TB TB 22 22 22

24Dinding rangka ringan dengan panel geser dari semua material lainnya

2frac12 2frac12 2frac12 TB TB 10 TB TB

25Rangka baja dengan bresing terkekang terhadap tekuk

8 2frac12 5 TB TB 48 48 30

26Dinding geser pelat baja khusus 7 2 6 TB TB 4 48 30

C Sistem rangka pemikul momen

1 Rangka baja pemikul momen khusus 8 3 5frac12 TB TB T TB TB

2 Rangka batang baja pemikul momen khusus 7 3 5frac12 TB TB 48 30 TI

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

21

Tabel 29 Faktor R Cd dan Ω0 untuk sistem penahan gaya gempa (lanjutan)

Sistem penahan-gaya seismik

Koefisien

modifikasi respons

Ra

Faktor kuat- lebih sistem

Ω0g

Faktor

pembesaran defleksi

Cdb

Batasan sistem struktur dan batasan

tinggi struktur h (m) c

Kategori desain seismik

B C Dd E

d F

e

3 Rangka baja pemikul momen menengah 4frac12 3 4 TB 1TB 10hi TIh TIi

4 Rangka baja pemikul momen biasa 3frac12 3 3 TB TB TIh TIh TIi

5 Rangka beton bertulang pemikul momen khusus

8 3 5frac12 TB TB TB TB TB

6 Rangka beton bertulang pemikul momen menengah

5 3 4frac12 TB TB TI TI TI

7 Rangka beton bertulang pemikul momen 3 3 2frac12 TB TI TI TI TI

8 Rangka baja dan beton komposit pemikul momen khusus

8 3 5frac12 TB TB TB TB TB

9 Rangka baja dan beton komposit pemikul momen menengah

5 3 4frac12 TB TB TI TI TI

10Rangka baja dan beton komposit terkekang parsial pemikul momen

6 3 5frac12 48 48 30 TI TI

11Rangka baja dan beton komposit pemikul momen biasa

3 3 2frac12 TB TI TI TI TI

12 Rangka baja canai dingin pemikul momen khusus dengan pembautan

3frac12 3o 3frac12 10 10 10 10 10

D Sistem ganda dengan rangka pemikul momen khusus yang mampu menahan paling sedikit 25 persen gaya gempayang ditetapkan

1 Rangka baja dengan bresing eksentris 8 2frac12 4 TB TB TB TB TB

2 Rangka baja dengan bresing konsentris khusus

7 2frac12 5frac12 TB TB TB TB TB

3 Dinding geser beton bertulang khusus 7 2frac12 5frac12 TB TB TB TB TB

4 Dinding geser beton bertulang biasa 6 2frac12 5 TB TB TI TI TI

5 Rangka baja dan beton komposit dengan bresing eksentris

8 2frac12 4 TB TB TB TB TB

6 Rangka baja dan beton komposit dengan bresing konsentris khusus

6 2frac12 5 TB TB TB TB TB

7 Dinding geser pelat baja dan beton 7frac12 2frac12 6 TB TB TB TB TB

8 Dinding geser baja dan beton komposit 7 2frac12 6 TB TB TB TB TB

9 Dinding geser baja dan beton komposit 6 2frac12 5 TB TB TI TI TI 10Dinding geser batu bata bertulang khusus 5frac12 3 5 TB TB TB TB TB

11Dinding geser batu bata bertulang 4 3 3frac12 TB TB TI TI TI

12Rangka baja dengan bresing terkekang terhadap tekuk

8 2frac12 5 TB TB TB TB TB

13Dinding geser pelat baja khusus 8 2frac12 6frac12 TB TB TB TB TB

E Sistem ganda dengan rangka pemikul momen menengah mampu menahan paling sedikit 25 persen gayagempayang ditetapkan

1 Rangka baja dengan bresing

konsentris khususf

6 2frac12 5 TB TB 10 TI TIhk

2 Dinding geser beton bertulang khusus 6frac12 2frac12 5 TB TB 48 30 30

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

22

Tabel 29 Faktor R Cd dan Ω0 untuk sistem penahan gaya gempa (lanjutan)

Sistem penahan-gaya seismik

Koefisien

modifikasi respons

Ra

Faktor kuat- lebih sistem

Ω0g 0

Faktor

pembesaran defleksi

Cdb

Batasan sistem struktur dan batasan

tinggi struktur h (m) c

Kategori desain seismik

B C Dd E d F e

3 Dinding geser batu bata bertulang biasa 3 3 2frac12 TB 48 TI T TI 4 Dinding geser batu bata bertulang 3frac12 3 3 TB TB TI TI TI

5 Rangka baja dan beton komposit dengan bresing konsentris khusus

5frac12 2frac12 4frac12 TB TB 48 30 TI

6 Rangka baja dan beton komposit dengan bresing biasa

3frac12 2frac12 3 TB TB TI TI TI

7 Dinding geser baja dan betonkomposit 5 3 4frac12 TB TB TI TI TI

8 Dinding geser beton bertulang biasa 5frac12 2frac12 4frac12 TB TB TI TI TI

F Sistem interaktif dinding geser-rangka dengan rangka pemikul momen beton bertulang biasa dan dinding geser beton bertulang biasa

4frac12 2frac12 4 TB TI TI TI TI

G Sistem kolom kantilever didetail untuk memenuhi persyaratan

1 Sistem kolom baja dengan kantilever khusus

2frac12 1frac14 2frac12 10 10 10 10 10

2 Sistem kolom baja dengan kantilever biasa 1frac14 1frac14 1frac14 10 10 TI TIhi TIh

i3 Rangka beton bertulang pemikul momen

khusus 2frac12 1frac14 2frac12 10 10 10 10 10

4 Rangka beton bertulang pemikul momen menengah

1frac12 1frac14 1frac12 10 10 TI TI TI

5 Rangka beton bertulang pemikul momen biasa

1 1frac14 1 10 TI TI TI TI

6 Rangka kayu 1frac12 1frac12 1frac12 10 10 10 TI TI

H Sistem baja tidak didetail secara khusus untuk ketahanan seismik tidak termasuk sistem kolom kantilever

3 3 3 TB TB TI TI TI

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

Bekerjanya beban untuk bangunan bertingkat berlaku sistem gravitasi yaitu

elemen struktur yang berada di atas akan membebani elemen struktur di

bawahnya atau dengan kata lain elemen struktur yang mempunyai kekuatan

lebih besar akan menahan atau memikul elemen struktur yang mempunyai

kekuatan lebih kecil

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

23

Dengan demikian sistem bekerjanya beban untuk elemen ndash elemen struktur

gedung bertingkat secara umum dapat dinyatakan sebagai berikut beban pelat

lantai didistribusikan terhadap balok anak dan balok portal beban balok portal

didistribusikan ke kolom dan beban kolom kemudian diteruskan ke tanah dasar

melalui pondasi

Dalam perumusan kriteria desain seismik suatu bangunan di permukaan tanah

atau penentuan amplifikasi besaran percepatan gempa puncak dari batuan dasar

ke permukaan tanah untuk suatu situs maka situs tersebut harus diklasifikasikan

terlebih dahulu Profil tanah di situs harus diklasifikasikan sesuai dengan Tabel

210 berdasarkan profil tanah lapisan 30 m paling atas Penetapan kelas situs

harus melalui penyelidikan tanah di lapangan dan dilaboratorium yang

dilakukan oleh otoritas yang berwewenang atau ahli desain geoteknik

bersertifikat dengan minimal mengukur secara independen dua dari tiga

parameter tanah yang tercantum dalam Tabel 210 Dalam hal ini kelas situs

dengan kondisi yang lebih buruk harus diberlakukan Apabila tidak tersedia data

tanah yang spesifik pada situs sampai kedalaman 30 m maka sifat-sifat tanah

harus diestimasi oleh seorang ahli geoteknik yang memiliki sertifikatijin

keahlian yang menyiapkan laporan penyelidikan tanah berdasarkan kondisi

getekniknya Penetapan kelas situs SA dan kelas situs SB tidak diperkenankan

jika terdapat lebih dari 3 m lapisan tanah antara dasar telapak atau rakit fondasi

dan permukaan batuan dasar (SNI 17262012)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

24

Tabel 210 Klasifikasi situs

Kelas situs vs (mdetik) N atau N ch su (kPa)

SA (batuan keras) gt1500 NA NA SB (batuan) 750 sampai 1500 NA NA SC (tanah keras sangat padat dan batuan lunak)

350 sampai 750 gt50

2100

SD (tanah sedang) 175 sampai 350 15sampai 50 50 sampai100 lt 175 lt15 lt 50SE (tanah lunak) Atau setiap profil tanah yang mengandung lebih dari 3 m tanah dengan

karateristik sebagai berikut 1 Indeks plastisitas PI gt 20 2 Kadar air w 2 40 3 Kuat geser niralir su lt 25 kPa

SF (tanah khusus)

Setiap profil lapisan tanah yang memiliki salah satu atau lebih dari karakteristik berikut - Rawan dan berpotensi gagal atau runtuh akibat beban gempa seperti

mudah likuifaksi lempung sangat sensitif tanah tersementasi lemah - Lempung sangat organik danatau gambut (ketebalan H gt 3 m)

- Lempung berplastisitas sangat tinggi (ketebalan H gt 75 m dengan

Indeks Plasitisitas PI gt 75 ) Lapisan lempung lunaksetengah teguh dengan ketebalan H gt 35 m

dengan su lt 50 kPa

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

- Kecepatan rata-rata gelombang geser Vs

Dimana

di = tebal setiap lapisan antara kedalaman 0 sampai 30 meter

Vsi = kecepatan gelombang geser lapisan i dinyatakan dalam meter per

detik (mdetik)

- Tahanan penetrasi standar lapangan rata-rata N

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

25

Dimana

di = tebal setiap lapisan antara kedalaman 0 sampai 30 meter

Ni = tahanan penetrasi standar 60 persen energy ( N60 ) yang terukur

langsung di lapangan tanpa koreksi dengan nilai tidak lebih dari

305 pukulanm

- Kuat geser niralir rata-rata Su

Dimana

dc = jumlah ketebalan total dari lapisan - lapisan tanah kohesif di

dalam lapisan 30 meter paling atas

Sui = kuat geser niralir (kPa) dengan nilai tidak lebih dari 250 kPa

Untuk penentuan respons spektral percepatan gempa MCER di permukaan tanah

diperlukan suatu faktor amplifikasi seismik pada perioda 02 detik dan perioda 1

detik Faktor amplifikasi meliputi faktor amplifikasi getaran terkait percepatan pada

getaran perioda pendek (Fa) dan faktor amplifikasi terkait percepatan yang

mewakili getaran perioda 1 detik (Fv) Parameter spektrum respons percepatan pada

perioda pendek (SMS) dan perioda 1 detik (SM1) Yang disesuaikan dengan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

26

pengaruh klasifikasi situs (SNI 17262012) harus ditentukan dengan perumusan

berikut ini

SMS = Fa Ss

SM1 = Fv S1

Dimana

Ss = parameter respons spektral percepatan gempa MCER terpetakan untuk

perioda pendek

S1 = parameter respons spektral percepatan gempa MCER terpetakan untuk

perioda 10 detik

dan koefisien situs Fa dan Fv mengikuti Tabel 211 dan Tabel 212

Tabel 211 Koefisien situs Fa

Kelas situs

Parameter respons spektral percepatan gempa (MCER) terpetakan padaperioda pendek T=02 detik Ss

Ss s 025 Ss = 05 Ss = 075 Ss = 10 Ss 2 125 SA 08 08 08 08 08SB 10 10 10 10 10SC 12 12 11 10 10SD 16 14 12 11 10SE 25 17 12 09 09SF SSb

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

CATATAN

- Untuk nilai-nilai antara Ss dapat dilakukan interpolasi linier

- SS = Situs yang memerlukan investigasi geoteknik spesifik dan analisis respons situs spesifik

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

27

Tabel 212 Koefisien situs Fv

Kelas situs

Parameter respons spektral percepatan gempa MCER terpetakan padaperioda 1 detik S1

S1 s 01 S1 = 02 S1 = 03 S1 = 04 S1 2 05 SA 08 08 08 08 08SB 10 10 10 10 10SC 17 16 15 14 13SD 24 2 18 16 15SE 35 32 28 24 24SF SSb

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

CATATAN

- Untuk nilai-nilai antara Ss dapat dilakukan interpolasi linier

- SS = Situs yang memerlukan investigasi geoteknik spesifik dan analisis respons situs spesifik Struktur harus ditetapkan memiliki suatu kategori desain seismik Struktur dengan

kategori risiko I II atau III yang berlokasi di mana parameter respons spektral

percepatan terpetakan pada perioda 1 detik S1 lebih besar dari atau sama dengan

075 harus ditetapkan sebagai struktur dengan kategori desain seismik E Struktur

yang berkategori risiko IV yang berlokasi di mana parameter respons spektral

percepatan terpetakan pada perioda 1 detik S1 lebih besar dari atau sama dengan

075 harus ditetapkan sebagai struktur dengan kategori desain seismik F Semua

struktur lainnya harus ditetapkan kategori desain seismiknya berdasarkan kategori

risikonya dan parameter respons spektral percepatan desainnya SDS dan SD1

Masing-masing bangunan dan struktur harus ditetapkan ke dalam kategori desain

seismik yang lebih parah dengan mengacu pada Tabel 213 atau 214 terlepas dari

nilai perioda fundamental getaran struktur T (SNI 17262012)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

28

Tabel 213 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan pada perioda pendek

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

Tabel 214 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons

percepatan pada perioda 1 detik

Nilai S D1 Kategori risiko

I atau II atau III IV

SD1 lt 0167 A A

0067 lt SD1 lt 0133 B C

0133 lt SD1 lt 020 C D

020 lt SD1 D D (Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung

dan non gedung SNI 17262012)

Geser dasar seismik V dalam arah yang ditetapkan harus ditentukan sesuai

dengan persamaan berikut

V = Cs W

Keterangan

Cs = koefisien respons seismik

W = berat seismik efektif

Berat seismik efektif struktur W menurut SNI 17262012 harus menyertakan

seluruh beban mati dan beban lainnya yang terdaftar di bawah ini

Nilai SDS Kategori risiko

I atau II atau III IV

SDS lt 0167 A A

0167 lt SDS lt 033 B C

033 lt SDS lt 050 C D

050 lt SDS D D

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

29

1 Dalam daerah yang digunakan untuk penyimpanan minimum sebesar 25

persen beban hidup lantai (beban hidup lantai di garasi publik dan struktur

parkiran terbuka serta beban penyimpanan yang tidak melebihi 5 persen

dari berat seismik efektif pada suatu lantai tidak perlu disertakan)

2 Jika ketentuan untuk partisi disyaratkan dalam desain beban lantai diambil

sebagai yang terbesar di antara berat partisi aktual atau berat daerah lantai

minimum sebesar 048 kNm2

3 Berat operasional total dari peralatan yang permanen

4 Berat lansekap dan beban lainnya pada taman atap dan luasan sejenis

lainnya

Koefisien respons seismik Cs harus ditentukan sesuai dengan

Cs =

Dimana

SDS = parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang perioda

pendek

R = faktor modifikasi respons dalam Tabel 29

Ie = faktor keutamaan gempa yang ditentukan sesuai Tabel 28

Nilai Cs yang dihitung sesuai dengan Persamaan diatas tidak perlu melebihi Cs dari

persamaan di bawah

Cs =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

30

Cs yang di dapatkan harus tidak kurang dari

Cmin = 0044 SDS Ie gt 001

Sebagai tambahan untuk struktur yang berlokasi di daerah di mana 1 S sama

dengan atau lebih besar dari 06g maka Cs harus tidak kurang dari

Cs =

Dimana

SDS = parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang perioda

pendek

SD1 = parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang sebesar

10 detik

R = faktor modifikasi respons dalam Tabel 29

Ie = faktor keutamaan gempa yang ditentukan sesuai Tabel 28

T = perioda fundamental struktur (detik)

Perioda fundamental pendekatan Ta dalam detik harus ditentukan dari

Ta = Ct

Dimana

hn = ketinggian struktur dalam (m)

Ct = koefisien prioda struktur pendekatan yang ditentukan dalam tabel 213

x = koefisien ketinggian yang ditentukan dalam tabel 213

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

31

Tabel 215 Nilai parameter perioda pendekatan Ct dan x

Tipe struktur Ct x

Sistem rangka pemikul momen di mana rangka memikul 100 persen gaya gempa yang disyaratkan dan tidak dilingkupi atau dihubungkan dengan komponen yang lebih kaku dan akan mencegah rangka dari defleksi jika dikenai gaya gempa

Rangka baja pemikul momen 00724 a 08

Rangka beton pemikul momen 00466 a 09

Rangka baja dengan bresing eksentris 00731 a 075

Rangka baja dengan bresing terkekang terhadap tekuk 00731 a 075

Semua sistem struktur lainnya 00488 a 075

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

Sebagai alternatif menurut SNI 17262012 untuk menentukan perioda fundamental

pendekatan Ta dalam detik dari persamaan berikut untuk struktur dengan

ketinggian tidak melebihi 12 tingkat di mana sistem penahan gaya gempa terdiri

dari rangka penahan momen beton atau baja secara keseluruhan dan tinggi tingkat

paling sedikit 3 m

Ta = 01N

Dimana

N = jumlah tingkat (m)

Perioda fundamental struktur harus dibatasi dengan

Tmax = Cu Ta

Dimana

Ta = waktu getar struktur dalam (m)

Cu = koefisien batas prioda struktur yang ditentukan dalam tabel 214

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

32

Tabel 216 Koefisien untuk batas perioda struktur

Parameter percepatan respons spektral desain pada 1 detik S D1

Koefisien Cu

gt 04 14 03 14 02 15

015 16

lt 01 17 (Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur

gedung dan non gedung SNI 17262012)

212 Kombinasi Pembebanan

komponen-elemen struktur dan elemen-elemen fondasi menurut SNI

17262012 harus dirancang sedemikian hingga kuat rencananya sama atau melebihi

pengaruh beban-beban terfaktor dengan kombinasi-kombinasi sebagai berikut

1 14D

2 12D + 16L + 05(Lr atau R)

3 12D + 16(Lr atau R) + (L atau 05W)

4 12D + 10 W + L + 05(Lr atau R)

5 12D + 10 E + L

6 09D + 10 W

7 09D + 10 E

8

Pengaruh beban gempa E harus ditentukan sesuai dengan berikut ini

1 Untuk penggunaan dalam kombinasi beban 5 dalam

E = Eh + Ev

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

33

2 Untuk penggunaan dalam kombinasi beban 7

E = Eh - Ev

Keterangan

E = pengaruh beban gempa

Eh = pengaruh beban gempa horisontal

Ev = pengaruh beban gempa vertikal

Pengaruh beban gempa horisontal Eh harus ditentukan sesuai dengan Persamaan

sebagai berikut

E h = ρQh

Keterangan

Q = pengaruh gaya gempa horisontal dari V atau F p

ρ = faktor redundansi

Untuk struktur yang dirancang untuk kategori desain seismik D E atau Fm

SNI 17262012 mengatur ρ harus sama dengan 13 kecuali jika satu dari dua

kondisi berikut dipenuhi di mana p diijinkan diambil sebesar 10

a Masing-masing tingkat yang menahan lebih dari 35 persen geser dasar dalam

arah yang ditinjau harus sesuai dengan Tabel 212

b Struktur dengan denah beraturan di semua tingkat dengan sistem penahan gaya

gempa terdiri dari paling sedikit dua bentang perimeter penahan gaya gempa

yang merangka pada masing-masing sisi struktur dalam masing-masing arah

ortogonal di setiap tingkat yang menahan lebih dari 35 persen geser dasar

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

34

Jumlah bentang untuk dinding geser harus dihitung sebagai panjang dinding

geser dibagi dengan tinggi tingkat atau dua kali panjang dinding geser dibagi

dengan tinggi tingkat hsx untuk konstruksi rangka ringan

Tabel 217 Persyaratan untuk masing-masing tingkat yang menahan lebih

dari 35 persen gaya geser dasar

Elemen penahan gaya lateral

Persyaratan

Rangka dengan bresing

Pelepasan bresing individu atau sambungan yang terhubung tidak akan mengakibatkan reduksi kuat tingkat sebesar lebih dari 33 persen atau sistem yang dihasilkan tidak mempunyai ketidakteraturan torsi yang berlebihan (ketidakteraturan struktur horisontal Tipe 1b)

Rangka pemikul momen

Kehilangan tahanan momen di sambungan balok ke kolom di kedua ujung balok tunggal tidak akan mengakibatkan lebih dari reduksi kuat tingkat sebesar33 persen atau sistem yang dihasilkan tidak mempunyai ketidakteraturantorsi yang berlebihan (ketidakteraturan struktur horisontal Tipe 1b)

Dinding geser atau pilar dinding dengan rasio tinggi terhadap panjang lebih besar dari 10

Pelepasan dinding geser atau pier dinding dengan rasio tinggi terhadap panjang lebih besar dari 10 di semua tingkat atau sambungan kolektor yang terhubung tidak akan mengakibatkan lebih dari reduksi kuat tingkat sebesar 33 persen atau sistem yang dihasilkan mempunyai ketidakteraturan torsi yang berlebihan (ketidakteraturan struktur horisontal Tipe 1b)

Kolom kantilever Kehilangan tahanan momen di sambungan dasar semua kolom kantilever tunggal tidak akan mengakibatkan lebih dari reduksi kuat tingkat sebesar 33 persen atau sistem yang dihasilkan mempunyai ketidakteraturan torsi yang berlebihan (ketidakteraturan struktur horisontal Tipe 1b)

Lainnya Tidak ada persyaratan

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

22 Kinerja Struktur Gedung

221 Kinerja Batas Layan

Kinerja batas layan struktur gedung ditentukan oleh simpangan antar tingkat

akibat pengaruh gempa rencana yaitu untuk membatasi terjadinya pelelehan baja

dan peretakan beton yang berlebihan di samping untuk mencegah kerusakan

nonstruktur dan ketidaknyamanan penghuni Simpangan antar-tingkat ini harus

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

35

dihitung dari simpangan struktur gedung tersebut akibat pengaruh gempa nominal

yang telah dibagi Faktor Skala

Faktor Skala =

gt 1

Dimana

V1 = Gaya geser dasar nominal sebagai respons dinamik ragam yang

pertama saja

Vt = Gaya geser dasar nominal yang didapat dari hasil analisis ragam

spektrum respons yang telah dilakukan

Gaya geser dasar nominal yang didapat dari hasil spektrum respons Analisis harus

dilakukan untuk menentukan ragam getar alami untuk struktur Analisis harus

menyertakan jumlah ragam yang cukup untuk mendapatkan partisipasi massa

ragam terkombinasi sebesar paling sedikit 90 persen dari massa aktual dalam

masing-masing arah horisontal ortogonal dari respons yang ditinjau oleh model

Parameter respons ragam untuk masing-masing parameter desain terkait gaya yang

ditinjau termasuk simpangan antar lantai tingkat gaya dukung dan gaya elemen

struktur individu untuk masing-masing ragam respons harus dihitung menggunakan

properti masing-masing ragam dan spectrum respons dibagi dengan kuantitas (R

Ie) Parameter respons terkombinasi untuk perpindahan dan kuantitas simpangan

antar lantai harus dikalikan dengan kuantitas (CdIe) Nilai untuk masing-masing

parameter yang ditinjau yang dihitung untuk berbagai ragam harus

dikombinasikan menggunakan metoda akar kuadrat jumlah kuadrat (SRSS) atau

metoda kombinasi kuadrat lengkap (CQC) sesuai dengan SNI 17262012 Metoda

CQC harus digunakan untuk masing-masing nilai ragam di mana ragam berjarak

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

36

dekat mempunyai korelasi silang yang signifikan di antara respons translasi dan

torsi

Kinerja batas ultimit struktur gedung ditentukan oleh simpangan antar-tingkat

maksimum struktur gedung akibat pengaruh gempa rencana dalam kondisi struktur

gedung di ambang keruntuhan yaitu untuk membatasi kemungkinan terjadinya

keruntuhan struktur gedung yang dapat menimbulkan korban jiwa manusia dan

untuk mencegah benturan berbahaya antar-gedung atau antar bagian struktur

gedung yang dipisah dengan sela pemisah (sela delatasi) simpangan antar-tingkat

ini harus dihitung dari simpangan struktur gedung akibat pembebanan gempa

nominal (SNI 17262002) Penentuan simpangan antar lantai tingkat desain ( ∆ )

harus dihitung sebagai perbedaan defleksi pada pusat massa di tingkat teratas dan

terbawah yang ditinjau Lihat Gambar 24 Apabila pusat massa tidak terletak

segaris dalam arah vertikal diijinkan untuk menghitung defleksi di dasar tingkat

berdasarkan proyeksi vertikal dari pusat massa tingkat di atasnya (SNI 17262012)

Gambar 24 Penentuan simpangan antar lantai

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

37

Defleksi pusat massa di tingkatx (δx) (mm) harus ditentukan sesuai dengan

persamaan berikut

δx =

Dimana

Cd = faktor amplifikasi defleksi dalam Tabel 29

δxe = defleksi pada lokasi yang disyaratkan pada pasal ini yang ditentukan

dengan analisis elastis

Ie = faktor keutamaan gempa yang ditentukan sesuai dengan tabel 28

Simpangan antar lantai tingkat desain ∆ tidak boleh melebihi simpangan antar

lantai tingkat ijin ∆a seperti didapatkan dari Tabel 213 untuk semua tingkat

Tabel 218 Simpangan antar lantai ijin

Struktur

Kategori risiko

I atau II III IV

Struktur selain dari struktur dinding geser batu bata 4 tingkat atau kurang dengan dinding interior partisi langit-langit dan sistem dinding eksterior yang telah didesain untuk mengakomodasi simpangan antar lantai tingkat

0025h c

sx 0020 hsx 0015 hsx

Struktur dinding geser kantilever batu batad 0010 hsx 0010 hsx 0010 hsx

Struktur dinding geser batu bata lainnya 0007 hsx 0007 hsx 0007 hsx

Semua struktur lainnya 0020 hsx 0015 hsx 0010 hsx

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

Dua bagian struktur gedung yang tidak direncanakan untuk bekerja sama sebagai

satu kesatuan dalam mengatasi pengaruh Gempa Rencana harus dipisahkan yang

satu terhadap yang lainnya dengan suatu sela pemisah (sela delatasi) yang lebarnya

paling sedikit harus sama dengan jumlah simpangan masing-masing bagian struktur

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

38

gedung pada taraf itu Dalam segala hal lebar sela pemisah tidak boleh ditetapkan

kurang dari 75 mm (SNI 17262012)

222 Kinerja Batas kekuatan

2221 Perencanaan Pelat Floor Deck

Floor deck pada pelat menggantikan fungsi tulangan Tarik pada daerah

lapangan Analisis pelat floor deck meggunakan metode pelat satu arah Bila pelat

mengalami rotasi bebas pada tumpuan pelat dan tumpuan sangat kaku terhadap

momen puntir maka pelat itu dikatakan jepit penuh Bila balok tepi tidak cukup

kuat untuk mencegah rotasi maka dikatakan terjepit sebagian Tebal minimum

yang ditentukan dalam Tabel 214 berlaku untuk konstruksi satu arah yang tidak

menumpu atau tidak disatukan dengan partisi atau konstruksi lain yang mungkin

akan rusak akibat lendutan yang besar kecuali bila erhitungan lendutan

menunjukkan bahwa ketebalan yang lebih kecil dapat digunakan tanpa

menimbulkan pengaruh yang merugikan

Tabel 219 Tebal Minimum Balok Non-Prategang Atau Pelat Satu Arah Bila

Lendutan Tidak Dihitung Tebal minimum h

Komponen struktur Tertumpu Satu ujung Kedua ujung Kantilever

Komponen struktur tidak menumpu atau tidak dihubungkan dengan partisi ataukonstruksi lainnya yang mungkin rusak oleh lendutan yang besar

Pelat masif satu-arah 20

24

28

10

Balok atau pelat rusuk satu-arah 16

185

21

8

(Sumber Tata cara perhitungan struktur beton untuk bangunan gedung SNI 28472002)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

39

CATATAN Panjang bentang dalam mm Nilai yang diberikan harus digunakan langsung untuk komponen struktur dengan beton normal dan tulangan tulangan Mutu 420 MPa Untuk kondisi lain nilai di atas harus dimodifikasikan sebagai berikut a Untuk struktur beton ringan dengan berat jenis (equilibrium density) w di antara 1440 sampai

1840 kgm3 nilai tadi harus dikalikan dengan (165 ndash 00003wc) tetapi tidak kurang dari 109

b Untuk fy selain 420 MPa nilainya harus dikalikan dengan (04 + fy700)

a Disain pada Momen Positif

Disain pada momen positif gaya Tarik disumbangkan oleh metal deck dan

gaya tekan disumbangkan oleh beton Dalam hal ini penampang beton

berbentuk persegi panjang

Gambar 25 Diagram tegangan momen positif floor deck

Penulangan lentur dihitung analisa tulangan tunggal dengan langkah-langkah

sebagai berikut

Mn =

Dimana ϕ= 08

Rn =

m =

ρ = 1 ndash 1 ndash

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

40

As PERLU = ρ b d

rasio tulangan minimum menggunakan syarat tulangan susut dan tulangan

suhu sebagai acuan dan di tabelkan sebagai berikut

Tabel 220 Rasio Tulangan Minimum Pada Pelat

Jenis Pelat ρmin

Pelat yang menggunakan batang tulangan ulir mutu 300 00020

Pelat yang menggunakan batang tulangan ulir atau jaring kawat las 00018

Pelat yang menggunakan tulangan dengan tegangan leleh melebihi 00018 x 400 fy

(Sumber Tata cara perhitungan struktur beton untuk bangunan gedung SNI 28472002)

Persyaratan lain yang harus dipenuhi dalam mendisain pelat satu arah adalah

jarak tulangan maximum Pasal 12 SNI 03-2847-2002 butir 64 jarak tulangan

adalah

S = ndash 25 Cc

Dimana

fs = 60 fy

Cc = Selimut Beton

b Disain pada Momen Negatif

Disain pada momen positif gaya Tarik disumbangkan oleh wiremesh dan gaya

tekan disumbangkan oleh beton Dalam hal ini penampang beton berbentuk

sebagai berikut

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

41

Gambar 26 Diagram tegangan momen negatif floor deck

2222 Perencanaan Pelat Chekered

Pelat metal didisain menggunakan metode pelat satu arah syarat batas yang

harus di penuhi pelat metal adalah

ϕMn gt Mu

dimana

ϕMn = momen nominal = Zx fy

Mu = momen ultimate

2223 Perencanaan Batang Tekan

Kekuatan tekan disain harus nilai terendah yang diperoleh berdasarkan

keadaan batas dari tekuk lentur tekuk torsi dan tekuk torsi lentur Profil dengan

dominan keruntuhan tekuk lentur kekuatan nominal nya adalah

ϕPn = 09 fcr A

tegangan kritis fcr ditentukan sebagai berikut

a Bila lt 471 ( atau lt 225 )

fcr =0658 fy

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

42

b Bila gt 471 ( atau gt 225 )

fcr =0877 fe

fe =

Dimana

K = faktor panjang efektir

L = panjang profil

r = jari jari inersia

fcr = tegangan kritis

fe = tegangan euler

λ = kelangsingan =

2224 Perencanaan Batang Lentur

Pembebanan balok disesuaikan dengan peraturan pembebanan Indonesia

untuk gedung (PPIUG) 1983 sedangkan pemakaian profil dihitung sesuai dengan

SNI 03-1729-2015

Tabel 221 Nilai kekuatan lentur berdasarkan SNI 1729 2015

PROFIL q Lr Lp MP Mr Vn

kgm m m KN m KN m KN

WF 150 x 75 x 5 x 7 1400 316 084 2354 1509 10800

WF 150 x 100 x 6 x 9 2110 530 120 3609 2346 12787

WF 200 x 100 x 45 x 7 1820 346 112 4089 2720 12830

WF 200 x 100 x 55 x 8 2130 378 112 4802 3128 15840

WF 200 x 150 x 6 x 9 3060 637 182 7108 4688 16762

WF 250 x 125 x 5 x 8 2570 420 141 7327 4845 17856

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

43

Tabel 221 Nilai kekuatan lentur berdasarkan SNI 1729 2015 (lanjutan)

PROFIL q Lr Lp MP Mr Vn

kgm m m KN m KN m KN

WF 250 x 125 x 6 x 9 2960 446 141 8443 5508 21600

WF 300 x 150 x 55 x 8 3200 475 167 10920 7208 23602

WF 300 x 150 x 65 x 9 3670 497 167 12528 8177 28080

WF 350 x 175 x 6 x 9 4140 553 197 16538 10897 29894

WF 350 x 175 x 7 x 11 4960 593 200 20179 13175 35280

WF 400 x 200 x 7 x 11 5660 646 227 26100 17170 39917

WF 400 x 200 x 8 x 13 6600 684 230 30861 20230 46080

WF 450 x 200 x 9 x 14 7600 667 223 38913 25330 58320

WF 500 x 200 x 10 x 16 8960 669 219 50311 32470 72000

WF 600 x 200 x 11 x 17 10600 628 209 68714 44030 95040

HB 100 x 100 x 6 x 8 1720 724 125 2018 1300 8640

HB 125 x 125 x 65 x 9 2380 806 158 3578 2312 11700

HB 150 x 150 x 7 x 10 3150 895 190 5748 3723 15120

HB 175 x 175 x 75 x 11 4020 981 222 8628 5610 18900

HB 200 x 200 x 8 x 12 4990 1072 255 12314 8024 23040

HB 250 x 250 x 9 x 14 7240 1255 319 22483 14739 32400

HB 300 x 300 x 10 x 15 9400 1376 381 35152 23120 43200

HBC 350 x 350 x 12 x 19 13700 1718 449 59834 39100 60480

HBC 400 x 400 x 13 x 21 17200 1903 513 86402 56610 74880

WFC 600 x 300 x 12 x 20 15100 1045 348 103413 68340 101606

WFC 700 x 300 x 13 x 24 18500 1041 344 149968 97920 131040

WFC 800 x 300 x 14 x 26 21000 1010 336 191889 123930 161280

WFC 900 x 300 x 16 x 28 24300 984 324 244178 155380 207360

- Profil I dan Kanal

a Kontrol Momen

ϕMn = 09 Mn

- Apabila L lt Lp

Mn = Mp = Zx fy

- Apabila Lp lt L lt Lr

Mn = Cb Mp ndash ( Mp- Mr)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

44

Apabila L gt Lr

Mn = Mcr = radic 1

=

lt 23

=

= 4 2

=

1 1

= 176

Untuk profil I konstanta torsi dan konstanta warping adalah

J = [ 2b + h ]

Cw =

Untuk profil kanal konstanta torsi dan konstanta warping adalah

J = [ 2b + h ]

Cw = [

]

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

45

Gambar 27 Kuat Momen Lentur Nominal Akibat Tekuk Torsi Lateral

b Kontrol Geser

Untuk profil I

= 060 fyw Aw lt Vu

Persamaan diatas dapat dipenuhi bila syarat kelangsingan untuk tebal pelat web

sebagai berikut

lt

c Kontrol Lendutan

Batas-batas lendutan untuk keadaan kemampuan-layan batas harus sesuai

dengan struktur fungsi penggunaan sifat pembebanan serta elemen-elemen

yang didukung oleh struktur tersebut Batas lendutan maksimum diberikan

dalam Tabel dibawah

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

46

Tabel 222 Batas Lendutan Maksimum

Komponen struktur dengan beban tidak Beban tetap Beban

Balok pemikul dinding atau finishing yang getas L360 - Balok biasa L240 - Kolom dengan analisis orde pertama saja h500 h200 Kolom dengan analisis orde kedua h300 h200

(Sumber Tata cara perencanaan struktur baja untuk bangunan gedung SNI 17292002)

- Profil Siku

a Kontrol Momen

ϕMn = 09 Mn

- Momen Leleh

Mn = 15 My

Dimana

My = momen leleh di sumbu lentur

- Momen dengan tekuk torsi lateral

1 Bila Me lt My

Mn = [ 092 -

] Me

2 Bila Me gt My

Mn = [ 192 ndash 117 ] Me lt 15 My

Lentur di sumbu utama major dari baja siku kaki sama

Me =

Dimana

Lb = Panjang profil tak terkekang

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

47

b = lebar siku

E = elastisitas profil siku

t = tebal profil siku

Me = momen tekuk lateral-torsi elastis

b kontrol geser

ϕVn = 09 06 Aw fy cv

Dimana Vn = kekuatan geser penampang Aw = luas badan = b x t fy = tegangan leleh profil siku Nilai cv dari persamaan diatas ditentukan dengan

- Bila

lt 11

cv = 1

- Bila

11

lt lt 137

cv = 11

x

- Bila

gt 137

cv =

x

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

48

2225 Perencanaan Balok Kolom

Komponen struktur yang mengalami momen lentur dan gaya aksial harus

direncanakan memenuhi ketentuan sebagai berikut

Untuk

gt 02

+ (

+

) lt 1

Untuk

lt 02

+ (

+

) lt 1

Dimana

Pu = Gaya aksial (tarik atau tekan) terfaktor N

Pn = Kuat nominal penampang N

ϕ = Faktor reduksi kekuatan

= 09 untuk aksial tarik

= 09 untuk aksial tekan

Mux = Momen lentur terfaktor terhadap sumbu-x

Muy = Momen lentur terfaktor terhadap sumbu-y

Mnx = Kuat nominal lentur penampang terhadap sumbu-x

Mny = Kuat nominal lentur penampang terhadap sumbu-y

ϕb = Faktor reduksi kekuatan lentur = 09

2226 Perencanaan Balok Komposit

Menurut SNI 17292015 lebar efektif balok komposit adalah

- seperdelapan dari bentang balok pusat-ke-pusat tumpuan

- setengah jarak ke sumbu dari balok yang berdekatan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

49

- jarak ke tepi dari pelat

Kekuatan Lentur Positif balok komposit bisa di disain secara plastis jika memenuhi

lt 376 Jika gt 376 maka momen harus di tentukan dengan

superposisi tegangan elastis (SNI 17292015) Nilai ultimate dari momen lentur

dapat di tinjau dari 2 kondisi yaitu

1 Sumbu netral jatuh pada pelat beton

Besar nya gaya tekan pada kondisi ultimate adalah

C = 085 a be

Gaya tarik pada profil baja adalah

T = As fy

Gaya tarik floor deck adalah

T = Afd fu

Jika ẏ gt (tf - hfd) keseimbangan gaya C = T maka diperoleh

a =

Lengan kopel terhadap gaya tekan

d1 = ts ndash ċ -

d2 = + ts -

Kuat momen lentur nominal positif balok komposit adalah

ϕMn = 09 [ As fy ( d2 ) + Afd fu ( d1 ) ]

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

50

Gambar 28 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan ẏ lt (ts - hfd)

Gambar 29 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan ẏ gt (ts - hfd)

Jika ẏ lt (tf - hfd) gaya tarik floor deck adalah

T = Aefd fu

keseimbangan gaya C = T maka diperoleh

a =

Lengan kopel terhadap gaya tekan

d1 = ts ndash ċ -

d2 = + ts -

Kuat momen lentur nominal positif balok komposit adalah

ϕMn = 09 [ As fy ( d2 ) + Aefd fu ( d1 ) ]

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

51

2 Sumbu netral jatuh pada baja profil

Besar nya gaya tekan pada kondisi ultimate adalah

Cc = 085 a be

Gaya tarik pada profil baja adalah

T = As fy

Keseimbangan gaya diperoleh

Trsquo = Cc + Cs

Besarnya Trsquo sekarang lebih kecil daripada Asfy yaitu

Trsquo = As fy - Cs

Sehingga gaya tekan profil baja

Cc + Cs = As fy - Cs

2Cs = Cc + As fy

Cs =

Jika ẏ lt (ts + tf) Pusat tarik profil

ӯ = ẏ ẏ

lengan kopel terhadap pusat tarik

d1 = d ndash ӯ - (ẏ - ts)

d2 = d ndash ӯ + pusat tekan beton

kapasitas lentur positif nominal

ϕMn = 09 [ Cc ( d2 ) + Cs ( d1 ) ]

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

52

Gambar 210 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan ẏ lt (ts + tf)

Jika (ts+ d) gt ẏ gt (ts + tf) Pusat tarik profil adalah

ӯ

ndash ẏ ẏ

Lengan kopel terhadap gaya tarik

d1 = d ndash ӯ - tf

d2 = d ndash ӯ ndash tf - (ẏ - tf)

d3 = d ndash ӯ + pusat tekan beton

kapasitas lentur positif nominal

ϕMn = 09 [ Cc ( d3 ) + Csf ( d2 ) + Csw ( d1 ) ]

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

53

Gambar 211 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan ẏ gt (ts + tf)

Dimana

As = Luas baja profil mm2

Afd = Luas floor deck mm2

Aefd = Luas efektif floor deck mm2

a Tinggidariluasantekanbetonmm

bE Lebarefektifbeton

C = Gaya tekan KN

Ċ = Titik berat floor deck mm

d = Tinggi baja profil mm

= Tegangan leleh baja profil

= Tegangan ultimate floor deck

hfd = Tinggi floor deck

ts = Tebal pelat lantai mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

54

Kapasitas momen lentur negative menurut SNI 17292015 dapat di tentukan dari

kapasitas momen nominal dari profil baja itu sendiri sebagai alternatif dapat

ditentukan kapasitas momen negatif dari distribusi plastis penampang komposit

untuk keadaan leleh asalkan menenuhi

- Balok baja adalah penampang kompak dan dibreising secara cukup

- Steel headed stud atau angkur kanal baja yang menyambungkan pelat ke

balok baja pada daerah momen negatif

- Tulangan pelat yang paralel pada balok baja di lebar efektif pelat

diperhitungkan dengan tepat

Nilai ultimate dari momen lentur negatif komposit adalah

Gaya tarik tulangan

Tsr = Asr fyr

Gaya tarik floor deck

Tfd = Afd fu

Gaya tarik total

T = Tsr + Tfd

Gaya tekan maximum profil baja

Cmax = As fy

Jika Cmax gt T maka titik berat berada pada profil baja

T + Ts = Cmax ndash Ts

2Ts = Cmax ndash T

Ts = (Cmax ndash T)

Jika sumbu netral jatuh di sayap maka

b t fy = Ts

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

55

Gambar 212 Diagram tegangan balok komposit momen negatif dengan ts gt ẏ gt (ts + tf)

tc =

Pusat gaya tekan

ӯ = ẏ ẏ

Lengan kopel terhadap gaya tekan

d1 = d ndash ӯ ndash tc

d2 = d ndash ӯ + Ċ

d3 = d ndash ӯ + ts ndash selimut pelat - empty

Momen nominal

ϕMn = 09 [Mn1 + Mn2 + Mn3]

= Tsr d3 + Tfd d2 + t fy d1

Jika sumbu netral jatuh di web maka

h tw fy = Ts - Tf

hrsquo =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

56

Gambar 213 Diagram tegangan balok komposit momen negatif dengan ẏ gt (ts + tf)

Pusat gaya tekan

ӯ ndash

Lengan kopel terhadap gaya tekan

d1 = d ndash ӯ ndash tf - hrsquo

d2 = d ndash ӯ ndash tf

d3 = d ndash ӯ + Ċ

d4 = d ndash ӯ + ts ndash selimut pelat - empty

Momen nominal

ϕMn = 09 [Mn1 + Mn2 + Mn3 + Mn4]

= Tsr d4 + Tfd d3 + tf fy d2 + hrsquo tw fy d1

Kekuatan geser yang tersedia dari balok komposit dengan steel headed stud atau

angkur kanal baja harus ditentukan berdasarkan properti dari penampang baja

sendiri Kekuatan geser nominal satu angkur steel headed stud yang ditanam pada

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

57

suatu pelat beton solid atau pada suatu pelat komposit dengan dek harus ditentukan

sebagai berikut

Qn = 05 Asc lt Rg Rp Asc fu

Dimana

Asc = Luas penampang shear conector

fcrsquo = Kuat tekan beton

Ec = Modulus elastisitas beton

fu = kuat putus shear conektor

Rg = 10 untuk

a Satu angkur steel headed stud yang di las pada suatu rusuk

dek baja dengan dek yang diorientasikan tegak lurus terhadap

profil baja

b Sejumlah dari angkur steel headed stud di suatu lajurbaris

secara langsung terhadap profil baja

c Sejumlah dari angkur steel headed stud yang di las pada

suatu lajur sampai dek baja dengan dek diorientasikan paralel

terhadap profil baja dan rasio dari lebar rusuk rata-rata

terhadap kedalaman rusuk ge 15

085 untuk

a Dua angkur steel headed stud yang dilas pada suatu rusuk

dek baja dengan dek diorientasikan tegak lurus terhadap

profil baja

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

58

b Satu angkur steel headed stud yang di las melewati dek baja

dengan dek diorientasikan paralel terhadap profil baja dan

rasio dari lebar rusuk rata-rata terhadap kedalaman rusuk lt

15

07 untuk tiga atau lebih angkur steel headed stud yang dilas pada

suatu rusuk dek baja dengan dek yang diorientasikan tegak lurus

terhadap profil baja

Rp = 075 untuk

a Angkur steel headed stud yang dilas secara langsung pada

profil baja

b Angkur steel headed stud yang dilas pada suatu pelat komposit

dengan dek yang diorientasikan tegak lurus terhadap balok dan

emid-ht ge 2 in (50 mm) Angkur steel headed stud yang dilas

melewati dek baja atau lembaran baja yang digunakan sebagai

material pengisi gelagar dan ditanam pada suatu pelat

komposit dengan dek diorientasikan paralel terhadap balok

tersebut

06 untuk angkur steel headed stud yang di las pada suatu pelat

komposit dengan dek diorientasikan tegak lurus terhadap balok

dan emid-ht lt 2 in (50 mm)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

59

emid-ht = jarak dari tepi kaki angkur steel headed stud terhadap

badan dek baja diukur di tengahtinggi dari rusuk dek

dan pada arah tumpuan beban dari angkur steel headed

stud (dengan kata lain pada arah dari momen maksimum

untuk suatu balok yang ditumpu sederhana)

Tabel 223 Nilai untuk Rg dan Rp untuk setiap kasus Kapasitas untuk angkur steel headed stud

Kondisi Rg Rp

Tanpa dek 10 10 Dek diorientasi paralel terhadap profil baja

gt 15 lt 15

10

085

075

075

Dek diorientaskan tegak lurus terhadap profil

10

06

baja Jumlah dari angkur steel headed stud yangmemiliki rusuk dek yang sama

1 2 085 06

+3 atau lebih 07 06+

(Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015) Catatan Wr = lebar rata-rata dari rusuk atau voute beton hr = tinggi rusuk nominal untuk suatu angkur steel headed stud tunggal nilai ini dapat ditingkatkan sampai 075 bila emid-ht gt 51 mm

2227 Perencanaan Sambungan Las

Luas efektif dari suatu las sudut adalah panjang efektif dikalikan dengan throat

efektif Throat efektif dari suatu las sudut merupakan jarak terpendek (garis tinggi)

dari perpotongan kaki las ke muka las diagrammatik Suatu penambahan dalam

throat efektif diizinkan jika penetrasi konsisten di luar jarak terpendek (garis tinggi)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

60

dari perpotongan kaki las ke muka las diagrammatik yang dibuktikan melalui

pengujian dengan menggunakan proses produksi dan variabel prosedur Untuk las

sudut dalam lubang dan slot panjang efektif harus panjang dari sumbu las

sepanjang pusat bidang yang melalui throat Pada kasus las sudut yang

beroverlap luas efektif tidak boleh melebihi luas penampang nominal dari lubang

atau slot dalam bidang permukaan lekatan (SNI 17292015)

Sumber httpwwwtwi-globalcomtechnical-knowledgejob-knowledgedesign-part-2-091

Gambar 214 Tebal efektif las sudut Ukuran minimum las sudut menurut SNI 17292015 harus tidak kurang dari ukuran

yang diperlukan untuk menyalurkan gaya yang dihitung atau ukuran seperti yang

tertera dalam Tabel 223 Ukuran maksimum dari las sudut dari bagian-bagian yang

tersambung harus

a Sepanjang tepi material dengan ketebalan kurang dari frac14 in (6 mm) tidak

lebih besar dari ketebalan material

b Sepanjang tepi material dengan ketebalan frac14 in (6 mm) atau lebih tidak

lebih besar dari ketebalan material dikurangi 116 in (2 mm) kecuali las

yang secara khusus diperlihatkan pada gambar pelaksanaan untuk

memperoleh ketebalan throat-penuh Untuk kondisi las yang sudah jadi

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

61

jarak antara tepi logam dasar dan ujung kaki las boleh kurang dari 116 in

(2 mm) bila ukuran las secara jelas dapat diverifikasi

Tabel 224 Tebal minimum las sudut

Ketebalan Material dari Bagian Paling Tipis yang Tersambung in (mm)

Ukuran Minimum Las Sudut[a] in (mm)

Sampai dengan frac14 (6) 18 (3) Lebih besar dari frac14 (6) sampai dengan frac12 (13) 316 (5)

Lebih besar dari frac12 (13) sampai dengan frac34 (19) frac14 (6) Lebih besar dari frac34 (19) 516 (8)

[a] Dimensi kaki las sudut Las pas tunggal harus digunakan Catatan Lihat Pasal J22b untuk ukuran maksimum las sudut

(Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015)

Panjang minimum dari las sudut yang dirancang berdasarkan kekuatan tidak boleh

kurang dari empat kali ukuran las nominal atau ukuran lain dari las harus

diperhitungkan tidak melebihi frac14 dari panjangnya Jika las sudut longitudinal saja

digunakan pada sambungan ujung dari komponen struktur tarik tulangan-rata

panjang dari setiap las sudut tidak boleh kurang dari jarak tegak lurus antaranya

Gambar 215 Panjang las longitudinal

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

62

Kekuatan desain ϕRn yang dilas harus merupakan nilai terendah dari kekuatan

material dasar yang ditentukan menurut keadaan batas dari keruntuhan tarik dan

keruntuhan geser dan kekuatan logam las yang ditentukan menurut keadaan batas

dari keruntuhan berikut ini

Untuk logam dasar

ϕRn = 075 fn BM ABM

Untuk logam las

ϕRn = 075 fne AWE

Dimana

fn BM = tegangan nominal dari logam dasar ksi (MPa)

fne = tegangan nominal dari logam las ksi (MPa)

ABM = luas penampang logam dasar in2 (mm2)

AWE = luas efektif las in2 (mm2)

kelompok las linear dengan suatu ukuran kaki yang seragam dibebani

melalui titik berat

ϕRn = 075 fne AWE

dan

fne = 060 fEXX ( 1 + 05sin15 θ )

dimana

fEXX = kekuatan klasifikasi logam pengisi ksi (MPa)

θ = sudut pembebanan yang diukur dari sumbu longitudinal las derajat

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

63

Kekuatan sambungan las pada sambungan pemikul momen adalah

ϕMn = sum ϕPlas d

Dimana

ϕMn = Kekuatan nominal sambungan las terhadap momen

ϕPlas = Gaya las terkoreksi

d = Lengan kopel terhadap garis netral

Gambar 216 Momen plastis siklik pada sambungan pemikul momen

2228 Perencanaan Sambungan Baut

Semua baut kekuatan-tinggi yang disyaratkan pada gambar desain yang digunakan

dalam pra-tarik atau joint kritis-slip harus dikencangkan dengan suatu ketegangan

baut tidak kurang dari yang diberikan dalam Tabel 224 kuat tarik nominal dan

kuat geser nominal pada sambungan tipe tumpu diberikan dalam tabel 225 dan

ukuran lubang maksimum untuk baut diberikan dalam Tabel 226 Jarak antara

pusat-pusat standar ukuran-berlebih atau lubang-lubang slot tidak boleh kurang

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

64

dari 2 23 kali diameter nominal d dari pengencang suatu jarak 3d yang lebih

disukai Jarak dari pusat lubang standar ke suatu tepi dari suatu bagian yang

disambung pada setiap arah tidak boleh kurang dari nilai yang berlaku dari Tabel

227 Jarak maksimum dari pusat setiap baut ke tepi terdekat dari bagian-bagian

dalam kontak harus 12 kali ketebalan dari bagian yang disambung akibat

perhitungan tetapi tidak boleh melebihi 6 in (150 mm) (SNI 17292015) Spasi

longitudinal pengencang antara elemen-elemen yang terdiri dari suatu pelat dan

suatu profil atau dua pelat pada kontak menerus harus sebagai berkut

1 Untuk komponen struktur dicat atau komponen struktur tidak dicat yang

tidak menahan korosi spasi tersebut tidak boleh melebihi 24 kali ketebalan

dari bagian tertipis atau 12 in (305 mm)

2 Untuk komponen struktur tidak dicat dari baja yang berhubungan dengan

cuaca yang menahan korosi atmospheric spasi tidak boleh melebihi 14 kali

ketebalan dari bagian tertipis atau 7 in (180 mm)

Catatan Dimensi pada (a) dan (b) tidak berlaku untuk elemen-elemen yang terdiri

dari dua profil dalam kontak menerus

Tabel 225 Pratarik baut minimum kN

(Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015)

Ukuran Baut mm Baut A325M Baut A490MM16 91 114 M20 142 179 M22 176 221 M24 205 257 M27 267 334 M30 326 408 M36 475 595

Sama dengan 070 dikalikan kekuatan tarik minimum baut dibulatkan mendekati kN seperti disyaratkan dalam spesifikasi untuk baut ASTM A325M dan A490M dengan ulir UNC

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

65

Kekuatan tarik atau geser desain dari suatu baut snug-tightened atau baut kekuatan-

tinggi pra-tarik atau bagian berulir harus ditentukan sesuai dengan keadaan batas

dari keruntuhan tarik dan keruntuhan geser sebagai berikut

ϕRn = 075 fn AB

Dimana

AB = Luas penampang baut

fn = kuat nominal baut terhadap tarik (fnt) atau geser (fnv) (tabel 225)

Kekuatan tarik yang tersedia dari baut yang menahan kombinasi gaya tarik dan

geser harus ditentukan sesuai dengan keadaan batas dari keruntuhan geser sebagai

berikut

ϕRn = 075 fnrsquo AB

dan

fnrsquo = 13 fnt -

frv lt fnt

dimana

fnrsquo = tegangan tarik nominal yang dimodifikasi mencakup efek tegangan

geser ksi (MPa)

fnt = tegangan tarik nominal dari Tabel 225 ksi (MPa)

fnv = tegangan geser dari Tabel 225 ksi (MPa)

frv = tegangan geser yang diperlukan ksi (MPa)

Tegangan geser yang tersedia dari sarana penyambung sama dengan atau melebihi

tegangan geser yang diperlukanfrv

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

66

Catatan Catatan bahwa bila tegangan yang diperlukan f baik geser atau tarik

yang kurang dari atau sama dengan 30 persen dari tegangan yang tersedia yang

sesuai efek kombinasi tegangan tidak perlu diperiksa

Tabel 226 Kekuatan nominal pengencang dan bagian yang berulir ksi (MPa)

(Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015) Tabel 227 Dimensi Lubang Nominal mm

Diameter

Baut

Dimensi LubangStandar

(Diameter)Ukuran-lebih

(Diameter)Slot-Pendek

(Lebar x Panjang)Slot-Panjang

(Lebar x Panjang)M16 18 20 18 x 22 18 x 40M20 22 24 22 x 26 22 x 50M22 24 28 24 x 30 24 x 55M24 27[a] 30 27 x 32 27 x 60M27 30 35 30 x 37 30 x 67M30 33 38 33 x 40 33 x 75ge M36 d + 3 d + 8 (d + 3) x (d + 10) (d + 3) x 25d

[a] Izin yang diberikan memungkinkan penggunaan baut 1 in jika diinginkan (Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015)

Deskripsi Pengencang Kekuatan Tarik

Nominal Fnt ksi (MPa)[a]

Kekuatan Geser Nominal dalam Sambungan Tipe-

Tumpu Fnv ksi (MPa)[b]

Baut A307 45 (310) 27 (188) [c][d]

Baut group A (misal A325) bila ulir tidak dikecualikan dari bidang geser

90 (620) 54 (372)

Baut group A (misal A325) bila ulir tidak termasuk dari bidang geser

90 (620) 68 (457)

Baut A490 atau A490M bila ulir tidak dikecualikan dari bidang geser

113 (780) 68 (457)

Baut A490 atau A490M bila ulir tidak termasuk dari bidang geser

113 (780) 84 (579)

Bagian berulir yang memenuhi persyaratan Pasal A34 bila ulir tidak dikecualikan dari bidang geser

075 Fu 0450 Fu

Bagian berulir yang memenuhi persyaratan Pasal A34 bila ulir tidak termasuk dari bidang geser

075 Fu 0563 Fu

[a]untuk baut kekuatan tinggi yang menahan beban fatik tarik[b]Untuk ujung sambungan yang dibebani dengan panjang pola pengencang lebih besar dari 38 in (965 mm) Fnv harus direduksi sampai 833 dari nilai tabulasi Panjang pola pengencang merupakan jarak maksimum sejajar dengan garis gaya antara sumbu baut-baut yang menyambungkan dua bagian dengan satu permukaan lekatan [c]Untuk baut A307 nilai yang ditabulasikan harus direduksi sebesar 1 persen untuk setiap 116 in (2 mm) di atas diameter 5 dari panjang pada pegangangrip tersebut [d]Ulir diizinkan pada bidang geser

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

67

(a) Sambungan tidak diperkaku (b) Sambungan diperkaku (c) Sambungan diperkaku + pengaku kolom

Tabel 228 Jarak tepi minimum dari pusat lubang standar ke tepi dari bagian

yang disambung

Diameter Baut (mm) Jarak Tepi Minimum 16 22 20 26 22 28 24 30 27 34 30 38 36 46

Di atas 36 125d [a]Jika diperlukan jarak tepi terkecil diizinkan asalkan ketentuan yang sesuai Pasal J310 dan J4 dipenuhi tetapi jarak tepi yang kurang dari satu diameter baut tidak diizinkan tanpa persetujuan dari Insinyur yang memiliki izin bekerja sebagai perencana [b]Untuk ukuran-berlebih atau lubang-lubang slot lihat Tabel J35M

(Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015)

Beberapa aplikasi dari sambungan baut adalah sambungan pemikul momen dan

sambungan geser Prinsip dasar dari sambungan baut adalah baut menahan gaya

geser dan gaya tarik

1 Sambungan pemikul momen

Gambar 217 Sambungan pemikul momen menurut AISC 2003

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

68

Gambar 219 Menentukan Muc

Perencanaan sambungan baut untuk balok kolom lebih kuat dari profil yang

disambung untuk menghindari prilaku sambungan yg runtuh getas Momen

rencana untuk sambungan adalah

- Sambungan tidak diperkaku

Muc = Mp + Vu (k) k terkecil dari d atau 3b

- Sambungan diperkaku

Muc = Mp + Vu (Lst + tp)

Gambar 218 Lokasi sendi plastis

Lst =

Gambar 220 Geometri sambungan end-plate

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

69

Sambungan end-plate pada umum nya mempunya 2 buat setiap baris jika dibebani

sampai kondisi ultimate maka reaksi setiap baut adalah 2Pt kapasitas sambungan

tanpa efek prying maka momen kapasitas sambungan adalah jumlah kumulatif

statis momen gaya reaksi baut tarik 2Pt terhadap titik resultan desak di pusat berat

pelat sayap profil (Dewobroto 2016) Kuat sambungan berdasarkan baut tanpa efek

prying adalah

ϕMnp = 2 ϕPt sum

= 2 ϕPt sum (h0 + h1 + h3 hellip hi)

Dimana

Mnp = kapasitas sambungan end-plate didasarkan pada kuat tarik tanpa

efek prying

Pt = gaya reaksi tarik baut

Gambar 221 Momen kopel baut tarik terhadap sayap tekan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

70

Tabel 229 Kapasitas sambungan end-pelat menurut AISC 2003

No Kapasitas Sambungan

1

Konfigurasi 4 baut tanpa pengaku

2

Konfigurasi 4 baut dengan pengaku

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

71

Tabel 229 Kapasitas sambungan end-pelat menurut AISC 2003 (lanjutan)

No Kapasitas Sambungan

3

Konfigurasi 6 baut tanpa pengaku

4

Konfigurasi 8 baut tanpa pengaku

Sumber Extended end-plateed moment connections seismic and wind applications AISC 2003

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

72

2 Sambungan Geser

Gambar 222 Sambungan balok anak ke balok induk

Perencanaan sambungan baut untuk geser juga harus lebih kuat dari profil yang

disambung untuk menghindari prilaku sambungan yg runtuh getas Gaya geser

rencana untuk sambungan adalah gaya geser ultimate balok anak sehingga

jumlah baut yg diperlukan adalah

=

Dimana

= kuat geser nominal profil

= kuat geser minimum baut

223 Disain untuk stabilitas

Stabilitas harus disediakan untuk struktur secara keseluruhan dan untuk setiap

elemennya Efek terhadap stabilitas struktur dan elemen-elemennya harus

memperhitungkan hal-hal berikut

1 lentur geser dan deformasi komponen struktur aksial dan semua deformasi

lainnya yang memberi kontribusi terhadap perpindahan struktur

2 efek orde-kedua (kedua efek P-∆ dan P-δ)

3 ketidaksempurnaan geometri

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

73

4 reduksi kekakuan akibat inelastisitas

5 ketidakpastian dalam kekakuan dan kekuatan Semua efek yang bergantung

beban harus dihitung di level pembebanan sesuai dengan kombinasi beban

Direct Analysis Method (DAM) dibuat untuk mengatasi keterbatasan Effective

Length Method (ELM) yang merupakan strategi penyederhanaan analisis cara

manual Akurasi DAM dapat diandalkan karena memakai komputer dan

mempersyaratkan program analisis struktur yang dipakai seperti

1 Dapat memperhitungkan deformasi komponen-komponen struktur dan

sambungannya yang mempengaruhi deformasi struktur keseluruhan

Deformasi komponen yang dimaksud berupa deformasi akibat lentur aksial

dan geser Persyaratan ini cukup mudah hampir sebagian besar program

komputer analisa struktur berbasis metoda matrik kekakuan apalagi

lsquometoda elemen hinggarsquo yang merupakan algoritma dasar ana-lisa struktur

berbasis komputer sudah memasukkan pengaruh deformasi pada elemen

formulasinya (Dewobroto 2013)

2 Pengaruh Orde ke-2 (P-Δ amp P-δ) Program komputer yang dapat

menghitung gaya-gaya batang dengan analisa struktur orde ke-2 yang

mempertimbangkan pengaruh P-Δ dan P-δ adalah sangat penting dan

menentukan Umumnya program komputer komersil bisa melakukan

analisa struktur orde ke-2 meskipun kadangkala hasilnya bisa berbeda satu

dengan lain-nya Oleh karena itu diperlukan verifikasi terhadap kemam-

puan program komputer yang dipakai Ketidaksempurnaan terjadi ketika

program ternyata hanya mampu memperhi-tungkan pengaruh P-Δ saja

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

74

tetapi tidak P-δ Adapun yang dimaksud P-Δ adalah pengaruh pembebanan

akibat terjadinya perpindahan titik-titik nodal elemen sedangkan P-δ adalah

pengaruh pembebanan akibat deformasi di elemen (di antara dua titik nodal)

(Dewobroto 2013) seperti terlihat pada Gambar 28 di bawah

Gambar 223 Pengaruh Orde ke-2 (AISC 2010)

3 Perhitungan stabilitas struktur modern didasarkan anggapan bah-a

perhitungan gaya-gaya batang diperoleh dari analisa struktur elastik orde-2

yang memenuhi kondisi keseimbangan setelah pembebanan yaitu setelah

deformasi Ketidak-sempurnaan atau cacat dari elemen struktur seperti

ketidaklurusan batang akibat proses fabrikasi atau konsekuensi adanya

toleransi pelaksanaan lapangan akan menghasilkan apa yang disebut efek

destabilizing Adanya cacat bawaan (initial imperfection) yang

mengakibatkan efek destablizing dalam Direct Analysis Method (DAM)

dapat diselesaikan dengan dua cara yaitu [1] cara pemodelan langsung cacat

pada geometri model yang dianalisis atau [2] memberikan beban notional

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

75

(beban lateral ekivalen) dari sebagian prosentasi beban gravitasi (vertikal)

yang bekerja Cara pemodelan langsung dapat diberikan pada titik nodal

batang yang digeser untuk sejumlah tertentu perpindahan yang besarnya

diambil dari toleransi maksimum yang diperbolehkan dalam perencanaan

maupun pelaksanaan Pola penggeseran titik nodal pada pemodelan

langsung harus dibuat sedemikian rupa sehingga memberikan efek

destabilizing terbesar Pola yang dipilih dapat mengikuti pola lendutan hasil

pembebanan atau pola tekuk yang mungkin terjadi Beban notional

merupakan beban lateral yang diberikan pada titik nodal di semua level

berdasarkan prosentasi beban vertikal yang bekerja di level tersebut dan

diberikan pada sistem struktur penahanbeban gravitasi melalui rangka atau

kolom vertikal atau dinding sebagai simulasi pengaruh adanya cacat

bawaan (initial imperfection)Beban notional harus ditambahkan bersama-

sama beban lateral lain juga pada semua kombinasi kecuali kasus tertentu

yang memenuhi kriteria pada Section C22b(1) (SNI 1729 2015) Besarnya

beban notional adalah

Ni = 0002 α Yi

Dimana

α = 16 untuk metode tegangan izin dan 10 untuk metode ultimit

Ni = Beban notional yang digunakan pada level i

Yi = Beban grafitasi yang digunakan pada level i

Nilai 0002 mewakili nilai nominal rasio kemiringan tingkat (story out of

plumbness) sebesar 1500 yang mengacu AISC Code of Standard Practice

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

76

Jika struktur aktual ternyata punya kemiringan tingkat berbeda lebih besar

tentunya maka nilai tersebut tentunya perlu ditinjau ulang Beban notional

pada level tersebut nantinya akan didistribusikan seperti halnya beban

gravitasi tetapi pada arah lateral yang dapat menimbulkan efek

destabilizing terbesar Jadi perlu beberapa tinjauanPada bangunan gedung

jika kombinasi beban belum memasukkan efek lateral maka beban notional

diberikan dalam dua arah alternatif ortogonal masing-masing pada arah

positip dan arah negatif yang sama untuk setiap level Sedangkan untuk

kombinasi dengan beban lateral maka beban notional diberikan pada arah

sama dengan arah resultan kombinasi beban lateral pada level tersebut Jadi

penempatan notional load diatur sedemikian rupa agar jangan sampai hasil

akhir kombinasinya akan lebih ringan Bukankah notional load adalah

untuk memodelkan ketidaksempurnaan (Dewobroto 2015)

Adanya leleh setempat (partial yielding) akibat tegangan sisa pada profil

baja (hot rolled atau welded) akan menyebabkan pelemahan kekuatan saat

mendekati kondisi batasnya Kondisi tersebut pada akhirnya menghasilkan

efek destabilizing seperti yang terjadi akibat adanya geometry imperfection

Kondisi tersebut pada Direct Analysis Method (DAM) akan diatasi dengan

penyesuaian kekakuan struktur yaitu memberikan faktor reduksi kekakuan

Nilainya diperoleh dengan cara kalibrasi dengan membandingkannya

dengan analisa distribusi plastisitas maupun hasil uji test empiris (Galambos

1998) Faktor reduksi kekakuan EI=08τbEI dan EA=08EA dipilih DAM

dengan dua alasan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

77

Pertama Portal dengan elemen langsing yang kondisi batasnya ditentukan

oleh stabilitas elastis maka faktor 08 pada kekakuan dapat

menghasilkan kuat batas sistem sebesar 08 times kuat tekuk

elastisHal ini ekivalen dengan batas aman yang ditetapkan pada

perencanaan kolom langsing memakai Efective Length Method

persamaan E3-3 (SNI 1729 2015) yaitu φPn = 09 (0877 Pe) =

079 Pe

Kedua Portal dengan elemen kaku stocky dan sedang faktor

08τb dipakai memperhitungkan adanya pelemahan (softening)

akibat kombinasi aksial tekan dan momen lentur Jadi kebetulan

jika ternyata faktor reduksi kolom langsing dan kolom kaku

nilainya saling mendekati atau sama Untuk itu satu faktor reduksi

sebesar 08τb dipakai bersama untuk semua nilai kelangsingan

batang (SNI 1729 2015 C23(1)) (Dewobroto 2015)

Faktor τb mirip dengan reduksi kekakuan inelastis kolom akibat hilangnya

kekakuan batang Untuk kondisi Pr le 05Py dimana Pr= adalah gaya tekan

perlu hasil kombinasi LRFD

τb = 1

Jika gaya tekannya besar yaitu Pr gt 05Py maka

τb = 4 [ 1 - ]

Pemakaian reduksi kekakuan hanya berlaku untuk memperhitungkan

kondisi batas kekuatan dan stabilitas struktur baja dan tidak digunakan pada

perhitungan drift (pergeseran) lendutan vibrasi dan penentuan periode

getar Untuk kemudahan pada kasus τb = 1 reduksi EI dan EA dapat

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

78

diberikan dengan cara memodifikasi nilai E dalam analisis Tetapi jika

komputer program bekerja semi otomatis perlu diperhatikan bahwa reduksi

E hanya diterapkan pada 2nd order analysis Adapun nilai modulus elastis

untuk perhitungan kuat nominal penampang tidak boleh dikurangi seperti

misal saat perhitungan tekuk torsi lateral pada balok tanpa tumpuan lateral

(Dewobroto 2015) Bebanan notional dapat juga dipakai untuk antisipasi

pelemahan kekakuan lentur τb akibat kondisi inelastic adanya tegangan

residu Strategi ini cocok untuk menyederhanakan perhitungan DAM pada

batang dengan gaya tekan besar αPr gt 05Py dimana nilai τb lt 10 Jika

strategi ini akan dipakai maka τb = 10 dan diberikan beban notional

tambahan sebesar

Ni = 0001 α Yi

Dimana

α = 16 untuk metode tegangan izin dan 10 untuk metode ultimit

Ni = Beban notional yang digunakan pada level i

Yi = Beban grafitasi yang digunakan pada level i

Beban tersebut diberikan sekaligus bersama beban notional yang

merepresentasikan cacat geometri bawaan (initial imperfection) karena

sifatnya memperbesar maka beban notional akhir menjadi Ni=0003Yi

sedangkan τb = 10 untuk semua kombinasi beban (Dewobroto 2015)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

79

BAB III

METODE PENELITIAN

31 Persiapan

Tahap ini merupakan rangkaian kegiatan sebelum melakukan pengumpulan

dan pengolahan data Tahap ini meliputi kegiatan-kegiatan sebagai berikut

1 Menentukan judul Tugas Akhir

2 Pembuatan proposal Tugas Akhir

3 Studi pustaka terhadap materi sebagai garis besar

32 Bagan Alir

MULAI

PENGUMPULAN DATA

STUDI LITERATUR

TAHAP DESAIN DATA

Perhitungan beban mati

Perhitungan beban hidup

Perhitungan beban angin

Perhitungan beban gempa

PENGOLAHAN DATA

A Pradimensi dan kontrol struktur sekunder B Analisa struktur primer dengan bantuan etabs 2015

(efek P-∆ dan P-δ) dan kontrol manual C Disain sambungan balok kolom dan sambungan

balok balok

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

80

Gambar 31 Diagram Alir Penelitian

321 Mulai

322 Pengumpulan Data

Pengumpulan data data yang di gunakan dalam perencanaan struktur baja

seperti profil yang di gunakan kuat tarik baja yang tersedia dan kuat tekan beton

rencana

323 Studi Literatur

Studi literatur bermula dari pengumpulan teori-teori yang berhubungan

dengan disain baja dan system rangka baja pemikul momen khusus Selain itu

dikumpulkan juga data-data yang berhubungan dengan tugas akhir ini seperti data

pembebanan gedung yang diambil dari peraturan pembebanan untuk gedung 1983

HASIL DAN PEMBAHASAN

Dimensi struktur sekunder Dimensi struktur primer Rencana Sambungan

SELESAI

KESIMPULAN DAN SARAN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

81

dan rumus-rumus yang akan digunakan dalam perhitungan berdasarkan metode

Load and Resistance Factor Design (LRFD)

324 Tahap Desain Data

Pada tahap desain data hal pertama yang dikerjakan adalah menghitung

pembebanan pada struktur sekunder Perhitungan pembebanan berdasarkan

PPURG 1983 Beban-beban yang bekerja hanya beban mati dan beban hidup

Struktur sekunder meliputi pelar metal deck pelat baja gording dan tangga

Setelah perhitungan pembebanan selesai tahap selanjutnya adalah

melakukan pradimensi ketebalan pada pelat dan pradimensi profil pada gording dan

tangga Kemudian hasil pradimensi akan dikontrol apakah dimensi yang di

asumsikan sudah memenuhi syarat atau belum sesuai dengan besarnya gaya-gaya

dalam yang bekerja pada masing masing struktur sekunder tersebut Jika sudah

memenuhi syarat maka reaksi dari masing masing struktur sekunder tersebut akan

di jadikan beban pada struktur primer Struktur primer yang sudah di pradimensi

akan di analisa dengan menggunakan kombinasi kombinasi beban mati beban hidup

dan beban gempa dengan bantuan software etabs 2015 Selanjutkan output dari

etabs berupa momen lentur gaya lintang dan gaya normal pada masing masing

balok dan kolom akan di kontrol secara manual dengan metode LRFD yang

mengacu kepada SNI 1729 2015

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

82

325 Pengolahan Data

325a Analisa Struktur Manual Dengan Metode LRFD

Pada tahap analisa struktur manual dengan metode LRFD bagian yang akan

dianalisa adalah mengontrol momen lentur dan gaya geser yang terjadi pada balok

komposit Pada kolom di kontrol kombinasi gaya tekan dan lentur dua arah serta

gaya geser Lalu selanjutnya adalah melakukan kontrol terhadap pradimensi apakah

sudah memenuhi syarat atau belum

325b Analisa sambungan balok kolom

Analisa sambungan dilakukan untuk mendapatkan jumlah baut tebal pelat

penyambung tebal las pada Balok dan kolom analisa sambungan pemikul momen

menggunakan momen plastis penampang sebagai momen ultimit sehingga

kekuatan sambungan sama dengan atau lebih besar dari kekuatan profil sedangkan

pada sambungan sendi digunakan gaya geser ultimate sebagai gaya geser rencana

326 Hasil dan Pembahasan

Dimensi struktur sekunder dan dimensi struktur primer yang memenuhi

syarat keamanan dan kenyamanan Rekapitulasi stress ratio pada balok komposit

dan kolom yang ada di struktur primer Stress ratio sendiri adalah perbandingan

gaya terfaktor dibagi dengan gaya terkoreksi yang artinya jika stress ratio lebih

besar dari satu (1) maka struktur dinyatakan tidak memenuhi syarat keamanan

327 Kesimpulan dan Saran

328 Selesai

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

83

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

41 Disain Struktur Sekunder

411 Pelat Floor deck

Gambar 41 Tributari area elevasi +580 m

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat sendiri pelat 012 x 1 x 2400 = 288 kgm

Berat spesi 002 x 1 x 2100 = 42 kgm

Berat keramik 001 x 1 x 2400 = 24 kgm +

qdl = 354 kgm

2 Beban hidup (life load)

Berdasarkan PPPURG 1987 beban hidup untuk lantai pabrik 400 kgm2

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

84

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 354 = 4956 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 354 + 16 x 400 = 10648 kgm

sehingga digunakan qu = 10648 kgm

B Dimensi Floor Deck

Berdasarkan SNI ndash 03 ndash 2847 ndash 2002 pasal 103 didapat momen positif

maximum untuk pelat satu arah adalah

Gambar 42 Distribusi momen untuk pelat satu arah

=

=

= 30422 kg m

Dicoba smartdeck BMT 07 mm

Gambar 43 Diagram tegangan momen kopel (positif) floor deck

d = h ndash c = 120 ndash 255 = 945 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

85

a =

=

= 239867 mm

ϕMn = 08 As fy ( d- )

ϕMn = 08 x 92676 x 550 ( 945 -

)

ϕMn = 33644 kg m gt Mu = 30422 kg m ( OK )

C Dimensi Wiremesh

Berdasarkan SNI ndash 03 ndash 2847 ndash 2002 pasal 103 didapat momen negatif

maximum untuk pelat satu arah adalah

=

=

= 42592 kg m

Dicoba wiremesh M-8 ( AST = 33493 mm2 )

Gambar 44 Diagram tegangan momen kopel (negatif) floor deck

d = h - selimut ndash 05 ϕ = 120 ndash 20 ndash 05 x 8 = 96

a =

=

= 1083 mm

ϕMn = 08 As fy ( d- )

ϕMn = 08 x 33493 x 400 ( 96 -

)

ϕMn = 970955 kg m gt Mu = 42592 kg m ( OK )

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

86

412 Balok Anak Pelat Floor Deck

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat floof deck = 2 x 354 = 708 kgm

Berat WF 300 x 150 x 55 x 8 = 32 = 32 kgm +

qdl = 740 kgm

2 Beban hidup (life load)

Beban hidup pelat = 2 x 400 = 800 kgm

qll = 800 kgm

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 740 = 1036 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 740 + 16 x 800 = 2168 kgm

sehingga digunakan qu = 2168 kgm

B Momen ultimate

MMAX = qu l2

MMAX = 2168 x 82

MMAX = 17344 kg m

C Kontrol momen

- menentukan lebar efektif pelat beton

1 be lt

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

87

be lt

be lt 1

2 be lt bo

be lt 1

sehingga digunakan be = 1 meter

akibat adanya lubang pada floor deck maka digunakan bekivalen

bekivalen =

=

= 810 mm

- Menentukan nilai n

Ebeton = 4700 = 4700 radic25 = 23500

Ebaja = 200000

n = = = 851

- Menentukan lebar transformasi penampang beton

=

= 951 cm

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Pelat Beton 11412 6 68472 Floor Deck 1867 945 17643 Profil WF 3766 245 92267

sum 17045 sum 178382

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

88

ẏ = sum

sum =

= 1046 cm

Titik berat berada di pelat beton

a =

=

= 4938 mm

d1 = 05hprofil + tpelat = 125 + 120 = 245 mm

d2 = hprofil ndash ċ = 120 ndash 1713 = 10287

ϕMn = 09 As fy ( d1- )

ϕMn = 09 x [ 3766 x 240 x ( 245 -

) +118843 550 ( 10287 -

) ]

ϕMn = 1792124 + 102396

ϕMn = 189452 kg m gt Mu = 17344 kg m ( OK )

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

89

D Dimensi Penghubung Geser (Shear Conector)

Gaya horizontal akibat aksi komposit penuh

Vh = 085 a b = 085 x 4938 x 1000 x 25 = 1049325 N

Digunakan Stud connector ⅝rdquo luas satu buah stud connector adalah

Asc = d2 = 158752 =19801 mm2

Kuat geser satu buah shear connector

Qn = 05 Asc lt Rg Rp Asc fu

Qn = 05 x 19801 x radic25 23500 lt 085 x 075 x 19801 x 550

Qn = 7588676 N lt 69427

Jumlah shear connector yang di butuhkan

N = = = 151 ~ 16 buah untuk setengah bentang

Total kebutuhan shear connector adalah 32 buah untuk semua bentang Jika

dipasang dua buah shear connector pada setiap penampang melintang maka

jarak shear connector adalah

S = = 500 mm

Smin = 6d = 6 x 15875 = 9525 mm

Smax = 8t = 8 x 120 = 960 mm

Strans = 4d = 4 x 15875 = 635 mm

Sehingga digunakan shear connector 2 x (⅝rdquo x 65 cm) dengan jarak 20 cm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

90

E Kontrol Geser

Menghitung gaya geser ultimate

Vu = qu l = x 2168 x 8 = 8672 kg

Menghitung gaya geser nominal

ϕVn = 09 (06 fy) h tw

ϕVn = 09 x 06 x 240 x 264 x 55

ϕVn = 20243 kg gt Vu = 8672 kg (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

91

413 Pelat Chekered

Gambar 45 Tributari area elevasi +1070 m

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat pelat 45 mm = 00045 x 1 x 7850 = 35325 kgm

2 Beban hidup (life load)

Berdasarkan PPPURG 1987 beban hidup untuk lantai pabrik 400 kgm2

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 35325 = 49455 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 35325 + 16 x 400 = 68239 kgm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

92

sehingga digunakan qu = 68239 kgm

B Momen Maximum

Berdasarkan SNI ndash 03 ndash 2847 ndash 2002 pasal 103 didapat momen maximum

untuk pelat satu arah adalah

Gambar 46 Distribusi momen untuk pelat satu arah

=

=

= 2557 kg m

C Momen Nominal

ϕMn = 09 zx fy

= 09 x ( b d2 ) x fy

= 09 x ( 1000 x 452 ) x 240

= 10935 kg m gt Mu = 2557 kg m OK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

93

414 Siku Pengaku Pelat Lantai Chekred

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat pelat 45 mm = 00045 x 06 x 7850 = 21195 kgm

Berat L 70 x 70 x 6 = 638 = 638 kgm +

= 27575 kgm

2 Beban hidup (life load)

Beban hidup pelat = 06 x 400 = 240 kgm

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 27575 = 35805 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 27575 + 16 x 240 = 41469 kgm

sehingga digunakan qu = 41469 kgm

B Momen Maximum

=

=

= 7465 kg m

C Momen Nominal

My = sx fy

= 7330 x 240

= 17592 kg m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

94

Me =

=

= 13524 kg m

Me gt My

Mn = [ 192 ndash 117 ] Me lt 15 My

= [ 192 ndash 117

] My lt 15 My

= 1498 My lt 15 My

ϕMn = 09 x 1498 x My

= 09 x 1498 x 17592

= 23717 kg m gt Mu = 7465 kg m OK

C Geser Nominal

lt 11

lt 11

1 lt 34785 ~gt cv = 1

ϕVn = 09 06 Aw fy cv

= 09 x 06 x 70 x 7 x 240 x 1

= 63504 kg gt Vu = (05 x l x qu = 2488 kg)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

95

415 Balok Anak Pelat Chekered

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat L 70 x 70 x 6 = 638 x 12 x 13 = 99528 kg

Berat ekivalen siku = =

= 12441 kgm

Berat pelat 45 mm = 00045 x 12 x 7850 = 42390 kgm

Berat WF 200 x 150 x 6 x 9 = 30600 = 30600 kgm

Berat L 70 x 70 x 6 = 12441 = 12441 kgm +

= 85431 kgm

2 Beban hidup (life load)

Beban hidup pelat = 12 x 400 = 480 kgm

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 85431 = 11960 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 76131 + 16 x 480 = 87052 kgm

sehingga digunakan qu = 87052 kgm

B Momen Maximum

=

=

= 696414 kg m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

96

C Menentukan momen nominal

Lp = = radic

36 = 18357 cm

L lt Lp

Mp = zx fy

= [(btf(h-tf)) + 05(h-2tf)2tw)] fy

= [(150 x 9 x (200 ndash 9)) + 05(200 ndash 2 x 9)2 x 6)] x 240

= 857332 kg m

ϕMn = 09 Mp

= 09 x 857332

= 771599 kg m gt Mu = 696414 kg m OK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

97

416 Gording

Gambar 47 Rencana atap elevasi +1250 m dan +3550 m

Jarak antara Gording = 14 meter

Panjang gording = 6 meter

Sudut kemiringan atap = 10o

Berat atap (BMT 045) = 657 kgm2

Isolation rockwool = 25 kgm2

Profil gording = CNP 150 x 50 x 20 x 32 = 7 kgm

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat isolation rockwool = 14 x 25 = 35 kgm

Berat atap = 14 x 657 = 92 kgm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

98

Berat gording = 70 = 70 kgm +

qdl = 512 kgm

2 Beban hidup (life load)

Beban hidup di tengah gording = 100 kg

3 Beban angin

Gambar 48 Kecepatan angin

Kecepatan angin maximum adalah 35 KNOT yaitu 6482 kmjam ( 18 ms )

P = = = 2026 kgm2

Tekanan angin minimum di laut dan di tepi laut sampai sejauh 5 km dari pantai

diambil minimum 40 kgm2 Sehingga digunakan tekanan angin 40 kgm2

Koefisien angin tekan = 002α - 04 = 002 (10) - 04 = - 02

Koefisien angin hisap = - 04

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

99

qtekan = -02 x 40 = 8 kgm2

qhisap = -04 x 70 = 16 kgm2

B Menghitung momen momen pada gording

1 akibat beban mati

Mx = qdl cosα = 512 x cos10 x 62 = 226899 kg m

My = qdl sinα = 512 x sin10 x 22 = 445 kg m

2 akibat beban hidup

Mx = P cosα lx = 100 x cos10 x 6 = 147721 kg m

My = P sinα ly = 100 x sin10 x 2 = 8682 kg m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

100

3 akibat beban angin

Mtekan = qwl = (-8) x cos10 x 62 = -3545 kg m

Mhisap = qwl = (-16) x sin10 x 62 = -709 kg m

No Kombinasi Beban Sumbu x Sumbu y 1 14 DL 3176586 623 2 12 DL + 05La 3461393 9681 3 12 DL + 16 La 5086324 192312 4 12 DL + 13 W + 05La 4465911 -188234 5 12 DL + 16 La + 08 W 4802724 -374888 6 09 DL + 13 W 2261938 -8683

Sehingga didapat momen maximum adalah

Mx = 508632 kg m

My = 19231 kg m

C Menentukan momen nominal

Lp = = radic

181 = 92 cm

J = [ 2b + h ]

= [ 2 x 50 x 323 + 150 x 323 ]

= 2730 6667 mm

Cw = [

]

=

[

]

= 750 x 106

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

101

=

=

= 11512931

= 4 2

= 4

]2

= 3141 x 10-4

=

1 1

=

1 1 3141 10 240 70

= 25044 cm

Lp lt L lt Lr

Mp = zx fy

= [(btf(h-tf)) + 05(h-2tf)2tw)] fy

= [(50 x 32 x (150 ndash 32)) + 05(150 ndash 2 x 32)2 x 32)] x 240

= 95963 kg m

Mr = Sx fr

= 37400 x (240 ndash 70)

= 6358 kg m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

102

ϕMnx = 09 ( Mp ndash ( Mp- Mr)

)

= 09 ( 95963 ndash (95963 ndash 6358)

)

= 66984 kg m gt Mu = 508632 kg m OK

ϕMny = 09 Sy fy

= 09 x 8200 x 240

= 17712 kg m gt Mu = 19231 kg m OK

kontrol syarat momen lentur

+ lt 10

+

lt 10

0867 lt 10 OK

D Lendutan

=

+

=

+

= 15194 + 7913

= 23107 mm

=

+

=

+

= 0331 + 0516

= 0846 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

103

δ =

= 23107 0846

= 23122 mm

δizin = = = 25 mm gt δ = 23112 mm OK

417 Sagrod (Batang Tarik)

Gambar 49 Rencana sagrod

Rencana digunakan sagrod Oslash 10 mm

A Beban yang bekerja

1 Beban mati

- Gording luar

Berat atap = 2 x 14 x 657 x sin 10o = 31944 kg

Berat gording = 2 x 7 x sin 10o = 24310 kg +

sum = 56254 kg

- Gording dalam

Berat atap = 2 x 14 x 657 x sin 10o = 31944 kg

Berat gording = 2 x 7 x sin 10o = 24310 kg

Isolation rockwoll = 2 x 14 x 25 x sin 10o = 121553 kg +

sum = 177807 kg

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

104

2 Beban hidup

- Gording luar

Beban tak terduga = 200 x sin 10o = 347296 kg

- Gording dalam

Beban tak terduga = 100 x sin 10o = 173648 kg

B Gaya ultimate pada sagrod

PDL = Gording Luar + 10 Gording Dalam + Berat sagrod

= 56254 + (10 x 177807) + (0617 x 14)

= 1920704 kg

PLL = Gording Luar + 10 Gording Dalam

= 347296 + (10 x 173648)

= 2083776 kg

Kombinasi Pu kg

14 DL 288899

12DL + 16LL 563888

Digunakan 2 buah sagrod sehingga Pu sagrod adalah 5638882 = 281944 kg

C Menentukan Gaya Nominal Sagrod

Kekuatan leleh tarik pada penampang bruto

ϕPn = 09Asfy

= 09 x 785 x 240

= 16955 kg

Kekuatan tarik pada penampang netto

ϕPn = 075Asfu

= 075 x (09 x 785) x 370

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

105

= 19605 kg

Sehingga ʹϕPn yang digunakan adalah 16955 kg

Stress ratio = =

= 017 lt 1 OK

418 Ikatan Angin

Ikatan angin akan didisain menggunakan besi beton karena kelangsingan besi

beton sangat kecil maka batang hanya didisain terhadap tarik

Gambar 410 Tributri area ikatan angin

Dicoba menggunakan ikatan angin Oslash 22 mm

Data data geometri

x = 12 tanα = 12 tan 10o = 21159 m

h1 = 71 + x = 71 + 21159 = 92159 m

β

60925 60925 60925 60925

60000

60000 60000 60000 60000

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

106

h2 = 71 + 075x = 71 + 15869 = 86869 m

h3 = 71 + 025x = 71 + 05289 = 76289 m

tan β =

= 09848 β = 445617o

sin β = 07016

cos β = 07126

Koefisien angin C = 09

F1 = CPa λ

= 09 x 40 x 6 x

= 193350 kg

F2 = CPa λ

= 09 x 40 x 6 x

= 176210 kg

F3 = CPa λ

= 09 x 40 x 6 x

= 159072 kg

R = 05F1 + F2 + F3 = 96675 + 176210 + 159072 = 431957 kg

A Gaya Ultimate Pada Ikatan Angin

Gaya batang akan dihitung dengan menggunakan analisa keseimbangan titik

buhul

- Titik A

sumV = 0 sum H = 0

R + S1 = 0 H1 = 0

S1 = - R

S1 = - 431957 kg

- Titik B

sumV = 0 sum H = 0

F3 + S1 + D1sinβ = 0 H2 + D1cosβ = 0

D1 = -

H2 = - D1cosβ

R

S1

H1

H2

S1

F3

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

107

S1

D1 = -

H2 = - 388946 x 07124

D1 = 388946 kg H2 = - 277085 kg

- Titik C

sumV = 0 sum H = 0

S2 + D1sinβ = 0 H3 ndash H1 - D1cosβ = 0

S2 = - D1sinβ H3 = 0 + D1cosβ

S2 = - 388946 x 07016 H3 = 388946 x 07124

S2 = - 272885 kg H2 = 277085 kg

- Titik D

sumV = 0

F2 + S2+ D2sinβ = 0

D2 = -

D2 = -

D2 = 137792 kg

Gaya batang maximum pada ikatan angin 388946 kg

Pu = 16 WL = 16 x 388946 = 622314 kg

B Gaya Nominal Ikatan Angin

Kekuatan leleh tarik pada penampang bruto

ϕPn = 09Asfy

= 09 x 3801 x 240

= 821016 kg

Kekuatan tarik pada penampang netto

ϕPn = 075Asfu

= 075 x (09 x 3801) x 370

= 949299 kg

H3 H1

S2

F2

H2 H4

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

108

Sehingga ʹϕPn yang digunakan adalah 821016 kg

Stress ratio = =

= 076 lt 1 OK

419 Tangga

Gambar 411 Rencana tangga

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Pipa 15rdquo 36 x [ (2x4942) + (8x1) + (4x03)] = 687 kg

Pipa 1rdquo = 18 x [ (4x4942) + (8x03)] = 399 kg

Pelat 45 mm = 35325 x 03 x 1 x 16 = 1696 kg +

= 27816 kg

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

109

= =

= 56285 kgm

Digunakan profil UNP 200 x 80 x 75 x 11

= +

= 56285 + 246

= 80885 kgm

2 Beban hidup (life load)

Beban hidup tangga = 400 kgm

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 80885 = 113239 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 80885 + 16 x 400 = 737062 kgm

sehingga digunakan qu = 737062 kgm untuk 2 profil kanal beban untuk 1

profil kanal adalah = 368521 kgm

B Momen maximum

Mu = q = 368521 x 4942 = 11251 kg m

C Momen nominal

Lp = = radic

238 = 121366 cm

b = b ndash 05tw

= 80 ndash (05 x 75)

= 7625 mm

h = h - tf

= 200 - 11

= 189 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

110

J = [ 2brsquo + hrsquo ]

= [ 2 x 7625 x 113 + 189 x 753 ]

= 94237291 mm

Cw = [

]

=

[

]

=

[

]

= 120 x 108

=

=

= 2474747

= 4 2

= 4

]2

= 18143 x 10-5

=

1 1

=

1 1 18143 10 240 70

= 51792 cm

Lp lt L lt Lr

Mp = zx fy

= [(btf(h-tf)) + 05(h-2tf)2tw)] fy

= [(80 x 11 x (200 ndash 11)) + 05(200 ndash 2 x 11)2 x 75)] x 240

= 684324 kg m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

111

Mr = sx fr

= 195000 x (240 ndash 70)

= 3315 kg m

ϕMnx = 09 ( Mp ndash ( Mp- Mr)

)

= 09 ( 684324 ndash (684324 ndash 3315)

)

= 352568 kg m gt Mu = 11251 kg m OK

42 Disain Struktur Primer

421 Beban beban yang bekerja

4211 Beban gravitasi

a Beban pada floor deck

- Beban mati tambahan (dead load)

Berat spesi 002 x 1 x 2100 = 42 kgm

Berat keramik 001 x 1 x 2400 = 24 kgm +

qdl = 66 kgm

adapun berat sendiri profil dihitung dengan software etabs 2015

- Beban hidup (life load)

Berdasarkan PPPURG 1987

Beban hidup rencana untuk lantai pabrik = 400 kgm2

Koefisien reduksi untuk perencanaan balok induk = 100

Koefisien reduksi untuk peninjauan terhadap masa gempa = 090

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

112

b Beban pada lantai chekered plate

- Beban mati tambahan (dead load)

Berat per 6 meter luas L 70 x 70 x 6 = 638 x 6 x 9 = 34452 kg

Berat ekivalen siku = =

= 957 kgm

- Beban hidup (life load)

Berdasarkan PPPURG 1987

Beban hidup rencana untuk lantai pabrik = 400 kgm2

Koefisien reduksi untuk perencanaan balok induk = 100

Koefisien reduksi untuk peninjauan terhadap masa gempa = 090

4212 Beban angin

- Dinding vertical

Di pihak angin = + 09 x 40 = + 36 kgm2

Di belakang angin = - 04 x 40 = - 16 kgm2

- Atap segi-tiga dengan sudut kemiringan α 10o

Koefisien angin tekan = 002α - 04 = 002 (10) - 04 = - 02

Koefisien angin hisap = - 04

qtekan = -02 x 40 = -8 kgm2

qhisap = -04 x 70 = -16 kgm2

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

113

4213 Beban gempa

Jenis pemamfaatan bangunan = Pabrik (kategori risiko II tabel 27)

Faktor keutamaan gempa Ie = 1 (tabel 28)

Ss = 05g

S1 = 03g

Jenis tanah = Keras (kelas C)

Fa = 12 ( tabel 211 dengan input Ss = 05 )

Fs = 15 ( tabel 212 dengan input S1 = 03 )

SDS = Fa Ss = 12 05 = 040

SD1 = FV S1 = 15 03 = 030

Gambar 412 Respon spectra rencana

Berdasarkan SDS gedung berada di kategori risiko C ( tabel 213 )

Berdasarkan SD1 gedung berada di kategori risiko D ( tabel 214 )

00000

00500

01000

01500

02000

02500

03000

03500

04000

04500

0000 1000 2000 3000 4000 5000

S

T

MEDAN TANAH KERAST S

0000 01600

0075 02800

0113 03400

0150 04000

0750 04000

0750 04000

0830 03614

3070 00977

3310 00906

3550 00845

4030 00744

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

114

Sehingga bangunan akan direncanakan dengan kategori risiko D yaitu sistem

rangka baja pemikul momen khusus Adapun nilai koefisien modifikasi respons

(R) faktor kuat lebih (Ω) dan faktor pembesaran defleksi (cd) adalah

Koefisien modifikasi respons (R) = 8

Faktor kuat lebih (Ω) = 3

Faktor pembesaran defleksi (cd) = 55

1 Gaya gempa statik ekivalen

- Menentukan T

- Ta = Ct -gt Ct = 0724 x = 08 ( tabel 213 )

= 00724 x 37614

= 1318 detik

Tmax = Cu Ta -gt Cu = 14 ( tabel 214 )

= 14 1318

= 1845 detik

Tc = Tx 3438 Ty -3231

Sehingga digunakan T = 1845

- Menentukan nilai C

Cmin = 0044 SDS I gt 001

= 0044 040 1 gt 001

= 00176

Cs = =

= 005

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

115

Cs = =

= 0020

Sehingga digunakan Cs = 0020

- Menentukan berat struktur

Beban mati

Tabel 41 Beban mati struktur (rangka)

Tabel 42 Beban mati struktur (Atap partisi diafragma dll)

Sehingga beban mati total struktur adalah 46021142 kg

Adapun beban hidup total permeter luas adalah 09 x 400 = 360 kgm2

No Jenis Beban Sendiri q kgm L m W Kg

1 H 350 X 350 X 12 X 19 13700 42813 5865313

2 H 300 X 300 X 10 X 15 9400 16583 1558785

3 IWF 300 X 150 X 65 X 9 3670 192448 7062838

4 IWF 350 X 175 X 7 X 11 4960 26850 1331760

5 IWF 250 X 125 X 6 X 9 2960 16455 487059

6 IWF 200 X 200 X 8 X 12 4990 4640 231536

7 IWF 200 X 100 X 55 X 8 2130 135712 2890659

8 CNP 700 85280 596960

9 Sagrod 062 29242 18042

10 Ikatan angin 298 23758 70894

sum 20113845

No Jenis Beban Sendiri q kgm2 A m2 W Kg

1 Floor deck 28800 52636 15159168

2 Chekered plate 45 mm 4777 184206 8798611

3 Clading 446 2200 9812

4 Spandek 498 64700 322206

5 Isolation Rockwool 2500 64700 1617500

sum 25907297

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

116

Tabel 43 Beban hidup struktur

No Beban Hidup q kgm2 A m2 W Kg

1 Floor deck 36000 52636 18948960

2 Chekered plate 45 mm 36000 184206 66314244

sum 85263204

Sehingga berat struktur adalah

WT = WDL + WLL

= 25907297 + 85263204

= 131284346 kg

- Menentukan gaya geser dasar

V = Cs WT

= 0020 131284346

= 2668381 kg

2 Analisis spectrum respons ragam

- Kontrol partisipasi massa ragam

Tabel 44 Waktu getar alami dan partisipasi massa

Case ModePeriod Selisih Waktu

Getar Alami Sum UX Sum UY Sum UZ

sec

Modal 1 3438 870 06918 00161 00022

Modal 2 3139 1911 07121 06293 00025

Modal 3 2539 666 07818 06293 00028

Modal 4 237 1139 0782 06297 00032

Modal 5 21 3948 0782 07018 00037

Modal 6 1271 582 0786 07024 00065

Modal 7 1197 635 09305 07037 00066

Modal 8 1121 660 09308 07038 00084

Modal 9 1047 669 09308 07057 00086

Modal 10 0977 379 09311 07792 00088

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

117

Tabel 44 Waktu getar alami dan partisipasi massa (lanjutan)

Case ModePeriod Selisih Waktu

Getar Alami Sum UX Sum UY Sum UZ

sec

Modal 11 094 1649 09318 08848 00096

Modal 12 0785 382 09332 08849 00099

Modal 13 0755 252 0959 08885 00099

Modal 14 0736 095 09612 09008 00117

Modal 15 0729 727 09627 09114 00125

Modal 16 0676 459 09751 09119 00125

Modal 17 0645 698 09799 09121 00125

Analisa modal pada software etabs 2015 menunjukan bahwa

perbedaan waktu getar sangat sedikit sehingga untuk selanjutnya digunakan

metoda kombinasi kuadrat lengkap (CQC) Pada mode ke 7 partisipasi

massa pada UX sudah mencapai 93 dan pada mode ke 14 partisipasi

massa pada UY sudah mencapai 90 sehingga sudah memenuhi syarat

minimal (90)

- Kontrol base reaction

Tabel 45 Base Reaction

Load CaseCombo

FX FY FZ

KN KN KN

RS U1 Max 2366839 325487 10303

RS U2 Max 290655 2367369 22637

085 VStatik gt VDinamik

085 2668381 gt 2367369

226812 lt 2367369 (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

118

4214 Beban notional

Untuk struktur yang menahan beban gravitasi terutama melalui kolom dinding

atau portal vertikal nominal diijinkan menggunakan beban notional untuk mewakili

efek ketidaksempurnaan awal Beban notional harus digunakan sebagai beban

lateral pada semua levelbeban national di hitung otomatis dari program ETABS

2015 dengan nominal 0002 α Yi untuk mewakili ketidaksempurnaan awal dan

0001 α Yi untuk kekakuan lentur sehingga

Ni = 0003 α Yi

Gambar 413 Beban notional pada etabs 2015

Beban tersebut di distribusikan arah orthogonal baik untuk beban grafitasi beban

hidup maupun beban grafitasi akibat beban mati

422 Kombinasi beban

Struktur akan didisain dengan gempa termasuk gaya seismic vertikal dan

faktor redundansi Gaya seismic vertikal adalah

Ev = 02 SDS DL

= 02 040 DL

= 008 DL

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

119

Faktor redundansi untuk kategori desain seismik DE dan F adalah 13 sehingga

kombinasi pembebanan menjadi

1 14D

2 12D + 16L + 05(Lr atau R)

3 12D + 16(Lr atau R) + (L atau 05W)

4 12D + 10 W + L + 05(Lr atau R)

5 12D + 10 E + L -gt 13D + 13E + L

6 09D + 10 W

7 09D + 10 E -gt 08D + 13E

423 Kontrol Driff

Tabel 46 Simpangan antar lantai akibat gempa X

Elevasi h SUMBU X SUMBU Y ∆IZIN KETERANGAN

m mm δse (mm) δx (mm) ∆x (mm) δse (mm) δy (mm) ∆y (mm) mm

355 4100 80 440 2585 15 825 385 82 OK

314 3000 753 41415 2035 143 7865 33 60 OK

284 3000 716 3938 2695 137 7535 275 60 OK

254 3000 667 36685 363 132 726 33 60 OK

224 3000 601 33055 4345 126 693 44 60 OK

194 3000 522 2871 4565 118 649 495 60 OK

164 2650 439 24145 3905 109 5995 66 53 OK

1375 3050 368 2024 407 97 5335 1155 61 OK

107 4900 294 1617 7535 76 418 253 98 OK

58 5800 157 8635 8635 3 165 165 116 OK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

120

Gambar 414 Grafik simpangan antar lantai VS elevasi akibat gempa - X

Tabel 47 Simpangan antar lantai akibat gempa Y

Elevasi h SUMBU X SUMBU Y ∆IZIN KETERANGAN

m mm δse (mm) δx (mm) ∆x (mm) δse (mm) δy (mm) ∆y (mm) mm

355 4100 398 742 35 742 4081 1925 82 OK

314 3000 371 707 27 707 38885 1485 60 OK

284 3000 35 68 3 68 374 165 60 OK

254 3000 324 65 43 65 3575 2365 60 OK

224 3000 288 607 56 607 33385 308 60 OK

194 3000 246 551 68 551 30305 374 60 OK

164 2650 201 483 68 483 26565 374 53 OK

1375 3050 164 415 92 415 22825 506 61 OK

107 4900 127 323 182 323 17765 80 98 OK

58 5800 62 141 141 141 9765 9765 116 OK

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 20 40 60 80 100 120 140

ELEV

ASI

STORY DRIFT

GRAFIK STORY DRIFT vs ELEVASI

DRIFT X

DRIFT Y

DRIFT IZIN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

121

Gambar 415 Grafik simpangan antar lantai VS elevasi akibat gempa - Y

424 Kontrol Profil

4241 Kolom 350 x 350 x 12 x 19 ( A = 1739 cm2 )

Ix = 40300 cm4 Zx = 24931

Iy = 13600 cm4 Zy = 11749

Sx = 2300 cm3 Lp = 449 m

Sy = 776 cm3 Lr = 1718 m

rx = 152 cm Mp = 5983 KN m

ry = 884 cm Mr = 391 KN m

Panjang tidak terkekang lateral = 58 m

Elastisitas bahan = 200000 MPa

Tegangan leleh bahan = 240 MPa

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 20 40 60 80 100 120 140

ELEV

ASI

STORY DRIFT

GRAFIK STORY DRIFT vs ELEVASI

DRIFT X

DRIFT Y

DRIFT IZIN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

122

a Kapasitas kolom terhadap tekan

λ = lt 471

=

lt 471

= 65611 lt 13797

fe =

=

= 45890 MPa

lt 225

lt 225

0522 lt 225

Sehingga tegangan keritis adalah

fcr = 0658 fy

= 0658 240

= 19698 MPa

ϕPn = 09 fcr A

= 09 19698 17390

= 308307 KN

b Kapasitas kolom terhadap momen sumbu x

L = 58 m

Lp = 449 m

Lr = 1718 m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

123

didapat Lp lt L lt Lr sehingga momen ultimate adalah

Mn = Cb [Mp ndash ( Mp- Mr)

]

= 1 [5983 - (5983 ndash 391)

]

= 57694 KN m

ϕ Mn = 09 57694

= 51924 KN m

c Kapasitas kolom terhadap momen sumbu y

ϕ Mn = 09 Zy fy

= 09 11749 240

= 25377 KN m

Tabel 48 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 350 x 350 x 12 x 19

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

14DL 0 -50108 -439 -693 PuϕPn lt 02 0114

14DL 275 -49599 076 340 PuϕPn lt 02 0092

14DL 55 -49090 565 1356 PuϕPn lt 02 013

12DL + 16LL 0 -234590 -1264 -1380 PuϕPn gt 02 0846

12DL + 16LL 275 -234153 104 786 PuϕPn gt 02 0794

12DL + 16LL 55 -233716 1360 2854 PuϕPn gt 02 0871

12DL + 16LL + 05WL-X 0 -237561 -1198 2174 PuϕPn gt 02 0867

12DL + 16LL + 05WL-X 275 -237124 116 2293 PuϕPn gt 02 083

12DL + 16LL + 05WL-X 55 -236688 1312 2004 PuϕPn gt 02 0865

12DL + 16LL + 05WL-Y 0 -234440 -2572 -1245 PuϕPn gt 02 0889

12DL + 16LL + 05WL-Y 275 -234003 -342 865 PuϕPn gt 02 0803

12DL + 16LL + 05WL-Y 55 -233567 2144 2857 PuϕPn gt 02 0898

12DL + LL + WL-X 0 -168693 -156 6011 PuϕPn gt 02 0668

12DL + LL + WL-X 275 -168257 257 3604 PuϕPn gt 02 0629

12DL + LL + WL-X 55 -167820 583 512 PuϕPn gt 02 0586

12DL + LL + WL-Y 0 -162386 -4668 -795 PuϕPn gt 02 0716

12DL + LL + WL-Y 275 -161949 -1059 776 PuϕPn gt 02 0588

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

124

Tabel 48 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 350 x 350 x 12 x 19 (lanjutan)

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

12DL + LL + WL-Y 55 -161513 3203 2242 PuϕPn gt 02 0686

13DL + LL + ρRS-X Max 0 -161904 5293 4622 PuϕPn gt 02 0802

13DL + LL + ρRS-X Max 275 -161431 1821 3150 PuϕPn gt 02 0653

13DL + LL + ρRS-X Max 55 -160958 5145 3377 PuϕPn gt 02 0772

13DL + LL + ρRS-X Min 0 -171412 -7624 -5979 PuϕPn gt 02 0938

13DL + LL + ρRS-X Min 275 -170939 -1731 -1543 PuϕPn gt 02 0654

13DL + LL + ρRS-X Min 55 -170466 -2792 1061 PuϕPn gt 02 0681

13DL + LL + ρRS-Y Max 0 -157108 2483 11576 PuϕPn gt 02 0806

13DL + LL + ρRS-Y Max 275 -156635 990 6117 PuϕPn gt 02 0659

13DL + LL + ρRS-Y Max 55 -156162 2686 4441 PuϕPn gt 02 0688

13DL + LL + ρRS-Y Min 0 -177929 -3506 -10847 PuϕPn gt 02 0899

13DL + LL + ρRS-Y Min 275 -177456 -609 -3714 PuϕPn gt 02 0673

13DL + LL + ρRS-Y Min 55 -176983 -1052 -492 PuϕPn gt 02 0632

09DL + WL-X 0 -38166 033 6660 PuϕPn lt 02 0193

09DL + WL-X 275 -37839 110 3230 PuϕPn lt 02 013

09DL + WL-X 55 -37511 161 -829 PuϕPn lt 02 0085

09DL + WLY 0 -31859 -4479 -146 PuϕPn lt 02 0233

09DL + WLY 275 -31532 -1205 402 PuϕPn lt 02 0108

09DL + WLY 55 -31204 2781 901 PuϕPn lt 02 0179

08DL + ρRS-X Max 0 -23960 6089 5031 PuϕPn lt 02 0377

08DL + ρRS-X Max 275 -23669 1794 2588 PuϕPn lt 02 016

08DL + ρRS-X Max 55 -23378 4359 1901 PuϕPn lt 02 0248

08DL + ρRS-X Min 0 -33468 -6828 -5570 PuϕPn lt 02 0432

08DL + ρRS-X Min 275 -33177 -1757 -2105 PuϕPn lt 02 0165

08DL + ρRS-X Min 55 -32886 -3578 -415 PuϕPn lt 02 0204

08DL + ρRS-Y Max 0 -18520 2830 11228 PuϕPn lt 02 0359

08DL + ρRS-Y Max 275 -18229 860 5259 PuϕPn lt 02 0166

08DL + ρRS-Y Max 55 -17938 2141 3132 PuϕPn lt 02 0175

08DL + ρRS-Y Min 0 -39341 -3159 -11196 PuϕPn lt 02 0406

08DL + ρRS-Y Min 275 -39050 -739 -4572 PuϕPn lt 02 0182

08DL + ρRS-Y Min 55 -38759 -1596 -1801 PuϕPn lt 02 0162

Stress ratio maximum adalah 0938 lt 1 OK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

125

d Kapasitas kolom terhadap geser

Tabel 49 Resume gaya geser Kolom 350 x 350 x 12 x 19

V2 kN V3 kN

Vmax 18049 9887

Vmin -22158 -15602

- Kontrol terhadap geser sumbu x

ϕVn = 09 06 Aw fy

= 09 06 3744 240

= 48522 KN gt 22158 OK

- Kontrol terhadap geser sumbu y

ϕVn = 09 06 Af fy

= 09 06 12844 240

= 16645 KN gt 156 OK

4242 Kolom 300 x 300 x 10 x 15 ( A = 1198 cm2 )

Ix = 20400 cm4 Zx = 14647 cm3

Iy = 6750 cm4 Zy = 6817 cm3

Sx = 1360 cm3 Lp = 381 m

Sy = 450 cm3 Lr = 1376 m

rx = 131 cm Mp = 3515 KN m

ry = 751 cm Mr = 2312 KN m

Panjang tidak terkekang laterar = 3 m

Elastisitas bahan = 200000 MPa

Tegangan leleh bahan = 240 MPa

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

126

a Kapasitas kolom terhadap tekan

λ = lt 471

=

lt 471

= 39947 lt 13797

fe =

=

= 123797 MPa

lt 225

lt 225

01938 lt 225

Sehingga tegangan keritis adalah

fcr = 0658 fy

= 0658 240

= 221295 MPa

ϕPn = 09 fcr A

= 09 221295 11980

= 2386003 KN

b Kapasitas kolom terhadap momen sumbu x

L = 3 m

Lp = 381 m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

127

didapat Lp gt L sehingga momen ultimate adalah

Mn = Mp

= 35152 KN m

ϕ Mn = 09 35152

= 319376 KN m

c Kapasitas kolom terhadap momen sumbu y

ϕ Mn = 09 Zy fy

= 09 6817 240

= 147247 KN m

Tabel 410 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 300 x 300 x 10 x 15

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

14DL 0 -12254 -884 -306 PuϕPn lt 02 0096

14DL 275 -12082 -141 072 PuϕPn lt 02 0038

14DL 55 -11910 605 449 PuϕPn lt 02 0081

12DL + 16LL 0 -53658 -6540 -1683 PuϕPn gt 02 0667

12DL + 16LL 275 -53510 -1187 515 PuϕPn gt 02 0311

12DL + 16LL 55 -53362 4228 2705 PuϕPn gt 02 0555

12DL + 16LL + 05WL-X 0 -53789 -6536 -1139 PuϕPn gt 02 0652

12DL + 16LL + 05WL-X 275 -53641 -1183 464 PuϕPn gt 02 031

12DL + 16LL + 05WL-X 55 -53494 4231 2060 PuϕPn gt 02 0538

12DL + 16LL + 05WL-Y 0 -54867 -7138 -1717 PuϕPn gt 02 071

12DL + 16LL + 05WL-Y 275 -54719 -1176 504 PuϕPn gt 02 0315

12DL + 16LL + 05WL-Y 55 -54572 4762 2715 PuϕPn gt 02 0593

12DL + LL + WL-X 0 -37583 -4262 -046 PuϕPn lt 02 037

12DL + LL + WL-X 275 -37435 -786 246 PuϕPn lt 02 014

12DL + LL + WL-X 55 -37287 2730 534 PuϕPn lt 02 0281

12DL + LL + WL-Y 0 -40160 -5753 -1248 PuϕPn lt 02 0515

12DL + LL + WL-Y 275 -40012 -752 319 PuϕPn lt 02 0145

12DL + LL + WL-Y 55 -39864 4114 1881 PuϕPn lt 02 0423

13DL + LL + ρRS-X Max 0 -34864 -2278 258 PuϕPn lt 02 0236

13DL + LL + ρRS-X Max 275 -34704 -448 634 PuϕPn lt 02 0124

13DL + LL + ρRS-X Max 55 -34544 4920 3224 PuϕPn lt 02 0509

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

128

Tabel 410 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 300 x 300 x 10 x 15

(lanjutan)

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

13DL + LL + ρRS-X Min 0 -42010 -6668 -2496 PuϕPn lt 02 062

13DL + LL + ρRS-X Min 275 -41850 -1139 041 PuϕPn lt 02 0167

13DL + LL + ρRS-X Min 55 -41690 930 353 PuϕPn lt 02 0162

13DL + LL + ρRS-Y Max 0 -36078 -3269 1785 PuϕPn lt 02 0355

13DL + LL + ρRS-Y Max 275 -35917 -644 806 PuϕPn lt 02 0145

13DL + LL + ρRS-Y Max 55 -35757 3829 4637 PuϕPn lt 02 0482

13DL + LL + ρRS-Y Min 0 -40673 -5470 -3709 PuϕPn lt 02 0574

13DL + LL + ρRS-Y Min 275 -40513 -955 -183 PuϕPn lt 02 0156

13DL + LL + ρRS-Y Min 55 -40353 1791 -1478 PuϕPn lt 02 0253

09DL + WL-X 0 -8094 -537 895 PuϕPn lt 02 0082

09DL + WL-X 275 -7983 -084 -055 PuϕPn lt 02 0025

09DL + WL-X 55 -7872 371 -1002 PuϕPn lt 02 0074

09DL + WLY 0 -10671 -2028 -307 PuϕPn lt 02 017

09DL + WLY 275 -10560 -050 019 PuϕPn lt 02 0027

09DL + WLY 55 -10449 1755 346 PuϕPn lt 02 0153

08DL + ρRS-X Max 0 -3468 1674 1216 PuϕPn lt 02 016

08DL + ρRS-X Max 275 -3370 266 336 PuϕPn lt 02 0036

08DL + ρRS-X Max 55 -3271 2356 1674 PuϕPn lt 02 022

08DL + ρRS-X Min 0 -10614 -2716 -1539 PuϕPn lt 02 0256

08DL + ρRS-X Min 275 -10516 -426 -258 PuϕPn lt 02 006

08DL + ρRS-X Min 55 -10417 -1633 -1197 PuϕPn lt 02 0171

08DL + ρRS-Y Max 0 -4709 606 2625 PuϕPn lt 02 0135

08DL + ρRS-Y Max 275 -4610 075 529 PuϕPn lt 02 0032

08DL + ρRS-Y Max 55 -4512 1354 3250 PuϕPn lt 02 0205

08DL + ρRS-Y Min 0 -9304 -1595 -2869 PuϕPn lt 02 0219

08DL + ρRS-Y Min 275 -9206 -236 -459 PuϕPn lt 02 005

08DL + ρRS-Y Min 55 -9107 -684 -2866 PuϕPn lt 02 0157

Stress ratio maximum adalah 0710 lt 1 OK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

129

d Kapasitas kolom terhadap geser

Tabel 411 Resume gaya geser Kolom 300 x 300 x 10 x 15

V2 kN V3 kN

Vmax 18748 9962

Vmin -29322 -43951

- Kontrol terhadap geser sumbu x

ϕVn = 09 06 Aw fy

= 09 06 2700 240

= 34992 KN gt 29322 KN (OK)

- Kontrol terhadap geser sumbu y

ϕVn = 09 06 Af fy

= 09 06 8700 240

= 112752 KN gt 43951 KN (OK)

4243 Kolom 200 x 200 x 8 x 12 ( A = 6353 cm2 )

Ix = 4720 cm4 Zx = 5131 cm3

Iy = 1600 cm4 Zy = 2428 cm3

Sx = 472 cm3 Lp = 255 m

Sy = 160 cm3 Lr = 1072 m

rx = 862 cm Mp = 1231 KN m

ry = 502 cm Mr = 802 KN m

Panjang tidak terkekang laterar = 58 m

Elastisitas bahan = 200000 MPa

Tegangan leleh bahan = 240 MPa

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

130

a Kapasitas kolom terhadap tekan

λ = lt 471

=

lt 471

= 115538 lt 13797

fe =

=

= 14799 MPa

lt 225

lt 225

1621 lt 225

Sehingga tegangan keritis adalah

fcr = 0658 fy

= 0658 240

= 121737 MPa

ϕPn = 09 fcr A

= 09 121737 6353

= 696056 KN

b Kapasitas kolom terhadap momen sumbu x

L = 58 m

Lp = 255 m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

131

Lr = 1072 m

didapat Lp lt L lt Lr sehingga momen ultimate adalah

Mn = Cb [Mp ndash ( Mp- Mr)

]

= 1 [123144 - (123144 ndash 8024)

]

= 106077 KN m

ϕ Mn = 09 106077

= 9547 KN m

c Kapasitas kolom terhadap momen sumbu y

ϕ Mn = 09 Zy fy

= 09 2428 240

= 524448 KN m

Tabel 412 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 200 x 200 x 8 x 12

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

14DL 0 -2195 -043 -037 PuϕPn lt 02 0028

14DL 275 -2006 004 001 PuϕPn lt 02 0016

14DL 55 -1818 049 038 PuϕPn lt 02 0027

12DL + 16LL 0 -4566 -141 -070 PuϕPn lt 02 0068

12DL + 16LL 275 -4405 007 018 PuϕPn lt 02 0035

12DL + 16LL 55 -4243 152 107 PuϕPn lt 02 0071

12DL + 16LL + 05WL-X 0 -3107 -138 483 PuϕPn lt 02 0100

12DL + 16LL + 05WL-X 275 -2945 008 053 PuϕPn lt 02 0029

12DL + 16LL + 05WL-X 55 -2784 150 -378 PuϕPn lt 02 0089

12DL + 16LL + 05WL-Y 0 -4677 -384 -090 PuϕPn lt 02 0117

12DL + 16LL + 05WL-Y 275 -4516 -011 019 PuϕPn lt 02 0037

12DL + 16LL + 05WL-Y 55 -4354 364 127 PuϕPn lt 02 0115

12DL + LL + WL-X 0 -622 005 1055 PuϕPn lt 02 0116

12DL + LL + WL-X 275 -461 014 081 PuϕPn lt 02 0015

12DL + LL + WL-X 55 -299 021 -895 PuϕPn lt 02 01

12DL + LL + WL-Y 0 -3816 -763 -100 PuϕPn lt 02 0184

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

132

Tabel 412 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 200 x 200 x 8 x 12

(lanjutan)

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

12DL + LL + WL-Y 275 -3655 -041 014 PuϕPn lt 02 0036

12DL + LL + WL-Y 55 -3493 686 126 PuϕPn lt 02 017

13DL + LL + ρRS-X Max 0 -1973 939 590 PuϕPn lt 02 0255

13DL + LL + ρRS-X Max 275 -1798 079 054 PuϕPn lt 02 0034

13DL + LL + ρRS-X Max 55 -1623 1078 567 PuϕPn lt 02 0277

13DL + LL + ρRS-X Min 0 -5225 -1217 -612 PuϕPn lt 02 0334

13DL + LL + ρRS-X Min 275 -5050 -072 -025 PuϕPn lt 02 0053

13DL + LL + ρRS-X Min 55 -4875 -791 -486 PuϕPn lt 02 0237

13DL + LL + ρRS-Y Max 0 340 425 1491 PuϕPn lt 02 024

13DL + LL + ρRS-Y Max 275 514 043 110 PuϕPn lt 02 0024

13DL + LL + ρRS-Y Max 55 689 462 1152 PuϕPn lt 02 0214

13DL + LL + ρRS-Y Min 0 -6918 -505 -1281 PuϕPn lt 02 0281

13DL + LL + ρRS-Y Min 275 -6743 -023 -068 PuϕPn lt 02 006

13DL + LL + ρRS-Y Min 55 -6569 -343 -1273 PuϕPn lt 02 0246

09DL + WL-X 0 1511 008 1085 PuϕPn lt 02 0126

09DL + WL-X 275 1632 006 070 PuϕPn lt 02 0021

09DL + WL-X 55 1753 004 -947 PuϕPn lt 02 0113

09DL + WLY 0 -1682 -761 -069 PuϕPn lt 02 0165

09DL + WLY 275 -1561 -049 003 PuϕPn lt 02 0021

09DL + WLY 55 -1440 668 075 PuϕPn lt 02 0146

08DL + ρRS-X Max 0 412 1035 596 PuϕPn lt 02 0263

08DL + ρRS-X Max 275 519 077 041 PuϕPn lt 02 0023

08DL + ρRS-X Max 55 627 978 534 PuϕPn lt 02 0247

08DL + ρRS-X Min 0 -2840 -1120 -606 PuϕPn lt 02 0298

08DL + ρRS-X Min 275 -2733 -074 -038 PuϕPn lt 02 0038

08DL + ρRS-X Min 55 -2625 -891 -519 PuϕPn lt 02 0244

08DL + ρRS-Y Max 0 2516 453 1421 PuϕPn lt 02 0254

08DL + ρRS-Y Max 275 2624 036 093 PuϕPn lt 02 0036

08DL + ρRS-Y Max 55 2731 420 1186 PuϕPn lt 02 0224

08DL + ρRS-Y Min 0 -4742 -477 -1350 PuϕPn lt 02 0267

08DL + ρRS-Y Min 275 -4634 -030 -085 PuϕPn lt 02 0048

08DL + ρRS-Y Min 55 -4527 -385 -1239 PuϕPn lt 02 0236

Stress ratio maximum adalah 0334 lt 1 (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

133

e Kapasitas kolom terhadap geser

Tabel 413 Resume gaya geser Kolom 200 x 200 x 8 x 12

V2 kN V3 kN

Vmax 4961 3345

Vmin ‐45461 ‐40182

- Kontrol terhadap geser sumbu x

ϕVn = 09 06 Aw fy

= 09 06 1408 240

= 18247 KN gt 4961 OK

- Kontrol terhadap geser sumbu y

ϕVn = 09 06 Af fy

= 09 06 4512 240

= 584755 KN gt 40182 OK

4244 Balok Komposit 300 x 150 x 65 x 9 ( A = 4678 cm2 )

Ix = 7210 cm4 Zx = 522 cm3

Iy = 508 cm4 Zy = 1042 cm3

Sx = 481 cm3 Lp = 167 m

Sy = 677 cm3 Lr = 497 m

rx = 124 cm Mp = 1253 KN m

ry = 329 cm Mr = 817 KN m

Panjang tidak terkekang laterar = 8 m

Elastisitas bahan = 200000 MPa

Tegangan leleh bahan = 240 MPa

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

134

Tabel 414 Resume Gaya luar envelope balok komposit 300 x 150 x 65 x 9

Load CaseCombo Station P V2 V3 T M2 M3

m kN kN kN kN‐m kN‐m kN‐m

ENVELOPE Max 0175 0030 4867 0030 ‐0009 0012 35372

ENVELOPE Max 0671 0020 5715 0020 ‐0009 0000 32749

ENVELOPE Max 1166 0009 6564 0009 ‐0009 0000 30189

ENVELOPE Max 1662 0000 7412 0000 ‐0009 0000 30289

ENVELOPE Max 2158 0000 8260 0000 ‐0009 0000 29122

ENVELOPE Max 2653 0000 9109 0000 ‐0009 0004 26687

ENVELOPE Max 3149 0000 9957 0000 ‐0009 0018 22986

ENVELOPE Max 3617 0003 17149 0003 0059 0002 15061

ENVELOPE Max 4084 0003 17368 0003 0059 0000 10950

ENVELOPE Max 4552 0002 17587 0002 0059 0000 13087

ENVELOPE Max 5019 0001 17806 0001 0059 0000 15177

ENVELOPE Max 5487 0000 18025 0000 0059 0000 17921

ENVELOPE Max 5955 0000 18244 0000 0059 0000 22012

ENVELOPE Max 6422 0000 18463 0000 0059 0000 26039

ENVELOPE Max 6890 0000 18681 0000 0059 0000 30003

ENVELOPE Max 7357 0000 18900 0000 0059 0001 33905

ENVELOPE Max 7825 0000 19119 0000 0059 0003 37743

ENVELOPE Min 0175 0000 ‐28736 0000 ‐0084 0000 ‐56467

ENVELOPE Min 0671 0000 ‐26180 0000 ‐0084 0000 ‐42857

ENVELOPE Min 1166 0000 ‐23624 0000 ‐0084 ‐0007 ‐30998

ENVELOPE Min 1662 ‐0002 ‐21067 ‐0002 ‐0084 ‐0009 ‐23486

ENVELOPE Min 2158 ‐0013 ‐18511 ‐0013 ‐0084 ‐0005 ‐16393

ENVELOPE Min 2653 ‐0023 ‐15955 ‐0023 ‐0084 0000 ‐9722

ENVELOPE Min 3149 ‐0034 ‐13398 ‐0034 ‐0084 0000 ‐3471

ENVELOPE Min 3617 0000 ‐9354 0000 0007 0000 0930

ENVELOPE Min 4084 0000 ‐9219 0000 0007 0000 1369

ENVELOPE Min 4552 0000 ‐9084 0000 0007 ‐0001 ‐4717

ENVELOPE Min 5019 0000 ‐8950 0000 0007 ‐0001 ‐10866

ENVELOPE Min 5487 0000 ‐8815 0000 0007 ‐0002 ‐17834

ENVELOPE Min 5955 ‐0001 ‐8680 ‐0001 0007 ‐0002 ‐26313

ENVELOPE Min 6422 ‐0002 ‐8546 ‐0002 0007 ‐0001 ‐34895

ENVELOPE Min 6890 ‐0002 ‐8411 ‐0002 0007 0000 ‐43579

ENVELOPE Min 7357 ‐0003 ‐8276 ‐0003 0007 0000 ‐52366

ENVELOPE Min 7825 ‐0004 ‐8142 ‐0004 0007 0000 ‐61255

Didapat M+max 3774 KN m dan M-

max 6125 KN m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

135

a Kontrol momen positif

- menentukan lebar efektif pelat beton ( digunakan Lrelativ )

1 be lt

be lt

be lt 1

2 be lt bo

be lt 1

sehingga digunakan be = 1 meter

akibat adanya lubang pada floor deck maka digunakan bekivalen

bekivalen =

=

= 810 mm

- Menentukan nilai n

Ebeton = 4700 = 4700 radic25 = 23500

Ebaja = 200000

n = = = 851

- Menentukan lebar transformasi penampang beton

=

= 952 cm

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Pelat Beton 11424 6 68544 Floor Deck 1867 945 17646 Profil WF 4678 27 126306

sum 17969 sum 212496

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

136

ẏ = sum

sum =

= 11825 mm

Titik berat berada di pelat beton

a =

=

= 5968 mm

d1 = 05hprofil + tpelat = 150 + 120 = 270 mm

d2 = hprofil ndash ċ = 120 ndash 035 = 11965

ϕMn = 09 As fy ( d1- ӯ )

ϕMn = 09 x [ 4678 x 240 x (270 ndash 2984) +2646 550 (11965 ndash 2984) ]

ϕMn = 24266 + 1176

ϕMn = 25442 KN m gt Mu = 3774 KN m ( OK )

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

137

b Kontrol momen negatif

- Menentukan sumbu netral penampang

Tsr = Asr fyr

= 667 ( 503 ) 400

= 13413334 N

Tfd = As Fu

= 81485 550

= 4481675 N

T = Tsr + Tfd

= 13413334 + 448167

= 58230084 N

Cmax = As fy

= 4678 240

= 1122720 N

Cmax gt T maka titik berat berada pada profil baja

T + Ts = Cmax ndash Ts

2Ts = Cmax ndash T

Ts = 05 (1122720 ndash 58230084)

Ts = 270209 N

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

138

Jika sumbu netral jatuh di sayap maka

b tf fy = Ts

150 tw 240 = 27020958

t =

= 75 mm

- Menghitung garis kerja gaya pusat tekan

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Profil WF 4678 15000 701700 Flens -1125 29625 -333281

sum 3553 sum 36841

ӯ =

= 10369 mm

Momen terhadap garis kerja

Tsr Mn1 = Tsr (d ndash ӯ + ts ndash 24)

= 13413334 ( 300 ndash 10369 + 120 ndash 24 )

= 3920 KN m

Tfr Mn2 = Tfd ( d ndash ӯ + 25 )

= 4481675 ( 300 ndash 10369 + 25)

= 9918 KN m

Ts flens Mn3 = Ts ( d ndash ӯ ndash (752) )

= 270000 ( 300 ndash 10369 ndash 375 )

= 5199 KN m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

139

Mn = Mn1 + Mn2 + Mn3

= 3920 + 9918 + 5199

= 19037 KN m

ϕ Mn = 09 Mn

= 09 19037

= 17133 KN m gt 6125 KN m (OK)

D Dimensi Penghubung Geser (Shear Conector)

Gaya horizontal akibat aksi komposit penuh

Vh = 085 a b = 085 x 5968 x 1000 x 25 = 1268200 N

Digunakan Stud connector ⅝rdquo luas satu buah stud connector adalah

Asc = d2 = 158752 =19801 mm2

Kuat geser satu buah shear connector

Qn = 05 Asc lt Rg Rp Asc fu

Qn = 05 x 19801 x radic25 23500 lt 085 x 075 x 19801 x 550

Qn = 7588676 N lt 69427

Jumlah shear connector yang di butuhkan

N = = = 182 ~ 19 buah untuk setengah bentang

Total kebutuhan shear connector adalah 38 buah untuk semua bentang Jika

dipasang dua buah shear connector pada setiap penampang melintang maka

jarak shear connector adalah

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

140

S = = 421 mm

Smin = 6d = 6 x 15875 = 9525 mm

Smax = 8t = 8 x 120 = 960 mm

Strans = 4d = 4 x 15875 = 635 mm

Sehingga digunakan shear connector 2 x (⅝rdquo x 65 cm) dengan jarak 25 cm

E Kontrol Geser

Menghitung gaya geser ultimate

Vu = 43951 KN

Menghitung gaya geser nominal

ϕVn = 09 (06 fy) h tw

ϕVn = 09 x 06 x 240 x 282 x 65

ϕVn = 23755 KN gt Vu = 43951 (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

141

4245 Balok Komposit 350 x 175 x 7 x 11 ( A = 6314 cm2 )

Ix = 13600 cm4 Zx = 8408 cm3

Iy = 984 cm4 Zy = 1724 cm3

Sx = 775 cm3 Lp = 2 m

Sy = 112 cm3 Lr = 593 m

rx = 147 cm Mp = 2017 KN m

ry = 395 cm Mr = 1317 KN m

Panjang tidak terkekang laterar = 6 m

Elastisitas bahan = 200000 MPa

Tegangan leleh bahan = 240 MPa

Tabel 415 Resume Gaya luar envelope balok komposit 350 x 175 x 7 x 11

Load CaseCombo Station P V2 V3 T M2 M3

m kN kN kN kN-m kN-m kN-m

ENVELOPE Max 015 00015 -286870 00000 -00119 00000 -114887

ENVELOPE Max 061 00007 -285538 00000 -00119 00002 17497

ENVELOPE Max 108 00000 -284206 00001 -00119 00003 149271

ENVELOPE Max 154 00000 -282873 00009 -00119 00000 509357

ENVELOPE Max 200 00000 -281541 00017 -00119 00000 1180521

ENVELOPE Max 250 00009 99787 00000 00008 00001 1186148

ENVELOPE Max 300 00000 101228 00000 00008 00003 1190858

ENVELOPE Max 350 00000 102668 00009 00008 00001 1204523

ENVELOPE Max 400 00000 104108 00017 00008 00000 1220570

ENVELOPE Max 446 00009 1540139 00000 01032 00000 560851

ENVELOPE Max 493 00001 1542137 00000 01032 00003 155777

ENVELOPE Max 539 00000 1544136 00007 01032 00002 31225

ENVELOPE Max 585 00000 1546134 00015 01032 00000 -93930

ENVELOPE Min 015 00000 -1602940 -00015 -00945 -00003 -1807980

ENVELOPE Min 061 00000 -1600942 -00007 -00945 00000 -1124508

ENVELOPE Min 108 -00001 -1598944 00000 -00945 00000 -483534

ENVELOPE Min 154 -00009 -1596945 00000 -00945 00000 -72489

ENVELOPE Min 200 -00017 -1594947 00000 -00945 -00006 163564

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

142

Tabel 415 Resume Gaya luar envelope balok komposit 350 x 175 x 7 x 11

(lanjutan)

Load CaseCombo Station P V2 V3 T M2 M3

m kN kN kN kN-m kN-m kN-m

ENVELOPE Min 250 00000 -138749 -00009 -00032 00000 224275

ENVELOPE Min 300 00000 -136409 00000 -00032 00000 283264

ENVELOPE Min 350 -00009 -134068 00000 -00032 00000 259583

ENVELOPE Min 400 -00017 -131728 00000 -00032 -00006 208160

ENVELOPE Min 446 00000 267215 -00009 00146 00000 -14744

ENVELOPE Min 493 00000 268547 -00001 00146 00000 -341901

ENVELOPE Min 539 -00007 269880 00000 00146 00000 -951197

ENVELOPE Min 585 -00015 271212 00000 00146 -00003 -1655771

Didapat M+max 122057 KN m dan M-

max -180798 KN m

a Kontrol momen positif

- menentukan lebar efektif pelat beton

1 be lt

be lt

be lt 075

2 be lt bo

be lt 1

sehingga digunakan be = 075 meter

akibat adanya lubang pada floor deck maka digunakan bekivalen

bekivalen =

= = 614633 mm

- Menentukan nilai n

Ebeton = 4700 = 4700 radic25 = 23500

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

143

Ebaja = 200000

n = = = 851

- Menentukan lebar transformasi penampang beton

=

= 723 cm

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Pelat Beton 864 6 5184 Profil WF 6314 295 186263

sum 16546 sum 253147

ẏ = sum

sum =

= 1592 cm

Titik berat berada di profil baja titik pusat tarik baja profil

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Profil WF 6314 175 11049500 Flens -1925 3445 - 6631625 Web -1974 3249 - 6413526

sum 41916 sum 3776522

ẏ = sum

sum =

= 90097 cm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

144

momen nominal positif

a =

=

= 6311 mm

d1 = h - ӯ + tpelat = 350 - 90 + 120 = 380 mm

d2 = h - ӯ ndash (112) = 350 - 90 - 55 = 2545 mm

d3 = h - ӯ - tf - (2822) = 350 - 90 ndash 11 ndash 141 = 2349 mm

ϕMn = 09 085 a b fcrsquo ( d1- ) + 09 Asf fy (d2) + 09 Asw fy (d3)

ϕMn = 09 x [ 085 x 6311 x 750 x 25 x ( 380 -

) + 11 x 175 x 240 x 2545

+ 282 x 7 x 240 x 2349 ]

ϕMn = 4308 KN m gt Mu = 122057 KN m ( OK )

b Kontrol momen negatif

- Menentukan sumbu netral penampang

Tsr = Asr fyr

= 667 ( 503 ) 400

= 13413334

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

145

Tfd = As Fu

= 595 550

= 327250

T = Tsr + Tfd

= 13413334 + 327250

= 46138334

Cmax = As fy

= 6314 240

= 1515360

Cmax gt T maka titik berat berada pada profil baja

T + Ts = Cmax ndash Ts

2Ts = Cmax ndash T

Ts = 05 (1515360 ndash 46138334)

Ts = 52698833

Jika sumbu netral jatuh di web maka

b tf fy = Ts

h 7 240 = 52698833 ndash (175 11 240)

h =

= 3869 mm

- Menghitung garis kerja gaya pusat tekan

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Profil WF 6314 17500 11049500 Flens -1925 34450 - 6631625 Web -270 31965 - 863068

sum 4119 sum 3554806

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

146

ӯ =

= 8630 mm

Momen terhadap pusat tekan

Tsr Mn1 = Tsr (d ndash ӯ + t ndash 24)

= 13413334 ( 350 ndash 8630 + 120 ndash 24 )

= 48247 KN m

Tfr Mn2 = Tfd ( d ndash ӯ + 25 )

= 327250 ( 350 - 8630 + 25)

= 94477 KN m

Ts flens Mn3 = Tf ( d ndash ӯ ndash (112) )

= 462000 ( 350 ndash 8630 ndash 55 )

= 119288 KN m

Ts web M4 = Tw ( d ndash ӯ ndash 11 ndash (38692) )

= 37464 ( 350 ndash 8630 ndash 11 ndash 1934 )

= 15167 KN m

Mn = Mn1 + Mn2 + Mn3 + Mn4

= 48247 + 94477 + 119288 + 15167

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

147

= 277179 KN m

ϕ Mn = 09 Mn

= 09 277179

= 249461 KN m gt 180798 KN m (OK)

D Dimensi Penghubung Geser (Shear Conector)

Gaya horizontal akibat aksi komposit penuh

Vh = 085 a b = 085 x 6311 x 750 x 25 = 1005816 N

Digunakan Stud connector ⅝rdquo luas satu buah stud connector adalah

Asc = d2 = 158752 =19801 mm2

Kuat geser satu buah shear connector

Qn = 05 Asc lt Rg Rp Asc fu

Qn = 05 x 19801 x radic25 23500 lt 085 x 075 x 19801 x 550

Qn = 7588676 N lt 69427

Jumlah shear connector yang di butuhkan

N = = = 1448 ~ 15 buah untuk setengah bentang

Total kebutuhan shear connector adalah 28 buah untuk semua bentang Jika

dipasang dua buah shear connector pada setiap penampang melintang maka

jarak shear connector adalah

S = = 400 mm

Smin = 6d = 6 x 15875 = 9525 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

148

Smax = 8t = 8 x 120 = 960 mm

Strans = 4d = 4 x 15875 = 635 mm

Sehingga digunakan shear connector 2 x (⅝rdquo x 65 cm) dengan jarak 25

cm

E Kontrol Geser

Menghitung gaya geser ultimate

Vu = 160294

Menghitung gaya geser nominal

ϕVn = 09 (06 fy) h tw

ϕVn = 09 x 06 x 240 x 328 x 7

ϕVn = 29756 KN gt Vu = 160294 KN (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

149

425 Dimensi Sambungan

4251 Sambungan Balok Kolom

1 Sambungan Balok Kolom IWF 350 x 175 x 7 x 11 (ϕMP = 182 KN m)

Gambar 416 Rencana sambungan balok kolom IWF 350 x 175 x 7 x 11

Data geometri sambungan

pfo = 80 pfi = pb = 60 mm

h0 = hpr + pfo = 350 + 80 = 430 mm

h1 = hpr ndash tf ndash pfi = 350 ndash 11 ndash 60 = 279 mm

h2 = hpr ndash tf ndash pfi ndash pb = 350 ndash 11 ndash 60 ndash 60 = 219 mm

g = 95 mm

de = 50 mm

bp = 175 mm

hst = 130 mm -gt Lst = = = 22516 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

150

- Momen rencana sambungan (tebal pelat rencana 24 mm)

Muc = Mp + Vu (Lst + tp)

= 182 + 1603 x ( 22516 + 24 )10-3

= 22194 KN m

- Kontrol tebal end-plate

s =

= radic175 95

= 64468 mm

Yp = lang rang 2 lang rang lang rang

2

1 lang 34rang 2

42

Yp = 279 lang rang 219 lang

rang 430 lang rang

295

279 lang60 3 604

rang 219 64468 604

952

Yp = 113067 + 983126 + 475

Yp = 216129

t =

=

= 2297 lt t (24 mm) (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

151

- Kontrol tebal pelat pengaku

Direncanakan tebal pelat pengaku = 10 mm

tst = 10 mm (hst = 130 mm Lst = 22516 mm)

cek tekuk lokal

lt 056

lt

13 lt 1616 (OK)

- Kontrol Sambungan Baut

Digunakan baut A325 M20 (Ab = 31428 mm2 )

Tegangan nominal tarik baut bergantung pada gaya geser ultimate

fnt = 620 MPa

fnv = 372 MPa

frv =

=

= 51 MPa

fnrsquo = 13 fnt -

frv lt fnt

fnrsquo = 13 x 620 -

x 51 lt 620

fnrsquo = 693 lt 620

sehingga tegangan tarik maximum yang digunakan adalah 620 MPa

momen tahanan sambungan baut adalah

ϕMnp = 2ϕPt sum

= 2ϕPt (h0 + h1 + h2)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

152

= 2 075 31428 620 ( 430 + 279 + 219 )

= 271236 KN m gt Muc = 22194 KN m (OK)

- Kontrol las

Digunakan las dengan tebal las maximum yaitu

tlas 1 = 6 mm untuk las vertical

tlas 2 = 9 mm untuk las horizontal

Menentukan tiitk berat las

Las

(i)

1 2hst tlas 1 = 1560 = 424

2 2b2 tlas 2 = 1377 = 3635

3 2b1 tlas 2 = 1404 = 3435

4 2h1 tlas 1 = 3936 = 184

5 2b1 tlas 2 = 1404 = 245

6 2b2 tlas 2 = 1377 = 45

sum A = 9681

61965

2409072sum AY =

05tlas

tf + 15tlas 34398

hpr ‐ tf + tlas 482274

05hpr + tlas 724224

hpr + 05hst + tlas 661440

hpr + 15tlas 5005395

Luas (Ai) Jarak ke sumbu x (yi) Ai x yi

(mm2) (mm) mm

3

h1 = hpr ndash 2tf

= 350 ndash 211

= 328 mm

b1 = 05 [be - tw - 2tlas)

= 05 [175 ndash 7 ndash 26]

= 78 mm

b2 = 05 [be ndash tst - 2tlas)

= 05 [175 ndash 10 ndash 26]

= 765 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

153

ӯ = sumAy

sumA =

2409072 = 248845 mm

kekuatan las

fEXX = 490 MPa (E60)

ϕRn = 075 te 06 fEXX

= 075 x 0707 x 6 x 06 x 490

= 93536 N

Kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 7 x 06 x 370

= 11655 N

Kekuatan las menentukan kekuatan sambungan las dipengaruhi oleh geser

dan lentur sehingga tegangan geser untuk lentur

frv = = = 1655 MPa

fn =

= 490 1655

= 4897 MPa

Momen lentur nominal las

ϕfu = 075 0707 06 fEXX

= 075 x 0707 x 06 x 4897

= 155804 Nmm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

154

momen plastis terhadap garis netral adalah

Mn = 22914 KN m gt Muc = 22194 KN m (OK)

Las Luas (Ai) ϕfu Gaya Las

(i) (mm2) Mpa KN

1 1560 155804 2430542 1377 155804 2145423 1404 155804 2187494 3936 155804 6132455 1404 155804 2187496 1377 155804 214542

397664907552422

229140sum Mn

01150095006502240244

Mn

KN m425722459820706

Lengan kopel

m0175

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

155

2 Sambungan Balok Kolom IWF 300 x 150 x 65 x 9 (ϕMP = 113 KN m)

Gambar 417 Rencana sambungan balok kolom IWF 300 x 150 x 65 x 9

Data geometri sambungan

pfo = 80 pfi = 60 mm

h0 = hpr + pfo = 300 + 80 = 380 mm

h1 = hpr ndash tf ndash pfi = 300 ndash 9 ndash 60 = 231 mm

g = 70 mm

de = 75 mm

bp = 150 mm

hst = 155 mm -gt Lst = = 26846mm

- Momen rencana sambungan (tebal pelat rencana 24 mm)

Muc = Mp + Vu (Lst + tp)

= 113 + 285 x ( 26846 + 14 )10-3

= 12105 KN m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

156

- Kontrol tebal end-plate

s =

= radic150 70

= 51234 mm

Yp = lang rang lang rang

2

1lang rang 0

Yp = 231 lang

rang 380 lang

rang

270

231lang51234 51234rang 380 75 80

Yp = 131069 + 235914

Yp = 366983

t =

=

= 1302 lt t (14 mm) (OK)

- Kontrol tebal pelat pengaku

Direncanakan tebal pelat pengaku = 10 mm

tst = 10 mm (hst = 155 mm Lst = 26846 mm)

cek tekuk lokal

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

157

lt 056

lt

155 lt 1616 (OK)

- Kontrol Sambungan Baut

Digunakan baut A325 M20 (Ab = 31428 mm2 )

Tegangan nominal tarik baut bergantung pada gaya geser ultimate

fnt = 620 MPa

fnv = 372 MPa

frv =

=

= 16 MPa

fnrsquo = 13 fnt -

frv lt fnt

fnrsquo = 13 x 620 -

x 16 lt 620

fnrsquo = 770 lt 620

sehingga tegangan tarik maximum yang digunakan adalah 620 MPa

momen tahanan sambungan baut adalah

ϕMnp = 2ϕPt sum

= 2ϕPt (h0 + h1)

= 2 075 31428 620 ( 380 + 231)

= 17858 KN m gt Muc = 12105 KN m (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

158

- Kontrol las

Digunakan las dengan tebal las maximum yaitu

tlas 1 = 6 mm untuk las vertical

tlas 2 = 7 mm untuk las horizontal

Menentukan tiitk berat las

ӯ = sumAy

sumA =

1999635 = 228190 mm

Las

(i)

1 2hst tlas 1 = 1860 = 3865

2 2b2 tlas 2 = 1152 = 3135

3 2b1 tlas 2 = 11835 = 2955

4 2h1 tlas 1 = 3384 = 159

5 2b1 tlas 2 = 11835 = 225

6 2b2 tlas 2 = 1152 = 45

sum A = 8763

tf + 15tlas 2662875

05tlas 5184

sum AY = 1999635

hpr ‐ tf + tlas 34972425

05hpr + tlas 538056

hpr + 05hst + tlas 718890

hpr + 15tlas 361152

Luas (Ai) Jarak ke sumbu x (yi) Ai x yi

(mm2) (mm) mm

3

h1 = hpr ndash 2tf

= 300 ndash 29

= 282 mm

b1 = 05 [be - tw - 2tlas)

= 05 [150ndash 65 ndash 26]

= 6575 mm

b2 = 05 [be ndash tst - 2tlas)

= 05 [150 ndash 10 ndash 26]

= 64 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

159

kekuatan las

fEXX = 490 MPa

ϕRn = 075 te 06 fEXX

= 075 x 0707 x 6 x 06 x 490

= 935361 N

Kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 65 x 06 x 370

= 108225 N

Kekuatan las menentukan kekuatan sambungan las dipengaruhi oleh geser

dan lentur sehingga tegangan geser untuk lentur

frv = = = 325 MPa

fn =

= 490 325

= 4899 MPa

Momen lentur nominal las

ϕfu = 075 0707 06 fEXX

= 075 x 0707 x 06 x 4899

= 155861 Nmm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

160

momen plastis terhadap garis netral adalah

Mn = 188227 KN m gt Muc = 12105 KN m (OK)

Las Luas (Ai) ϕfu Gaya Las

(i) (mm2) Mpa KN

1 1860 155861 2899012 1152 155861 1795523 11835 155861 1844614 3384 155861 5274345 11835 155861 1844616 1152 155861 179552

sum Mn 188227

0069 364930206 379420224 40164

0158 458940085 153170067 12416

Lengan kopel Mn

m KN m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

161

4251 Sambungan Balok Balok

1 Sambungan Balok Balok IWF 300 x 150 x 65 x 9 (ϕVn = 2527 KN m)

Gambar 418 Rencana sambungan balok balok IWF 300 x 150 x 65 x 9

Dicoba 5 buah baut M16 (AB = 20114 mm2) dengan tebal pelat 8 mm

fnv = 372 MPa

Kekuatan geser baut

ϕRn = 075 fn AB

= 075 x 372 x 20114

= 5611 KN

Kekuatan tumpuan baut

ϕRn = 12 lc t fu lt 24 d t fu

ϕRn = 12 x 32 x 8 x 370 lt 24 x 16 x 8 x 37

ϕRn = 113664 lt 113664

Jumlah baut perlu

nBAUT =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

162

=

= 45 ~ 5 baut

Untuk baut diameter 16 jarak ke tepi

Jarak minimum = 22 mm (tabel 227)

Jarak maximum = 12 tmin = 12x 6 = 72 mm

Diambil 34 mm

Untuk baut diameter 16 jarak antar baut

Jarak minimum = 3d = 3 x 16 = 48 mm

Jarak maximum = 14 tmin = 14 x 6 = 84 mm

Diambil 50 mm

Kontrol Pelat

ϕVn = 09 x 06 x Ag x fy

= 09 x 06 x 268 x 8 x 240

= 2778 KN gt 2527 KN

Kontrol Las

kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 65 x 06 x 370

= 1082 Nmm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

163

kekuatan las transversal

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490

= 779467 Nmm

kekuatan las longitudinal

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490 x ( 1 + 05sin15 90 )

= 116920 Nmm

Sehingga kekuatan sambungan las adalah

P =sum ϕRn min x L

= 779467 x 268 + 1082 x 1295

= 349 KN gt 2527 KN (OK)

Gambar 419 Detail sambungan balok balok IWF 300 x 150 x 65 x 9

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

164

2 Sambungan Balok Balok IWF 250 x 125 x 6 x 9 (ϕVn = 1944 KN m)

Gambar 420 Rencana sambungan balok balok IWF 250 x 125 x 6 x 9

Dicoba 4 buah baut M16 (AB = 20114 mm2) dengan tebal pelat 8 mm

fnv = 372 MPa

Kekuatan geser baut

ϕRn = 075 fn AB

= 075 x 372 x 20114

= 5611 KN

Kekuatan tumpuan baut

ϕRn = 12 lc t fu lt 24 d t fu

ϕRn = 12 x 32 x 8 x 370 lt 24 x 16 x 8 x 370

ϕRn = 113664 lt 113664

Jumlah baut perlu

nBAUT =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

165

=

= 346 ~ 4 baut

Untuk baut diameter 16 jarak ke tepi

Jarak minimum = 22 mm (tabel 227)

Jarak maximum = 12 tmin = 12x 6 = 72 mm

Diambil 34 mm

Untuk baut diameter 16 jarak antar baut

Jarak minimum = 3d = 3 x 16 = 48 mm

Jarak maximum = 14 tmin = 14 x 6 = 84 mm

Diambil 50 mm

Kontrol Pelat

ϕVn = 09 x 06 x Ag x fy

= 09 x 06 x 218 x 8 x 240

= 22602 KN gt 1944 KN

Kontrol Las

kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 6 x 06 x 370

= 999 Nmm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

166

kekuatan las transversal

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490

= 779467 Nmm

kekuatan las longitudinal

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490 x ( 1 + 05sin15 90 )

= 116920 Nmm

Sehingga kekuatan sambungan las adalah

P =sum ϕRn min x L

= 779467 x 268 + 999 x 1295

= 33826 KN gt 1944 KN (OK)

Gambar 421 Detail sambungan balok balok IWF IWF 250 x 125 x 6 x 9

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

167

3 Sambungan Balok Balok IWF 200 x 100 x 55 x 8 (ϕVn = 1422 KN m)

Gambar 422 Rencana sambungan balok balok IWF 200 x 100 x 55 x 8

Dicoba 3 buah baut M16 (AB = 20114 mm2) dengan tebal pelat pengaku 8 mm

fnv = 372 MPa

Kekuatan geser baut

ϕRn = 075 fn AB

= 075 x 372 x 20114

= 5611 KN

Kekuatan tumpuan baut

ϕRn = 12 lc t fu lt 24 d t fu

ϕRn = 12 x 32 x 8 x 370 lt 24 x 16 x 8 x 370

ϕRn = 113664 lt 113664

Jumlah baut perlu

nBAUT =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

168

=

= 253 ~ 3 baut

Untuk baut diameter 16 jarak ke tepi

Jarak minimum = 22 mm (tabel 227)

Jarak maximum = 12 tmin = 12 x 6 = 72 mm

Diambil 34 mm

Untuk baut diameter 16 jarak antar baut

Jarak minimum = 3d = 3 x 16 = 48 mm

Jarak maximum = 14 tmin = 14 x 6 = 84 mm

Diambil 50 mm

Kontrol Pelat

ϕVn = 09 x 06 x Ag x fy

= 09 x 06 x 168 x 8 x 240

= 174 KN gt 1422 KN

Kontrol Las

kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 55 x 06 x 370

= 91575 Nmm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

169

kekuatan las

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490

= 779467 Nmm

Sehingga kekuatan sambungan las adalah

P = ϕRn min x L

= 779467 x 268

= 20889 KN gt 158 KN (OK)

Gambar 423 Detail sambungan balok balok IWF 200 x 100 x 55 x 8

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

170

4 Sambungan Balok Balok L 70 x 70 x 7 (ϕVn = 635 KN m)

Gambar 424 Rencana sambungan balok balok L 70 x 70 x 7

Kontrol las dengan tebal 5 mm

kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 6 x 06 x 370

= 999 Nmm

kekuatan las

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490

= 779467 Nmm

Sehingga kekuatan sambungan las adalah

P = ϕRn min x L

= 779467 x 110

= 8574 KN gt 635KN (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

171

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

51 Kesimpulan

Dari hasil perhitungan dan analisa yangtelah dilakukan maka dapat diambil

kesimpulansebagai berikut

1 Dari hasil analisa perhitungan struktur sekunder didapatkan

Pelat lantai elevasi + 580 menggunakan Bondex LYSAGHT

INDONESIA BMT = 07 mm dengan tebal plat beton 120 mm dan untuk

elevasi lain nya digunakan pelat chekered t = 45 mm dengan siku L 70 x

70 x 7 sebagai pengaku

Balok anak lantai pabrik

1 WF 250 x 125 x 6 x 9 untuk elevasi + 580 m

2 WF 200 x 100 x 55 x 8 untuk elevasi yang lain

Gording dengan profil CNP 150 x 50 x 20 x 32

Sagrod Oslash 10 mm

Ikatan angin Oslash 22 mm

Balok tangga UNP 200 x 80 x 75 x 11

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

172

2 Dari hasil analisa perhitungan struktur primer didapatkan

Kolom 350 x 350 x 12 x 19 untuk elevasi +000 sd +1640 pada portal 7

portal 6 dan portal 5

Kolom 300 x 300 x 10 x 15 untuk portal 12 portal 11 portal 10 portal 8

dan portal 7 portal 6 portal 5 dari elevasi +1640 sd +3550

Kolom 200 x 200 x 8 x 12 untuk kolom pendukung pada portal 8 dan 9

Balok 350 x 175 x 7 x 11 komposit untuk elevasi +580

Balok 350 x 175 x 7 x 11 untuk balok atap

Balok 300 x 150 x 65 x 9 komposit untuk balok induk semua elevasi

sesuai gambar kerja

3 Rekapitulasi gaya pada struktur

Tabel 51 Resume gaya luar dan stress ratio kolom

No Dimensi Profil Pu Mux Muy ϕPn ϕMnx ϕMny Stress

Ratio KN KN m KN m KN KN m KN m

1 350 x 350 x 12 x 19 -171412 -7624 -5979 308307 51924 25377 0938

2 300 x 300 x 10 x 15 -54867 -7138 -1717 238600 31937 14724 0710

3 200 x 200 x 8 x 12 -5225 -1217 -612 69605 9547 5244 0334

Tabel 52 Resume gaya luar dan stress ratio balok komposit

No Dimensi Profil M+

max M-max ϕM+ ϕM-

KN m Stress

Ratio (M+) Stress Ratio

(M+) KN m KN m KN m

1 350 x 175 x 7 x 11 122057 180798 43080 249461 0283 0724

2 300 x 150 x 65 x 9 3774 6125 25442 17133 0148 0357

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

173

52 Saran

Perencanaan struktur harus mempertimbangkan aspek teknis ekonomi dan

estetika Pemodelan yang sederhana dapat mempermudah pekerjaan analisa

struktur dan diharapkan hasil yang mendekati kondisi sesungguhnya Perlu

dilakukan analisa geoteknik untuk menentukan titik jepit sesungguhnya agar

mendapatkan hasil prilaku struktur yang sebenarnya

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

188

DAFTAR PUSTAKA

Anonim1 1983 Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung 1983

Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Anonim2 2002 Tatacara Perencanaan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung

SNI 03-2478-2002 Badan Standardisasi Nasional

Anonim3 2012 Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur

Bangunan Gedung Dan Non Gedung SNI-1726-2012 Badan

Standardisasi Nasional

Anonim4 2015 Spesifikasi untuk bangunan baja gedung baja struktural SNI

1729-2015 Badan Standardisasi Nasional

Asroni A 2010 Balok dan Pelat Beton Bertulang Yogyakarta Graha Ilmu

Dewobroto Wiryanto 2015 Struktur Baja Perilaku Analisis Dan

Disain ndash AISC 2010 Tangerang LUMINA Press

Fakhrur Rozi Muhammad 2014 ldquoPengaruh Panjang Daerah Pemasangan Shear

Connector Pada Balok Komposit Terhadap Kuat Lenturrdquo Jurnal Rekayasa

Teknik Sipil Vol 2 No 2 4

Oentoeng 1999 Konstruksi Baja Yogyakarta ANDI

Salmon CG dkk 1995 Struktur Baja Disain Dan Perilaku Jakarta Erlangga

Schueller Wolfgang 1989 Struktur Bangunan Bertingkat Tinggi

Bandung PT ERESCO

Schodek Daniel L 1991 Struktur Bandung PT ERESCO

Setiawan Agus 2008 Perencanaan Struktur Baja dengan Metode LRFD

Jakarta Erlangga

Smith JC Structural Steel Design LRFD Approach Canada Jhon Wlwy amp

Sons 1991

Park R 1989 Evaluation of Ductility of Structures And Structural Assemblages

From Laboratory TestingBulletin of the New Zealand National Society for

Earthquake Engineering Vol 22 No 3 Sepetember 1989New Zealand

University of Canterbury

McComarc JC Structural Steel Design New York Harper amp Row 1981

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xvi

Murray TM dan SummerEA 2003 ldquoExtended End-Plate Moment Connections

Seismic and Wind Applications 2nd Editionrdquo Steel Design Guide Series -

4 American Institute of Steel Construction Inc

Wijaya PK Panjang efektif Untuk Tekuk Torsi Lateral Pada Balok Baja

Dengan Penampang I Konferensi Nasional Teknik Sipil 7 2013

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

  • Cover
  • Abstrak
  • KATA PENGANTAR
  • DAFTAR ISI
  • BAB I
  • BAB II
  • BAB III
  • BAB IV
  • BAB V
  • Daftar Pustaka
Page 10: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …

ix

Tabel 218 Simpangan antar lantai ijin 37

Tabel 219 Tebal Minimum balok non-prategang atau pelat satu arah bila

lendutan tidak dihitung 38

Tabel 220 Rasio Tulangan Minimum Pada Pelat 40

Tabel 221 Nilai kekuatan lentur berdasarkan SNI 1729 2015 42

Tabel 222 Batas Lendutan Maksimum 46

Tabel 223 Nilai untuk Rg dan Rp untuk setiap kasus Kapasitas untuk angkur

steel headed stud 59

Tabel 224 Tebal minimum las sudut 61

Tabel 225 Pratarik baut minimum kN 64

Tabel 226 Kekuatan nominal pengencang dan bagian yang berulir ksi (MPa) 66

Tabel 227 Dimensi Lubang Nominal mm 66

Tabel 228 Jarak tepi minimum dari pusat lubang standar ke tepi dari bagian

yang disambung 67

Tabel 229 Kapasitas sambungan end-pelat menurut AISC 2003 70

Tabel 41 Beban mati struktur (rangka) 115

Tabel 42 Beban mati struktur (Atap partisi diafragma dll) 115

Tabel 43 Beban hidup struktur 116

Tabel 44 Waktu getar alami dan partisipasi massa 116

Tabel 45 Base Reaction 117

Tabel 46 Simpangan antar lantai akibat gempa X 119

Tabel 47 Simpangan antar lantai akibat gempa Y 120

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

x

Tabel 48 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 350 x 350 x 12 x 19 123

Tabel 49 Resume gaya geser Kolom 350 x 350 x 12 x 19 125

Tabel 410 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 300 x 300 x 10 x 15 127

Tabel 411 Resume gaya geser Kolom 300 x 300 x 10 x 15 129

Tabel 412 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 200 x 200 x 8 x 12 131

Tabel 413 Resume gaya geser Kolom 200 x 200 x 8 x 12 133

Tabel 414 Resume Gaya luar envelope balok komposit 300 x 150 x 65 x 9 134

Tabel 415 Resume Gaya luar envelope balok komposit 350 x 175 x 7 x 11 141

Tabel 51 Resume gaya luar dan stress ratio kolom 172

Tabel 52 Resume gaya luar dan stress ratio balok komposit 172

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 21 Jalur Cincin Api dan Gunung Berapi Sebagai Pusat Gempa 14

Gambar 22 Peta Gempa Pada SNI 1726 2012 14

Gambar 23 Respon Spektrum Gempa Rencana Wilayah Medan (SNI-03-

1726-2012) 17

Gambar 24 Penentuan simpangan antar lantai 36

Gambar 25 Diagram tegangan momen positif floor deck 39

Gambar 26 Diagram tegangan momen negatif floor deck 41

Gambar 27 Kuat Momen Lentur Nominal Akibat Tekuk Torsi Lateral 45

Gambar 28 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan

ẏ lt (ts - hfd) 50

Gambar 29 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan

ẏ gt (ts - hfd) 50

Gambar 210 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan

ẏ lt (ts + tf) 52

Gambar 211 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan

ẏ gt (ts + tf) 53

Gambar 212 Diagram tegangan balok komposit momen negatif dengan

ts gt ẏ gt (ts + tf) 55

Gambar 213 Diagram tegangan balok komposit momen negatif dengan

ẏ gt (ts + tf) 56

Gambar 214 Tebal efektif las sudut 60

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xii

Gambar 215 Panjang las longitudinal 61

Gambar 216 Momen plastis siklik pada sambungan pemikul momen 63

Gambar 217 Sambungan pemikul momen menurut AISC 2003 67

Gambar 218 Lokasi sendi plastis 68

Gambar 219 Menentukan Muc 68

Gambar 220 Geometri sambungan end-plate 68

Gambar 221 Momen kopel baut tarik terhadap sayap tekan 69

Gambar 222 Sambungan balok anak ke balok induk 72

Gambar 223 Pengaruh Orde ke-2 (AISC 2010) 74

Gambar 31 Diagram Alir Penelitian 79

Gambar 41 Tributari area elevasi +580 m 83

Gambar 42 Distribusi momen untuk pelat satu arah 84

Gambar 43 Diagram tegangan momen kopel (positif) floor deck 84

Gambar 44 Diagram tegangan momen kopel (negatif) floor deck 85

Gambar 45 Tributari area elevasi +1070 m 91

Gambar 46 Distribusi momen untuk pelat satu arah 92

Gambar 47 Rencana atap elevasi +1250 m dan +3550 m 97

Gambar 48 Kecepatan angin 98

Gambar 49 Rencana sagrod 103

Gambar 410 Tributari area ikatan angin 105

Gambar 411 Rencana tangga 108

Gambar 412 Respon spectra rencana 113

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xiii

Gambar 413 Beban notional pada etabs 2015 118

Gambar 414 Grafik simpangan antar lantai VS elevasi akibat gempa ndash X 120

Gambar 415 Grafik simpangan antar lantai VS elevasi akibat gempa ndash Y 121

Gambar 416 Rencana sambungan balok kolom IWF 350 x 175 x 7 x 11 149

Gambar 417 Rencana sambungan balok kolom IWF 300 x 150 x 65 x 9 155

Gambar 418 Rencana sambungan balok balok IWF 300 x 150 x 65 x 9 161

Gambar 419 Detail sambungan balok balok IWF 300 x 150 x 65 x 9 163

Gambar 420 Rencana sambungan balok balok IWF 250 x 125 x 6 x 9 164

Gambar 421 Detail sambungan balok balok IWF IWF 250 x 125 x 6 x 9 166

Gambar 422 Rencana sambungan balok balok IWF 200 x 100 x 55 x 8 167

Gambar 423 Detail sambungan balok balok IWF 200 x 100 x 55 x 8 169

Gambar 424 Rencana sambungan balok balok L 70 x 70 x 7 170

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xiv

DAFTAR NOTASI

A luas penampang beton (mm2)

A B luas penampang baut (mm2)

As luas tulangan tarik (mm2)

Asrsquo luas tulangan tekan (mm2)

Av luas tulangan geser dalam daerah sejarak s (mm2)

Aw luas badan profil

Cb faktor midifikasi tekuk torsi lateral untuk diagram momen tidak merata

Cd faktor amplifikasi defleksi

Cu koefisien batas prioda struktur

Cs koefisien respons seismik

Ct koefisien prioda struktur pendekatan

Cw konstanta warping

Eh gaya gempa horizontal

Ev gaya gempa vertikal

Es modulus elastisitas baja (MPa)

Ec modulus elastisitas beton (MPa)

I momen inersia (mm4)

Ie faktor keutamaan gempa

J konstanta torsi

K koefisien panjang efektif

Lp panjang plastis

Lr panjang batas untuk kondisi inelastis

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xv

Lb panjang profil tak terkekang

Mu momen maksimum pada komponen struktur (Nmm)

Mn momen tahanan nominal profilpenampang

Mux momen lentur terfaktor terhadap sumbu-x

Muy momen lentur terfaktor terhadap sumbu-y

Muc momen rencana sambungan

Mnx kuat nominal lentur penampang terhadap sumbu-x

Mny kuat nominal lentur penampang terhadap sumbu-y

N jumlah tingkat

Ni gaya notional yang bekerja pada level i

Pr gaya tekan hasil kombinasi LRFD

Pe gaya menurut euler

Pn gaya terkoreksi menurut SNI 1729 2015

Ptr Kuat tarik baut

R faktor modifikasi respons

SDS parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang perioda

pendek

S1 parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang sebesar

10 detik

Ta waktu getar struktur pendekatan

Tc waktu getar struktur analisa modal

nV kuat geser nominal (N)

Vu gaya geser hasil kombinasi LRFD

V1 gaya geser dasar nominal sebagai respons dinamik ragam yang

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xvi

pertama saja

Vt gaya geser dasar nominal yang didapat dari hasil analisis ragam

spektrum respons yang telah dilakukan

W berat seismik efektif

Y konstanta tebal end-plate

a tinggi blok tegangan (mm)

b lebar balok (mm)

c jarak serat tekan terluar ke garis netral (mm)

cv koefisien geser

d jarak dari serat tekan terluar ke titik berat tulangan tarik tinggi efektif (mm)

drsquo jarak dari serat tekan terluar ke titik berat tulangan tekan (mm)

g percepatan grafitasi

hfd tinggi floor deck

frsquoc kuat tekan beton (MPa)

ffd tegangan floor deck

fy tegangan leleh baja (MPa)

fnt tegangan tarik baut (MPa)

fnv tegangan geser baut (MPa)

h tinggi balok (mm)

kv koefisien tekuk geser pelat badan

qDL beban akibat berat sendiri (kNm)

qLL beban akibat beban hidup (kNm)

qWL beban akibat tekanan angin (kNm)

r jari jari inersia (mm4)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xvii

Δ defleksi pada elemen global

1 konstanta yang merupakan fungsi dari kelas kuat beton

δ defleksi pada elemen lokal

λ kelangsingan =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

1

BAB I

PENDAHULUAN

11 Latar Belakang

Perkembangan industri pengolahan kelapa sawit yang pesat di

Indonesia khususnya sumatera utara ahkir ahkir ini memicu pertumbuhan dan

pembangunan pabrik refinery (pemurnian) dan Fraksinasi (pemisahan) kelapa

sawit dimana pabrik refinery dan fraksinasi tersebut mendorong para

perencana bangunan untuk membuat bangunan pabrik tingkat tinggi yang

tahan gempa Dimana berdasarkan geografis Indonesia terletak di antara dua

lempeng dunia yang aktif yaitu Eurasia dan Australia Hal ini

mengkibatkan Indonesia merupakan daerah rawan gempa Akhir ndash akhir ini

gempa yang mengguncang pulau sumatera terjadi dalam skala besar tahun

2004 gempa Aceh (26 desember Skala 92) yang disertai Tsunami dan gempa

padang (30 September 2009 Skala 76) yang masih sering terjadi hingga saat

ini sehingga mengakibatkan kerusakan pada bangunan tingkat tinggi yang

cukup parah

Kondisi itu menyadarkan kita bahwa Indonesia merupakan daerah

rawan terjadinya gempa Untuk mengurangi resiko bencana yang terjadi

diperlukan konstruksi bangunan tahan gempa Hal ini pula yang menuntut

seorang perencana agar membuat perencanaan struktur bangunan tingkat tinggi

agar dapat menahan gaya yang diakibatkan oleh gempa bumi tersebut

Struktur yang kuat biasanya memiliki dimensi yang besar tetapi tidak

ekonomis jika diterapkan pada bangunan bertingkat tinggi Perhitungan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

2

dimensi biasanya didasarkan pada kolom atau balok struktur yang menanggung

beban paling besar Untuk mendapatkan dimensi penampang yang optimal

maka besar gaya-gaya yang bekerja pada struktur perlu diketahui analisa balok

maupun kolom

Dengan adanya pengaruh beban-beban yang bekerja maka kapasitas

momen akan dideformasikan merata ke seluruh elemen Apabila struktur lentur

maka pembebanan pada balok perlu diperhitungkan deformasi momennya

Tugas akhir ini merupakan studi untuk merencanakan bangunan tingkat

tinggi dengan struktur baja Dimana bangunan tingkat tinggi tersebut harus

mampu bertahan terhadap gaya gempa dan gaya grafitasi yang terjadi

12 Perumusan Masalah

Dari latar belakang dapat dirumuskan suatu permasalahan sebagai berikut

1 Bagaimana merencanakan dimensi gording terhadap momen akibat gaya

grafitasi dan angin

2 Bagaimana merencanakan tebal floor deck terhadap momen akibat gaya

grafitasi

3 Bagaimana merencanakan dimensi balok anak terhadap momen akibat

gaya grafitasi

4 Bagaimana merencanakan tangga terhadap momen akibat gaya grafitasi

5 Bagaimana merencanakan lantai dengan checkered mild steel

6 Bagaimana merencanakan dimensi kolom dan dimensi balok pada sistem

rangka pemikul momen akibat gaya gravitasi dan gaya gempa

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

3

7 Bagaimana pemodelan dan menganalisa struktur dengan menggunakan

program bantu ETABS 2015

13 Tujuan Penelitian

Adapun maksud dan tujuan penulisan tugas akhir ini adalah

1 Merencanakan dimensi gording terhadap momen akibat gaya grafitasi dan

angin

2 Merencanakan tebal floor deck terhadap momen akibat gaya grafitasi

3 Merencanakan dimensi balok anak terhadap momen akibat gaya grafitasi

4 Merencanakan tangga terhadap momen akibat gaya grafitasi

5 Merencanakan lantai dengan checkered mild steel

6 Merencanakan dimensi kolom dan dimensi balok pada sistem rangka

pemikul momen akibat gaya gravitasi dan gaya gempa

7 Memodelan dan menganalisa struktur dengan menggunakan program bantu

ETABS 2015

14 Mamfaat Penelitian

Tugas akhir ini diharapkan dapat menambah ilmu dan pengetahuan tentang

perencanaan struktur baja pada bangunan yang berfungsi sebagai pabrik dengan

SNI-03-1729-2015 dan SNI-03-1726-2012

15 Pembatasan masalah

Dalam penelitian ini permasalahan dibatasi ruang lingkupnya agar tidak

terlalu luas Pembatasan masalah meliputi

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

4

a Gaya yang bekerja pada struktur utama adalah gaya gravitasi dan gempa

b Tekanan angin pada atap dihitung antara kecepatan angin maximum atau

tekanan minimum

c Jumlah Lantai 8 tingkat

d Fungsi bangunan adalah sebagai pabrik

e Mesin mempunyai struktur dan pondasi sendiri

f Gedung terletak di medan dan digunakan respons spectrum kota medan

pada SNI-03-1726-2012 pada jenis tanah keras

g Tidak meninjau struktur bawah

h Mengunakan pedoman perencanaan pembebanan untuk rumah dan gedung

(SKBI-1353-1987) sebagai acuan beban gravitasi dan beban angin

16 Sistematika Penulisan

BAB I Pendahuluan

Bab ini mencakup latar belakang penelitian tujuan penelitian

pembatasan masalah mekanisme percobaan metodologi penelitian

manfaat penelitian dan sistematika penulisan

BAB II Dasar teori

Pada bab ini berisikan tentang dasar-dasar teori yang berkaitan tentang

penelitian

BAB III Metode perencanaan

Pada bab ini berisikan tentang data spesifikasi dan perencanaan mutu

baja yang digunakan mutu beton yang di gunakan spefisikasi teknis

yang di gunakan dan metode perencanaan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

5

BAB IV Hasil dan Pembahasan

Pada bab ini membahas tentang hasil dari perencanaan struktur

sekunde perencanaan sistem rangka utama shear conector sambungan

dan gambar teknik

BAB V Kesimpulan dan Saran

Pada bab ini berisikan kesimpulan dari hasil penelitian yang diperoleh

dan saran-saran mengenai penelitian yang dilakukan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

6

BAB II

DASAR TEORI

21 Dasar Perencanaan

211 Jenis Pembebanan

Perencanakan struktur pada suatu bangunan bertingkat berdasarkan pada

gaya gaya yang akan bekerja pada bangunan tersebut struktur yang didisain harus

mampu mendukung berat bangunan beban hidup akibat fungsi bangunan tekanan

angin maupun beban khusus berupa gempa dll Beban-beban yang bekerja pada

struktur dihitung menurut Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983

2111 Beban Mati (qDL)

Beban mati adalah berat dari semua bagian dari suatu gedung yang bersifat tetap

termasuk segala unsur tambahan penyelesaianndashpenyelesaian mesin mesin serta

peralatan tetap yang merupakan bagian tak terpisahkan dari gedung ituUntuk

merencanakan gedung ini beban mati yang terdiri dari berat sendiri bahan

bangunan dan komponen gedung adalah

Tabel 21 Berat jenis bahan bangunan

No Material Berat Keterangan 1 Baja 7850 kgm3

2 Batu alam 2600 kgm3

3 Batu belah batu bulatbatu gunung 1500 kgm3 berat tumpuk 4 Batu karang 700 kgm3 berat tumpuk

5 Batu pecah 1450 kgm3

6 Besi tuang 7250 kgm3

7 Beton 2200 kgm3

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

7

Tabel 21 Berat jenis bahan bangunan (lanjutan)

No Material Berat Keterangan 8 Beton bertulang 2400 kgm3

9 Kayu 1000 kgm3 kelas I

10 Kerikil koral 1650 kgm3 kering udara sampai

11 Pasangan bata merah 1700 kgm3

12 Pasangan batu belah batu bulat 2200 kgm3

13 Pasangan batu cetak 2200 kgm3

14 Pasangan batu karang 1450 kgm3

15 Pasir 1600 kgm3 kering udara sampai

16 Pasir 1800 kgm3 jenuh air

17 Pasir kerikil koral 1850 kgm3 kering udara sampai

18 Tanah lempung dan lanau 1700 kgm3 kering udara sampai

19 Tanah lempung dan lanau 2000 kgm3 basah

20 Timah hitam timbel) 11400 kgm3

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

Tabel 22 Beban Mati Tambahan (komponen gedung)

No Material Berat Keterangan

1 Adukan per cm tebal

21

kgm2

- dari semen

- dari kapur semen merahtras 17 kgm2

2 Aspal per cm tebal 14 kgm2

3 Dinding pasangan bata merah

450

kgm2

- satu batu

- setengah batu 250 kgm2

4

Dinding pasangan batako - berlubang tebal dinding 20 cm (HB 20) tebal dinding 10 cm (HB 10)

200120

kgm2

kgm2

- tanpa lubang tebal dinding 15 cm tebal dinding 10 cm

300

200

kgm2

kgm2

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

8

Tabel 22 Beban mati tambahan (komponen gedung) (lanjutan)

No Material Berat Keterangan

5

Langit-langit amp dinding terdiri

- semen asbes (eternit) tebal

maks 4 mm

- kaca tebal 3-5 mm

11

10

kgm2

kgm2

termasuk rusuk-rusuk

tanpa pengantung atau

pengaku

6 Lantai kayu sederhana dengan 40 kgm2 tanpa langit-langit bentang

7 Penggantung langit-langit (kayu) 7 kgm2 bentang maks 5 m jarak

8 Penutup atap genteng 50 kgm2 dengan reng dan usuk kaso

9 Penutup atap sirap 40 kgm2 dengan reng dan usuk kaso

10 Penutup atap seng gelombang 10 kgm2 tanpa usuk

11 Penutup lantai ubin cm tebal 24 kgm2 ubin semen portland teraso

12 Semen asbes gelombang (5 mm) 11 kgm2

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

2112 Beban Hidup (qLL)

Beban hidup adalah semua beban yang terjadi akibat penghuni atau pengguna suatu

gedung termasuk beban ndash beban pada lantai yang berasal dari barang ndash barang yang

dapat berpindah mesin ndash mesin serta peralatan yang merupakan bagian yang tidak

terpisahkan dari gedung dan dapat diganti selama masa hidup dari gedung itu

sehingga mengakibatkan perubahan pembebanan lantai dan atap tersebut

Khususnya pada atap beban hidup dapat termasuk beban yang berasal dari air hujan

(PPIUG 1983)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

9

Beban hidup merupakan baban-beban gravitasi yang bekerja pada saat struktur

telah berfungsi namun bervariasi dalam besar dan lokasinya Contohnya adalah

beban orang furnitur perkakas yang dapat bergerak kendaraan dan barang-barang

yang dapat disimpan Secara praktis beban hidup bersifat tidak permanen

sedangkan yang lainnya sering berpindah-pindah tempatnya Karena tidak

diketahui besar lokasi dan kepadatannya besar dan posisi sebenarnya dari beban-

beban semacam itu sulit sekali ditentukan (Salmon dan Johnson 1992)

Beban hidup untuk bangunan terdiri dari beban hidup lantai dan beban hidup atap

yang bervariasi bergantung pada fungsi bangunan tersebut

Tabel 23 Beban Hidup Pada Lantai Bangunan

No Fungsi Beban Hidup

a Lantai dan tangga rumah tinggal kecuali disebut no b 200 kgm2

b Lantai amp tangga rumah tinggal sederhana dan gudang gudang tidak penting yang bukan untuk toko pabrik atau bengkel

125 kgm2

c Lantai sekolah ruang kuliah Kantor Toko toserba Restoran Hotel asrama Rumah Sakit

250 kgm2

d Lantai ruang olahraga 400 kgm2

e Lantai ruang dansa 500 kgm2

f Lantai dan balkon dalam dari ruang pertemuan yang lain dari pada yang disebut dalam a sd e seperti masjid gereja ruang pagelaranrapat bioskop dengan tempat duduk tetap

400 kgm2

g Lantai panggung dengan tempat duduk tidak tetap atau untuk penonton yang berdiri

500 kgm2

h Lantai Tangga bordes tangga dan gang dari yang disebut dalam c

300 kgm2

i Lantai Tangga bordes tangga dan gang dari yang disebut dalam d e f dan g

500 kgm2

j Lantai ruang pelengkap dari yang disebut dalam c d e f dan g

250 kgm2

k

Lantai Pabrik bengkel gudang Perpustakaan ruang arsiptoko buku toko besi ruang alat alat dan ruang mesin harus direncanakan terhadap beban hidup ditentukan tersendiri dengan minimum

400 kgm2

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

10

Tabel 23 Beban Hidup Pada Lantai Bangunan (lanjutan)

No Fungsi Beban Hidup

l Lantai gedung parkir bertingkat - Lantai bawah - Lantai tingkat lainnya

800 kgm2

400 kgm2

m Lantai balkon-balkon yang menjorok bebas keluar harus direncanakan terhadap beban hidupdari lantai ruang berbatasan dengan minimum

300 kgm2

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

Tabel 24 Beban Hidup Pada Atap

No Fungsi Beban Hidup

a Atap bagiannya dapat dicapai orang termasuk kanopi dan atap dak

100 kgm2

b Atap bagiannya tidak dapat dicapai orang (diambil min) - beban hujan - beban terpusat

20 kgm2 100 kg

c Balokgording tepi kantilever 200 kgm2

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

Berhubung peluang untuk terjadi beban hidup penuh yang membebani semua

bagian dan semua unsur struktur pemikul secara serempak selama unsur gedung

tersebut adalah sangat kecil maka pada perencanaan balok induk dan portal dari

system pemikul beban dari suatu struktur gedung beban hidupnya dikalikan

dengan suatu koefisien reduksi yang nilainya tergantung pada penggunaan

gedung yang ditinjau dan yang dicantumkan pada tabel 25

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

11

Tabel 25 Koefisien reduksi beban hidup

Penggunaan gedung

Koefisien Reduksi Beban HidupPerencanaan balok

induk dan portal Peninjauan

gempa

PERUMAHANPENGHUNIAN

Rumah tinggal asrama hotel rumah sakit

075 030

PENDIDIKAN Sekolah Ruang kuliah

090

050

PERTEMUAN UMUM Mesjid gereja bioskop restoran ruang dansa ruang pagelaran

090 050

KANTOR Kantor Bank 060 030

PERDAGANGAN

Toko toserba pasar 080 080

PENYIMPANAN

Gudang perpustakaan ruang arsip 080 080

INDUSTRI Pabrik bengkel 100 090

TEMPAT KENDARAAN

Garasi gedung parkir 090 050

GANG amp TANGGA - Perumahanpenghunian - Pendidikan kantor - Pertemuan umum perdagangan - Penyimpanan industri tempat

kendaraan

075 075 090

030 050 050

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

12

2113 Beban Angin (qWL)

Besarnya beban angin yang bekerja pada struktur bangunan tergantung dari

kecepatan angin rapat massa udara letak geografis bentuk dan ketinggian

bangunan serta kekakuan struktur Bangunan yang berada pada lintasan angin

akan menyebabkan angin berbelok atau dapat berhenti Sebagai akibatnya energi

kinetik dari angin akan berubah menjadi energi potensial yang berupa tekanan atau

hisapan pada bangunan Beban Angin adalah semua beban yang bekerja pada

gedung atau bagian gedung

Beban Angin ditentukan dengan menganggap adanya tekanan positif dan tekanan

negatif (hisapan) yang bekerja tegak lurus pada bidang yang ditinjau Besarnya

tekanan positif dan negatif yang dinyatakan dalam kgm2 ini ditentukan dengan

mengalikan tekanan tiup dengan koefisien ndash koefisien angin Tekan tiup harus

diambil minimum 25 kgm2 kecuali untuk daerah di laut dan di tepi laut sampai

sejauh 5 km dari tepi pantai Pada daerah tersebut tekanan hisap diambil minimum

40 kg m2 (dimana V adalah kecepatan angin dalam mdet yang harus ditentukan

oleh instansi yang berwenang Sedangkan koefisien angin ( + berarti tekanan dan ndash

berarti isapan ) beban tekanan angin disederhanakan dalam bentuk koefisen angin

yang di rangkum dalam tabel 26

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

13

Tabel 26 Koefisien Beban Angin

No Jenis Gedung Struktur Posisi Tinjauan Koefisien 1 Gedung tertutup

a Dinding vertikal b Atap segitiga

c Atap segitiga majemuk

- di pihak angin - di belakang angin - sejajar arah angin

- di pihak angin (α lt 65o)

- di pihak angin (65o lt α lt90o) - di belakang angin (semua sudut)

- bidang atap di pihak angin (α lt 65o ) - bidang atap di pihak angin

(65oltαlt90o) - bidang atap di belakang angin (semua sudut)

- bidang atap vertikal di belakang angin (semua sudut)

+ 09 - 04 - 04

( 002α - 04)

+ 09 - 04

( 002α - 04)

+ 09

- 04

+ 04

2 Gedung terbuka sebelah Sama dengan No1 dengan tambahan

- bid dinding dalam di pihak angin

- bid dinding dalam di belakang angin

+ 06

- 03

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

2114Beban Gempa

Perhitungan beban gempa dilakukan dengan standart Tata Cara Perencanaan

ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 1726 2012 Pada

peraturan tersebut menggunakan percepatan permukaan tanah (PGA) sebagai acuan

dasar standart Percepatan permukaan tanah adalah percepatan tanah yang sampai

ke lokasi bangunan tersebut akibat adanya gempa dari pusat gempa Variasi

percepatan permukaan tanah bervariasi tergantung jarak dari pusat gempa

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

14

Sumber httpekspedisikompascomcincinapiindexphpinfografis39

Gambar 21 Jalur Cincin Api dan Gunung Berapi Sebagai Pusat Gempa

Gambar 22 Peta Gempa Pada SNI 1726 2012

Beban Gempa rencana pada SNI 1726 2012 ditetapkan sebagai gempa dengan

kemungkinan terlewati besaran nya selama umur struktur bangunan 50 tahun

sebesar 2 Untuk berbagai kategori risiko struktur bangunan gedung dan non

gedung sesuai Tabel 1 pengaruh gempa rencana terhadapnya harus dikalikan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

15

dengan suatu faktor keutamaan Ie menurut Tabel 2 Khusus untuk struktur

bangunan dengan kategori risiko IV bila dibutuhkan pintu masuk untuk

operasional dari struktur bangunan yang bersebelahan maka struktur bangunan

yang bersebelahan tersebut harus didesain sesuai dengan kategori risiko IV

Tabel 27 Kategori risiko bangunan gedung dan non gedung untuk beban

gempa

Jenis pemanfaatan Kategori risiko

Gedung dan non gedung yang memiliki risiko rendah terhadap jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan termasuk tapi tidak dibatasi untuk antara lain

- Fasilitas pertanian perkebunan perternakan dan perikanan - Fasilitas sementara - Gudang penyimpanan - Rumah jaga dan struktur kecil lainnya

I

Semua gedung dan struktur lain kecuali yang termasuk dalam kategori risiko IIIIIV termasuk tapi tidak dibatasi untuk

- Perumahan - Rumah toko dan rumah kantor - Pasar - Gedung perkantoran - Gedung apartemen rumah susun - Pusat perbelanjaan mall - Bangunan industri - Fasilitas manufaktur - Pabrik

II

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

16

Tabel 27 Kategori risiko bangunan gedung dan non gedung untuk beban

gempa (lanjutan)

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

Jenis pemanfaatan Kategori risiko

Gedung dan non gedung yang memiliki risiko tinggi terhadap jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan termasuk tapi tidak dibatasi untuk

- Bioskop - Gedung pertemuan - Stadion - Fasilitas kesehatan yang tidak memiliki unit bedah dan unit gawat darurat - Fasilitas penitipan anak - Penjara - Bangunan untuk orang jompo

Gedung dan non gedung tidak termasuk kedalam kategori risiko IV yang memiliki potensi untuk menyebabkan dampak ekonomi yang besar danatau gangguan massal terhadap kehidupan masyarakat sehari-hari bila terjadi kegagalan termasuk tapi tidak dibatasi untuk

- Pusat pembangkit listrik biasa - Fasilitas penanganan air - Fasilitas penanganan limbah - Pusat telekomunikasi

Gedung dan non gedung yang tidak termasuk dalam kategori risiko IV (termasuk tetapi tidak dibatasi untuk fasilitas manufaktur proses penanganan penyimpanan penggunaan atau tempat pembuangan bahan bakar berbahaya bahan kimia berbahaya limbah berbahaya atau bahan yang mudah meledak) yang mengandung bahan beracun atau peledak di mana jumlah kandungan bahannya melebihi nilai batas yang disyaratkan oleh instansi yang berwenang dan cukup menimbulkan bahaya bagi masyarakat jika terjadi kebocoran

III

Gedung dan non gedung yang ditunjukkan sebagai fasilitas yang penting termasuk tetapi tidak dibatasi untuk

- Bangunan-bangunan monumental - Gedung sekolah dan fasilitas pendidikan - Rumah sakit dan fasilitas kesehatan lainnya yang memiliki fasilitas bedah

dan unit gawat darurat - Fasilitas pemadam kebakaran ambulans dan kantor polisi serta garasi

kendaraan darurat - Tempat perlindungan terhadap gempa bumi angin badai dan tempat

perlindungan darurat lainnya - Fasilitas kesiapan darurat komunikasi pusat operasi dan fasilitas lainnya

untuk tanggap darurat - Pusat pembangkit energi dan fasilitas publik lainnya yang dibutuhkan pada

saat keadaan darurat - Struktur tambahan (termasuk menara telekomunikasi tangki penyimpanan

bahan bakar menara pendingin struktur stasiun listrik tangki air pemadam kebakaran atau struktur rumah atau struktur pendukung air atau material atau peralatan pemadam kebakaran ) yang disyaratkan untuk beroperasi pada saat keadaan darurat

Gedung dan non gedung yang dibutuhkan untuk mempertahankan fungsi struktur bangunan lain yang masuk ke dalam kategori risiko IV

IV

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

17

Tabel 28 Faktor keutamaan gempa

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

lokasi proyek berada pada daerah wilayah medan (045g = 441 ms2) sehingga

di digunakan spectrum rencana sebagai berikut

Sumber httppuskimpugoidAplikasidesain_spektra_indonesia_2011

Gambar 23 Respon Spektrum Gempa Rencana Wilayah Medan

(SNI-03-1726-2012)

Kategori risiko Faktor keutamaan gempa Ie

I atau II 10III 125IV 150

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

18

Sistem penahan gaya gempa lateral dan vertikal dasar harus memenuhi salah

satu tipe yang ditunjukkan dalam Tabel 9 atau kombinasi sistem seperti dalam

722 723 dan 724 Pembagian setiap tipe berdasarkan pada elemen vertikal

yang digunakan untuk menahan gaya gempa lateral Sistem struktur yang

digunakan harus sesuai dengan batasan system struktur dan batasan ketinggian

struktur yang ditunjukkan dalam Tabel 9 Koefisien modifikasi respons yang

sesuai R faktor kuat lebih sistem 0 Ω dan koefisien amplifikasi defleksi d C

sebagaimana ditunjukkan dalam Tabel9 harus digunakan dalam penentuan

geser dasar gaya desain elemen dan simpangan antarlantai tingkatdesain

Setiap sistem penahan gaya gempa yang dipilih harus dirancang dan didetailkan

sesuai dengan persyaratan khusus bagi sistem tersebut yang ditetapkan dalam

dokumen acuan yang berlaku seperti terdaftar dalam Tabel 9 dan persyaratan

tambahan yang ditetapkan dalam 714 Sistem penahan gaya gempa yang tidak

termuat dalam Tabel 9 diijinkan apabila data analitis dan data uji diserahkan

kepada pihak yang berwenang memberikan persetujuan yang membentuk

karakteristik dinamis dan menunjukkan tahanan gaya lateral dan kapasitas

disipasi energi agar ekivalen dengan sistem struktur yang terdaftar dalam Tabel

9 untuk nilainilai ekivalen dari koefisien modifikasi respons R koefisien kuat-

lebih sistem Ω0 dan factor amplifikasi defleksi Cd (SNI 17262012)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

19

Tabel 29 Faktor R Cd dan Ω0 untuk sistem penahan gaya gempa

Sistem penahan-gaya seismik

Koefisien modifika

si respons

Ra

Faktor kuat- lebih sistem

Ω0g

Faktor

pembesaran defleksi

Cdb

Batasan sistem struktur dan batasan

tinggi struktur h (m) c

Kategori desain seismik

B C D

d E d

F e

A Sistem dinding penumpu 711 712 713 714 715 716 717 718

1 Dinding geser beton bertulang khusus 5 2frac12 5 TB TB 48 48 30

2 Dinding geser beton bertulang biasa 4 2frac12 4 TB TB TI TI TI

3 Dinding geser beton polos didetail 2 2frac12 2 TB TI TI TI TI

4 Dinding geser beton polos biasa 1frac12 2frac12 1frac12 TB TI TI TI TI

5 Dinding geser pracetak menengah 4 2frac12 4 TB TB 12k 12k 12k

6 Dinding geser pracetak biasa 3 2frac12 3 TB TI TI TI TI

7 Dinding geser batu bata bertulang khusus 5 2frac12 3frac12 TB TB 48 48 30

8 Dinding geser batu bata bertulang h

3frac12 2frac12 2frac14 TB TB TI TI TI

9 Dinding geser batu bata bertulang biasa 2 2frac12 1frac34 TB 48 TI TI TI

10Dinding geser batu bata polos didetail 2 2frac12 1frac34 TB TI TI TI TI

11Dinding geser batu bata polos biasa 1frac12 2frac12 1frac14 TB TI TI TI TI

12Dinding geser batu bata prategang 1frac12 2frac12 1frac34 TB TI TI TI TI

13Dinding geser batu bata ringan (AAC) bertulang biasa

2 2frac12 2 TB 10 TI TI TI

14Dinding geser batu bata ringan (AAC) polos biasa

1frac12 2frac12 1frac12 TB TI TI TI TI

15Dinding rangka ringan (kayu) dilapisidengan panel struktur kayu yang ditujukanuntuk tahanan geser atau dengan lembaran baja

6frac12 3 4 TB TB 20 20 20

16Dinding rangka ringan (baja canai dingin)yang dilapisi dengan panel struktur kayuyang ditujukan untuk tahanan geser ataudengan lembaran baja

6frac12 3 4 TB TB 20 20 20

17 Dinding rangka ringan dengan panel geser dari semua material lainnya

2 2frac12 2 TB TB 10 TI TI

18Sistem dinding rangka ringan (baja canai dingin) menggunakan bresing strip datar

4 2 3frac12 TB TB 20 20 20

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

20

Tabel 29 Faktor R Cd dan Ω0 untuk sistem penahan gaya gempa (lanjutan)

Sistem penahan-gaya seismik

Koefisien modifikasi respons

Ra

Faktor kuat- lebih sistem

Ω0g

Faktor

pembesarandefleksi

Cdb

Batasan sistem struktur dan batasan

tinggi struktur h (m) c

Kategori desain seismik

B C D d E

d F

e

B Sistem rangka bangunan

1 Rangka baja dengan bresing eksentris 8 2 4 TB TB 48 48 30

2 Rangka baja dengan bresing konsentris 6 2 5 TB TB 48 48 30 3 Rangka baja dengan bresing konsentris biasa 3frac14 2 3frac14 TB TB 10j 10j TIj

4 Dinding geser beton bertulang khusus 6 2frac12 5 TB TB 48 48 30

5 Dinding geser beton bertulang biasa 5 2frac12 4 TB TB TI TI TI 6 Dinding geser beton polos detail 2 2frac12 2 TB TI TI TI TI

7 Dinding geser beton polos biasa 1frac12 2frac12 1 TB T TI TI TI

8 Dinding geser pracetak menengah 5 2frac12 4 TB TB 12k 12k 12k

9 Dinding geser pracetak biasa 4 2frac12 4 TB TI TI TI TI 10Rangka baja dan beton komposit

dengan bresing eksentris 8 2 4 TB TB 48 48 30

11Rangka baja dan beton komposit dengan bresing konsentris khusus

5 2 4frac12

TB TB 48 48 30

12Rangka baja dan beton komposit dengan bresing biasa

3 2 3 TB TB TI TI TI

13Dinding geser pelat baja dan beton komposit 6frac12 2frac12 5 TB TB 48 48 30

14Dinding geser baja dan beton komposit 6 2frac12 5 TB TB 48 48 30

15Dinding geser baja dan beton komposit biasa 5 2frac12 4 TB TB TI TI TI

16Dinding geser batu bata bertulang khusus 5frac12 2frac12 4 TB TB 48 48 30

17Dinding geser batu bata bertulang menengah 4 2frac12 4 TB TB TI TI TI

18Dinding geser batu bata bertulang biasa 2 2frac12 2 TB 48 TI TI TI

19Dinding geser batu bata polos didetail 2 2frac12 2 TB TI TI TI TI

20Dinding geser batu bata polos biasa 1frac12 2frac12 1 TB T TI TI TI

21Dinding geser batu bata prategang 1frac12 2frac12 1 TB T TI TI TI

22Dinding rangka ringan (kayu) yang dilapisi dengan panel struktur kayu yangdimaksudkan untuk tahanan geser

7 2frac12 4frac12 TB TB 22 22 22

23Dinding rangka ringan (baja canai dingin)yang dilapisi dengan panel struktur kayuyang dimaksudkan untuk tahanan geser atau dengan lembaran baja

7 2frac12 4frac12 TB TB 22 22 22

24Dinding rangka ringan dengan panel geser dari semua material lainnya

2frac12 2frac12 2frac12 TB TB 10 TB TB

25Rangka baja dengan bresing terkekang terhadap tekuk

8 2frac12 5 TB TB 48 48 30

26Dinding geser pelat baja khusus 7 2 6 TB TB 4 48 30

C Sistem rangka pemikul momen

1 Rangka baja pemikul momen khusus 8 3 5frac12 TB TB T TB TB

2 Rangka batang baja pemikul momen khusus 7 3 5frac12 TB TB 48 30 TI

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

21

Tabel 29 Faktor R Cd dan Ω0 untuk sistem penahan gaya gempa (lanjutan)

Sistem penahan-gaya seismik

Koefisien

modifikasi respons

Ra

Faktor kuat- lebih sistem

Ω0g

Faktor

pembesaran defleksi

Cdb

Batasan sistem struktur dan batasan

tinggi struktur h (m) c

Kategori desain seismik

B C Dd E

d F

e

3 Rangka baja pemikul momen menengah 4frac12 3 4 TB 1TB 10hi TIh TIi

4 Rangka baja pemikul momen biasa 3frac12 3 3 TB TB TIh TIh TIi

5 Rangka beton bertulang pemikul momen khusus

8 3 5frac12 TB TB TB TB TB

6 Rangka beton bertulang pemikul momen menengah

5 3 4frac12 TB TB TI TI TI

7 Rangka beton bertulang pemikul momen 3 3 2frac12 TB TI TI TI TI

8 Rangka baja dan beton komposit pemikul momen khusus

8 3 5frac12 TB TB TB TB TB

9 Rangka baja dan beton komposit pemikul momen menengah

5 3 4frac12 TB TB TI TI TI

10Rangka baja dan beton komposit terkekang parsial pemikul momen

6 3 5frac12 48 48 30 TI TI

11Rangka baja dan beton komposit pemikul momen biasa

3 3 2frac12 TB TI TI TI TI

12 Rangka baja canai dingin pemikul momen khusus dengan pembautan

3frac12 3o 3frac12 10 10 10 10 10

D Sistem ganda dengan rangka pemikul momen khusus yang mampu menahan paling sedikit 25 persen gaya gempayang ditetapkan

1 Rangka baja dengan bresing eksentris 8 2frac12 4 TB TB TB TB TB

2 Rangka baja dengan bresing konsentris khusus

7 2frac12 5frac12 TB TB TB TB TB

3 Dinding geser beton bertulang khusus 7 2frac12 5frac12 TB TB TB TB TB

4 Dinding geser beton bertulang biasa 6 2frac12 5 TB TB TI TI TI

5 Rangka baja dan beton komposit dengan bresing eksentris

8 2frac12 4 TB TB TB TB TB

6 Rangka baja dan beton komposit dengan bresing konsentris khusus

6 2frac12 5 TB TB TB TB TB

7 Dinding geser pelat baja dan beton 7frac12 2frac12 6 TB TB TB TB TB

8 Dinding geser baja dan beton komposit 7 2frac12 6 TB TB TB TB TB

9 Dinding geser baja dan beton komposit 6 2frac12 5 TB TB TI TI TI 10Dinding geser batu bata bertulang khusus 5frac12 3 5 TB TB TB TB TB

11Dinding geser batu bata bertulang 4 3 3frac12 TB TB TI TI TI

12Rangka baja dengan bresing terkekang terhadap tekuk

8 2frac12 5 TB TB TB TB TB

13Dinding geser pelat baja khusus 8 2frac12 6frac12 TB TB TB TB TB

E Sistem ganda dengan rangka pemikul momen menengah mampu menahan paling sedikit 25 persen gayagempayang ditetapkan

1 Rangka baja dengan bresing

konsentris khususf

6 2frac12 5 TB TB 10 TI TIhk

2 Dinding geser beton bertulang khusus 6frac12 2frac12 5 TB TB 48 30 30

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

22

Tabel 29 Faktor R Cd dan Ω0 untuk sistem penahan gaya gempa (lanjutan)

Sistem penahan-gaya seismik

Koefisien

modifikasi respons

Ra

Faktor kuat- lebih sistem

Ω0g 0

Faktor

pembesaran defleksi

Cdb

Batasan sistem struktur dan batasan

tinggi struktur h (m) c

Kategori desain seismik

B C Dd E d F e

3 Dinding geser batu bata bertulang biasa 3 3 2frac12 TB 48 TI T TI 4 Dinding geser batu bata bertulang 3frac12 3 3 TB TB TI TI TI

5 Rangka baja dan beton komposit dengan bresing konsentris khusus

5frac12 2frac12 4frac12 TB TB 48 30 TI

6 Rangka baja dan beton komposit dengan bresing biasa

3frac12 2frac12 3 TB TB TI TI TI

7 Dinding geser baja dan betonkomposit 5 3 4frac12 TB TB TI TI TI

8 Dinding geser beton bertulang biasa 5frac12 2frac12 4frac12 TB TB TI TI TI

F Sistem interaktif dinding geser-rangka dengan rangka pemikul momen beton bertulang biasa dan dinding geser beton bertulang biasa

4frac12 2frac12 4 TB TI TI TI TI

G Sistem kolom kantilever didetail untuk memenuhi persyaratan

1 Sistem kolom baja dengan kantilever khusus

2frac12 1frac14 2frac12 10 10 10 10 10

2 Sistem kolom baja dengan kantilever biasa 1frac14 1frac14 1frac14 10 10 TI TIhi TIh

i3 Rangka beton bertulang pemikul momen

khusus 2frac12 1frac14 2frac12 10 10 10 10 10

4 Rangka beton bertulang pemikul momen menengah

1frac12 1frac14 1frac12 10 10 TI TI TI

5 Rangka beton bertulang pemikul momen biasa

1 1frac14 1 10 TI TI TI TI

6 Rangka kayu 1frac12 1frac12 1frac12 10 10 10 TI TI

H Sistem baja tidak didetail secara khusus untuk ketahanan seismik tidak termasuk sistem kolom kantilever

3 3 3 TB TB TI TI TI

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

Bekerjanya beban untuk bangunan bertingkat berlaku sistem gravitasi yaitu

elemen struktur yang berada di atas akan membebani elemen struktur di

bawahnya atau dengan kata lain elemen struktur yang mempunyai kekuatan

lebih besar akan menahan atau memikul elemen struktur yang mempunyai

kekuatan lebih kecil

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

23

Dengan demikian sistem bekerjanya beban untuk elemen ndash elemen struktur

gedung bertingkat secara umum dapat dinyatakan sebagai berikut beban pelat

lantai didistribusikan terhadap balok anak dan balok portal beban balok portal

didistribusikan ke kolom dan beban kolom kemudian diteruskan ke tanah dasar

melalui pondasi

Dalam perumusan kriteria desain seismik suatu bangunan di permukaan tanah

atau penentuan amplifikasi besaran percepatan gempa puncak dari batuan dasar

ke permukaan tanah untuk suatu situs maka situs tersebut harus diklasifikasikan

terlebih dahulu Profil tanah di situs harus diklasifikasikan sesuai dengan Tabel

210 berdasarkan profil tanah lapisan 30 m paling atas Penetapan kelas situs

harus melalui penyelidikan tanah di lapangan dan dilaboratorium yang

dilakukan oleh otoritas yang berwewenang atau ahli desain geoteknik

bersertifikat dengan minimal mengukur secara independen dua dari tiga

parameter tanah yang tercantum dalam Tabel 210 Dalam hal ini kelas situs

dengan kondisi yang lebih buruk harus diberlakukan Apabila tidak tersedia data

tanah yang spesifik pada situs sampai kedalaman 30 m maka sifat-sifat tanah

harus diestimasi oleh seorang ahli geoteknik yang memiliki sertifikatijin

keahlian yang menyiapkan laporan penyelidikan tanah berdasarkan kondisi

getekniknya Penetapan kelas situs SA dan kelas situs SB tidak diperkenankan

jika terdapat lebih dari 3 m lapisan tanah antara dasar telapak atau rakit fondasi

dan permukaan batuan dasar (SNI 17262012)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

24

Tabel 210 Klasifikasi situs

Kelas situs vs (mdetik) N atau N ch su (kPa)

SA (batuan keras) gt1500 NA NA SB (batuan) 750 sampai 1500 NA NA SC (tanah keras sangat padat dan batuan lunak)

350 sampai 750 gt50

2100

SD (tanah sedang) 175 sampai 350 15sampai 50 50 sampai100 lt 175 lt15 lt 50SE (tanah lunak) Atau setiap profil tanah yang mengandung lebih dari 3 m tanah dengan

karateristik sebagai berikut 1 Indeks plastisitas PI gt 20 2 Kadar air w 2 40 3 Kuat geser niralir su lt 25 kPa

SF (tanah khusus)

Setiap profil lapisan tanah yang memiliki salah satu atau lebih dari karakteristik berikut - Rawan dan berpotensi gagal atau runtuh akibat beban gempa seperti

mudah likuifaksi lempung sangat sensitif tanah tersementasi lemah - Lempung sangat organik danatau gambut (ketebalan H gt 3 m)

- Lempung berplastisitas sangat tinggi (ketebalan H gt 75 m dengan

Indeks Plasitisitas PI gt 75 ) Lapisan lempung lunaksetengah teguh dengan ketebalan H gt 35 m

dengan su lt 50 kPa

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

- Kecepatan rata-rata gelombang geser Vs

Dimana

di = tebal setiap lapisan antara kedalaman 0 sampai 30 meter

Vsi = kecepatan gelombang geser lapisan i dinyatakan dalam meter per

detik (mdetik)

- Tahanan penetrasi standar lapangan rata-rata N

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

25

Dimana

di = tebal setiap lapisan antara kedalaman 0 sampai 30 meter

Ni = tahanan penetrasi standar 60 persen energy ( N60 ) yang terukur

langsung di lapangan tanpa koreksi dengan nilai tidak lebih dari

305 pukulanm

- Kuat geser niralir rata-rata Su

Dimana

dc = jumlah ketebalan total dari lapisan - lapisan tanah kohesif di

dalam lapisan 30 meter paling atas

Sui = kuat geser niralir (kPa) dengan nilai tidak lebih dari 250 kPa

Untuk penentuan respons spektral percepatan gempa MCER di permukaan tanah

diperlukan suatu faktor amplifikasi seismik pada perioda 02 detik dan perioda 1

detik Faktor amplifikasi meliputi faktor amplifikasi getaran terkait percepatan pada

getaran perioda pendek (Fa) dan faktor amplifikasi terkait percepatan yang

mewakili getaran perioda 1 detik (Fv) Parameter spektrum respons percepatan pada

perioda pendek (SMS) dan perioda 1 detik (SM1) Yang disesuaikan dengan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

26

pengaruh klasifikasi situs (SNI 17262012) harus ditentukan dengan perumusan

berikut ini

SMS = Fa Ss

SM1 = Fv S1

Dimana

Ss = parameter respons spektral percepatan gempa MCER terpetakan untuk

perioda pendek

S1 = parameter respons spektral percepatan gempa MCER terpetakan untuk

perioda 10 detik

dan koefisien situs Fa dan Fv mengikuti Tabel 211 dan Tabel 212

Tabel 211 Koefisien situs Fa

Kelas situs

Parameter respons spektral percepatan gempa (MCER) terpetakan padaperioda pendek T=02 detik Ss

Ss s 025 Ss = 05 Ss = 075 Ss = 10 Ss 2 125 SA 08 08 08 08 08SB 10 10 10 10 10SC 12 12 11 10 10SD 16 14 12 11 10SE 25 17 12 09 09SF SSb

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

CATATAN

- Untuk nilai-nilai antara Ss dapat dilakukan interpolasi linier

- SS = Situs yang memerlukan investigasi geoteknik spesifik dan analisis respons situs spesifik

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

27

Tabel 212 Koefisien situs Fv

Kelas situs

Parameter respons spektral percepatan gempa MCER terpetakan padaperioda 1 detik S1

S1 s 01 S1 = 02 S1 = 03 S1 = 04 S1 2 05 SA 08 08 08 08 08SB 10 10 10 10 10SC 17 16 15 14 13SD 24 2 18 16 15SE 35 32 28 24 24SF SSb

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

CATATAN

- Untuk nilai-nilai antara Ss dapat dilakukan interpolasi linier

- SS = Situs yang memerlukan investigasi geoteknik spesifik dan analisis respons situs spesifik Struktur harus ditetapkan memiliki suatu kategori desain seismik Struktur dengan

kategori risiko I II atau III yang berlokasi di mana parameter respons spektral

percepatan terpetakan pada perioda 1 detik S1 lebih besar dari atau sama dengan

075 harus ditetapkan sebagai struktur dengan kategori desain seismik E Struktur

yang berkategori risiko IV yang berlokasi di mana parameter respons spektral

percepatan terpetakan pada perioda 1 detik S1 lebih besar dari atau sama dengan

075 harus ditetapkan sebagai struktur dengan kategori desain seismik F Semua

struktur lainnya harus ditetapkan kategori desain seismiknya berdasarkan kategori

risikonya dan parameter respons spektral percepatan desainnya SDS dan SD1

Masing-masing bangunan dan struktur harus ditetapkan ke dalam kategori desain

seismik yang lebih parah dengan mengacu pada Tabel 213 atau 214 terlepas dari

nilai perioda fundamental getaran struktur T (SNI 17262012)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

28

Tabel 213 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan pada perioda pendek

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

Tabel 214 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons

percepatan pada perioda 1 detik

Nilai S D1 Kategori risiko

I atau II atau III IV

SD1 lt 0167 A A

0067 lt SD1 lt 0133 B C

0133 lt SD1 lt 020 C D

020 lt SD1 D D (Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung

dan non gedung SNI 17262012)

Geser dasar seismik V dalam arah yang ditetapkan harus ditentukan sesuai

dengan persamaan berikut

V = Cs W

Keterangan

Cs = koefisien respons seismik

W = berat seismik efektif

Berat seismik efektif struktur W menurut SNI 17262012 harus menyertakan

seluruh beban mati dan beban lainnya yang terdaftar di bawah ini

Nilai SDS Kategori risiko

I atau II atau III IV

SDS lt 0167 A A

0167 lt SDS lt 033 B C

033 lt SDS lt 050 C D

050 lt SDS D D

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

29

1 Dalam daerah yang digunakan untuk penyimpanan minimum sebesar 25

persen beban hidup lantai (beban hidup lantai di garasi publik dan struktur

parkiran terbuka serta beban penyimpanan yang tidak melebihi 5 persen

dari berat seismik efektif pada suatu lantai tidak perlu disertakan)

2 Jika ketentuan untuk partisi disyaratkan dalam desain beban lantai diambil

sebagai yang terbesar di antara berat partisi aktual atau berat daerah lantai

minimum sebesar 048 kNm2

3 Berat operasional total dari peralatan yang permanen

4 Berat lansekap dan beban lainnya pada taman atap dan luasan sejenis

lainnya

Koefisien respons seismik Cs harus ditentukan sesuai dengan

Cs =

Dimana

SDS = parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang perioda

pendek

R = faktor modifikasi respons dalam Tabel 29

Ie = faktor keutamaan gempa yang ditentukan sesuai Tabel 28

Nilai Cs yang dihitung sesuai dengan Persamaan diatas tidak perlu melebihi Cs dari

persamaan di bawah

Cs =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

30

Cs yang di dapatkan harus tidak kurang dari

Cmin = 0044 SDS Ie gt 001

Sebagai tambahan untuk struktur yang berlokasi di daerah di mana 1 S sama

dengan atau lebih besar dari 06g maka Cs harus tidak kurang dari

Cs =

Dimana

SDS = parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang perioda

pendek

SD1 = parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang sebesar

10 detik

R = faktor modifikasi respons dalam Tabel 29

Ie = faktor keutamaan gempa yang ditentukan sesuai Tabel 28

T = perioda fundamental struktur (detik)

Perioda fundamental pendekatan Ta dalam detik harus ditentukan dari

Ta = Ct

Dimana

hn = ketinggian struktur dalam (m)

Ct = koefisien prioda struktur pendekatan yang ditentukan dalam tabel 213

x = koefisien ketinggian yang ditentukan dalam tabel 213

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

31

Tabel 215 Nilai parameter perioda pendekatan Ct dan x

Tipe struktur Ct x

Sistem rangka pemikul momen di mana rangka memikul 100 persen gaya gempa yang disyaratkan dan tidak dilingkupi atau dihubungkan dengan komponen yang lebih kaku dan akan mencegah rangka dari defleksi jika dikenai gaya gempa

Rangka baja pemikul momen 00724 a 08

Rangka beton pemikul momen 00466 a 09

Rangka baja dengan bresing eksentris 00731 a 075

Rangka baja dengan bresing terkekang terhadap tekuk 00731 a 075

Semua sistem struktur lainnya 00488 a 075

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

Sebagai alternatif menurut SNI 17262012 untuk menentukan perioda fundamental

pendekatan Ta dalam detik dari persamaan berikut untuk struktur dengan

ketinggian tidak melebihi 12 tingkat di mana sistem penahan gaya gempa terdiri

dari rangka penahan momen beton atau baja secara keseluruhan dan tinggi tingkat

paling sedikit 3 m

Ta = 01N

Dimana

N = jumlah tingkat (m)

Perioda fundamental struktur harus dibatasi dengan

Tmax = Cu Ta

Dimana

Ta = waktu getar struktur dalam (m)

Cu = koefisien batas prioda struktur yang ditentukan dalam tabel 214

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

32

Tabel 216 Koefisien untuk batas perioda struktur

Parameter percepatan respons spektral desain pada 1 detik S D1

Koefisien Cu

gt 04 14 03 14 02 15

015 16

lt 01 17 (Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur

gedung dan non gedung SNI 17262012)

212 Kombinasi Pembebanan

komponen-elemen struktur dan elemen-elemen fondasi menurut SNI

17262012 harus dirancang sedemikian hingga kuat rencananya sama atau melebihi

pengaruh beban-beban terfaktor dengan kombinasi-kombinasi sebagai berikut

1 14D

2 12D + 16L + 05(Lr atau R)

3 12D + 16(Lr atau R) + (L atau 05W)

4 12D + 10 W + L + 05(Lr atau R)

5 12D + 10 E + L

6 09D + 10 W

7 09D + 10 E

8

Pengaruh beban gempa E harus ditentukan sesuai dengan berikut ini

1 Untuk penggunaan dalam kombinasi beban 5 dalam

E = Eh + Ev

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

33

2 Untuk penggunaan dalam kombinasi beban 7

E = Eh - Ev

Keterangan

E = pengaruh beban gempa

Eh = pengaruh beban gempa horisontal

Ev = pengaruh beban gempa vertikal

Pengaruh beban gempa horisontal Eh harus ditentukan sesuai dengan Persamaan

sebagai berikut

E h = ρQh

Keterangan

Q = pengaruh gaya gempa horisontal dari V atau F p

ρ = faktor redundansi

Untuk struktur yang dirancang untuk kategori desain seismik D E atau Fm

SNI 17262012 mengatur ρ harus sama dengan 13 kecuali jika satu dari dua

kondisi berikut dipenuhi di mana p diijinkan diambil sebesar 10

a Masing-masing tingkat yang menahan lebih dari 35 persen geser dasar dalam

arah yang ditinjau harus sesuai dengan Tabel 212

b Struktur dengan denah beraturan di semua tingkat dengan sistem penahan gaya

gempa terdiri dari paling sedikit dua bentang perimeter penahan gaya gempa

yang merangka pada masing-masing sisi struktur dalam masing-masing arah

ortogonal di setiap tingkat yang menahan lebih dari 35 persen geser dasar

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

34

Jumlah bentang untuk dinding geser harus dihitung sebagai panjang dinding

geser dibagi dengan tinggi tingkat atau dua kali panjang dinding geser dibagi

dengan tinggi tingkat hsx untuk konstruksi rangka ringan

Tabel 217 Persyaratan untuk masing-masing tingkat yang menahan lebih

dari 35 persen gaya geser dasar

Elemen penahan gaya lateral

Persyaratan

Rangka dengan bresing

Pelepasan bresing individu atau sambungan yang terhubung tidak akan mengakibatkan reduksi kuat tingkat sebesar lebih dari 33 persen atau sistem yang dihasilkan tidak mempunyai ketidakteraturan torsi yang berlebihan (ketidakteraturan struktur horisontal Tipe 1b)

Rangka pemikul momen

Kehilangan tahanan momen di sambungan balok ke kolom di kedua ujung balok tunggal tidak akan mengakibatkan lebih dari reduksi kuat tingkat sebesar33 persen atau sistem yang dihasilkan tidak mempunyai ketidakteraturantorsi yang berlebihan (ketidakteraturan struktur horisontal Tipe 1b)

Dinding geser atau pilar dinding dengan rasio tinggi terhadap panjang lebih besar dari 10

Pelepasan dinding geser atau pier dinding dengan rasio tinggi terhadap panjang lebih besar dari 10 di semua tingkat atau sambungan kolektor yang terhubung tidak akan mengakibatkan lebih dari reduksi kuat tingkat sebesar 33 persen atau sistem yang dihasilkan mempunyai ketidakteraturan torsi yang berlebihan (ketidakteraturan struktur horisontal Tipe 1b)

Kolom kantilever Kehilangan tahanan momen di sambungan dasar semua kolom kantilever tunggal tidak akan mengakibatkan lebih dari reduksi kuat tingkat sebesar 33 persen atau sistem yang dihasilkan mempunyai ketidakteraturan torsi yang berlebihan (ketidakteraturan struktur horisontal Tipe 1b)

Lainnya Tidak ada persyaratan

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

22 Kinerja Struktur Gedung

221 Kinerja Batas Layan

Kinerja batas layan struktur gedung ditentukan oleh simpangan antar tingkat

akibat pengaruh gempa rencana yaitu untuk membatasi terjadinya pelelehan baja

dan peretakan beton yang berlebihan di samping untuk mencegah kerusakan

nonstruktur dan ketidaknyamanan penghuni Simpangan antar-tingkat ini harus

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

35

dihitung dari simpangan struktur gedung tersebut akibat pengaruh gempa nominal

yang telah dibagi Faktor Skala

Faktor Skala =

gt 1

Dimana

V1 = Gaya geser dasar nominal sebagai respons dinamik ragam yang

pertama saja

Vt = Gaya geser dasar nominal yang didapat dari hasil analisis ragam

spektrum respons yang telah dilakukan

Gaya geser dasar nominal yang didapat dari hasil spektrum respons Analisis harus

dilakukan untuk menentukan ragam getar alami untuk struktur Analisis harus

menyertakan jumlah ragam yang cukup untuk mendapatkan partisipasi massa

ragam terkombinasi sebesar paling sedikit 90 persen dari massa aktual dalam

masing-masing arah horisontal ortogonal dari respons yang ditinjau oleh model

Parameter respons ragam untuk masing-masing parameter desain terkait gaya yang

ditinjau termasuk simpangan antar lantai tingkat gaya dukung dan gaya elemen

struktur individu untuk masing-masing ragam respons harus dihitung menggunakan

properti masing-masing ragam dan spectrum respons dibagi dengan kuantitas (R

Ie) Parameter respons terkombinasi untuk perpindahan dan kuantitas simpangan

antar lantai harus dikalikan dengan kuantitas (CdIe) Nilai untuk masing-masing

parameter yang ditinjau yang dihitung untuk berbagai ragam harus

dikombinasikan menggunakan metoda akar kuadrat jumlah kuadrat (SRSS) atau

metoda kombinasi kuadrat lengkap (CQC) sesuai dengan SNI 17262012 Metoda

CQC harus digunakan untuk masing-masing nilai ragam di mana ragam berjarak

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

36

dekat mempunyai korelasi silang yang signifikan di antara respons translasi dan

torsi

Kinerja batas ultimit struktur gedung ditentukan oleh simpangan antar-tingkat

maksimum struktur gedung akibat pengaruh gempa rencana dalam kondisi struktur

gedung di ambang keruntuhan yaitu untuk membatasi kemungkinan terjadinya

keruntuhan struktur gedung yang dapat menimbulkan korban jiwa manusia dan

untuk mencegah benturan berbahaya antar-gedung atau antar bagian struktur

gedung yang dipisah dengan sela pemisah (sela delatasi) simpangan antar-tingkat

ini harus dihitung dari simpangan struktur gedung akibat pembebanan gempa

nominal (SNI 17262002) Penentuan simpangan antar lantai tingkat desain ( ∆ )

harus dihitung sebagai perbedaan defleksi pada pusat massa di tingkat teratas dan

terbawah yang ditinjau Lihat Gambar 24 Apabila pusat massa tidak terletak

segaris dalam arah vertikal diijinkan untuk menghitung defleksi di dasar tingkat

berdasarkan proyeksi vertikal dari pusat massa tingkat di atasnya (SNI 17262012)

Gambar 24 Penentuan simpangan antar lantai

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

37

Defleksi pusat massa di tingkatx (δx) (mm) harus ditentukan sesuai dengan

persamaan berikut

δx =

Dimana

Cd = faktor amplifikasi defleksi dalam Tabel 29

δxe = defleksi pada lokasi yang disyaratkan pada pasal ini yang ditentukan

dengan analisis elastis

Ie = faktor keutamaan gempa yang ditentukan sesuai dengan tabel 28

Simpangan antar lantai tingkat desain ∆ tidak boleh melebihi simpangan antar

lantai tingkat ijin ∆a seperti didapatkan dari Tabel 213 untuk semua tingkat

Tabel 218 Simpangan antar lantai ijin

Struktur

Kategori risiko

I atau II III IV

Struktur selain dari struktur dinding geser batu bata 4 tingkat atau kurang dengan dinding interior partisi langit-langit dan sistem dinding eksterior yang telah didesain untuk mengakomodasi simpangan antar lantai tingkat

0025h c

sx 0020 hsx 0015 hsx

Struktur dinding geser kantilever batu batad 0010 hsx 0010 hsx 0010 hsx

Struktur dinding geser batu bata lainnya 0007 hsx 0007 hsx 0007 hsx

Semua struktur lainnya 0020 hsx 0015 hsx 0010 hsx

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

Dua bagian struktur gedung yang tidak direncanakan untuk bekerja sama sebagai

satu kesatuan dalam mengatasi pengaruh Gempa Rencana harus dipisahkan yang

satu terhadap yang lainnya dengan suatu sela pemisah (sela delatasi) yang lebarnya

paling sedikit harus sama dengan jumlah simpangan masing-masing bagian struktur

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

38

gedung pada taraf itu Dalam segala hal lebar sela pemisah tidak boleh ditetapkan

kurang dari 75 mm (SNI 17262012)

222 Kinerja Batas kekuatan

2221 Perencanaan Pelat Floor Deck

Floor deck pada pelat menggantikan fungsi tulangan Tarik pada daerah

lapangan Analisis pelat floor deck meggunakan metode pelat satu arah Bila pelat

mengalami rotasi bebas pada tumpuan pelat dan tumpuan sangat kaku terhadap

momen puntir maka pelat itu dikatakan jepit penuh Bila balok tepi tidak cukup

kuat untuk mencegah rotasi maka dikatakan terjepit sebagian Tebal minimum

yang ditentukan dalam Tabel 214 berlaku untuk konstruksi satu arah yang tidak

menumpu atau tidak disatukan dengan partisi atau konstruksi lain yang mungkin

akan rusak akibat lendutan yang besar kecuali bila erhitungan lendutan

menunjukkan bahwa ketebalan yang lebih kecil dapat digunakan tanpa

menimbulkan pengaruh yang merugikan

Tabel 219 Tebal Minimum Balok Non-Prategang Atau Pelat Satu Arah Bila

Lendutan Tidak Dihitung Tebal minimum h

Komponen struktur Tertumpu Satu ujung Kedua ujung Kantilever

Komponen struktur tidak menumpu atau tidak dihubungkan dengan partisi ataukonstruksi lainnya yang mungkin rusak oleh lendutan yang besar

Pelat masif satu-arah 20

24

28

10

Balok atau pelat rusuk satu-arah 16

185

21

8

(Sumber Tata cara perhitungan struktur beton untuk bangunan gedung SNI 28472002)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

39

CATATAN Panjang bentang dalam mm Nilai yang diberikan harus digunakan langsung untuk komponen struktur dengan beton normal dan tulangan tulangan Mutu 420 MPa Untuk kondisi lain nilai di atas harus dimodifikasikan sebagai berikut a Untuk struktur beton ringan dengan berat jenis (equilibrium density) w di antara 1440 sampai

1840 kgm3 nilai tadi harus dikalikan dengan (165 ndash 00003wc) tetapi tidak kurang dari 109

b Untuk fy selain 420 MPa nilainya harus dikalikan dengan (04 + fy700)

a Disain pada Momen Positif

Disain pada momen positif gaya Tarik disumbangkan oleh metal deck dan

gaya tekan disumbangkan oleh beton Dalam hal ini penampang beton

berbentuk persegi panjang

Gambar 25 Diagram tegangan momen positif floor deck

Penulangan lentur dihitung analisa tulangan tunggal dengan langkah-langkah

sebagai berikut

Mn =

Dimana ϕ= 08

Rn =

m =

ρ = 1 ndash 1 ndash

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

40

As PERLU = ρ b d

rasio tulangan minimum menggunakan syarat tulangan susut dan tulangan

suhu sebagai acuan dan di tabelkan sebagai berikut

Tabel 220 Rasio Tulangan Minimum Pada Pelat

Jenis Pelat ρmin

Pelat yang menggunakan batang tulangan ulir mutu 300 00020

Pelat yang menggunakan batang tulangan ulir atau jaring kawat las 00018

Pelat yang menggunakan tulangan dengan tegangan leleh melebihi 00018 x 400 fy

(Sumber Tata cara perhitungan struktur beton untuk bangunan gedung SNI 28472002)

Persyaratan lain yang harus dipenuhi dalam mendisain pelat satu arah adalah

jarak tulangan maximum Pasal 12 SNI 03-2847-2002 butir 64 jarak tulangan

adalah

S = ndash 25 Cc

Dimana

fs = 60 fy

Cc = Selimut Beton

b Disain pada Momen Negatif

Disain pada momen positif gaya Tarik disumbangkan oleh wiremesh dan gaya

tekan disumbangkan oleh beton Dalam hal ini penampang beton berbentuk

sebagai berikut

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

41

Gambar 26 Diagram tegangan momen negatif floor deck

2222 Perencanaan Pelat Chekered

Pelat metal didisain menggunakan metode pelat satu arah syarat batas yang

harus di penuhi pelat metal adalah

ϕMn gt Mu

dimana

ϕMn = momen nominal = Zx fy

Mu = momen ultimate

2223 Perencanaan Batang Tekan

Kekuatan tekan disain harus nilai terendah yang diperoleh berdasarkan

keadaan batas dari tekuk lentur tekuk torsi dan tekuk torsi lentur Profil dengan

dominan keruntuhan tekuk lentur kekuatan nominal nya adalah

ϕPn = 09 fcr A

tegangan kritis fcr ditentukan sebagai berikut

a Bila lt 471 ( atau lt 225 )

fcr =0658 fy

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

42

b Bila gt 471 ( atau gt 225 )

fcr =0877 fe

fe =

Dimana

K = faktor panjang efektir

L = panjang profil

r = jari jari inersia

fcr = tegangan kritis

fe = tegangan euler

λ = kelangsingan =

2224 Perencanaan Batang Lentur

Pembebanan balok disesuaikan dengan peraturan pembebanan Indonesia

untuk gedung (PPIUG) 1983 sedangkan pemakaian profil dihitung sesuai dengan

SNI 03-1729-2015

Tabel 221 Nilai kekuatan lentur berdasarkan SNI 1729 2015

PROFIL q Lr Lp MP Mr Vn

kgm m m KN m KN m KN

WF 150 x 75 x 5 x 7 1400 316 084 2354 1509 10800

WF 150 x 100 x 6 x 9 2110 530 120 3609 2346 12787

WF 200 x 100 x 45 x 7 1820 346 112 4089 2720 12830

WF 200 x 100 x 55 x 8 2130 378 112 4802 3128 15840

WF 200 x 150 x 6 x 9 3060 637 182 7108 4688 16762

WF 250 x 125 x 5 x 8 2570 420 141 7327 4845 17856

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

43

Tabel 221 Nilai kekuatan lentur berdasarkan SNI 1729 2015 (lanjutan)

PROFIL q Lr Lp MP Mr Vn

kgm m m KN m KN m KN

WF 250 x 125 x 6 x 9 2960 446 141 8443 5508 21600

WF 300 x 150 x 55 x 8 3200 475 167 10920 7208 23602

WF 300 x 150 x 65 x 9 3670 497 167 12528 8177 28080

WF 350 x 175 x 6 x 9 4140 553 197 16538 10897 29894

WF 350 x 175 x 7 x 11 4960 593 200 20179 13175 35280

WF 400 x 200 x 7 x 11 5660 646 227 26100 17170 39917

WF 400 x 200 x 8 x 13 6600 684 230 30861 20230 46080

WF 450 x 200 x 9 x 14 7600 667 223 38913 25330 58320

WF 500 x 200 x 10 x 16 8960 669 219 50311 32470 72000

WF 600 x 200 x 11 x 17 10600 628 209 68714 44030 95040

HB 100 x 100 x 6 x 8 1720 724 125 2018 1300 8640

HB 125 x 125 x 65 x 9 2380 806 158 3578 2312 11700

HB 150 x 150 x 7 x 10 3150 895 190 5748 3723 15120

HB 175 x 175 x 75 x 11 4020 981 222 8628 5610 18900

HB 200 x 200 x 8 x 12 4990 1072 255 12314 8024 23040

HB 250 x 250 x 9 x 14 7240 1255 319 22483 14739 32400

HB 300 x 300 x 10 x 15 9400 1376 381 35152 23120 43200

HBC 350 x 350 x 12 x 19 13700 1718 449 59834 39100 60480

HBC 400 x 400 x 13 x 21 17200 1903 513 86402 56610 74880

WFC 600 x 300 x 12 x 20 15100 1045 348 103413 68340 101606

WFC 700 x 300 x 13 x 24 18500 1041 344 149968 97920 131040

WFC 800 x 300 x 14 x 26 21000 1010 336 191889 123930 161280

WFC 900 x 300 x 16 x 28 24300 984 324 244178 155380 207360

- Profil I dan Kanal

a Kontrol Momen

ϕMn = 09 Mn

- Apabila L lt Lp

Mn = Mp = Zx fy

- Apabila Lp lt L lt Lr

Mn = Cb Mp ndash ( Mp- Mr)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

44

Apabila L gt Lr

Mn = Mcr = radic 1

=

lt 23

=

= 4 2

=

1 1

= 176

Untuk profil I konstanta torsi dan konstanta warping adalah

J = [ 2b + h ]

Cw =

Untuk profil kanal konstanta torsi dan konstanta warping adalah

J = [ 2b + h ]

Cw = [

]

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

45

Gambar 27 Kuat Momen Lentur Nominal Akibat Tekuk Torsi Lateral

b Kontrol Geser

Untuk profil I

= 060 fyw Aw lt Vu

Persamaan diatas dapat dipenuhi bila syarat kelangsingan untuk tebal pelat web

sebagai berikut

lt

c Kontrol Lendutan

Batas-batas lendutan untuk keadaan kemampuan-layan batas harus sesuai

dengan struktur fungsi penggunaan sifat pembebanan serta elemen-elemen

yang didukung oleh struktur tersebut Batas lendutan maksimum diberikan

dalam Tabel dibawah

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

46

Tabel 222 Batas Lendutan Maksimum

Komponen struktur dengan beban tidak Beban tetap Beban

Balok pemikul dinding atau finishing yang getas L360 - Balok biasa L240 - Kolom dengan analisis orde pertama saja h500 h200 Kolom dengan analisis orde kedua h300 h200

(Sumber Tata cara perencanaan struktur baja untuk bangunan gedung SNI 17292002)

- Profil Siku

a Kontrol Momen

ϕMn = 09 Mn

- Momen Leleh

Mn = 15 My

Dimana

My = momen leleh di sumbu lentur

- Momen dengan tekuk torsi lateral

1 Bila Me lt My

Mn = [ 092 -

] Me

2 Bila Me gt My

Mn = [ 192 ndash 117 ] Me lt 15 My

Lentur di sumbu utama major dari baja siku kaki sama

Me =

Dimana

Lb = Panjang profil tak terkekang

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

47

b = lebar siku

E = elastisitas profil siku

t = tebal profil siku

Me = momen tekuk lateral-torsi elastis

b kontrol geser

ϕVn = 09 06 Aw fy cv

Dimana Vn = kekuatan geser penampang Aw = luas badan = b x t fy = tegangan leleh profil siku Nilai cv dari persamaan diatas ditentukan dengan

- Bila

lt 11

cv = 1

- Bila

11

lt lt 137

cv = 11

x

- Bila

gt 137

cv =

x

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

48

2225 Perencanaan Balok Kolom

Komponen struktur yang mengalami momen lentur dan gaya aksial harus

direncanakan memenuhi ketentuan sebagai berikut

Untuk

gt 02

+ (

+

) lt 1

Untuk

lt 02

+ (

+

) lt 1

Dimana

Pu = Gaya aksial (tarik atau tekan) terfaktor N

Pn = Kuat nominal penampang N

ϕ = Faktor reduksi kekuatan

= 09 untuk aksial tarik

= 09 untuk aksial tekan

Mux = Momen lentur terfaktor terhadap sumbu-x

Muy = Momen lentur terfaktor terhadap sumbu-y

Mnx = Kuat nominal lentur penampang terhadap sumbu-x

Mny = Kuat nominal lentur penampang terhadap sumbu-y

ϕb = Faktor reduksi kekuatan lentur = 09

2226 Perencanaan Balok Komposit

Menurut SNI 17292015 lebar efektif balok komposit adalah

- seperdelapan dari bentang balok pusat-ke-pusat tumpuan

- setengah jarak ke sumbu dari balok yang berdekatan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

49

- jarak ke tepi dari pelat

Kekuatan Lentur Positif balok komposit bisa di disain secara plastis jika memenuhi

lt 376 Jika gt 376 maka momen harus di tentukan dengan

superposisi tegangan elastis (SNI 17292015) Nilai ultimate dari momen lentur

dapat di tinjau dari 2 kondisi yaitu

1 Sumbu netral jatuh pada pelat beton

Besar nya gaya tekan pada kondisi ultimate adalah

C = 085 a be

Gaya tarik pada profil baja adalah

T = As fy

Gaya tarik floor deck adalah

T = Afd fu

Jika ẏ gt (tf - hfd) keseimbangan gaya C = T maka diperoleh

a =

Lengan kopel terhadap gaya tekan

d1 = ts ndash ċ -

d2 = + ts -

Kuat momen lentur nominal positif balok komposit adalah

ϕMn = 09 [ As fy ( d2 ) + Afd fu ( d1 ) ]

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

50

Gambar 28 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan ẏ lt (ts - hfd)

Gambar 29 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan ẏ gt (ts - hfd)

Jika ẏ lt (tf - hfd) gaya tarik floor deck adalah

T = Aefd fu

keseimbangan gaya C = T maka diperoleh

a =

Lengan kopel terhadap gaya tekan

d1 = ts ndash ċ -

d2 = + ts -

Kuat momen lentur nominal positif balok komposit adalah

ϕMn = 09 [ As fy ( d2 ) + Aefd fu ( d1 ) ]

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

51

2 Sumbu netral jatuh pada baja profil

Besar nya gaya tekan pada kondisi ultimate adalah

Cc = 085 a be

Gaya tarik pada profil baja adalah

T = As fy

Keseimbangan gaya diperoleh

Trsquo = Cc + Cs

Besarnya Trsquo sekarang lebih kecil daripada Asfy yaitu

Trsquo = As fy - Cs

Sehingga gaya tekan profil baja

Cc + Cs = As fy - Cs

2Cs = Cc + As fy

Cs =

Jika ẏ lt (ts + tf) Pusat tarik profil

ӯ = ẏ ẏ

lengan kopel terhadap pusat tarik

d1 = d ndash ӯ - (ẏ - ts)

d2 = d ndash ӯ + pusat tekan beton

kapasitas lentur positif nominal

ϕMn = 09 [ Cc ( d2 ) + Cs ( d1 ) ]

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

52

Gambar 210 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan ẏ lt (ts + tf)

Jika (ts+ d) gt ẏ gt (ts + tf) Pusat tarik profil adalah

ӯ

ndash ẏ ẏ

Lengan kopel terhadap gaya tarik

d1 = d ndash ӯ - tf

d2 = d ndash ӯ ndash tf - (ẏ - tf)

d3 = d ndash ӯ + pusat tekan beton

kapasitas lentur positif nominal

ϕMn = 09 [ Cc ( d3 ) + Csf ( d2 ) + Csw ( d1 ) ]

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

53

Gambar 211 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan ẏ gt (ts + tf)

Dimana

As = Luas baja profil mm2

Afd = Luas floor deck mm2

Aefd = Luas efektif floor deck mm2

a Tinggidariluasantekanbetonmm

bE Lebarefektifbeton

C = Gaya tekan KN

Ċ = Titik berat floor deck mm

d = Tinggi baja profil mm

= Tegangan leleh baja profil

= Tegangan ultimate floor deck

hfd = Tinggi floor deck

ts = Tebal pelat lantai mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

54

Kapasitas momen lentur negative menurut SNI 17292015 dapat di tentukan dari

kapasitas momen nominal dari profil baja itu sendiri sebagai alternatif dapat

ditentukan kapasitas momen negatif dari distribusi plastis penampang komposit

untuk keadaan leleh asalkan menenuhi

- Balok baja adalah penampang kompak dan dibreising secara cukup

- Steel headed stud atau angkur kanal baja yang menyambungkan pelat ke

balok baja pada daerah momen negatif

- Tulangan pelat yang paralel pada balok baja di lebar efektif pelat

diperhitungkan dengan tepat

Nilai ultimate dari momen lentur negatif komposit adalah

Gaya tarik tulangan

Tsr = Asr fyr

Gaya tarik floor deck

Tfd = Afd fu

Gaya tarik total

T = Tsr + Tfd

Gaya tekan maximum profil baja

Cmax = As fy

Jika Cmax gt T maka titik berat berada pada profil baja

T + Ts = Cmax ndash Ts

2Ts = Cmax ndash T

Ts = (Cmax ndash T)

Jika sumbu netral jatuh di sayap maka

b t fy = Ts

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

55

Gambar 212 Diagram tegangan balok komposit momen negatif dengan ts gt ẏ gt (ts + tf)

tc =

Pusat gaya tekan

ӯ = ẏ ẏ

Lengan kopel terhadap gaya tekan

d1 = d ndash ӯ ndash tc

d2 = d ndash ӯ + Ċ

d3 = d ndash ӯ + ts ndash selimut pelat - empty

Momen nominal

ϕMn = 09 [Mn1 + Mn2 + Mn3]

= Tsr d3 + Tfd d2 + t fy d1

Jika sumbu netral jatuh di web maka

h tw fy = Ts - Tf

hrsquo =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

56

Gambar 213 Diagram tegangan balok komposit momen negatif dengan ẏ gt (ts + tf)

Pusat gaya tekan

ӯ ndash

Lengan kopel terhadap gaya tekan

d1 = d ndash ӯ ndash tf - hrsquo

d2 = d ndash ӯ ndash tf

d3 = d ndash ӯ + Ċ

d4 = d ndash ӯ + ts ndash selimut pelat - empty

Momen nominal

ϕMn = 09 [Mn1 + Mn2 + Mn3 + Mn4]

= Tsr d4 + Tfd d3 + tf fy d2 + hrsquo tw fy d1

Kekuatan geser yang tersedia dari balok komposit dengan steel headed stud atau

angkur kanal baja harus ditentukan berdasarkan properti dari penampang baja

sendiri Kekuatan geser nominal satu angkur steel headed stud yang ditanam pada

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

57

suatu pelat beton solid atau pada suatu pelat komposit dengan dek harus ditentukan

sebagai berikut

Qn = 05 Asc lt Rg Rp Asc fu

Dimana

Asc = Luas penampang shear conector

fcrsquo = Kuat tekan beton

Ec = Modulus elastisitas beton

fu = kuat putus shear conektor

Rg = 10 untuk

a Satu angkur steel headed stud yang di las pada suatu rusuk

dek baja dengan dek yang diorientasikan tegak lurus terhadap

profil baja

b Sejumlah dari angkur steel headed stud di suatu lajurbaris

secara langsung terhadap profil baja

c Sejumlah dari angkur steel headed stud yang di las pada

suatu lajur sampai dek baja dengan dek diorientasikan paralel

terhadap profil baja dan rasio dari lebar rusuk rata-rata

terhadap kedalaman rusuk ge 15

085 untuk

a Dua angkur steel headed stud yang dilas pada suatu rusuk

dek baja dengan dek diorientasikan tegak lurus terhadap

profil baja

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

58

b Satu angkur steel headed stud yang di las melewati dek baja

dengan dek diorientasikan paralel terhadap profil baja dan

rasio dari lebar rusuk rata-rata terhadap kedalaman rusuk lt

15

07 untuk tiga atau lebih angkur steel headed stud yang dilas pada

suatu rusuk dek baja dengan dek yang diorientasikan tegak lurus

terhadap profil baja

Rp = 075 untuk

a Angkur steel headed stud yang dilas secara langsung pada

profil baja

b Angkur steel headed stud yang dilas pada suatu pelat komposit

dengan dek yang diorientasikan tegak lurus terhadap balok dan

emid-ht ge 2 in (50 mm) Angkur steel headed stud yang dilas

melewati dek baja atau lembaran baja yang digunakan sebagai

material pengisi gelagar dan ditanam pada suatu pelat

komposit dengan dek diorientasikan paralel terhadap balok

tersebut

06 untuk angkur steel headed stud yang di las pada suatu pelat

komposit dengan dek diorientasikan tegak lurus terhadap balok

dan emid-ht lt 2 in (50 mm)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

59

emid-ht = jarak dari tepi kaki angkur steel headed stud terhadap

badan dek baja diukur di tengahtinggi dari rusuk dek

dan pada arah tumpuan beban dari angkur steel headed

stud (dengan kata lain pada arah dari momen maksimum

untuk suatu balok yang ditumpu sederhana)

Tabel 223 Nilai untuk Rg dan Rp untuk setiap kasus Kapasitas untuk angkur steel headed stud

Kondisi Rg Rp

Tanpa dek 10 10 Dek diorientasi paralel terhadap profil baja

gt 15 lt 15

10

085

075

075

Dek diorientaskan tegak lurus terhadap profil

10

06

baja Jumlah dari angkur steel headed stud yangmemiliki rusuk dek yang sama

1 2 085 06

+3 atau lebih 07 06+

(Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015) Catatan Wr = lebar rata-rata dari rusuk atau voute beton hr = tinggi rusuk nominal untuk suatu angkur steel headed stud tunggal nilai ini dapat ditingkatkan sampai 075 bila emid-ht gt 51 mm

2227 Perencanaan Sambungan Las

Luas efektif dari suatu las sudut adalah panjang efektif dikalikan dengan throat

efektif Throat efektif dari suatu las sudut merupakan jarak terpendek (garis tinggi)

dari perpotongan kaki las ke muka las diagrammatik Suatu penambahan dalam

throat efektif diizinkan jika penetrasi konsisten di luar jarak terpendek (garis tinggi)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

60

dari perpotongan kaki las ke muka las diagrammatik yang dibuktikan melalui

pengujian dengan menggunakan proses produksi dan variabel prosedur Untuk las

sudut dalam lubang dan slot panjang efektif harus panjang dari sumbu las

sepanjang pusat bidang yang melalui throat Pada kasus las sudut yang

beroverlap luas efektif tidak boleh melebihi luas penampang nominal dari lubang

atau slot dalam bidang permukaan lekatan (SNI 17292015)

Sumber httpwwwtwi-globalcomtechnical-knowledgejob-knowledgedesign-part-2-091

Gambar 214 Tebal efektif las sudut Ukuran minimum las sudut menurut SNI 17292015 harus tidak kurang dari ukuran

yang diperlukan untuk menyalurkan gaya yang dihitung atau ukuran seperti yang

tertera dalam Tabel 223 Ukuran maksimum dari las sudut dari bagian-bagian yang

tersambung harus

a Sepanjang tepi material dengan ketebalan kurang dari frac14 in (6 mm) tidak

lebih besar dari ketebalan material

b Sepanjang tepi material dengan ketebalan frac14 in (6 mm) atau lebih tidak

lebih besar dari ketebalan material dikurangi 116 in (2 mm) kecuali las

yang secara khusus diperlihatkan pada gambar pelaksanaan untuk

memperoleh ketebalan throat-penuh Untuk kondisi las yang sudah jadi

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

61

jarak antara tepi logam dasar dan ujung kaki las boleh kurang dari 116 in

(2 mm) bila ukuran las secara jelas dapat diverifikasi

Tabel 224 Tebal minimum las sudut

Ketebalan Material dari Bagian Paling Tipis yang Tersambung in (mm)

Ukuran Minimum Las Sudut[a] in (mm)

Sampai dengan frac14 (6) 18 (3) Lebih besar dari frac14 (6) sampai dengan frac12 (13) 316 (5)

Lebih besar dari frac12 (13) sampai dengan frac34 (19) frac14 (6) Lebih besar dari frac34 (19) 516 (8)

[a] Dimensi kaki las sudut Las pas tunggal harus digunakan Catatan Lihat Pasal J22b untuk ukuran maksimum las sudut

(Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015)

Panjang minimum dari las sudut yang dirancang berdasarkan kekuatan tidak boleh

kurang dari empat kali ukuran las nominal atau ukuran lain dari las harus

diperhitungkan tidak melebihi frac14 dari panjangnya Jika las sudut longitudinal saja

digunakan pada sambungan ujung dari komponen struktur tarik tulangan-rata

panjang dari setiap las sudut tidak boleh kurang dari jarak tegak lurus antaranya

Gambar 215 Panjang las longitudinal

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

62

Kekuatan desain ϕRn yang dilas harus merupakan nilai terendah dari kekuatan

material dasar yang ditentukan menurut keadaan batas dari keruntuhan tarik dan

keruntuhan geser dan kekuatan logam las yang ditentukan menurut keadaan batas

dari keruntuhan berikut ini

Untuk logam dasar

ϕRn = 075 fn BM ABM

Untuk logam las

ϕRn = 075 fne AWE

Dimana

fn BM = tegangan nominal dari logam dasar ksi (MPa)

fne = tegangan nominal dari logam las ksi (MPa)

ABM = luas penampang logam dasar in2 (mm2)

AWE = luas efektif las in2 (mm2)

kelompok las linear dengan suatu ukuran kaki yang seragam dibebani

melalui titik berat

ϕRn = 075 fne AWE

dan

fne = 060 fEXX ( 1 + 05sin15 θ )

dimana

fEXX = kekuatan klasifikasi logam pengisi ksi (MPa)

θ = sudut pembebanan yang diukur dari sumbu longitudinal las derajat

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

63

Kekuatan sambungan las pada sambungan pemikul momen adalah

ϕMn = sum ϕPlas d

Dimana

ϕMn = Kekuatan nominal sambungan las terhadap momen

ϕPlas = Gaya las terkoreksi

d = Lengan kopel terhadap garis netral

Gambar 216 Momen plastis siklik pada sambungan pemikul momen

2228 Perencanaan Sambungan Baut

Semua baut kekuatan-tinggi yang disyaratkan pada gambar desain yang digunakan

dalam pra-tarik atau joint kritis-slip harus dikencangkan dengan suatu ketegangan

baut tidak kurang dari yang diberikan dalam Tabel 224 kuat tarik nominal dan

kuat geser nominal pada sambungan tipe tumpu diberikan dalam tabel 225 dan

ukuran lubang maksimum untuk baut diberikan dalam Tabel 226 Jarak antara

pusat-pusat standar ukuran-berlebih atau lubang-lubang slot tidak boleh kurang

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

64

dari 2 23 kali diameter nominal d dari pengencang suatu jarak 3d yang lebih

disukai Jarak dari pusat lubang standar ke suatu tepi dari suatu bagian yang

disambung pada setiap arah tidak boleh kurang dari nilai yang berlaku dari Tabel

227 Jarak maksimum dari pusat setiap baut ke tepi terdekat dari bagian-bagian

dalam kontak harus 12 kali ketebalan dari bagian yang disambung akibat

perhitungan tetapi tidak boleh melebihi 6 in (150 mm) (SNI 17292015) Spasi

longitudinal pengencang antara elemen-elemen yang terdiri dari suatu pelat dan

suatu profil atau dua pelat pada kontak menerus harus sebagai berkut

1 Untuk komponen struktur dicat atau komponen struktur tidak dicat yang

tidak menahan korosi spasi tersebut tidak boleh melebihi 24 kali ketebalan

dari bagian tertipis atau 12 in (305 mm)

2 Untuk komponen struktur tidak dicat dari baja yang berhubungan dengan

cuaca yang menahan korosi atmospheric spasi tidak boleh melebihi 14 kali

ketebalan dari bagian tertipis atau 7 in (180 mm)

Catatan Dimensi pada (a) dan (b) tidak berlaku untuk elemen-elemen yang terdiri

dari dua profil dalam kontak menerus

Tabel 225 Pratarik baut minimum kN

(Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015)

Ukuran Baut mm Baut A325M Baut A490MM16 91 114 M20 142 179 M22 176 221 M24 205 257 M27 267 334 M30 326 408 M36 475 595

Sama dengan 070 dikalikan kekuatan tarik minimum baut dibulatkan mendekati kN seperti disyaratkan dalam spesifikasi untuk baut ASTM A325M dan A490M dengan ulir UNC

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

65

Kekuatan tarik atau geser desain dari suatu baut snug-tightened atau baut kekuatan-

tinggi pra-tarik atau bagian berulir harus ditentukan sesuai dengan keadaan batas

dari keruntuhan tarik dan keruntuhan geser sebagai berikut

ϕRn = 075 fn AB

Dimana

AB = Luas penampang baut

fn = kuat nominal baut terhadap tarik (fnt) atau geser (fnv) (tabel 225)

Kekuatan tarik yang tersedia dari baut yang menahan kombinasi gaya tarik dan

geser harus ditentukan sesuai dengan keadaan batas dari keruntuhan geser sebagai

berikut

ϕRn = 075 fnrsquo AB

dan

fnrsquo = 13 fnt -

frv lt fnt

dimana

fnrsquo = tegangan tarik nominal yang dimodifikasi mencakup efek tegangan

geser ksi (MPa)

fnt = tegangan tarik nominal dari Tabel 225 ksi (MPa)

fnv = tegangan geser dari Tabel 225 ksi (MPa)

frv = tegangan geser yang diperlukan ksi (MPa)

Tegangan geser yang tersedia dari sarana penyambung sama dengan atau melebihi

tegangan geser yang diperlukanfrv

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

66

Catatan Catatan bahwa bila tegangan yang diperlukan f baik geser atau tarik

yang kurang dari atau sama dengan 30 persen dari tegangan yang tersedia yang

sesuai efek kombinasi tegangan tidak perlu diperiksa

Tabel 226 Kekuatan nominal pengencang dan bagian yang berulir ksi (MPa)

(Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015) Tabel 227 Dimensi Lubang Nominal mm

Diameter

Baut

Dimensi LubangStandar

(Diameter)Ukuran-lebih

(Diameter)Slot-Pendek

(Lebar x Panjang)Slot-Panjang

(Lebar x Panjang)M16 18 20 18 x 22 18 x 40M20 22 24 22 x 26 22 x 50M22 24 28 24 x 30 24 x 55M24 27[a] 30 27 x 32 27 x 60M27 30 35 30 x 37 30 x 67M30 33 38 33 x 40 33 x 75ge M36 d + 3 d + 8 (d + 3) x (d + 10) (d + 3) x 25d

[a] Izin yang diberikan memungkinkan penggunaan baut 1 in jika diinginkan (Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015)

Deskripsi Pengencang Kekuatan Tarik

Nominal Fnt ksi (MPa)[a]

Kekuatan Geser Nominal dalam Sambungan Tipe-

Tumpu Fnv ksi (MPa)[b]

Baut A307 45 (310) 27 (188) [c][d]

Baut group A (misal A325) bila ulir tidak dikecualikan dari bidang geser

90 (620) 54 (372)

Baut group A (misal A325) bila ulir tidak termasuk dari bidang geser

90 (620) 68 (457)

Baut A490 atau A490M bila ulir tidak dikecualikan dari bidang geser

113 (780) 68 (457)

Baut A490 atau A490M bila ulir tidak termasuk dari bidang geser

113 (780) 84 (579)

Bagian berulir yang memenuhi persyaratan Pasal A34 bila ulir tidak dikecualikan dari bidang geser

075 Fu 0450 Fu

Bagian berulir yang memenuhi persyaratan Pasal A34 bila ulir tidak termasuk dari bidang geser

075 Fu 0563 Fu

[a]untuk baut kekuatan tinggi yang menahan beban fatik tarik[b]Untuk ujung sambungan yang dibebani dengan panjang pola pengencang lebih besar dari 38 in (965 mm) Fnv harus direduksi sampai 833 dari nilai tabulasi Panjang pola pengencang merupakan jarak maksimum sejajar dengan garis gaya antara sumbu baut-baut yang menyambungkan dua bagian dengan satu permukaan lekatan [c]Untuk baut A307 nilai yang ditabulasikan harus direduksi sebesar 1 persen untuk setiap 116 in (2 mm) di atas diameter 5 dari panjang pada pegangangrip tersebut [d]Ulir diizinkan pada bidang geser

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

67

(a) Sambungan tidak diperkaku (b) Sambungan diperkaku (c) Sambungan diperkaku + pengaku kolom

Tabel 228 Jarak tepi minimum dari pusat lubang standar ke tepi dari bagian

yang disambung

Diameter Baut (mm) Jarak Tepi Minimum 16 22 20 26 22 28 24 30 27 34 30 38 36 46

Di atas 36 125d [a]Jika diperlukan jarak tepi terkecil diizinkan asalkan ketentuan yang sesuai Pasal J310 dan J4 dipenuhi tetapi jarak tepi yang kurang dari satu diameter baut tidak diizinkan tanpa persetujuan dari Insinyur yang memiliki izin bekerja sebagai perencana [b]Untuk ukuran-berlebih atau lubang-lubang slot lihat Tabel J35M

(Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015)

Beberapa aplikasi dari sambungan baut adalah sambungan pemikul momen dan

sambungan geser Prinsip dasar dari sambungan baut adalah baut menahan gaya

geser dan gaya tarik

1 Sambungan pemikul momen

Gambar 217 Sambungan pemikul momen menurut AISC 2003

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

68

Gambar 219 Menentukan Muc

Perencanaan sambungan baut untuk balok kolom lebih kuat dari profil yang

disambung untuk menghindari prilaku sambungan yg runtuh getas Momen

rencana untuk sambungan adalah

- Sambungan tidak diperkaku

Muc = Mp + Vu (k) k terkecil dari d atau 3b

- Sambungan diperkaku

Muc = Mp + Vu (Lst + tp)

Gambar 218 Lokasi sendi plastis

Lst =

Gambar 220 Geometri sambungan end-plate

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

69

Sambungan end-plate pada umum nya mempunya 2 buat setiap baris jika dibebani

sampai kondisi ultimate maka reaksi setiap baut adalah 2Pt kapasitas sambungan

tanpa efek prying maka momen kapasitas sambungan adalah jumlah kumulatif

statis momen gaya reaksi baut tarik 2Pt terhadap titik resultan desak di pusat berat

pelat sayap profil (Dewobroto 2016) Kuat sambungan berdasarkan baut tanpa efek

prying adalah

ϕMnp = 2 ϕPt sum

= 2 ϕPt sum (h0 + h1 + h3 hellip hi)

Dimana

Mnp = kapasitas sambungan end-plate didasarkan pada kuat tarik tanpa

efek prying

Pt = gaya reaksi tarik baut

Gambar 221 Momen kopel baut tarik terhadap sayap tekan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

70

Tabel 229 Kapasitas sambungan end-pelat menurut AISC 2003

No Kapasitas Sambungan

1

Konfigurasi 4 baut tanpa pengaku

2

Konfigurasi 4 baut dengan pengaku

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

71

Tabel 229 Kapasitas sambungan end-pelat menurut AISC 2003 (lanjutan)

No Kapasitas Sambungan

3

Konfigurasi 6 baut tanpa pengaku

4

Konfigurasi 8 baut tanpa pengaku

Sumber Extended end-plateed moment connections seismic and wind applications AISC 2003

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

72

2 Sambungan Geser

Gambar 222 Sambungan balok anak ke balok induk

Perencanaan sambungan baut untuk geser juga harus lebih kuat dari profil yang

disambung untuk menghindari prilaku sambungan yg runtuh getas Gaya geser

rencana untuk sambungan adalah gaya geser ultimate balok anak sehingga

jumlah baut yg diperlukan adalah

=

Dimana

= kuat geser nominal profil

= kuat geser minimum baut

223 Disain untuk stabilitas

Stabilitas harus disediakan untuk struktur secara keseluruhan dan untuk setiap

elemennya Efek terhadap stabilitas struktur dan elemen-elemennya harus

memperhitungkan hal-hal berikut

1 lentur geser dan deformasi komponen struktur aksial dan semua deformasi

lainnya yang memberi kontribusi terhadap perpindahan struktur

2 efek orde-kedua (kedua efek P-∆ dan P-δ)

3 ketidaksempurnaan geometri

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

73

4 reduksi kekakuan akibat inelastisitas

5 ketidakpastian dalam kekakuan dan kekuatan Semua efek yang bergantung

beban harus dihitung di level pembebanan sesuai dengan kombinasi beban

Direct Analysis Method (DAM) dibuat untuk mengatasi keterbatasan Effective

Length Method (ELM) yang merupakan strategi penyederhanaan analisis cara

manual Akurasi DAM dapat diandalkan karena memakai komputer dan

mempersyaratkan program analisis struktur yang dipakai seperti

1 Dapat memperhitungkan deformasi komponen-komponen struktur dan

sambungannya yang mempengaruhi deformasi struktur keseluruhan

Deformasi komponen yang dimaksud berupa deformasi akibat lentur aksial

dan geser Persyaratan ini cukup mudah hampir sebagian besar program

komputer analisa struktur berbasis metoda matrik kekakuan apalagi

lsquometoda elemen hinggarsquo yang merupakan algoritma dasar ana-lisa struktur

berbasis komputer sudah memasukkan pengaruh deformasi pada elemen

formulasinya (Dewobroto 2013)

2 Pengaruh Orde ke-2 (P-Δ amp P-δ) Program komputer yang dapat

menghitung gaya-gaya batang dengan analisa struktur orde ke-2 yang

mempertimbangkan pengaruh P-Δ dan P-δ adalah sangat penting dan

menentukan Umumnya program komputer komersil bisa melakukan

analisa struktur orde ke-2 meskipun kadangkala hasilnya bisa berbeda satu

dengan lain-nya Oleh karena itu diperlukan verifikasi terhadap kemam-

puan program komputer yang dipakai Ketidaksempurnaan terjadi ketika

program ternyata hanya mampu memperhi-tungkan pengaruh P-Δ saja

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

74

tetapi tidak P-δ Adapun yang dimaksud P-Δ adalah pengaruh pembebanan

akibat terjadinya perpindahan titik-titik nodal elemen sedangkan P-δ adalah

pengaruh pembebanan akibat deformasi di elemen (di antara dua titik nodal)

(Dewobroto 2013) seperti terlihat pada Gambar 28 di bawah

Gambar 223 Pengaruh Orde ke-2 (AISC 2010)

3 Perhitungan stabilitas struktur modern didasarkan anggapan bah-a

perhitungan gaya-gaya batang diperoleh dari analisa struktur elastik orde-2

yang memenuhi kondisi keseimbangan setelah pembebanan yaitu setelah

deformasi Ketidak-sempurnaan atau cacat dari elemen struktur seperti

ketidaklurusan batang akibat proses fabrikasi atau konsekuensi adanya

toleransi pelaksanaan lapangan akan menghasilkan apa yang disebut efek

destabilizing Adanya cacat bawaan (initial imperfection) yang

mengakibatkan efek destablizing dalam Direct Analysis Method (DAM)

dapat diselesaikan dengan dua cara yaitu [1] cara pemodelan langsung cacat

pada geometri model yang dianalisis atau [2] memberikan beban notional

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

75

(beban lateral ekivalen) dari sebagian prosentasi beban gravitasi (vertikal)

yang bekerja Cara pemodelan langsung dapat diberikan pada titik nodal

batang yang digeser untuk sejumlah tertentu perpindahan yang besarnya

diambil dari toleransi maksimum yang diperbolehkan dalam perencanaan

maupun pelaksanaan Pola penggeseran titik nodal pada pemodelan

langsung harus dibuat sedemikian rupa sehingga memberikan efek

destabilizing terbesar Pola yang dipilih dapat mengikuti pola lendutan hasil

pembebanan atau pola tekuk yang mungkin terjadi Beban notional

merupakan beban lateral yang diberikan pada titik nodal di semua level

berdasarkan prosentasi beban vertikal yang bekerja di level tersebut dan

diberikan pada sistem struktur penahanbeban gravitasi melalui rangka atau

kolom vertikal atau dinding sebagai simulasi pengaruh adanya cacat

bawaan (initial imperfection)Beban notional harus ditambahkan bersama-

sama beban lateral lain juga pada semua kombinasi kecuali kasus tertentu

yang memenuhi kriteria pada Section C22b(1) (SNI 1729 2015) Besarnya

beban notional adalah

Ni = 0002 α Yi

Dimana

α = 16 untuk metode tegangan izin dan 10 untuk metode ultimit

Ni = Beban notional yang digunakan pada level i

Yi = Beban grafitasi yang digunakan pada level i

Nilai 0002 mewakili nilai nominal rasio kemiringan tingkat (story out of

plumbness) sebesar 1500 yang mengacu AISC Code of Standard Practice

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

76

Jika struktur aktual ternyata punya kemiringan tingkat berbeda lebih besar

tentunya maka nilai tersebut tentunya perlu ditinjau ulang Beban notional

pada level tersebut nantinya akan didistribusikan seperti halnya beban

gravitasi tetapi pada arah lateral yang dapat menimbulkan efek

destabilizing terbesar Jadi perlu beberapa tinjauanPada bangunan gedung

jika kombinasi beban belum memasukkan efek lateral maka beban notional

diberikan dalam dua arah alternatif ortogonal masing-masing pada arah

positip dan arah negatif yang sama untuk setiap level Sedangkan untuk

kombinasi dengan beban lateral maka beban notional diberikan pada arah

sama dengan arah resultan kombinasi beban lateral pada level tersebut Jadi

penempatan notional load diatur sedemikian rupa agar jangan sampai hasil

akhir kombinasinya akan lebih ringan Bukankah notional load adalah

untuk memodelkan ketidaksempurnaan (Dewobroto 2015)

Adanya leleh setempat (partial yielding) akibat tegangan sisa pada profil

baja (hot rolled atau welded) akan menyebabkan pelemahan kekuatan saat

mendekati kondisi batasnya Kondisi tersebut pada akhirnya menghasilkan

efek destabilizing seperti yang terjadi akibat adanya geometry imperfection

Kondisi tersebut pada Direct Analysis Method (DAM) akan diatasi dengan

penyesuaian kekakuan struktur yaitu memberikan faktor reduksi kekakuan

Nilainya diperoleh dengan cara kalibrasi dengan membandingkannya

dengan analisa distribusi plastisitas maupun hasil uji test empiris (Galambos

1998) Faktor reduksi kekakuan EI=08τbEI dan EA=08EA dipilih DAM

dengan dua alasan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

77

Pertama Portal dengan elemen langsing yang kondisi batasnya ditentukan

oleh stabilitas elastis maka faktor 08 pada kekakuan dapat

menghasilkan kuat batas sistem sebesar 08 times kuat tekuk

elastisHal ini ekivalen dengan batas aman yang ditetapkan pada

perencanaan kolom langsing memakai Efective Length Method

persamaan E3-3 (SNI 1729 2015) yaitu φPn = 09 (0877 Pe) =

079 Pe

Kedua Portal dengan elemen kaku stocky dan sedang faktor

08τb dipakai memperhitungkan adanya pelemahan (softening)

akibat kombinasi aksial tekan dan momen lentur Jadi kebetulan

jika ternyata faktor reduksi kolom langsing dan kolom kaku

nilainya saling mendekati atau sama Untuk itu satu faktor reduksi

sebesar 08τb dipakai bersama untuk semua nilai kelangsingan

batang (SNI 1729 2015 C23(1)) (Dewobroto 2015)

Faktor τb mirip dengan reduksi kekakuan inelastis kolom akibat hilangnya

kekakuan batang Untuk kondisi Pr le 05Py dimana Pr= adalah gaya tekan

perlu hasil kombinasi LRFD

τb = 1

Jika gaya tekannya besar yaitu Pr gt 05Py maka

τb = 4 [ 1 - ]

Pemakaian reduksi kekakuan hanya berlaku untuk memperhitungkan

kondisi batas kekuatan dan stabilitas struktur baja dan tidak digunakan pada

perhitungan drift (pergeseran) lendutan vibrasi dan penentuan periode

getar Untuk kemudahan pada kasus τb = 1 reduksi EI dan EA dapat

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

78

diberikan dengan cara memodifikasi nilai E dalam analisis Tetapi jika

komputer program bekerja semi otomatis perlu diperhatikan bahwa reduksi

E hanya diterapkan pada 2nd order analysis Adapun nilai modulus elastis

untuk perhitungan kuat nominal penampang tidak boleh dikurangi seperti

misal saat perhitungan tekuk torsi lateral pada balok tanpa tumpuan lateral

(Dewobroto 2015) Bebanan notional dapat juga dipakai untuk antisipasi

pelemahan kekakuan lentur τb akibat kondisi inelastic adanya tegangan

residu Strategi ini cocok untuk menyederhanakan perhitungan DAM pada

batang dengan gaya tekan besar αPr gt 05Py dimana nilai τb lt 10 Jika

strategi ini akan dipakai maka τb = 10 dan diberikan beban notional

tambahan sebesar

Ni = 0001 α Yi

Dimana

α = 16 untuk metode tegangan izin dan 10 untuk metode ultimit

Ni = Beban notional yang digunakan pada level i

Yi = Beban grafitasi yang digunakan pada level i

Beban tersebut diberikan sekaligus bersama beban notional yang

merepresentasikan cacat geometri bawaan (initial imperfection) karena

sifatnya memperbesar maka beban notional akhir menjadi Ni=0003Yi

sedangkan τb = 10 untuk semua kombinasi beban (Dewobroto 2015)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

79

BAB III

METODE PENELITIAN

31 Persiapan

Tahap ini merupakan rangkaian kegiatan sebelum melakukan pengumpulan

dan pengolahan data Tahap ini meliputi kegiatan-kegiatan sebagai berikut

1 Menentukan judul Tugas Akhir

2 Pembuatan proposal Tugas Akhir

3 Studi pustaka terhadap materi sebagai garis besar

32 Bagan Alir

MULAI

PENGUMPULAN DATA

STUDI LITERATUR

TAHAP DESAIN DATA

Perhitungan beban mati

Perhitungan beban hidup

Perhitungan beban angin

Perhitungan beban gempa

PENGOLAHAN DATA

A Pradimensi dan kontrol struktur sekunder B Analisa struktur primer dengan bantuan etabs 2015

(efek P-∆ dan P-δ) dan kontrol manual C Disain sambungan balok kolom dan sambungan

balok balok

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

80

Gambar 31 Diagram Alir Penelitian

321 Mulai

322 Pengumpulan Data

Pengumpulan data data yang di gunakan dalam perencanaan struktur baja

seperti profil yang di gunakan kuat tarik baja yang tersedia dan kuat tekan beton

rencana

323 Studi Literatur

Studi literatur bermula dari pengumpulan teori-teori yang berhubungan

dengan disain baja dan system rangka baja pemikul momen khusus Selain itu

dikumpulkan juga data-data yang berhubungan dengan tugas akhir ini seperti data

pembebanan gedung yang diambil dari peraturan pembebanan untuk gedung 1983

HASIL DAN PEMBAHASAN

Dimensi struktur sekunder Dimensi struktur primer Rencana Sambungan

SELESAI

KESIMPULAN DAN SARAN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

81

dan rumus-rumus yang akan digunakan dalam perhitungan berdasarkan metode

Load and Resistance Factor Design (LRFD)

324 Tahap Desain Data

Pada tahap desain data hal pertama yang dikerjakan adalah menghitung

pembebanan pada struktur sekunder Perhitungan pembebanan berdasarkan

PPURG 1983 Beban-beban yang bekerja hanya beban mati dan beban hidup

Struktur sekunder meliputi pelar metal deck pelat baja gording dan tangga

Setelah perhitungan pembebanan selesai tahap selanjutnya adalah

melakukan pradimensi ketebalan pada pelat dan pradimensi profil pada gording dan

tangga Kemudian hasil pradimensi akan dikontrol apakah dimensi yang di

asumsikan sudah memenuhi syarat atau belum sesuai dengan besarnya gaya-gaya

dalam yang bekerja pada masing masing struktur sekunder tersebut Jika sudah

memenuhi syarat maka reaksi dari masing masing struktur sekunder tersebut akan

di jadikan beban pada struktur primer Struktur primer yang sudah di pradimensi

akan di analisa dengan menggunakan kombinasi kombinasi beban mati beban hidup

dan beban gempa dengan bantuan software etabs 2015 Selanjutkan output dari

etabs berupa momen lentur gaya lintang dan gaya normal pada masing masing

balok dan kolom akan di kontrol secara manual dengan metode LRFD yang

mengacu kepada SNI 1729 2015

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

82

325 Pengolahan Data

325a Analisa Struktur Manual Dengan Metode LRFD

Pada tahap analisa struktur manual dengan metode LRFD bagian yang akan

dianalisa adalah mengontrol momen lentur dan gaya geser yang terjadi pada balok

komposit Pada kolom di kontrol kombinasi gaya tekan dan lentur dua arah serta

gaya geser Lalu selanjutnya adalah melakukan kontrol terhadap pradimensi apakah

sudah memenuhi syarat atau belum

325b Analisa sambungan balok kolom

Analisa sambungan dilakukan untuk mendapatkan jumlah baut tebal pelat

penyambung tebal las pada Balok dan kolom analisa sambungan pemikul momen

menggunakan momen plastis penampang sebagai momen ultimit sehingga

kekuatan sambungan sama dengan atau lebih besar dari kekuatan profil sedangkan

pada sambungan sendi digunakan gaya geser ultimate sebagai gaya geser rencana

326 Hasil dan Pembahasan

Dimensi struktur sekunder dan dimensi struktur primer yang memenuhi

syarat keamanan dan kenyamanan Rekapitulasi stress ratio pada balok komposit

dan kolom yang ada di struktur primer Stress ratio sendiri adalah perbandingan

gaya terfaktor dibagi dengan gaya terkoreksi yang artinya jika stress ratio lebih

besar dari satu (1) maka struktur dinyatakan tidak memenuhi syarat keamanan

327 Kesimpulan dan Saran

328 Selesai

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

83

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

41 Disain Struktur Sekunder

411 Pelat Floor deck

Gambar 41 Tributari area elevasi +580 m

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat sendiri pelat 012 x 1 x 2400 = 288 kgm

Berat spesi 002 x 1 x 2100 = 42 kgm

Berat keramik 001 x 1 x 2400 = 24 kgm +

qdl = 354 kgm

2 Beban hidup (life load)

Berdasarkan PPPURG 1987 beban hidup untuk lantai pabrik 400 kgm2

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

84

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 354 = 4956 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 354 + 16 x 400 = 10648 kgm

sehingga digunakan qu = 10648 kgm

B Dimensi Floor Deck

Berdasarkan SNI ndash 03 ndash 2847 ndash 2002 pasal 103 didapat momen positif

maximum untuk pelat satu arah adalah

Gambar 42 Distribusi momen untuk pelat satu arah

=

=

= 30422 kg m

Dicoba smartdeck BMT 07 mm

Gambar 43 Diagram tegangan momen kopel (positif) floor deck

d = h ndash c = 120 ndash 255 = 945 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

85

a =

=

= 239867 mm

ϕMn = 08 As fy ( d- )

ϕMn = 08 x 92676 x 550 ( 945 -

)

ϕMn = 33644 kg m gt Mu = 30422 kg m ( OK )

C Dimensi Wiremesh

Berdasarkan SNI ndash 03 ndash 2847 ndash 2002 pasal 103 didapat momen negatif

maximum untuk pelat satu arah adalah

=

=

= 42592 kg m

Dicoba wiremesh M-8 ( AST = 33493 mm2 )

Gambar 44 Diagram tegangan momen kopel (negatif) floor deck

d = h - selimut ndash 05 ϕ = 120 ndash 20 ndash 05 x 8 = 96

a =

=

= 1083 mm

ϕMn = 08 As fy ( d- )

ϕMn = 08 x 33493 x 400 ( 96 -

)

ϕMn = 970955 kg m gt Mu = 42592 kg m ( OK )

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

86

412 Balok Anak Pelat Floor Deck

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat floof deck = 2 x 354 = 708 kgm

Berat WF 300 x 150 x 55 x 8 = 32 = 32 kgm +

qdl = 740 kgm

2 Beban hidup (life load)

Beban hidup pelat = 2 x 400 = 800 kgm

qll = 800 kgm

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 740 = 1036 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 740 + 16 x 800 = 2168 kgm

sehingga digunakan qu = 2168 kgm

B Momen ultimate

MMAX = qu l2

MMAX = 2168 x 82

MMAX = 17344 kg m

C Kontrol momen

- menentukan lebar efektif pelat beton

1 be lt

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

87

be lt

be lt 1

2 be lt bo

be lt 1

sehingga digunakan be = 1 meter

akibat adanya lubang pada floor deck maka digunakan bekivalen

bekivalen =

=

= 810 mm

- Menentukan nilai n

Ebeton = 4700 = 4700 radic25 = 23500

Ebaja = 200000

n = = = 851

- Menentukan lebar transformasi penampang beton

=

= 951 cm

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Pelat Beton 11412 6 68472 Floor Deck 1867 945 17643 Profil WF 3766 245 92267

sum 17045 sum 178382

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

88

ẏ = sum

sum =

= 1046 cm

Titik berat berada di pelat beton

a =

=

= 4938 mm

d1 = 05hprofil + tpelat = 125 + 120 = 245 mm

d2 = hprofil ndash ċ = 120 ndash 1713 = 10287

ϕMn = 09 As fy ( d1- )

ϕMn = 09 x [ 3766 x 240 x ( 245 -

) +118843 550 ( 10287 -

) ]

ϕMn = 1792124 + 102396

ϕMn = 189452 kg m gt Mu = 17344 kg m ( OK )

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

89

D Dimensi Penghubung Geser (Shear Conector)

Gaya horizontal akibat aksi komposit penuh

Vh = 085 a b = 085 x 4938 x 1000 x 25 = 1049325 N

Digunakan Stud connector ⅝rdquo luas satu buah stud connector adalah

Asc = d2 = 158752 =19801 mm2

Kuat geser satu buah shear connector

Qn = 05 Asc lt Rg Rp Asc fu

Qn = 05 x 19801 x radic25 23500 lt 085 x 075 x 19801 x 550

Qn = 7588676 N lt 69427

Jumlah shear connector yang di butuhkan

N = = = 151 ~ 16 buah untuk setengah bentang

Total kebutuhan shear connector adalah 32 buah untuk semua bentang Jika

dipasang dua buah shear connector pada setiap penampang melintang maka

jarak shear connector adalah

S = = 500 mm

Smin = 6d = 6 x 15875 = 9525 mm

Smax = 8t = 8 x 120 = 960 mm

Strans = 4d = 4 x 15875 = 635 mm

Sehingga digunakan shear connector 2 x (⅝rdquo x 65 cm) dengan jarak 20 cm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

90

E Kontrol Geser

Menghitung gaya geser ultimate

Vu = qu l = x 2168 x 8 = 8672 kg

Menghitung gaya geser nominal

ϕVn = 09 (06 fy) h tw

ϕVn = 09 x 06 x 240 x 264 x 55

ϕVn = 20243 kg gt Vu = 8672 kg (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

91

413 Pelat Chekered

Gambar 45 Tributari area elevasi +1070 m

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat pelat 45 mm = 00045 x 1 x 7850 = 35325 kgm

2 Beban hidup (life load)

Berdasarkan PPPURG 1987 beban hidup untuk lantai pabrik 400 kgm2

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 35325 = 49455 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 35325 + 16 x 400 = 68239 kgm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

92

sehingga digunakan qu = 68239 kgm

B Momen Maximum

Berdasarkan SNI ndash 03 ndash 2847 ndash 2002 pasal 103 didapat momen maximum

untuk pelat satu arah adalah

Gambar 46 Distribusi momen untuk pelat satu arah

=

=

= 2557 kg m

C Momen Nominal

ϕMn = 09 zx fy

= 09 x ( b d2 ) x fy

= 09 x ( 1000 x 452 ) x 240

= 10935 kg m gt Mu = 2557 kg m OK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

93

414 Siku Pengaku Pelat Lantai Chekred

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat pelat 45 mm = 00045 x 06 x 7850 = 21195 kgm

Berat L 70 x 70 x 6 = 638 = 638 kgm +

= 27575 kgm

2 Beban hidup (life load)

Beban hidup pelat = 06 x 400 = 240 kgm

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 27575 = 35805 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 27575 + 16 x 240 = 41469 kgm

sehingga digunakan qu = 41469 kgm

B Momen Maximum

=

=

= 7465 kg m

C Momen Nominal

My = sx fy

= 7330 x 240

= 17592 kg m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

94

Me =

=

= 13524 kg m

Me gt My

Mn = [ 192 ndash 117 ] Me lt 15 My

= [ 192 ndash 117

] My lt 15 My

= 1498 My lt 15 My

ϕMn = 09 x 1498 x My

= 09 x 1498 x 17592

= 23717 kg m gt Mu = 7465 kg m OK

C Geser Nominal

lt 11

lt 11

1 lt 34785 ~gt cv = 1

ϕVn = 09 06 Aw fy cv

= 09 x 06 x 70 x 7 x 240 x 1

= 63504 kg gt Vu = (05 x l x qu = 2488 kg)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

95

415 Balok Anak Pelat Chekered

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat L 70 x 70 x 6 = 638 x 12 x 13 = 99528 kg

Berat ekivalen siku = =

= 12441 kgm

Berat pelat 45 mm = 00045 x 12 x 7850 = 42390 kgm

Berat WF 200 x 150 x 6 x 9 = 30600 = 30600 kgm

Berat L 70 x 70 x 6 = 12441 = 12441 kgm +

= 85431 kgm

2 Beban hidup (life load)

Beban hidup pelat = 12 x 400 = 480 kgm

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 85431 = 11960 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 76131 + 16 x 480 = 87052 kgm

sehingga digunakan qu = 87052 kgm

B Momen Maximum

=

=

= 696414 kg m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

96

C Menentukan momen nominal

Lp = = radic

36 = 18357 cm

L lt Lp

Mp = zx fy

= [(btf(h-tf)) + 05(h-2tf)2tw)] fy

= [(150 x 9 x (200 ndash 9)) + 05(200 ndash 2 x 9)2 x 6)] x 240

= 857332 kg m

ϕMn = 09 Mp

= 09 x 857332

= 771599 kg m gt Mu = 696414 kg m OK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

97

416 Gording

Gambar 47 Rencana atap elevasi +1250 m dan +3550 m

Jarak antara Gording = 14 meter

Panjang gording = 6 meter

Sudut kemiringan atap = 10o

Berat atap (BMT 045) = 657 kgm2

Isolation rockwool = 25 kgm2

Profil gording = CNP 150 x 50 x 20 x 32 = 7 kgm

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat isolation rockwool = 14 x 25 = 35 kgm

Berat atap = 14 x 657 = 92 kgm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

98

Berat gording = 70 = 70 kgm +

qdl = 512 kgm

2 Beban hidup (life load)

Beban hidup di tengah gording = 100 kg

3 Beban angin

Gambar 48 Kecepatan angin

Kecepatan angin maximum adalah 35 KNOT yaitu 6482 kmjam ( 18 ms )

P = = = 2026 kgm2

Tekanan angin minimum di laut dan di tepi laut sampai sejauh 5 km dari pantai

diambil minimum 40 kgm2 Sehingga digunakan tekanan angin 40 kgm2

Koefisien angin tekan = 002α - 04 = 002 (10) - 04 = - 02

Koefisien angin hisap = - 04

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

99

qtekan = -02 x 40 = 8 kgm2

qhisap = -04 x 70 = 16 kgm2

B Menghitung momen momen pada gording

1 akibat beban mati

Mx = qdl cosα = 512 x cos10 x 62 = 226899 kg m

My = qdl sinα = 512 x sin10 x 22 = 445 kg m

2 akibat beban hidup

Mx = P cosα lx = 100 x cos10 x 6 = 147721 kg m

My = P sinα ly = 100 x sin10 x 2 = 8682 kg m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

100

3 akibat beban angin

Mtekan = qwl = (-8) x cos10 x 62 = -3545 kg m

Mhisap = qwl = (-16) x sin10 x 62 = -709 kg m

No Kombinasi Beban Sumbu x Sumbu y 1 14 DL 3176586 623 2 12 DL + 05La 3461393 9681 3 12 DL + 16 La 5086324 192312 4 12 DL + 13 W + 05La 4465911 -188234 5 12 DL + 16 La + 08 W 4802724 -374888 6 09 DL + 13 W 2261938 -8683

Sehingga didapat momen maximum adalah

Mx = 508632 kg m

My = 19231 kg m

C Menentukan momen nominal

Lp = = radic

181 = 92 cm

J = [ 2b + h ]

= [ 2 x 50 x 323 + 150 x 323 ]

= 2730 6667 mm

Cw = [

]

=

[

]

= 750 x 106

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

101

=

=

= 11512931

= 4 2

= 4

]2

= 3141 x 10-4

=

1 1

=

1 1 3141 10 240 70

= 25044 cm

Lp lt L lt Lr

Mp = zx fy

= [(btf(h-tf)) + 05(h-2tf)2tw)] fy

= [(50 x 32 x (150 ndash 32)) + 05(150 ndash 2 x 32)2 x 32)] x 240

= 95963 kg m

Mr = Sx fr

= 37400 x (240 ndash 70)

= 6358 kg m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

102

ϕMnx = 09 ( Mp ndash ( Mp- Mr)

)

= 09 ( 95963 ndash (95963 ndash 6358)

)

= 66984 kg m gt Mu = 508632 kg m OK

ϕMny = 09 Sy fy

= 09 x 8200 x 240

= 17712 kg m gt Mu = 19231 kg m OK

kontrol syarat momen lentur

+ lt 10

+

lt 10

0867 lt 10 OK

D Lendutan

=

+

=

+

= 15194 + 7913

= 23107 mm

=

+

=

+

= 0331 + 0516

= 0846 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

103

δ =

= 23107 0846

= 23122 mm

δizin = = = 25 mm gt δ = 23112 mm OK

417 Sagrod (Batang Tarik)

Gambar 49 Rencana sagrod

Rencana digunakan sagrod Oslash 10 mm

A Beban yang bekerja

1 Beban mati

- Gording luar

Berat atap = 2 x 14 x 657 x sin 10o = 31944 kg

Berat gording = 2 x 7 x sin 10o = 24310 kg +

sum = 56254 kg

- Gording dalam

Berat atap = 2 x 14 x 657 x sin 10o = 31944 kg

Berat gording = 2 x 7 x sin 10o = 24310 kg

Isolation rockwoll = 2 x 14 x 25 x sin 10o = 121553 kg +

sum = 177807 kg

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

104

2 Beban hidup

- Gording luar

Beban tak terduga = 200 x sin 10o = 347296 kg

- Gording dalam

Beban tak terduga = 100 x sin 10o = 173648 kg

B Gaya ultimate pada sagrod

PDL = Gording Luar + 10 Gording Dalam + Berat sagrod

= 56254 + (10 x 177807) + (0617 x 14)

= 1920704 kg

PLL = Gording Luar + 10 Gording Dalam

= 347296 + (10 x 173648)

= 2083776 kg

Kombinasi Pu kg

14 DL 288899

12DL + 16LL 563888

Digunakan 2 buah sagrod sehingga Pu sagrod adalah 5638882 = 281944 kg

C Menentukan Gaya Nominal Sagrod

Kekuatan leleh tarik pada penampang bruto

ϕPn = 09Asfy

= 09 x 785 x 240

= 16955 kg

Kekuatan tarik pada penampang netto

ϕPn = 075Asfu

= 075 x (09 x 785) x 370

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

105

= 19605 kg

Sehingga ʹϕPn yang digunakan adalah 16955 kg

Stress ratio = =

= 017 lt 1 OK

418 Ikatan Angin

Ikatan angin akan didisain menggunakan besi beton karena kelangsingan besi

beton sangat kecil maka batang hanya didisain terhadap tarik

Gambar 410 Tributri area ikatan angin

Dicoba menggunakan ikatan angin Oslash 22 mm

Data data geometri

x = 12 tanα = 12 tan 10o = 21159 m

h1 = 71 + x = 71 + 21159 = 92159 m

β

60925 60925 60925 60925

60000

60000 60000 60000 60000

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

106

h2 = 71 + 075x = 71 + 15869 = 86869 m

h3 = 71 + 025x = 71 + 05289 = 76289 m

tan β =

= 09848 β = 445617o

sin β = 07016

cos β = 07126

Koefisien angin C = 09

F1 = CPa λ

= 09 x 40 x 6 x

= 193350 kg

F2 = CPa λ

= 09 x 40 x 6 x

= 176210 kg

F3 = CPa λ

= 09 x 40 x 6 x

= 159072 kg

R = 05F1 + F2 + F3 = 96675 + 176210 + 159072 = 431957 kg

A Gaya Ultimate Pada Ikatan Angin

Gaya batang akan dihitung dengan menggunakan analisa keseimbangan titik

buhul

- Titik A

sumV = 0 sum H = 0

R + S1 = 0 H1 = 0

S1 = - R

S1 = - 431957 kg

- Titik B

sumV = 0 sum H = 0

F3 + S1 + D1sinβ = 0 H2 + D1cosβ = 0

D1 = -

H2 = - D1cosβ

R

S1

H1

H2

S1

F3

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

107

S1

D1 = -

H2 = - 388946 x 07124

D1 = 388946 kg H2 = - 277085 kg

- Titik C

sumV = 0 sum H = 0

S2 + D1sinβ = 0 H3 ndash H1 - D1cosβ = 0

S2 = - D1sinβ H3 = 0 + D1cosβ

S2 = - 388946 x 07016 H3 = 388946 x 07124

S2 = - 272885 kg H2 = 277085 kg

- Titik D

sumV = 0

F2 + S2+ D2sinβ = 0

D2 = -

D2 = -

D2 = 137792 kg

Gaya batang maximum pada ikatan angin 388946 kg

Pu = 16 WL = 16 x 388946 = 622314 kg

B Gaya Nominal Ikatan Angin

Kekuatan leleh tarik pada penampang bruto

ϕPn = 09Asfy

= 09 x 3801 x 240

= 821016 kg

Kekuatan tarik pada penampang netto

ϕPn = 075Asfu

= 075 x (09 x 3801) x 370

= 949299 kg

H3 H1

S2

F2

H2 H4

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

108

Sehingga ʹϕPn yang digunakan adalah 821016 kg

Stress ratio = =

= 076 lt 1 OK

419 Tangga

Gambar 411 Rencana tangga

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Pipa 15rdquo 36 x [ (2x4942) + (8x1) + (4x03)] = 687 kg

Pipa 1rdquo = 18 x [ (4x4942) + (8x03)] = 399 kg

Pelat 45 mm = 35325 x 03 x 1 x 16 = 1696 kg +

= 27816 kg

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

109

= =

= 56285 kgm

Digunakan profil UNP 200 x 80 x 75 x 11

= +

= 56285 + 246

= 80885 kgm

2 Beban hidup (life load)

Beban hidup tangga = 400 kgm

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 80885 = 113239 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 80885 + 16 x 400 = 737062 kgm

sehingga digunakan qu = 737062 kgm untuk 2 profil kanal beban untuk 1

profil kanal adalah = 368521 kgm

B Momen maximum

Mu = q = 368521 x 4942 = 11251 kg m

C Momen nominal

Lp = = radic

238 = 121366 cm

b = b ndash 05tw

= 80 ndash (05 x 75)

= 7625 mm

h = h - tf

= 200 - 11

= 189 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

110

J = [ 2brsquo + hrsquo ]

= [ 2 x 7625 x 113 + 189 x 753 ]

= 94237291 mm

Cw = [

]

=

[

]

=

[

]

= 120 x 108

=

=

= 2474747

= 4 2

= 4

]2

= 18143 x 10-5

=

1 1

=

1 1 18143 10 240 70

= 51792 cm

Lp lt L lt Lr

Mp = zx fy

= [(btf(h-tf)) + 05(h-2tf)2tw)] fy

= [(80 x 11 x (200 ndash 11)) + 05(200 ndash 2 x 11)2 x 75)] x 240

= 684324 kg m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

111

Mr = sx fr

= 195000 x (240 ndash 70)

= 3315 kg m

ϕMnx = 09 ( Mp ndash ( Mp- Mr)

)

= 09 ( 684324 ndash (684324 ndash 3315)

)

= 352568 kg m gt Mu = 11251 kg m OK

42 Disain Struktur Primer

421 Beban beban yang bekerja

4211 Beban gravitasi

a Beban pada floor deck

- Beban mati tambahan (dead load)

Berat spesi 002 x 1 x 2100 = 42 kgm

Berat keramik 001 x 1 x 2400 = 24 kgm +

qdl = 66 kgm

adapun berat sendiri profil dihitung dengan software etabs 2015

- Beban hidup (life load)

Berdasarkan PPPURG 1987

Beban hidup rencana untuk lantai pabrik = 400 kgm2

Koefisien reduksi untuk perencanaan balok induk = 100

Koefisien reduksi untuk peninjauan terhadap masa gempa = 090

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

112

b Beban pada lantai chekered plate

- Beban mati tambahan (dead load)

Berat per 6 meter luas L 70 x 70 x 6 = 638 x 6 x 9 = 34452 kg

Berat ekivalen siku = =

= 957 kgm

- Beban hidup (life load)

Berdasarkan PPPURG 1987

Beban hidup rencana untuk lantai pabrik = 400 kgm2

Koefisien reduksi untuk perencanaan balok induk = 100

Koefisien reduksi untuk peninjauan terhadap masa gempa = 090

4212 Beban angin

- Dinding vertical

Di pihak angin = + 09 x 40 = + 36 kgm2

Di belakang angin = - 04 x 40 = - 16 kgm2

- Atap segi-tiga dengan sudut kemiringan α 10o

Koefisien angin tekan = 002α - 04 = 002 (10) - 04 = - 02

Koefisien angin hisap = - 04

qtekan = -02 x 40 = -8 kgm2

qhisap = -04 x 70 = -16 kgm2

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

113

4213 Beban gempa

Jenis pemamfaatan bangunan = Pabrik (kategori risiko II tabel 27)

Faktor keutamaan gempa Ie = 1 (tabel 28)

Ss = 05g

S1 = 03g

Jenis tanah = Keras (kelas C)

Fa = 12 ( tabel 211 dengan input Ss = 05 )

Fs = 15 ( tabel 212 dengan input S1 = 03 )

SDS = Fa Ss = 12 05 = 040

SD1 = FV S1 = 15 03 = 030

Gambar 412 Respon spectra rencana

Berdasarkan SDS gedung berada di kategori risiko C ( tabel 213 )

Berdasarkan SD1 gedung berada di kategori risiko D ( tabel 214 )

00000

00500

01000

01500

02000

02500

03000

03500

04000

04500

0000 1000 2000 3000 4000 5000

S

T

MEDAN TANAH KERAST S

0000 01600

0075 02800

0113 03400

0150 04000

0750 04000

0750 04000

0830 03614

3070 00977

3310 00906

3550 00845

4030 00744

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

114

Sehingga bangunan akan direncanakan dengan kategori risiko D yaitu sistem

rangka baja pemikul momen khusus Adapun nilai koefisien modifikasi respons

(R) faktor kuat lebih (Ω) dan faktor pembesaran defleksi (cd) adalah

Koefisien modifikasi respons (R) = 8

Faktor kuat lebih (Ω) = 3

Faktor pembesaran defleksi (cd) = 55

1 Gaya gempa statik ekivalen

- Menentukan T

- Ta = Ct -gt Ct = 0724 x = 08 ( tabel 213 )

= 00724 x 37614

= 1318 detik

Tmax = Cu Ta -gt Cu = 14 ( tabel 214 )

= 14 1318

= 1845 detik

Tc = Tx 3438 Ty -3231

Sehingga digunakan T = 1845

- Menentukan nilai C

Cmin = 0044 SDS I gt 001

= 0044 040 1 gt 001

= 00176

Cs = =

= 005

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

115

Cs = =

= 0020

Sehingga digunakan Cs = 0020

- Menentukan berat struktur

Beban mati

Tabel 41 Beban mati struktur (rangka)

Tabel 42 Beban mati struktur (Atap partisi diafragma dll)

Sehingga beban mati total struktur adalah 46021142 kg

Adapun beban hidup total permeter luas adalah 09 x 400 = 360 kgm2

No Jenis Beban Sendiri q kgm L m W Kg

1 H 350 X 350 X 12 X 19 13700 42813 5865313

2 H 300 X 300 X 10 X 15 9400 16583 1558785

3 IWF 300 X 150 X 65 X 9 3670 192448 7062838

4 IWF 350 X 175 X 7 X 11 4960 26850 1331760

5 IWF 250 X 125 X 6 X 9 2960 16455 487059

6 IWF 200 X 200 X 8 X 12 4990 4640 231536

7 IWF 200 X 100 X 55 X 8 2130 135712 2890659

8 CNP 700 85280 596960

9 Sagrod 062 29242 18042

10 Ikatan angin 298 23758 70894

sum 20113845

No Jenis Beban Sendiri q kgm2 A m2 W Kg

1 Floor deck 28800 52636 15159168

2 Chekered plate 45 mm 4777 184206 8798611

3 Clading 446 2200 9812

4 Spandek 498 64700 322206

5 Isolation Rockwool 2500 64700 1617500

sum 25907297

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

116

Tabel 43 Beban hidup struktur

No Beban Hidup q kgm2 A m2 W Kg

1 Floor deck 36000 52636 18948960

2 Chekered plate 45 mm 36000 184206 66314244

sum 85263204

Sehingga berat struktur adalah

WT = WDL + WLL

= 25907297 + 85263204

= 131284346 kg

- Menentukan gaya geser dasar

V = Cs WT

= 0020 131284346

= 2668381 kg

2 Analisis spectrum respons ragam

- Kontrol partisipasi massa ragam

Tabel 44 Waktu getar alami dan partisipasi massa

Case ModePeriod Selisih Waktu

Getar Alami Sum UX Sum UY Sum UZ

sec

Modal 1 3438 870 06918 00161 00022

Modal 2 3139 1911 07121 06293 00025

Modal 3 2539 666 07818 06293 00028

Modal 4 237 1139 0782 06297 00032

Modal 5 21 3948 0782 07018 00037

Modal 6 1271 582 0786 07024 00065

Modal 7 1197 635 09305 07037 00066

Modal 8 1121 660 09308 07038 00084

Modal 9 1047 669 09308 07057 00086

Modal 10 0977 379 09311 07792 00088

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

117

Tabel 44 Waktu getar alami dan partisipasi massa (lanjutan)

Case ModePeriod Selisih Waktu

Getar Alami Sum UX Sum UY Sum UZ

sec

Modal 11 094 1649 09318 08848 00096

Modal 12 0785 382 09332 08849 00099

Modal 13 0755 252 0959 08885 00099

Modal 14 0736 095 09612 09008 00117

Modal 15 0729 727 09627 09114 00125

Modal 16 0676 459 09751 09119 00125

Modal 17 0645 698 09799 09121 00125

Analisa modal pada software etabs 2015 menunjukan bahwa

perbedaan waktu getar sangat sedikit sehingga untuk selanjutnya digunakan

metoda kombinasi kuadrat lengkap (CQC) Pada mode ke 7 partisipasi

massa pada UX sudah mencapai 93 dan pada mode ke 14 partisipasi

massa pada UY sudah mencapai 90 sehingga sudah memenuhi syarat

minimal (90)

- Kontrol base reaction

Tabel 45 Base Reaction

Load CaseCombo

FX FY FZ

KN KN KN

RS U1 Max 2366839 325487 10303

RS U2 Max 290655 2367369 22637

085 VStatik gt VDinamik

085 2668381 gt 2367369

226812 lt 2367369 (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

118

4214 Beban notional

Untuk struktur yang menahan beban gravitasi terutama melalui kolom dinding

atau portal vertikal nominal diijinkan menggunakan beban notional untuk mewakili

efek ketidaksempurnaan awal Beban notional harus digunakan sebagai beban

lateral pada semua levelbeban national di hitung otomatis dari program ETABS

2015 dengan nominal 0002 α Yi untuk mewakili ketidaksempurnaan awal dan

0001 α Yi untuk kekakuan lentur sehingga

Ni = 0003 α Yi

Gambar 413 Beban notional pada etabs 2015

Beban tersebut di distribusikan arah orthogonal baik untuk beban grafitasi beban

hidup maupun beban grafitasi akibat beban mati

422 Kombinasi beban

Struktur akan didisain dengan gempa termasuk gaya seismic vertikal dan

faktor redundansi Gaya seismic vertikal adalah

Ev = 02 SDS DL

= 02 040 DL

= 008 DL

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

119

Faktor redundansi untuk kategori desain seismik DE dan F adalah 13 sehingga

kombinasi pembebanan menjadi

1 14D

2 12D + 16L + 05(Lr atau R)

3 12D + 16(Lr atau R) + (L atau 05W)

4 12D + 10 W + L + 05(Lr atau R)

5 12D + 10 E + L -gt 13D + 13E + L

6 09D + 10 W

7 09D + 10 E -gt 08D + 13E

423 Kontrol Driff

Tabel 46 Simpangan antar lantai akibat gempa X

Elevasi h SUMBU X SUMBU Y ∆IZIN KETERANGAN

m mm δse (mm) δx (mm) ∆x (mm) δse (mm) δy (mm) ∆y (mm) mm

355 4100 80 440 2585 15 825 385 82 OK

314 3000 753 41415 2035 143 7865 33 60 OK

284 3000 716 3938 2695 137 7535 275 60 OK

254 3000 667 36685 363 132 726 33 60 OK

224 3000 601 33055 4345 126 693 44 60 OK

194 3000 522 2871 4565 118 649 495 60 OK

164 2650 439 24145 3905 109 5995 66 53 OK

1375 3050 368 2024 407 97 5335 1155 61 OK

107 4900 294 1617 7535 76 418 253 98 OK

58 5800 157 8635 8635 3 165 165 116 OK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

120

Gambar 414 Grafik simpangan antar lantai VS elevasi akibat gempa - X

Tabel 47 Simpangan antar lantai akibat gempa Y

Elevasi h SUMBU X SUMBU Y ∆IZIN KETERANGAN

m mm δse (mm) δx (mm) ∆x (mm) δse (mm) δy (mm) ∆y (mm) mm

355 4100 398 742 35 742 4081 1925 82 OK

314 3000 371 707 27 707 38885 1485 60 OK

284 3000 35 68 3 68 374 165 60 OK

254 3000 324 65 43 65 3575 2365 60 OK

224 3000 288 607 56 607 33385 308 60 OK

194 3000 246 551 68 551 30305 374 60 OK

164 2650 201 483 68 483 26565 374 53 OK

1375 3050 164 415 92 415 22825 506 61 OK

107 4900 127 323 182 323 17765 80 98 OK

58 5800 62 141 141 141 9765 9765 116 OK

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 20 40 60 80 100 120 140

ELEV

ASI

STORY DRIFT

GRAFIK STORY DRIFT vs ELEVASI

DRIFT X

DRIFT Y

DRIFT IZIN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

121

Gambar 415 Grafik simpangan antar lantai VS elevasi akibat gempa - Y

424 Kontrol Profil

4241 Kolom 350 x 350 x 12 x 19 ( A = 1739 cm2 )

Ix = 40300 cm4 Zx = 24931

Iy = 13600 cm4 Zy = 11749

Sx = 2300 cm3 Lp = 449 m

Sy = 776 cm3 Lr = 1718 m

rx = 152 cm Mp = 5983 KN m

ry = 884 cm Mr = 391 KN m

Panjang tidak terkekang lateral = 58 m

Elastisitas bahan = 200000 MPa

Tegangan leleh bahan = 240 MPa

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 20 40 60 80 100 120 140

ELEV

ASI

STORY DRIFT

GRAFIK STORY DRIFT vs ELEVASI

DRIFT X

DRIFT Y

DRIFT IZIN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

122

a Kapasitas kolom terhadap tekan

λ = lt 471

=

lt 471

= 65611 lt 13797

fe =

=

= 45890 MPa

lt 225

lt 225

0522 lt 225

Sehingga tegangan keritis adalah

fcr = 0658 fy

= 0658 240

= 19698 MPa

ϕPn = 09 fcr A

= 09 19698 17390

= 308307 KN

b Kapasitas kolom terhadap momen sumbu x

L = 58 m

Lp = 449 m

Lr = 1718 m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

123

didapat Lp lt L lt Lr sehingga momen ultimate adalah

Mn = Cb [Mp ndash ( Mp- Mr)

]

= 1 [5983 - (5983 ndash 391)

]

= 57694 KN m

ϕ Mn = 09 57694

= 51924 KN m

c Kapasitas kolom terhadap momen sumbu y

ϕ Mn = 09 Zy fy

= 09 11749 240

= 25377 KN m

Tabel 48 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 350 x 350 x 12 x 19

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

14DL 0 -50108 -439 -693 PuϕPn lt 02 0114

14DL 275 -49599 076 340 PuϕPn lt 02 0092

14DL 55 -49090 565 1356 PuϕPn lt 02 013

12DL + 16LL 0 -234590 -1264 -1380 PuϕPn gt 02 0846

12DL + 16LL 275 -234153 104 786 PuϕPn gt 02 0794

12DL + 16LL 55 -233716 1360 2854 PuϕPn gt 02 0871

12DL + 16LL + 05WL-X 0 -237561 -1198 2174 PuϕPn gt 02 0867

12DL + 16LL + 05WL-X 275 -237124 116 2293 PuϕPn gt 02 083

12DL + 16LL + 05WL-X 55 -236688 1312 2004 PuϕPn gt 02 0865

12DL + 16LL + 05WL-Y 0 -234440 -2572 -1245 PuϕPn gt 02 0889

12DL + 16LL + 05WL-Y 275 -234003 -342 865 PuϕPn gt 02 0803

12DL + 16LL + 05WL-Y 55 -233567 2144 2857 PuϕPn gt 02 0898

12DL + LL + WL-X 0 -168693 -156 6011 PuϕPn gt 02 0668

12DL + LL + WL-X 275 -168257 257 3604 PuϕPn gt 02 0629

12DL + LL + WL-X 55 -167820 583 512 PuϕPn gt 02 0586

12DL + LL + WL-Y 0 -162386 -4668 -795 PuϕPn gt 02 0716

12DL + LL + WL-Y 275 -161949 -1059 776 PuϕPn gt 02 0588

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

124

Tabel 48 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 350 x 350 x 12 x 19 (lanjutan)

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

12DL + LL + WL-Y 55 -161513 3203 2242 PuϕPn gt 02 0686

13DL + LL + ρRS-X Max 0 -161904 5293 4622 PuϕPn gt 02 0802

13DL + LL + ρRS-X Max 275 -161431 1821 3150 PuϕPn gt 02 0653

13DL + LL + ρRS-X Max 55 -160958 5145 3377 PuϕPn gt 02 0772

13DL + LL + ρRS-X Min 0 -171412 -7624 -5979 PuϕPn gt 02 0938

13DL + LL + ρRS-X Min 275 -170939 -1731 -1543 PuϕPn gt 02 0654

13DL + LL + ρRS-X Min 55 -170466 -2792 1061 PuϕPn gt 02 0681

13DL + LL + ρRS-Y Max 0 -157108 2483 11576 PuϕPn gt 02 0806

13DL + LL + ρRS-Y Max 275 -156635 990 6117 PuϕPn gt 02 0659

13DL + LL + ρRS-Y Max 55 -156162 2686 4441 PuϕPn gt 02 0688

13DL + LL + ρRS-Y Min 0 -177929 -3506 -10847 PuϕPn gt 02 0899

13DL + LL + ρRS-Y Min 275 -177456 -609 -3714 PuϕPn gt 02 0673

13DL + LL + ρRS-Y Min 55 -176983 -1052 -492 PuϕPn gt 02 0632

09DL + WL-X 0 -38166 033 6660 PuϕPn lt 02 0193

09DL + WL-X 275 -37839 110 3230 PuϕPn lt 02 013

09DL + WL-X 55 -37511 161 -829 PuϕPn lt 02 0085

09DL + WLY 0 -31859 -4479 -146 PuϕPn lt 02 0233

09DL + WLY 275 -31532 -1205 402 PuϕPn lt 02 0108

09DL + WLY 55 -31204 2781 901 PuϕPn lt 02 0179

08DL + ρRS-X Max 0 -23960 6089 5031 PuϕPn lt 02 0377

08DL + ρRS-X Max 275 -23669 1794 2588 PuϕPn lt 02 016

08DL + ρRS-X Max 55 -23378 4359 1901 PuϕPn lt 02 0248

08DL + ρRS-X Min 0 -33468 -6828 -5570 PuϕPn lt 02 0432

08DL + ρRS-X Min 275 -33177 -1757 -2105 PuϕPn lt 02 0165

08DL + ρRS-X Min 55 -32886 -3578 -415 PuϕPn lt 02 0204

08DL + ρRS-Y Max 0 -18520 2830 11228 PuϕPn lt 02 0359

08DL + ρRS-Y Max 275 -18229 860 5259 PuϕPn lt 02 0166

08DL + ρRS-Y Max 55 -17938 2141 3132 PuϕPn lt 02 0175

08DL + ρRS-Y Min 0 -39341 -3159 -11196 PuϕPn lt 02 0406

08DL + ρRS-Y Min 275 -39050 -739 -4572 PuϕPn lt 02 0182

08DL + ρRS-Y Min 55 -38759 -1596 -1801 PuϕPn lt 02 0162

Stress ratio maximum adalah 0938 lt 1 OK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

125

d Kapasitas kolom terhadap geser

Tabel 49 Resume gaya geser Kolom 350 x 350 x 12 x 19

V2 kN V3 kN

Vmax 18049 9887

Vmin -22158 -15602

- Kontrol terhadap geser sumbu x

ϕVn = 09 06 Aw fy

= 09 06 3744 240

= 48522 KN gt 22158 OK

- Kontrol terhadap geser sumbu y

ϕVn = 09 06 Af fy

= 09 06 12844 240

= 16645 KN gt 156 OK

4242 Kolom 300 x 300 x 10 x 15 ( A = 1198 cm2 )

Ix = 20400 cm4 Zx = 14647 cm3

Iy = 6750 cm4 Zy = 6817 cm3

Sx = 1360 cm3 Lp = 381 m

Sy = 450 cm3 Lr = 1376 m

rx = 131 cm Mp = 3515 KN m

ry = 751 cm Mr = 2312 KN m

Panjang tidak terkekang laterar = 3 m

Elastisitas bahan = 200000 MPa

Tegangan leleh bahan = 240 MPa

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

126

a Kapasitas kolom terhadap tekan

λ = lt 471

=

lt 471

= 39947 lt 13797

fe =

=

= 123797 MPa

lt 225

lt 225

01938 lt 225

Sehingga tegangan keritis adalah

fcr = 0658 fy

= 0658 240

= 221295 MPa

ϕPn = 09 fcr A

= 09 221295 11980

= 2386003 KN

b Kapasitas kolom terhadap momen sumbu x

L = 3 m

Lp = 381 m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

127

didapat Lp gt L sehingga momen ultimate adalah

Mn = Mp

= 35152 KN m

ϕ Mn = 09 35152

= 319376 KN m

c Kapasitas kolom terhadap momen sumbu y

ϕ Mn = 09 Zy fy

= 09 6817 240

= 147247 KN m

Tabel 410 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 300 x 300 x 10 x 15

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

14DL 0 -12254 -884 -306 PuϕPn lt 02 0096

14DL 275 -12082 -141 072 PuϕPn lt 02 0038

14DL 55 -11910 605 449 PuϕPn lt 02 0081

12DL + 16LL 0 -53658 -6540 -1683 PuϕPn gt 02 0667

12DL + 16LL 275 -53510 -1187 515 PuϕPn gt 02 0311

12DL + 16LL 55 -53362 4228 2705 PuϕPn gt 02 0555

12DL + 16LL + 05WL-X 0 -53789 -6536 -1139 PuϕPn gt 02 0652

12DL + 16LL + 05WL-X 275 -53641 -1183 464 PuϕPn gt 02 031

12DL + 16LL + 05WL-X 55 -53494 4231 2060 PuϕPn gt 02 0538

12DL + 16LL + 05WL-Y 0 -54867 -7138 -1717 PuϕPn gt 02 071

12DL + 16LL + 05WL-Y 275 -54719 -1176 504 PuϕPn gt 02 0315

12DL + 16LL + 05WL-Y 55 -54572 4762 2715 PuϕPn gt 02 0593

12DL + LL + WL-X 0 -37583 -4262 -046 PuϕPn lt 02 037

12DL + LL + WL-X 275 -37435 -786 246 PuϕPn lt 02 014

12DL + LL + WL-X 55 -37287 2730 534 PuϕPn lt 02 0281

12DL + LL + WL-Y 0 -40160 -5753 -1248 PuϕPn lt 02 0515

12DL + LL + WL-Y 275 -40012 -752 319 PuϕPn lt 02 0145

12DL + LL + WL-Y 55 -39864 4114 1881 PuϕPn lt 02 0423

13DL + LL + ρRS-X Max 0 -34864 -2278 258 PuϕPn lt 02 0236

13DL + LL + ρRS-X Max 275 -34704 -448 634 PuϕPn lt 02 0124

13DL + LL + ρRS-X Max 55 -34544 4920 3224 PuϕPn lt 02 0509

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

128

Tabel 410 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 300 x 300 x 10 x 15

(lanjutan)

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

13DL + LL + ρRS-X Min 0 -42010 -6668 -2496 PuϕPn lt 02 062

13DL + LL + ρRS-X Min 275 -41850 -1139 041 PuϕPn lt 02 0167

13DL + LL + ρRS-X Min 55 -41690 930 353 PuϕPn lt 02 0162

13DL + LL + ρRS-Y Max 0 -36078 -3269 1785 PuϕPn lt 02 0355

13DL + LL + ρRS-Y Max 275 -35917 -644 806 PuϕPn lt 02 0145

13DL + LL + ρRS-Y Max 55 -35757 3829 4637 PuϕPn lt 02 0482

13DL + LL + ρRS-Y Min 0 -40673 -5470 -3709 PuϕPn lt 02 0574

13DL + LL + ρRS-Y Min 275 -40513 -955 -183 PuϕPn lt 02 0156

13DL + LL + ρRS-Y Min 55 -40353 1791 -1478 PuϕPn lt 02 0253

09DL + WL-X 0 -8094 -537 895 PuϕPn lt 02 0082

09DL + WL-X 275 -7983 -084 -055 PuϕPn lt 02 0025

09DL + WL-X 55 -7872 371 -1002 PuϕPn lt 02 0074

09DL + WLY 0 -10671 -2028 -307 PuϕPn lt 02 017

09DL + WLY 275 -10560 -050 019 PuϕPn lt 02 0027

09DL + WLY 55 -10449 1755 346 PuϕPn lt 02 0153

08DL + ρRS-X Max 0 -3468 1674 1216 PuϕPn lt 02 016

08DL + ρRS-X Max 275 -3370 266 336 PuϕPn lt 02 0036

08DL + ρRS-X Max 55 -3271 2356 1674 PuϕPn lt 02 022

08DL + ρRS-X Min 0 -10614 -2716 -1539 PuϕPn lt 02 0256

08DL + ρRS-X Min 275 -10516 -426 -258 PuϕPn lt 02 006

08DL + ρRS-X Min 55 -10417 -1633 -1197 PuϕPn lt 02 0171

08DL + ρRS-Y Max 0 -4709 606 2625 PuϕPn lt 02 0135

08DL + ρRS-Y Max 275 -4610 075 529 PuϕPn lt 02 0032

08DL + ρRS-Y Max 55 -4512 1354 3250 PuϕPn lt 02 0205

08DL + ρRS-Y Min 0 -9304 -1595 -2869 PuϕPn lt 02 0219

08DL + ρRS-Y Min 275 -9206 -236 -459 PuϕPn lt 02 005

08DL + ρRS-Y Min 55 -9107 -684 -2866 PuϕPn lt 02 0157

Stress ratio maximum adalah 0710 lt 1 OK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

129

d Kapasitas kolom terhadap geser

Tabel 411 Resume gaya geser Kolom 300 x 300 x 10 x 15

V2 kN V3 kN

Vmax 18748 9962

Vmin -29322 -43951

- Kontrol terhadap geser sumbu x

ϕVn = 09 06 Aw fy

= 09 06 2700 240

= 34992 KN gt 29322 KN (OK)

- Kontrol terhadap geser sumbu y

ϕVn = 09 06 Af fy

= 09 06 8700 240

= 112752 KN gt 43951 KN (OK)

4243 Kolom 200 x 200 x 8 x 12 ( A = 6353 cm2 )

Ix = 4720 cm4 Zx = 5131 cm3

Iy = 1600 cm4 Zy = 2428 cm3

Sx = 472 cm3 Lp = 255 m

Sy = 160 cm3 Lr = 1072 m

rx = 862 cm Mp = 1231 KN m

ry = 502 cm Mr = 802 KN m

Panjang tidak terkekang laterar = 58 m

Elastisitas bahan = 200000 MPa

Tegangan leleh bahan = 240 MPa

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

130

a Kapasitas kolom terhadap tekan

λ = lt 471

=

lt 471

= 115538 lt 13797

fe =

=

= 14799 MPa

lt 225

lt 225

1621 lt 225

Sehingga tegangan keritis adalah

fcr = 0658 fy

= 0658 240

= 121737 MPa

ϕPn = 09 fcr A

= 09 121737 6353

= 696056 KN

b Kapasitas kolom terhadap momen sumbu x

L = 58 m

Lp = 255 m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

131

Lr = 1072 m

didapat Lp lt L lt Lr sehingga momen ultimate adalah

Mn = Cb [Mp ndash ( Mp- Mr)

]

= 1 [123144 - (123144 ndash 8024)

]

= 106077 KN m

ϕ Mn = 09 106077

= 9547 KN m

c Kapasitas kolom terhadap momen sumbu y

ϕ Mn = 09 Zy fy

= 09 2428 240

= 524448 KN m

Tabel 412 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 200 x 200 x 8 x 12

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

14DL 0 -2195 -043 -037 PuϕPn lt 02 0028

14DL 275 -2006 004 001 PuϕPn lt 02 0016

14DL 55 -1818 049 038 PuϕPn lt 02 0027

12DL + 16LL 0 -4566 -141 -070 PuϕPn lt 02 0068

12DL + 16LL 275 -4405 007 018 PuϕPn lt 02 0035

12DL + 16LL 55 -4243 152 107 PuϕPn lt 02 0071

12DL + 16LL + 05WL-X 0 -3107 -138 483 PuϕPn lt 02 0100

12DL + 16LL + 05WL-X 275 -2945 008 053 PuϕPn lt 02 0029

12DL + 16LL + 05WL-X 55 -2784 150 -378 PuϕPn lt 02 0089

12DL + 16LL + 05WL-Y 0 -4677 -384 -090 PuϕPn lt 02 0117

12DL + 16LL + 05WL-Y 275 -4516 -011 019 PuϕPn lt 02 0037

12DL + 16LL + 05WL-Y 55 -4354 364 127 PuϕPn lt 02 0115

12DL + LL + WL-X 0 -622 005 1055 PuϕPn lt 02 0116

12DL + LL + WL-X 275 -461 014 081 PuϕPn lt 02 0015

12DL + LL + WL-X 55 -299 021 -895 PuϕPn lt 02 01

12DL + LL + WL-Y 0 -3816 -763 -100 PuϕPn lt 02 0184

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

132

Tabel 412 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 200 x 200 x 8 x 12

(lanjutan)

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

12DL + LL + WL-Y 275 -3655 -041 014 PuϕPn lt 02 0036

12DL + LL + WL-Y 55 -3493 686 126 PuϕPn lt 02 017

13DL + LL + ρRS-X Max 0 -1973 939 590 PuϕPn lt 02 0255

13DL + LL + ρRS-X Max 275 -1798 079 054 PuϕPn lt 02 0034

13DL + LL + ρRS-X Max 55 -1623 1078 567 PuϕPn lt 02 0277

13DL + LL + ρRS-X Min 0 -5225 -1217 -612 PuϕPn lt 02 0334

13DL + LL + ρRS-X Min 275 -5050 -072 -025 PuϕPn lt 02 0053

13DL + LL + ρRS-X Min 55 -4875 -791 -486 PuϕPn lt 02 0237

13DL + LL + ρRS-Y Max 0 340 425 1491 PuϕPn lt 02 024

13DL + LL + ρRS-Y Max 275 514 043 110 PuϕPn lt 02 0024

13DL + LL + ρRS-Y Max 55 689 462 1152 PuϕPn lt 02 0214

13DL + LL + ρRS-Y Min 0 -6918 -505 -1281 PuϕPn lt 02 0281

13DL + LL + ρRS-Y Min 275 -6743 -023 -068 PuϕPn lt 02 006

13DL + LL + ρRS-Y Min 55 -6569 -343 -1273 PuϕPn lt 02 0246

09DL + WL-X 0 1511 008 1085 PuϕPn lt 02 0126

09DL + WL-X 275 1632 006 070 PuϕPn lt 02 0021

09DL + WL-X 55 1753 004 -947 PuϕPn lt 02 0113

09DL + WLY 0 -1682 -761 -069 PuϕPn lt 02 0165

09DL + WLY 275 -1561 -049 003 PuϕPn lt 02 0021

09DL + WLY 55 -1440 668 075 PuϕPn lt 02 0146

08DL + ρRS-X Max 0 412 1035 596 PuϕPn lt 02 0263

08DL + ρRS-X Max 275 519 077 041 PuϕPn lt 02 0023

08DL + ρRS-X Max 55 627 978 534 PuϕPn lt 02 0247

08DL + ρRS-X Min 0 -2840 -1120 -606 PuϕPn lt 02 0298

08DL + ρRS-X Min 275 -2733 -074 -038 PuϕPn lt 02 0038

08DL + ρRS-X Min 55 -2625 -891 -519 PuϕPn lt 02 0244

08DL + ρRS-Y Max 0 2516 453 1421 PuϕPn lt 02 0254

08DL + ρRS-Y Max 275 2624 036 093 PuϕPn lt 02 0036

08DL + ρRS-Y Max 55 2731 420 1186 PuϕPn lt 02 0224

08DL + ρRS-Y Min 0 -4742 -477 -1350 PuϕPn lt 02 0267

08DL + ρRS-Y Min 275 -4634 -030 -085 PuϕPn lt 02 0048

08DL + ρRS-Y Min 55 -4527 -385 -1239 PuϕPn lt 02 0236

Stress ratio maximum adalah 0334 lt 1 (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

133

e Kapasitas kolom terhadap geser

Tabel 413 Resume gaya geser Kolom 200 x 200 x 8 x 12

V2 kN V3 kN

Vmax 4961 3345

Vmin ‐45461 ‐40182

- Kontrol terhadap geser sumbu x

ϕVn = 09 06 Aw fy

= 09 06 1408 240

= 18247 KN gt 4961 OK

- Kontrol terhadap geser sumbu y

ϕVn = 09 06 Af fy

= 09 06 4512 240

= 584755 KN gt 40182 OK

4244 Balok Komposit 300 x 150 x 65 x 9 ( A = 4678 cm2 )

Ix = 7210 cm4 Zx = 522 cm3

Iy = 508 cm4 Zy = 1042 cm3

Sx = 481 cm3 Lp = 167 m

Sy = 677 cm3 Lr = 497 m

rx = 124 cm Mp = 1253 KN m

ry = 329 cm Mr = 817 KN m

Panjang tidak terkekang laterar = 8 m

Elastisitas bahan = 200000 MPa

Tegangan leleh bahan = 240 MPa

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

134

Tabel 414 Resume Gaya luar envelope balok komposit 300 x 150 x 65 x 9

Load CaseCombo Station P V2 V3 T M2 M3

m kN kN kN kN‐m kN‐m kN‐m

ENVELOPE Max 0175 0030 4867 0030 ‐0009 0012 35372

ENVELOPE Max 0671 0020 5715 0020 ‐0009 0000 32749

ENVELOPE Max 1166 0009 6564 0009 ‐0009 0000 30189

ENVELOPE Max 1662 0000 7412 0000 ‐0009 0000 30289

ENVELOPE Max 2158 0000 8260 0000 ‐0009 0000 29122

ENVELOPE Max 2653 0000 9109 0000 ‐0009 0004 26687

ENVELOPE Max 3149 0000 9957 0000 ‐0009 0018 22986

ENVELOPE Max 3617 0003 17149 0003 0059 0002 15061

ENVELOPE Max 4084 0003 17368 0003 0059 0000 10950

ENVELOPE Max 4552 0002 17587 0002 0059 0000 13087

ENVELOPE Max 5019 0001 17806 0001 0059 0000 15177

ENVELOPE Max 5487 0000 18025 0000 0059 0000 17921

ENVELOPE Max 5955 0000 18244 0000 0059 0000 22012

ENVELOPE Max 6422 0000 18463 0000 0059 0000 26039

ENVELOPE Max 6890 0000 18681 0000 0059 0000 30003

ENVELOPE Max 7357 0000 18900 0000 0059 0001 33905

ENVELOPE Max 7825 0000 19119 0000 0059 0003 37743

ENVELOPE Min 0175 0000 ‐28736 0000 ‐0084 0000 ‐56467

ENVELOPE Min 0671 0000 ‐26180 0000 ‐0084 0000 ‐42857

ENVELOPE Min 1166 0000 ‐23624 0000 ‐0084 ‐0007 ‐30998

ENVELOPE Min 1662 ‐0002 ‐21067 ‐0002 ‐0084 ‐0009 ‐23486

ENVELOPE Min 2158 ‐0013 ‐18511 ‐0013 ‐0084 ‐0005 ‐16393

ENVELOPE Min 2653 ‐0023 ‐15955 ‐0023 ‐0084 0000 ‐9722

ENVELOPE Min 3149 ‐0034 ‐13398 ‐0034 ‐0084 0000 ‐3471

ENVELOPE Min 3617 0000 ‐9354 0000 0007 0000 0930

ENVELOPE Min 4084 0000 ‐9219 0000 0007 0000 1369

ENVELOPE Min 4552 0000 ‐9084 0000 0007 ‐0001 ‐4717

ENVELOPE Min 5019 0000 ‐8950 0000 0007 ‐0001 ‐10866

ENVELOPE Min 5487 0000 ‐8815 0000 0007 ‐0002 ‐17834

ENVELOPE Min 5955 ‐0001 ‐8680 ‐0001 0007 ‐0002 ‐26313

ENVELOPE Min 6422 ‐0002 ‐8546 ‐0002 0007 ‐0001 ‐34895

ENVELOPE Min 6890 ‐0002 ‐8411 ‐0002 0007 0000 ‐43579

ENVELOPE Min 7357 ‐0003 ‐8276 ‐0003 0007 0000 ‐52366

ENVELOPE Min 7825 ‐0004 ‐8142 ‐0004 0007 0000 ‐61255

Didapat M+max 3774 KN m dan M-

max 6125 KN m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

135

a Kontrol momen positif

- menentukan lebar efektif pelat beton ( digunakan Lrelativ )

1 be lt

be lt

be lt 1

2 be lt bo

be lt 1

sehingga digunakan be = 1 meter

akibat adanya lubang pada floor deck maka digunakan bekivalen

bekivalen =

=

= 810 mm

- Menentukan nilai n

Ebeton = 4700 = 4700 radic25 = 23500

Ebaja = 200000

n = = = 851

- Menentukan lebar transformasi penampang beton

=

= 952 cm

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Pelat Beton 11424 6 68544 Floor Deck 1867 945 17646 Profil WF 4678 27 126306

sum 17969 sum 212496

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

136

ẏ = sum

sum =

= 11825 mm

Titik berat berada di pelat beton

a =

=

= 5968 mm

d1 = 05hprofil + tpelat = 150 + 120 = 270 mm

d2 = hprofil ndash ċ = 120 ndash 035 = 11965

ϕMn = 09 As fy ( d1- ӯ )

ϕMn = 09 x [ 4678 x 240 x (270 ndash 2984) +2646 550 (11965 ndash 2984) ]

ϕMn = 24266 + 1176

ϕMn = 25442 KN m gt Mu = 3774 KN m ( OK )

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

137

b Kontrol momen negatif

- Menentukan sumbu netral penampang

Tsr = Asr fyr

= 667 ( 503 ) 400

= 13413334 N

Tfd = As Fu

= 81485 550

= 4481675 N

T = Tsr + Tfd

= 13413334 + 448167

= 58230084 N

Cmax = As fy

= 4678 240

= 1122720 N

Cmax gt T maka titik berat berada pada profil baja

T + Ts = Cmax ndash Ts

2Ts = Cmax ndash T

Ts = 05 (1122720 ndash 58230084)

Ts = 270209 N

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

138

Jika sumbu netral jatuh di sayap maka

b tf fy = Ts

150 tw 240 = 27020958

t =

= 75 mm

- Menghitung garis kerja gaya pusat tekan

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Profil WF 4678 15000 701700 Flens -1125 29625 -333281

sum 3553 sum 36841

ӯ =

= 10369 mm

Momen terhadap garis kerja

Tsr Mn1 = Tsr (d ndash ӯ + ts ndash 24)

= 13413334 ( 300 ndash 10369 + 120 ndash 24 )

= 3920 KN m

Tfr Mn2 = Tfd ( d ndash ӯ + 25 )

= 4481675 ( 300 ndash 10369 + 25)

= 9918 KN m

Ts flens Mn3 = Ts ( d ndash ӯ ndash (752) )

= 270000 ( 300 ndash 10369 ndash 375 )

= 5199 KN m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

139

Mn = Mn1 + Mn2 + Mn3

= 3920 + 9918 + 5199

= 19037 KN m

ϕ Mn = 09 Mn

= 09 19037

= 17133 KN m gt 6125 KN m (OK)

D Dimensi Penghubung Geser (Shear Conector)

Gaya horizontal akibat aksi komposit penuh

Vh = 085 a b = 085 x 5968 x 1000 x 25 = 1268200 N

Digunakan Stud connector ⅝rdquo luas satu buah stud connector adalah

Asc = d2 = 158752 =19801 mm2

Kuat geser satu buah shear connector

Qn = 05 Asc lt Rg Rp Asc fu

Qn = 05 x 19801 x radic25 23500 lt 085 x 075 x 19801 x 550

Qn = 7588676 N lt 69427

Jumlah shear connector yang di butuhkan

N = = = 182 ~ 19 buah untuk setengah bentang

Total kebutuhan shear connector adalah 38 buah untuk semua bentang Jika

dipasang dua buah shear connector pada setiap penampang melintang maka

jarak shear connector adalah

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

140

S = = 421 mm

Smin = 6d = 6 x 15875 = 9525 mm

Smax = 8t = 8 x 120 = 960 mm

Strans = 4d = 4 x 15875 = 635 mm

Sehingga digunakan shear connector 2 x (⅝rdquo x 65 cm) dengan jarak 25 cm

E Kontrol Geser

Menghitung gaya geser ultimate

Vu = 43951 KN

Menghitung gaya geser nominal

ϕVn = 09 (06 fy) h tw

ϕVn = 09 x 06 x 240 x 282 x 65

ϕVn = 23755 KN gt Vu = 43951 (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

141

4245 Balok Komposit 350 x 175 x 7 x 11 ( A = 6314 cm2 )

Ix = 13600 cm4 Zx = 8408 cm3

Iy = 984 cm4 Zy = 1724 cm3

Sx = 775 cm3 Lp = 2 m

Sy = 112 cm3 Lr = 593 m

rx = 147 cm Mp = 2017 KN m

ry = 395 cm Mr = 1317 KN m

Panjang tidak terkekang laterar = 6 m

Elastisitas bahan = 200000 MPa

Tegangan leleh bahan = 240 MPa

Tabel 415 Resume Gaya luar envelope balok komposit 350 x 175 x 7 x 11

Load CaseCombo Station P V2 V3 T M2 M3

m kN kN kN kN-m kN-m kN-m

ENVELOPE Max 015 00015 -286870 00000 -00119 00000 -114887

ENVELOPE Max 061 00007 -285538 00000 -00119 00002 17497

ENVELOPE Max 108 00000 -284206 00001 -00119 00003 149271

ENVELOPE Max 154 00000 -282873 00009 -00119 00000 509357

ENVELOPE Max 200 00000 -281541 00017 -00119 00000 1180521

ENVELOPE Max 250 00009 99787 00000 00008 00001 1186148

ENVELOPE Max 300 00000 101228 00000 00008 00003 1190858

ENVELOPE Max 350 00000 102668 00009 00008 00001 1204523

ENVELOPE Max 400 00000 104108 00017 00008 00000 1220570

ENVELOPE Max 446 00009 1540139 00000 01032 00000 560851

ENVELOPE Max 493 00001 1542137 00000 01032 00003 155777

ENVELOPE Max 539 00000 1544136 00007 01032 00002 31225

ENVELOPE Max 585 00000 1546134 00015 01032 00000 -93930

ENVELOPE Min 015 00000 -1602940 -00015 -00945 -00003 -1807980

ENVELOPE Min 061 00000 -1600942 -00007 -00945 00000 -1124508

ENVELOPE Min 108 -00001 -1598944 00000 -00945 00000 -483534

ENVELOPE Min 154 -00009 -1596945 00000 -00945 00000 -72489

ENVELOPE Min 200 -00017 -1594947 00000 -00945 -00006 163564

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

142

Tabel 415 Resume Gaya luar envelope balok komposit 350 x 175 x 7 x 11

(lanjutan)

Load CaseCombo Station P V2 V3 T M2 M3

m kN kN kN kN-m kN-m kN-m

ENVELOPE Min 250 00000 -138749 -00009 -00032 00000 224275

ENVELOPE Min 300 00000 -136409 00000 -00032 00000 283264

ENVELOPE Min 350 -00009 -134068 00000 -00032 00000 259583

ENVELOPE Min 400 -00017 -131728 00000 -00032 -00006 208160

ENVELOPE Min 446 00000 267215 -00009 00146 00000 -14744

ENVELOPE Min 493 00000 268547 -00001 00146 00000 -341901

ENVELOPE Min 539 -00007 269880 00000 00146 00000 -951197

ENVELOPE Min 585 -00015 271212 00000 00146 -00003 -1655771

Didapat M+max 122057 KN m dan M-

max -180798 KN m

a Kontrol momen positif

- menentukan lebar efektif pelat beton

1 be lt

be lt

be lt 075

2 be lt bo

be lt 1

sehingga digunakan be = 075 meter

akibat adanya lubang pada floor deck maka digunakan bekivalen

bekivalen =

= = 614633 mm

- Menentukan nilai n

Ebeton = 4700 = 4700 radic25 = 23500

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

143

Ebaja = 200000

n = = = 851

- Menentukan lebar transformasi penampang beton

=

= 723 cm

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Pelat Beton 864 6 5184 Profil WF 6314 295 186263

sum 16546 sum 253147

ẏ = sum

sum =

= 1592 cm

Titik berat berada di profil baja titik pusat tarik baja profil

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Profil WF 6314 175 11049500 Flens -1925 3445 - 6631625 Web -1974 3249 - 6413526

sum 41916 sum 3776522

ẏ = sum

sum =

= 90097 cm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

144

momen nominal positif

a =

=

= 6311 mm

d1 = h - ӯ + tpelat = 350 - 90 + 120 = 380 mm

d2 = h - ӯ ndash (112) = 350 - 90 - 55 = 2545 mm

d3 = h - ӯ - tf - (2822) = 350 - 90 ndash 11 ndash 141 = 2349 mm

ϕMn = 09 085 a b fcrsquo ( d1- ) + 09 Asf fy (d2) + 09 Asw fy (d3)

ϕMn = 09 x [ 085 x 6311 x 750 x 25 x ( 380 -

) + 11 x 175 x 240 x 2545

+ 282 x 7 x 240 x 2349 ]

ϕMn = 4308 KN m gt Mu = 122057 KN m ( OK )

b Kontrol momen negatif

- Menentukan sumbu netral penampang

Tsr = Asr fyr

= 667 ( 503 ) 400

= 13413334

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

145

Tfd = As Fu

= 595 550

= 327250

T = Tsr + Tfd

= 13413334 + 327250

= 46138334

Cmax = As fy

= 6314 240

= 1515360

Cmax gt T maka titik berat berada pada profil baja

T + Ts = Cmax ndash Ts

2Ts = Cmax ndash T

Ts = 05 (1515360 ndash 46138334)

Ts = 52698833

Jika sumbu netral jatuh di web maka

b tf fy = Ts

h 7 240 = 52698833 ndash (175 11 240)

h =

= 3869 mm

- Menghitung garis kerja gaya pusat tekan

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Profil WF 6314 17500 11049500 Flens -1925 34450 - 6631625 Web -270 31965 - 863068

sum 4119 sum 3554806

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

146

ӯ =

= 8630 mm

Momen terhadap pusat tekan

Tsr Mn1 = Tsr (d ndash ӯ + t ndash 24)

= 13413334 ( 350 ndash 8630 + 120 ndash 24 )

= 48247 KN m

Tfr Mn2 = Tfd ( d ndash ӯ + 25 )

= 327250 ( 350 - 8630 + 25)

= 94477 KN m

Ts flens Mn3 = Tf ( d ndash ӯ ndash (112) )

= 462000 ( 350 ndash 8630 ndash 55 )

= 119288 KN m

Ts web M4 = Tw ( d ndash ӯ ndash 11 ndash (38692) )

= 37464 ( 350 ndash 8630 ndash 11 ndash 1934 )

= 15167 KN m

Mn = Mn1 + Mn2 + Mn3 + Mn4

= 48247 + 94477 + 119288 + 15167

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

147

= 277179 KN m

ϕ Mn = 09 Mn

= 09 277179

= 249461 KN m gt 180798 KN m (OK)

D Dimensi Penghubung Geser (Shear Conector)

Gaya horizontal akibat aksi komposit penuh

Vh = 085 a b = 085 x 6311 x 750 x 25 = 1005816 N

Digunakan Stud connector ⅝rdquo luas satu buah stud connector adalah

Asc = d2 = 158752 =19801 mm2

Kuat geser satu buah shear connector

Qn = 05 Asc lt Rg Rp Asc fu

Qn = 05 x 19801 x radic25 23500 lt 085 x 075 x 19801 x 550

Qn = 7588676 N lt 69427

Jumlah shear connector yang di butuhkan

N = = = 1448 ~ 15 buah untuk setengah bentang

Total kebutuhan shear connector adalah 28 buah untuk semua bentang Jika

dipasang dua buah shear connector pada setiap penampang melintang maka

jarak shear connector adalah

S = = 400 mm

Smin = 6d = 6 x 15875 = 9525 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

148

Smax = 8t = 8 x 120 = 960 mm

Strans = 4d = 4 x 15875 = 635 mm

Sehingga digunakan shear connector 2 x (⅝rdquo x 65 cm) dengan jarak 25

cm

E Kontrol Geser

Menghitung gaya geser ultimate

Vu = 160294

Menghitung gaya geser nominal

ϕVn = 09 (06 fy) h tw

ϕVn = 09 x 06 x 240 x 328 x 7

ϕVn = 29756 KN gt Vu = 160294 KN (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

149

425 Dimensi Sambungan

4251 Sambungan Balok Kolom

1 Sambungan Balok Kolom IWF 350 x 175 x 7 x 11 (ϕMP = 182 KN m)

Gambar 416 Rencana sambungan balok kolom IWF 350 x 175 x 7 x 11

Data geometri sambungan

pfo = 80 pfi = pb = 60 mm

h0 = hpr + pfo = 350 + 80 = 430 mm

h1 = hpr ndash tf ndash pfi = 350 ndash 11 ndash 60 = 279 mm

h2 = hpr ndash tf ndash pfi ndash pb = 350 ndash 11 ndash 60 ndash 60 = 219 mm

g = 95 mm

de = 50 mm

bp = 175 mm

hst = 130 mm -gt Lst = = = 22516 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

150

- Momen rencana sambungan (tebal pelat rencana 24 mm)

Muc = Mp + Vu (Lst + tp)

= 182 + 1603 x ( 22516 + 24 )10-3

= 22194 KN m

- Kontrol tebal end-plate

s =

= radic175 95

= 64468 mm

Yp = lang rang 2 lang rang lang rang

2

1 lang 34rang 2

42

Yp = 279 lang rang 219 lang

rang 430 lang rang

295

279 lang60 3 604

rang 219 64468 604

952

Yp = 113067 + 983126 + 475

Yp = 216129

t =

=

= 2297 lt t (24 mm) (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

151

- Kontrol tebal pelat pengaku

Direncanakan tebal pelat pengaku = 10 mm

tst = 10 mm (hst = 130 mm Lst = 22516 mm)

cek tekuk lokal

lt 056

lt

13 lt 1616 (OK)

- Kontrol Sambungan Baut

Digunakan baut A325 M20 (Ab = 31428 mm2 )

Tegangan nominal tarik baut bergantung pada gaya geser ultimate

fnt = 620 MPa

fnv = 372 MPa

frv =

=

= 51 MPa

fnrsquo = 13 fnt -

frv lt fnt

fnrsquo = 13 x 620 -

x 51 lt 620

fnrsquo = 693 lt 620

sehingga tegangan tarik maximum yang digunakan adalah 620 MPa

momen tahanan sambungan baut adalah

ϕMnp = 2ϕPt sum

= 2ϕPt (h0 + h1 + h2)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

152

= 2 075 31428 620 ( 430 + 279 + 219 )

= 271236 KN m gt Muc = 22194 KN m (OK)

- Kontrol las

Digunakan las dengan tebal las maximum yaitu

tlas 1 = 6 mm untuk las vertical

tlas 2 = 9 mm untuk las horizontal

Menentukan tiitk berat las

Las

(i)

1 2hst tlas 1 = 1560 = 424

2 2b2 tlas 2 = 1377 = 3635

3 2b1 tlas 2 = 1404 = 3435

4 2h1 tlas 1 = 3936 = 184

5 2b1 tlas 2 = 1404 = 245

6 2b2 tlas 2 = 1377 = 45

sum A = 9681

61965

2409072sum AY =

05tlas

tf + 15tlas 34398

hpr ‐ tf + tlas 482274

05hpr + tlas 724224

hpr + 05hst + tlas 661440

hpr + 15tlas 5005395

Luas (Ai) Jarak ke sumbu x (yi) Ai x yi

(mm2) (mm) mm

3

h1 = hpr ndash 2tf

= 350 ndash 211

= 328 mm

b1 = 05 [be - tw - 2tlas)

= 05 [175 ndash 7 ndash 26]

= 78 mm

b2 = 05 [be ndash tst - 2tlas)

= 05 [175 ndash 10 ndash 26]

= 765 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

153

ӯ = sumAy

sumA =

2409072 = 248845 mm

kekuatan las

fEXX = 490 MPa (E60)

ϕRn = 075 te 06 fEXX

= 075 x 0707 x 6 x 06 x 490

= 93536 N

Kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 7 x 06 x 370

= 11655 N

Kekuatan las menentukan kekuatan sambungan las dipengaruhi oleh geser

dan lentur sehingga tegangan geser untuk lentur

frv = = = 1655 MPa

fn =

= 490 1655

= 4897 MPa

Momen lentur nominal las

ϕfu = 075 0707 06 fEXX

= 075 x 0707 x 06 x 4897

= 155804 Nmm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

154

momen plastis terhadap garis netral adalah

Mn = 22914 KN m gt Muc = 22194 KN m (OK)

Las Luas (Ai) ϕfu Gaya Las

(i) (mm2) Mpa KN

1 1560 155804 2430542 1377 155804 2145423 1404 155804 2187494 3936 155804 6132455 1404 155804 2187496 1377 155804 214542

397664907552422

229140sum Mn

01150095006502240244

Mn

KN m425722459820706

Lengan kopel

m0175

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

155

2 Sambungan Balok Kolom IWF 300 x 150 x 65 x 9 (ϕMP = 113 KN m)

Gambar 417 Rencana sambungan balok kolom IWF 300 x 150 x 65 x 9

Data geometri sambungan

pfo = 80 pfi = 60 mm

h0 = hpr + pfo = 300 + 80 = 380 mm

h1 = hpr ndash tf ndash pfi = 300 ndash 9 ndash 60 = 231 mm

g = 70 mm

de = 75 mm

bp = 150 mm

hst = 155 mm -gt Lst = = 26846mm

- Momen rencana sambungan (tebal pelat rencana 24 mm)

Muc = Mp + Vu (Lst + tp)

= 113 + 285 x ( 26846 + 14 )10-3

= 12105 KN m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

156

- Kontrol tebal end-plate

s =

= radic150 70

= 51234 mm

Yp = lang rang lang rang

2

1lang rang 0

Yp = 231 lang

rang 380 lang

rang

270

231lang51234 51234rang 380 75 80

Yp = 131069 + 235914

Yp = 366983

t =

=

= 1302 lt t (14 mm) (OK)

- Kontrol tebal pelat pengaku

Direncanakan tebal pelat pengaku = 10 mm

tst = 10 mm (hst = 155 mm Lst = 26846 mm)

cek tekuk lokal

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

157

lt 056

lt

155 lt 1616 (OK)

- Kontrol Sambungan Baut

Digunakan baut A325 M20 (Ab = 31428 mm2 )

Tegangan nominal tarik baut bergantung pada gaya geser ultimate

fnt = 620 MPa

fnv = 372 MPa

frv =

=

= 16 MPa

fnrsquo = 13 fnt -

frv lt fnt

fnrsquo = 13 x 620 -

x 16 lt 620

fnrsquo = 770 lt 620

sehingga tegangan tarik maximum yang digunakan adalah 620 MPa

momen tahanan sambungan baut adalah

ϕMnp = 2ϕPt sum

= 2ϕPt (h0 + h1)

= 2 075 31428 620 ( 380 + 231)

= 17858 KN m gt Muc = 12105 KN m (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

158

- Kontrol las

Digunakan las dengan tebal las maximum yaitu

tlas 1 = 6 mm untuk las vertical

tlas 2 = 7 mm untuk las horizontal

Menentukan tiitk berat las

ӯ = sumAy

sumA =

1999635 = 228190 mm

Las

(i)

1 2hst tlas 1 = 1860 = 3865

2 2b2 tlas 2 = 1152 = 3135

3 2b1 tlas 2 = 11835 = 2955

4 2h1 tlas 1 = 3384 = 159

5 2b1 tlas 2 = 11835 = 225

6 2b2 tlas 2 = 1152 = 45

sum A = 8763

tf + 15tlas 2662875

05tlas 5184

sum AY = 1999635

hpr ‐ tf + tlas 34972425

05hpr + tlas 538056

hpr + 05hst + tlas 718890

hpr + 15tlas 361152

Luas (Ai) Jarak ke sumbu x (yi) Ai x yi

(mm2) (mm) mm

3

h1 = hpr ndash 2tf

= 300 ndash 29

= 282 mm

b1 = 05 [be - tw - 2tlas)

= 05 [150ndash 65 ndash 26]

= 6575 mm

b2 = 05 [be ndash tst - 2tlas)

= 05 [150 ndash 10 ndash 26]

= 64 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

159

kekuatan las

fEXX = 490 MPa

ϕRn = 075 te 06 fEXX

= 075 x 0707 x 6 x 06 x 490

= 935361 N

Kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 65 x 06 x 370

= 108225 N

Kekuatan las menentukan kekuatan sambungan las dipengaruhi oleh geser

dan lentur sehingga tegangan geser untuk lentur

frv = = = 325 MPa

fn =

= 490 325

= 4899 MPa

Momen lentur nominal las

ϕfu = 075 0707 06 fEXX

= 075 x 0707 x 06 x 4899

= 155861 Nmm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

160

momen plastis terhadap garis netral adalah

Mn = 188227 KN m gt Muc = 12105 KN m (OK)

Las Luas (Ai) ϕfu Gaya Las

(i) (mm2) Mpa KN

1 1860 155861 2899012 1152 155861 1795523 11835 155861 1844614 3384 155861 5274345 11835 155861 1844616 1152 155861 179552

sum Mn 188227

0069 364930206 379420224 40164

0158 458940085 153170067 12416

Lengan kopel Mn

m KN m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

161

4251 Sambungan Balok Balok

1 Sambungan Balok Balok IWF 300 x 150 x 65 x 9 (ϕVn = 2527 KN m)

Gambar 418 Rencana sambungan balok balok IWF 300 x 150 x 65 x 9

Dicoba 5 buah baut M16 (AB = 20114 mm2) dengan tebal pelat 8 mm

fnv = 372 MPa

Kekuatan geser baut

ϕRn = 075 fn AB

= 075 x 372 x 20114

= 5611 KN

Kekuatan tumpuan baut

ϕRn = 12 lc t fu lt 24 d t fu

ϕRn = 12 x 32 x 8 x 370 lt 24 x 16 x 8 x 37

ϕRn = 113664 lt 113664

Jumlah baut perlu

nBAUT =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

162

=

= 45 ~ 5 baut

Untuk baut diameter 16 jarak ke tepi

Jarak minimum = 22 mm (tabel 227)

Jarak maximum = 12 tmin = 12x 6 = 72 mm

Diambil 34 mm

Untuk baut diameter 16 jarak antar baut

Jarak minimum = 3d = 3 x 16 = 48 mm

Jarak maximum = 14 tmin = 14 x 6 = 84 mm

Diambil 50 mm

Kontrol Pelat

ϕVn = 09 x 06 x Ag x fy

= 09 x 06 x 268 x 8 x 240

= 2778 KN gt 2527 KN

Kontrol Las

kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 65 x 06 x 370

= 1082 Nmm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

163

kekuatan las transversal

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490

= 779467 Nmm

kekuatan las longitudinal

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490 x ( 1 + 05sin15 90 )

= 116920 Nmm

Sehingga kekuatan sambungan las adalah

P =sum ϕRn min x L

= 779467 x 268 + 1082 x 1295

= 349 KN gt 2527 KN (OK)

Gambar 419 Detail sambungan balok balok IWF 300 x 150 x 65 x 9

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

164

2 Sambungan Balok Balok IWF 250 x 125 x 6 x 9 (ϕVn = 1944 KN m)

Gambar 420 Rencana sambungan balok balok IWF 250 x 125 x 6 x 9

Dicoba 4 buah baut M16 (AB = 20114 mm2) dengan tebal pelat 8 mm

fnv = 372 MPa

Kekuatan geser baut

ϕRn = 075 fn AB

= 075 x 372 x 20114

= 5611 KN

Kekuatan tumpuan baut

ϕRn = 12 lc t fu lt 24 d t fu

ϕRn = 12 x 32 x 8 x 370 lt 24 x 16 x 8 x 370

ϕRn = 113664 lt 113664

Jumlah baut perlu

nBAUT =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

165

=

= 346 ~ 4 baut

Untuk baut diameter 16 jarak ke tepi

Jarak minimum = 22 mm (tabel 227)

Jarak maximum = 12 tmin = 12x 6 = 72 mm

Diambil 34 mm

Untuk baut diameter 16 jarak antar baut

Jarak minimum = 3d = 3 x 16 = 48 mm

Jarak maximum = 14 tmin = 14 x 6 = 84 mm

Diambil 50 mm

Kontrol Pelat

ϕVn = 09 x 06 x Ag x fy

= 09 x 06 x 218 x 8 x 240

= 22602 KN gt 1944 KN

Kontrol Las

kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 6 x 06 x 370

= 999 Nmm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

166

kekuatan las transversal

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490

= 779467 Nmm

kekuatan las longitudinal

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490 x ( 1 + 05sin15 90 )

= 116920 Nmm

Sehingga kekuatan sambungan las adalah

P =sum ϕRn min x L

= 779467 x 268 + 999 x 1295

= 33826 KN gt 1944 KN (OK)

Gambar 421 Detail sambungan balok balok IWF IWF 250 x 125 x 6 x 9

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

167

3 Sambungan Balok Balok IWF 200 x 100 x 55 x 8 (ϕVn = 1422 KN m)

Gambar 422 Rencana sambungan balok balok IWF 200 x 100 x 55 x 8

Dicoba 3 buah baut M16 (AB = 20114 mm2) dengan tebal pelat pengaku 8 mm

fnv = 372 MPa

Kekuatan geser baut

ϕRn = 075 fn AB

= 075 x 372 x 20114

= 5611 KN

Kekuatan tumpuan baut

ϕRn = 12 lc t fu lt 24 d t fu

ϕRn = 12 x 32 x 8 x 370 lt 24 x 16 x 8 x 370

ϕRn = 113664 lt 113664

Jumlah baut perlu

nBAUT =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

168

=

= 253 ~ 3 baut

Untuk baut diameter 16 jarak ke tepi

Jarak minimum = 22 mm (tabel 227)

Jarak maximum = 12 tmin = 12 x 6 = 72 mm

Diambil 34 mm

Untuk baut diameter 16 jarak antar baut

Jarak minimum = 3d = 3 x 16 = 48 mm

Jarak maximum = 14 tmin = 14 x 6 = 84 mm

Diambil 50 mm

Kontrol Pelat

ϕVn = 09 x 06 x Ag x fy

= 09 x 06 x 168 x 8 x 240

= 174 KN gt 1422 KN

Kontrol Las

kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 55 x 06 x 370

= 91575 Nmm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

169

kekuatan las

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490

= 779467 Nmm

Sehingga kekuatan sambungan las adalah

P = ϕRn min x L

= 779467 x 268

= 20889 KN gt 158 KN (OK)

Gambar 423 Detail sambungan balok balok IWF 200 x 100 x 55 x 8

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

170

4 Sambungan Balok Balok L 70 x 70 x 7 (ϕVn = 635 KN m)

Gambar 424 Rencana sambungan balok balok L 70 x 70 x 7

Kontrol las dengan tebal 5 mm

kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 6 x 06 x 370

= 999 Nmm

kekuatan las

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490

= 779467 Nmm

Sehingga kekuatan sambungan las adalah

P = ϕRn min x L

= 779467 x 110

= 8574 KN gt 635KN (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

171

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

51 Kesimpulan

Dari hasil perhitungan dan analisa yangtelah dilakukan maka dapat diambil

kesimpulansebagai berikut

1 Dari hasil analisa perhitungan struktur sekunder didapatkan

Pelat lantai elevasi + 580 menggunakan Bondex LYSAGHT

INDONESIA BMT = 07 mm dengan tebal plat beton 120 mm dan untuk

elevasi lain nya digunakan pelat chekered t = 45 mm dengan siku L 70 x

70 x 7 sebagai pengaku

Balok anak lantai pabrik

1 WF 250 x 125 x 6 x 9 untuk elevasi + 580 m

2 WF 200 x 100 x 55 x 8 untuk elevasi yang lain

Gording dengan profil CNP 150 x 50 x 20 x 32

Sagrod Oslash 10 mm

Ikatan angin Oslash 22 mm

Balok tangga UNP 200 x 80 x 75 x 11

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

172

2 Dari hasil analisa perhitungan struktur primer didapatkan

Kolom 350 x 350 x 12 x 19 untuk elevasi +000 sd +1640 pada portal 7

portal 6 dan portal 5

Kolom 300 x 300 x 10 x 15 untuk portal 12 portal 11 portal 10 portal 8

dan portal 7 portal 6 portal 5 dari elevasi +1640 sd +3550

Kolom 200 x 200 x 8 x 12 untuk kolom pendukung pada portal 8 dan 9

Balok 350 x 175 x 7 x 11 komposit untuk elevasi +580

Balok 350 x 175 x 7 x 11 untuk balok atap

Balok 300 x 150 x 65 x 9 komposit untuk balok induk semua elevasi

sesuai gambar kerja

3 Rekapitulasi gaya pada struktur

Tabel 51 Resume gaya luar dan stress ratio kolom

No Dimensi Profil Pu Mux Muy ϕPn ϕMnx ϕMny Stress

Ratio KN KN m KN m KN KN m KN m

1 350 x 350 x 12 x 19 -171412 -7624 -5979 308307 51924 25377 0938

2 300 x 300 x 10 x 15 -54867 -7138 -1717 238600 31937 14724 0710

3 200 x 200 x 8 x 12 -5225 -1217 -612 69605 9547 5244 0334

Tabel 52 Resume gaya luar dan stress ratio balok komposit

No Dimensi Profil M+

max M-max ϕM+ ϕM-

KN m Stress

Ratio (M+) Stress Ratio

(M+) KN m KN m KN m

1 350 x 175 x 7 x 11 122057 180798 43080 249461 0283 0724

2 300 x 150 x 65 x 9 3774 6125 25442 17133 0148 0357

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

173

52 Saran

Perencanaan struktur harus mempertimbangkan aspek teknis ekonomi dan

estetika Pemodelan yang sederhana dapat mempermudah pekerjaan analisa

struktur dan diharapkan hasil yang mendekati kondisi sesungguhnya Perlu

dilakukan analisa geoteknik untuk menentukan titik jepit sesungguhnya agar

mendapatkan hasil prilaku struktur yang sebenarnya

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

188

DAFTAR PUSTAKA

Anonim1 1983 Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung 1983

Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Anonim2 2002 Tatacara Perencanaan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung

SNI 03-2478-2002 Badan Standardisasi Nasional

Anonim3 2012 Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur

Bangunan Gedung Dan Non Gedung SNI-1726-2012 Badan

Standardisasi Nasional

Anonim4 2015 Spesifikasi untuk bangunan baja gedung baja struktural SNI

1729-2015 Badan Standardisasi Nasional

Asroni A 2010 Balok dan Pelat Beton Bertulang Yogyakarta Graha Ilmu

Dewobroto Wiryanto 2015 Struktur Baja Perilaku Analisis Dan

Disain ndash AISC 2010 Tangerang LUMINA Press

Fakhrur Rozi Muhammad 2014 ldquoPengaruh Panjang Daerah Pemasangan Shear

Connector Pada Balok Komposit Terhadap Kuat Lenturrdquo Jurnal Rekayasa

Teknik Sipil Vol 2 No 2 4

Oentoeng 1999 Konstruksi Baja Yogyakarta ANDI

Salmon CG dkk 1995 Struktur Baja Disain Dan Perilaku Jakarta Erlangga

Schueller Wolfgang 1989 Struktur Bangunan Bertingkat Tinggi

Bandung PT ERESCO

Schodek Daniel L 1991 Struktur Bandung PT ERESCO

Setiawan Agus 2008 Perencanaan Struktur Baja dengan Metode LRFD

Jakarta Erlangga

Smith JC Structural Steel Design LRFD Approach Canada Jhon Wlwy amp

Sons 1991

Park R 1989 Evaluation of Ductility of Structures And Structural Assemblages

From Laboratory TestingBulletin of the New Zealand National Society for

Earthquake Engineering Vol 22 No 3 Sepetember 1989New Zealand

University of Canterbury

McComarc JC Structural Steel Design New York Harper amp Row 1981

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xvi

Murray TM dan SummerEA 2003 ldquoExtended End-Plate Moment Connections

Seismic and Wind Applications 2nd Editionrdquo Steel Design Guide Series -

4 American Institute of Steel Construction Inc

Wijaya PK Panjang efektif Untuk Tekuk Torsi Lateral Pada Balok Baja

Dengan Penampang I Konferensi Nasional Teknik Sipil 7 2013

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

  • Cover
  • Abstrak
  • KATA PENGANTAR
  • DAFTAR ISI
  • BAB I
  • BAB II
  • BAB III
  • BAB IV
  • BAB V
  • Daftar Pustaka
Page 11: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …

x

Tabel 48 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 350 x 350 x 12 x 19 123

Tabel 49 Resume gaya geser Kolom 350 x 350 x 12 x 19 125

Tabel 410 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 300 x 300 x 10 x 15 127

Tabel 411 Resume gaya geser Kolom 300 x 300 x 10 x 15 129

Tabel 412 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 200 x 200 x 8 x 12 131

Tabel 413 Resume gaya geser Kolom 200 x 200 x 8 x 12 133

Tabel 414 Resume Gaya luar envelope balok komposit 300 x 150 x 65 x 9 134

Tabel 415 Resume Gaya luar envelope balok komposit 350 x 175 x 7 x 11 141

Tabel 51 Resume gaya luar dan stress ratio kolom 172

Tabel 52 Resume gaya luar dan stress ratio balok komposit 172

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 21 Jalur Cincin Api dan Gunung Berapi Sebagai Pusat Gempa 14

Gambar 22 Peta Gempa Pada SNI 1726 2012 14

Gambar 23 Respon Spektrum Gempa Rencana Wilayah Medan (SNI-03-

1726-2012) 17

Gambar 24 Penentuan simpangan antar lantai 36

Gambar 25 Diagram tegangan momen positif floor deck 39

Gambar 26 Diagram tegangan momen negatif floor deck 41

Gambar 27 Kuat Momen Lentur Nominal Akibat Tekuk Torsi Lateral 45

Gambar 28 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan

ẏ lt (ts - hfd) 50

Gambar 29 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan

ẏ gt (ts - hfd) 50

Gambar 210 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan

ẏ lt (ts + tf) 52

Gambar 211 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan

ẏ gt (ts + tf) 53

Gambar 212 Diagram tegangan balok komposit momen negatif dengan

ts gt ẏ gt (ts + tf) 55

Gambar 213 Diagram tegangan balok komposit momen negatif dengan

ẏ gt (ts + tf) 56

Gambar 214 Tebal efektif las sudut 60

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xii

Gambar 215 Panjang las longitudinal 61

Gambar 216 Momen plastis siklik pada sambungan pemikul momen 63

Gambar 217 Sambungan pemikul momen menurut AISC 2003 67

Gambar 218 Lokasi sendi plastis 68

Gambar 219 Menentukan Muc 68

Gambar 220 Geometri sambungan end-plate 68

Gambar 221 Momen kopel baut tarik terhadap sayap tekan 69

Gambar 222 Sambungan balok anak ke balok induk 72

Gambar 223 Pengaruh Orde ke-2 (AISC 2010) 74

Gambar 31 Diagram Alir Penelitian 79

Gambar 41 Tributari area elevasi +580 m 83

Gambar 42 Distribusi momen untuk pelat satu arah 84

Gambar 43 Diagram tegangan momen kopel (positif) floor deck 84

Gambar 44 Diagram tegangan momen kopel (negatif) floor deck 85

Gambar 45 Tributari area elevasi +1070 m 91

Gambar 46 Distribusi momen untuk pelat satu arah 92

Gambar 47 Rencana atap elevasi +1250 m dan +3550 m 97

Gambar 48 Kecepatan angin 98

Gambar 49 Rencana sagrod 103

Gambar 410 Tributari area ikatan angin 105

Gambar 411 Rencana tangga 108

Gambar 412 Respon spectra rencana 113

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xiii

Gambar 413 Beban notional pada etabs 2015 118

Gambar 414 Grafik simpangan antar lantai VS elevasi akibat gempa ndash X 120

Gambar 415 Grafik simpangan antar lantai VS elevasi akibat gempa ndash Y 121

Gambar 416 Rencana sambungan balok kolom IWF 350 x 175 x 7 x 11 149

Gambar 417 Rencana sambungan balok kolom IWF 300 x 150 x 65 x 9 155

Gambar 418 Rencana sambungan balok balok IWF 300 x 150 x 65 x 9 161

Gambar 419 Detail sambungan balok balok IWF 300 x 150 x 65 x 9 163

Gambar 420 Rencana sambungan balok balok IWF 250 x 125 x 6 x 9 164

Gambar 421 Detail sambungan balok balok IWF IWF 250 x 125 x 6 x 9 166

Gambar 422 Rencana sambungan balok balok IWF 200 x 100 x 55 x 8 167

Gambar 423 Detail sambungan balok balok IWF 200 x 100 x 55 x 8 169

Gambar 424 Rencana sambungan balok balok L 70 x 70 x 7 170

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xiv

DAFTAR NOTASI

A luas penampang beton (mm2)

A B luas penampang baut (mm2)

As luas tulangan tarik (mm2)

Asrsquo luas tulangan tekan (mm2)

Av luas tulangan geser dalam daerah sejarak s (mm2)

Aw luas badan profil

Cb faktor midifikasi tekuk torsi lateral untuk diagram momen tidak merata

Cd faktor amplifikasi defleksi

Cu koefisien batas prioda struktur

Cs koefisien respons seismik

Ct koefisien prioda struktur pendekatan

Cw konstanta warping

Eh gaya gempa horizontal

Ev gaya gempa vertikal

Es modulus elastisitas baja (MPa)

Ec modulus elastisitas beton (MPa)

I momen inersia (mm4)

Ie faktor keutamaan gempa

J konstanta torsi

K koefisien panjang efektif

Lp panjang plastis

Lr panjang batas untuk kondisi inelastis

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xv

Lb panjang profil tak terkekang

Mu momen maksimum pada komponen struktur (Nmm)

Mn momen tahanan nominal profilpenampang

Mux momen lentur terfaktor terhadap sumbu-x

Muy momen lentur terfaktor terhadap sumbu-y

Muc momen rencana sambungan

Mnx kuat nominal lentur penampang terhadap sumbu-x

Mny kuat nominal lentur penampang terhadap sumbu-y

N jumlah tingkat

Ni gaya notional yang bekerja pada level i

Pr gaya tekan hasil kombinasi LRFD

Pe gaya menurut euler

Pn gaya terkoreksi menurut SNI 1729 2015

Ptr Kuat tarik baut

R faktor modifikasi respons

SDS parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang perioda

pendek

S1 parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang sebesar

10 detik

Ta waktu getar struktur pendekatan

Tc waktu getar struktur analisa modal

nV kuat geser nominal (N)

Vu gaya geser hasil kombinasi LRFD

V1 gaya geser dasar nominal sebagai respons dinamik ragam yang

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xvi

pertama saja

Vt gaya geser dasar nominal yang didapat dari hasil analisis ragam

spektrum respons yang telah dilakukan

W berat seismik efektif

Y konstanta tebal end-plate

a tinggi blok tegangan (mm)

b lebar balok (mm)

c jarak serat tekan terluar ke garis netral (mm)

cv koefisien geser

d jarak dari serat tekan terluar ke titik berat tulangan tarik tinggi efektif (mm)

drsquo jarak dari serat tekan terluar ke titik berat tulangan tekan (mm)

g percepatan grafitasi

hfd tinggi floor deck

frsquoc kuat tekan beton (MPa)

ffd tegangan floor deck

fy tegangan leleh baja (MPa)

fnt tegangan tarik baut (MPa)

fnv tegangan geser baut (MPa)

h tinggi balok (mm)

kv koefisien tekuk geser pelat badan

qDL beban akibat berat sendiri (kNm)

qLL beban akibat beban hidup (kNm)

qWL beban akibat tekanan angin (kNm)

r jari jari inersia (mm4)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xvii

Δ defleksi pada elemen global

1 konstanta yang merupakan fungsi dari kelas kuat beton

δ defleksi pada elemen lokal

λ kelangsingan =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

1

BAB I

PENDAHULUAN

11 Latar Belakang

Perkembangan industri pengolahan kelapa sawit yang pesat di

Indonesia khususnya sumatera utara ahkir ahkir ini memicu pertumbuhan dan

pembangunan pabrik refinery (pemurnian) dan Fraksinasi (pemisahan) kelapa

sawit dimana pabrik refinery dan fraksinasi tersebut mendorong para

perencana bangunan untuk membuat bangunan pabrik tingkat tinggi yang

tahan gempa Dimana berdasarkan geografis Indonesia terletak di antara dua

lempeng dunia yang aktif yaitu Eurasia dan Australia Hal ini

mengkibatkan Indonesia merupakan daerah rawan gempa Akhir ndash akhir ini

gempa yang mengguncang pulau sumatera terjadi dalam skala besar tahun

2004 gempa Aceh (26 desember Skala 92) yang disertai Tsunami dan gempa

padang (30 September 2009 Skala 76) yang masih sering terjadi hingga saat

ini sehingga mengakibatkan kerusakan pada bangunan tingkat tinggi yang

cukup parah

Kondisi itu menyadarkan kita bahwa Indonesia merupakan daerah

rawan terjadinya gempa Untuk mengurangi resiko bencana yang terjadi

diperlukan konstruksi bangunan tahan gempa Hal ini pula yang menuntut

seorang perencana agar membuat perencanaan struktur bangunan tingkat tinggi

agar dapat menahan gaya yang diakibatkan oleh gempa bumi tersebut

Struktur yang kuat biasanya memiliki dimensi yang besar tetapi tidak

ekonomis jika diterapkan pada bangunan bertingkat tinggi Perhitungan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

2

dimensi biasanya didasarkan pada kolom atau balok struktur yang menanggung

beban paling besar Untuk mendapatkan dimensi penampang yang optimal

maka besar gaya-gaya yang bekerja pada struktur perlu diketahui analisa balok

maupun kolom

Dengan adanya pengaruh beban-beban yang bekerja maka kapasitas

momen akan dideformasikan merata ke seluruh elemen Apabila struktur lentur

maka pembebanan pada balok perlu diperhitungkan deformasi momennya

Tugas akhir ini merupakan studi untuk merencanakan bangunan tingkat

tinggi dengan struktur baja Dimana bangunan tingkat tinggi tersebut harus

mampu bertahan terhadap gaya gempa dan gaya grafitasi yang terjadi

12 Perumusan Masalah

Dari latar belakang dapat dirumuskan suatu permasalahan sebagai berikut

1 Bagaimana merencanakan dimensi gording terhadap momen akibat gaya

grafitasi dan angin

2 Bagaimana merencanakan tebal floor deck terhadap momen akibat gaya

grafitasi

3 Bagaimana merencanakan dimensi balok anak terhadap momen akibat

gaya grafitasi

4 Bagaimana merencanakan tangga terhadap momen akibat gaya grafitasi

5 Bagaimana merencanakan lantai dengan checkered mild steel

6 Bagaimana merencanakan dimensi kolom dan dimensi balok pada sistem

rangka pemikul momen akibat gaya gravitasi dan gaya gempa

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

3

7 Bagaimana pemodelan dan menganalisa struktur dengan menggunakan

program bantu ETABS 2015

13 Tujuan Penelitian

Adapun maksud dan tujuan penulisan tugas akhir ini adalah

1 Merencanakan dimensi gording terhadap momen akibat gaya grafitasi dan

angin

2 Merencanakan tebal floor deck terhadap momen akibat gaya grafitasi

3 Merencanakan dimensi balok anak terhadap momen akibat gaya grafitasi

4 Merencanakan tangga terhadap momen akibat gaya grafitasi

5 Merencanakan lantai dengan checkered mild steel

6 Merencanakan dimensi kolom dan dimensi balok pada sistem rangka

pemikul momen akibat gaya gravitasi dan gaya gempa

7 Memodelan dan menganalisa struktur dengan menggunakan program bantu

ETABS 2015

14 Mamfaat Penelitian

Tugas akhir ini diharapkan dapat menambah ilmu dan pengetahuan tentang

perencanaan struktur baja pada bangunan yang berfungsi sebagai pabrik dengan

SNI-03-1729-2015 dan SNI-03-1726-2012

15 Pembatasan masalah

Dalam penelitian ini permasalahan dibatasi ruang lingkupnya agar tidak

terlalu luas Pembatasan masalah meliputi

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

4

a Gaya yang bekerja pada struktur utama adalah gaya gravitasi dan gempa

b Tekanan angin pada atap dihitung antara kecepatan angin maximum atau

tekanan minimum

c Jumlah Lantai 8 tingkat

d Fungsi bangunan adalah sebagai pabrik

e Mesin mempunyai struktur dan pondasi sendiri

f Gedung terletak di medan dan digunakan respons spectrum kota medan

pada SNI-03-1726-2012 pada jenis tanah keras

g Tidak meninjau struktur bawah

h Mengunakan pedoman perencanaan pembebanan untuk rumah dan gedung

(SKBI-1353-1987) sebagai acuan beban gravitasi dan beban angin

16 Sistematika Penulisan

BAB I Pendahuluan

Bab ini mencakup latar belakang penelitian tujuan penelitian

pembatasan masalah mekanisme percobaan metodologi penelitian

manfaat penelitian dan sistematika penulisan

BAB II Dasar teori

Pada bab ini berisikan tentang dasar-dasar teori yang berkaitan tentang

penelitian

BAB III Metode perencanaan

Pada bab ini berisikan tentang data spesifikasi dan perencanaan mutu

baja yang digunakan mutu beton yang di gunakan spefisikasi teknis

yang di gunakan dan metode perencanaan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

5

BAB IV Hasil dan Pembahasan

Pada bab ini membahas tentang hasil dari perencanaan struktur

sekunde perencanaan sistem rangka utama shear conector sambungan

dan gambar teknik

BAB V Kesimpulan dan Saran

Pada bab ini berisikan kesimpulan dari hasil penelitian yang diperoleh

dan saran-saran mengenai penelitian yang dilakukan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

6

BAB II

DASAR TEORI

21 Dasar Perencanaan

211 Jenis Pembebanan

Perencanakan struktur pada suatu bangunan bertingkat berdasarkan pada

gaya gaya yang akan bekerja pada bangunan tersebut struktur yang didisain harus

mampu mendukung berat bangunan beban hidup akibat fungsi bangunan tekanan

angin maupun beban khusus berupa gempa dll Beban-beban yang bekerja pada

struktur dihitung menurut Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983

2111 Beban Mati (qDL)

Beban mati adalah berat dari semua bagian dari suatu gedung yang bersifat tetap

termasuk segala unsur tambahan penyelesaianndashpenyelesaian mesin mesin serta

peralatan tetap yang merupakan bagian tak terpisahkan dari gedung ituUntuk

merencanakan gedung ini beban mati yang terdiri dari berat sendiri bahan

bangunan dan komponen gedung adalah

Tabel 21 Berat jenis bahan bangunan

No Material Berat Keterangan 1 Baja 7850 kgm3

2 Batu alam 2600 kgm3

3 Batu belah batu bulatbatu gunung 1500 kgm3 berat tumpuk 4 Batu karang 700 kgm3 berat tumpuk

5 Batu pecah 1450 kgm3

6 Besi tuang 7250 kgm3

7 Beton 2200 kgm3

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

7

Tabel 21 Berat jenis bahan bangunan (lanjutan)

No Material Berat Keterangan 8 Beton bertulang 2400 kgm3

9 Kayu 1000 kgm3 kelas I

10 Kerikil koral 1650 kgm3 kering udara sampai

11 Pasangan bata merah 1700 kgm3

12 Pasangan batu belah batu bulat 2200 kgm3

13 Pasangan batu cetak 2200 kgm3

14 Pasangan batu karang 1450 kgm3

15 Pasir 1600 kgm3 kering udara sampai

16 Pasir 1800 kgm3 jenuh air

17 Pasir kerikil koral 1850 kgm3 kering udara sampai

18 Tanah lempung dan lanau 1700 kgm3 kering udara sampai

19 Tanah lempung dan lanau 2000 kgm3 basah

20 Timah hitam timbel) 11400 kgm3

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

Tabel 22 Beban Mati Tambahan (komponen gedung)

No Material Berat Keterangan

1 Adukan per cm tebal

21

kgm2

- dari semen

- dari kapur semen merahtras 17 kgm2

2 Aspal per cm tebal 14 kgm2

3 Dinding pasangan bata merah

450

kgm2

- satu batu

- setengah batu 250 kgm2

4

Dinding pasangan batako - berlubang tebal dinding 20 cm (HB 20) tebal dinding 10 cm (HB 10)

200120

kgm2

kgm2

- tanpa lubang tebal dinding 15 cm tebal dinding 10 cm

300

200

kgm2

kgm2

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

8

Tabel 22 Beban mati tambahan (komponen gedung) (lanjutan)

No Material Berat Keterangan

5

Langit-langit amp dinding terdiri

- semen asbes (eternit) tebal

maks 4 mm

- kaca tebal 3-5 mm

11

10

kgm2

kgm2

termasuk rusuk-rusuk

tanpa pengantung atau

pengaku

6 Lantai kayu sederhana dengan 40 kgm2 tanpa langit-langit bentang

7 Penggantung langit-langit (kayu) 7 kgm2 bentang maks 5 m jarak

8 Penutup atap genteng 50 kgm2 dengan reng dan usuk kaso

9 Penutup atap sirap 40 kgm2 dengan reng dan usuk kaso

10 Penutup atap seng gelombang 10 kgm2 tanpa usuk

11 Penutup lantai ubin cm tebal 24 kgm2 ubin semen portland teraso

12 Semen asbes gelombang (5 mm) 11 kgm2

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

2112 Beban Hidup (qLL)

Beban hidup adalah semua beban yang terjadi akibat penghuni atau pengguna suatu

gedung termasuk beban ndash beban pada lantai yang berasal dari barang ndash barang yang

dapat berpindah mesin ndash mesin serta peralatan yang merupakan bagian yang tidak

terpisahkan dari gedung dan dapat diganti selama masa hidup dari gedung itu

sehingga mengakibatkan perubahan pembebanan lantai dan atap tersebut

Khususnya pada atap beban hidup dapat termasuk beban yang berasal dari air hujan

(PPIUG 1983)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

9

Beban hidup merupakan baban-beban gravitasi yang bekerja pada saat struktur

telah berfungsi namun bervariasi dalam besar dan lokasinya Contohnya adalah

beban orang furnitur perkakas yang dapat bergerak kendaraan dan barang-barang

yang dapat disimpan Secara praktis beban hidup bersifat tidak permanen

sedangkan yang lainnya sering berpindah-pindah tempatnya Karena tidak

diketahui besar lokasi dan kepadatannya besar dan posisi sebenarnya dari beban-

beban semacam itu sulit sekali ditentukan (Salmon dan Johnson 1992)

Beban hidup untuk bangunan terdiri dari beban hidup lantai dan beban hidup atap

yang bervariasi bergantung pada fungsi bangunan tersebut

Tabel 23 Beban Hidup Pada Lantai Bangunan

No Fungsi Beban Hidup

a Lantai dan tangga rumah tinggal kecuali disebut no b 200 kgm2

b Lantai amp tangga rumah tinggal sederhana dan gudang gudang tidak penting yang bukan untuk toko pabrik atau bengkel

125 kgm2

c Lantai sekolah ruang kuliah Kantor Toko toserba Restoran Hotel asrama Rumah Sakit

250 kgm2

d Lantai ruang olahraga 400 kgm2

e Lantai ruang dansa 500 kgm2

f Lantai dan balkon dalam dari ruang pertemuan yang lain dari pada yang disebut dalam a sd e seperti masjid gereja ruang pagelaranrapat bioskop dengan tempat duduk tetap

400 kgm2

g Lantai panggung dengan tempat duduk tidak tetap atau untuk penonton yang berdiri

500 kgm2

h Lantai Tangga bordes tangga dan gang dari yang disebut dalam c

300 kgm2

i Lantai Tangga bordes tangga dan gang dari yang disebut dalam d e f dan g

500 kgm2

j Lantai ruang pelengkap dari yang disebut dalam c d e f dan g

250 kgm2

k

Lantai Pabrik bengkel gudang Perpustakaan ruang arsiptoko buku toko besi ruang alat alat dan ruang mesin harus direncanakan terhadap beban hidup ditentukan tersendiri dengan minimum

400 kgm2

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

10

Tabel 23 Beban Hidup Pada Lantai Bangunan (lanjutan)

No Fungsi Beban Hidup

l Lantai gedung parkir bertingkat - Lantai bawah - Lantai tingkat lainnya

800 kgm2

400 kgm2

m Lantai balkon-balkon yang menjorok bebas keluar harus direncanakan terhadap beban hidupdari lantai ruang berbatasan dengan minimum

300 kgm2

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

Tabel 24 Beban Hidup Pada Atap

No Fungsi Beban Hidup

a Atap bagiannya dapat dicapai orang termasuk kanopi dan atap dak

100 kgm2

b Atap bagiannya tidak dapat dicapai orang (diambil min) - beban hujan - beban terpusat

20 kgm2 100 kg

c Balokgording tepi kantilever 200 kgm2

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

Berhubung peluang untuk terjadi beban hidup penuh yang membebani semua

bagian dan semua unsur struktur pemikul secara serempak selama unsur gedung

tersebut adalah sangat kecil maka pada perencanaan balok induk dan portal dari

system pemikul beban dari suatu struktur gedung beban hidupnya dikalikan

dengan suatu koefisien reduksi yang nilainya tergantung pada penggunaan

gedung yang ditinjau dan yang dicantumkan pada tabel 25

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

11

Tabel 25 Koefisien reduksi beban hidup

Penggunaan gedung

Koefisien Reduksi Beban HidupPerencanaan balok

induk dan portal Peninjauan

gempa

PERUMAHANPENGHUNIAN

Rumah tinggal asrama hotel rumah sakit

075 030

PENDIDIKAN Sekolah Ruang kuliah

090

050

PERTEMUAN UMUM Mesjid gereja bioskop restoran ruang dansa ruang pagelaran

090 050

KANTOR Kantor Bank 060 030

PERDAGANGAN

Toko toserba pasar 080 080

PENYIMPANAN

Gudang perpustakaan ruang arsip 080 080

INDUSTRI Pabrik bengkel 100 090

TEMPAT KENDARAAN

Garasi gedung parkir 090 050

GANG amp TANGGA - Perumahanpenghunian - Pendidikan kantor - Pertemuan umum perdagangan - Penyimpanan industri tempat

kendaraan

075 075 090

030 050 050

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

12

2113 Beban Angin (qWL)

Besarnya beban angin yang bekerja pada struktur bangunan tergantung dari

kecepatan angin rapat massa udara letak geografis bentuk dan ketinggian

bangunan serta kekakuan struktur Bangunan yang berada pada lintasan angin

akan menyebabkan angin berbelok atau dapat berhenti Sebagai akibatnya energi

kinetik dari angin akan berubah menjadi energi potensial yang berupa tekanan atau

hisapan pada bangunan Beban Angin adalah semua beban yang bekerja pada

gedung atau bagian gedung

Beban Angin ditentukan dengan menganggap adanya tekanan positif dan tekanan

negatif (hisapan) yang bekerja tegak lurus pada bidang yang ditinjau Besarnya

tekanan positif dan negatif yang dinyatakan dalam kgm2 ini ditentukan dengan

mengalikan tekanan tiup dengan koefisien ndash koefisien angin Tekan tiup harus

diambil minimum 25 kgm2 kecuali untuk daerah di laut dan di tepi laut sampai

sejauh 5 km dari tepi pantai Pada daerah tersebut tekanan hisap diambil minimum

40 kg m2 (dimana V adalah kecepatan angin dalam mdet yang harus ditentukan

oleh instansi yang berwenang Sedangkan koefisien angin ( + berarti tekanan dan ndash

berarti isapan ) beban tekanan angin disederhanakan dalam bentuk koefisen angin

yang di rangkum dalam tabel 26

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

13

Tabel 26 Koefisien Beban Angin

No Jenis Gedung Struktur Posisi Tinjauan Koefisien 1 Gedung tertutup

a Dinding vertikal b Atap segitiga

c Atap segitiga majemuk

- di pihak angin - di belakang angin - sejajar arah angin

- di pihak angin (α lt 65o)

- di pihak angin (65o lt α lt90o) - di belakang angin (semua sudut)

- bidang atap di pihak angin (α lt 65o ) - bidang atap di pihak angin

(65oltαlt90o) - bidang atap di belakang angin (semua sudut)

- bidang atap vertikal di belakang angin (semua sudut)

+ 09 - 04 - 04

( 002α - 04)

+ 09 - 04

( 002α - 04)

+ 09

- 04

+ 04

2 Gedung terbuka sebelah Sama dengan No1 dengan tambahan

- bid dinding dalam di pihak angin

- bid dinding dalam di belakang angin

+ 06

- 03

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

2114Beban Gempa

Perhitungan beban gempa dilakukan dengan standart Tata Cara Perencanaan

ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 1726 2012 Pada

peraturan tersebut menggunakan percepatan permukaan tanah (PGA) sebagai acuan

dasar standart Percepatan permukaan tanah adalah percepatan tanah yang sampai

ke lokasi bangunan tersebut akibat adanya gempa dari pusat gempa Variasi

percepatan permukaan tanah bervariasi tergantung jarak dari pusat gempa

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

14

Sumber httpekspedisikompascomcincinapiindexphpinfografis39

Gambar 21 Jalur Cincin Api dan Gunung Berapi Sebagai Pusat Gempa

Gambar 22 Peta Gempa Pada SNI 1726 2012

Beban Gempa rencana pada SNI 1726 2012 ditetapkan sebagai gempa dengan

kemungkinan terlewati besaran nya selama umur struktur bangunan 50 tahun

sebesar 2 Untuk berbagai kategori risiko struktur bangunan gedung dan non

gedung sesuai Tabel 1 pengaruh gempa rencana terhadapnya harus dikalikan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

15

dengan suatu faktor keutamaan Ie menurut Tabel 2 Khusus untuk struktur

bangunan dengan kategori risiko IV bila dibutuhkan pintu masuk untuk

operasional dari struktur bangunan yang bersebelahan maka struktur bangunan

yang bersebelahan tersebut harus didesain sesuai dengan kategori risiko IV

Tabel 27 Kategori risiko bangunan gedung dan non gedung untuk beban

gempa

Jenis pemanfaatan Kategori risiko

Gedung dan non gedung yang memiliki risiko rendah terhadap jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan termasuk tapi tidak dibatasi untuk antara lain

- Fasilitas pertanian perkebunan perternakan dan perikanan - Fasilitas sementara - Gudang penyimpanan - Rumah jaga dan struktur kecil lainnya

I

Semua gedung dan struktur lain kecuali yang termasuk dalam kategori risiko IIIIIV termasuk tapi tidak dibatasi untuk

- Perumahan - Rumah toko dan rumah kantor - Pasar - Gedung perkantoran - Gedung apartemen rumah susun - Pusat perbelanjaan mall - Bangunan industri - Fasilitas manufaktur - Pabrik

II

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

16

Tabel 27 Kategori risiko bangunan gedung dan non gedung untuk beban

gempa (lanjutan)

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

Jenis pemanfaatan Kategori risiko

Gedung dan non gedung yang memiliki risiko tinggi terhadap jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan termasuk tapi tidak dibatasi untuk

- Bioskop - Gedung pertemuan - Stadion - Fasilitas kesehatan yang tidak memiliki unit bedah dan unit gawat darurat - Fasilitas penitipan anak - Penjara - Bangunan untuk orang jompo

Gedung dan non gedung tidak termasuk kedalam kategori risiko IV yang memiliki potensi untuk menyebabkan dampak ekonomi yang besar danatau gangguan massal terhadap kehidupan masyarakat sehari-hari bila terjadi kegagalan termasuk tapi tidak dibatasi untuk

- Pusat pembangkit listrik biasa - Fasilitas penanganan air - Fasilitas penanganan limbah - Pusat telekomunikasi

Gedung dan non gedung yang tidak termasuk dalam kategori risiko IV (termasuk tetapi tidak dibatasi untuk fasilitas manufaktur proses penanganan penyimpanan penggunaan atau tempat pembuangan bahan bakar berbahaya bahan kimia berbahaya limbah berbahaya atau bahan yang mudah meledak) yang mengandung bahan beracun atau peledak di mana jumlah kandungan bahannya melebihi nilai batas yang disyaratkan oleh instansi yang berwenang dan cukup menimbulkan bahaya bagi masyarakat jika terjadi kebocoran

III

Gedung dan non gedung yang ditunjukkan sebagai fasilitas yang penting termasuk tetapi tidak dibatasi untuk

- Bangunan-bangunan monumental - Gedung sekolah dan fasilitas pendidikan - Rumah sakit dan fasilitas kesehatan lainnya yang memiliki fasilitas bedah

dan unit gawat darurat - Fasilitas pemadam kebakaran ambulans dan kantor polisi serta garasi

kendaraan darurat - Tempat perlindungan terhadap gempa bumi angin badai dan tempat

perlindungan darurat lainnya - Fasilitas kesiapan darurat komunikasi pusat operasi dan fasilitas lainnya

untuk tanggap darurat - Pusat pembangkit energi dan fasilitas publik lainnya yang dibutuhkan pada

saat keadaan darurat - Struktur tambahan (termasuk menara telekomunikasi tangki penyimpanan

bahan bakar menara pendingin struktur stasiun listrik tangki air pemadam kebakaran atau struktur rumah atau struktur pendukung air atau material atau peralatan pemadam kebakaran ) yang disyaratkan untuk beroperasi pada saat keadaan darurat

Gedung dan non gedung yang dibutuhkan untuk mempertahankan fungsi struktur bangunan lain yang masuk ke dalam kategori risiko IV

IV

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

17

Tabel 28 Faktor keutamaan gempa

(Sumber Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983)

lokasi proyek berada pada daerah wilayah medan (045g = 441 ms2) sehingga

di digunakan spectrum rencana sebagai berikut

Sumber httppuskimpugoidAplikasidesain_spektra_indonesia_2011

Gambar 23 Respon Spektrum Gempa Rencana Wilayah Medan

(SNI-03-1726-2012)

Kategori risiko Faktor keutamaan gempa Ie

I atau II 10III 125IV 150

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

18

Sistem penahan gaya gempa lateral dan vertikal dasar harus memenuhi salah

satu tipe yang ditunjukkan dalam Tabel 9 atau kombinasi sistem seperti dalam

722 723 dan 724 Pembagian setiap tipe berdasarkan pada elemen vertikal

yang digunakan untuk menahan gaya gempa lateral Sistem struktur yang

digunakan harus sesuai dengan batasan system struktur dan batasan ketinggian

struktur yang ditunjukkan dalam Tabel 9 Koefisien modifikasi respons yang

sesuai R faktor kuat lebih sistem 0 Ω dan koefisien amplifikasi defleksi d C

sebagaimana ditunjukkan dalam Tabel9 harus digunakan dalam penentuan

geser dasar gaya desain elemen dan simpangan antarlantai tingkatdesain

Setiap sistem penahan gaya gempa yang dipilih harus dirancang dan didetailkan

sesuai dengan persyaratan khusus bagi sistem tersebut yang ditetapkan dalam

dokumen acuan yang berlaku seperti terdaftar dalam Tabel 9 dan persyaratan

tambahan yang ditetapkan dalam 714 Sistem penahan gaya gempa yang tidak

termuat dalam Tabel 9 diijinkan apabila data analitis dan data uji diserahkan

kepada pihak yang berwenang memberikan persetujuan yang membentuk

karakteristik dinamis dan menunjukkan tahanan gaya lateral dan kapasitas

disipasi energi agar ekivalen dengan sistem struktur yang terdaftar dalam Tabel

9 untuk nilainilai ekivalen dari koefisien modifikasi respons R koefisien kuat-

lebih sistem Ω0 dan factor amplifikasi defleksi Cd (SNI 17262012)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

19

Tabel 29 Faktor R Cd dan Ω0 untuk sistem penahan gaya gempa

Sistem penahan-gaya seismik

Koefisien modifika

si respons

Ra

Faktor kuat- lebih sistem

Ω0g

Faktor

pembesaran defleksi

Cdb

Batasan sistem struktur dan batasan

tinggi struktur h (m) c

Kategori desain seismik

B C D

d E d

F e

A Sistem dinding penumpu 711 712 713 714 715 716 717 718

1 Dinding geser beton bertulang khusus 5 2frac12 5 TB TB 48 48 30

2 Dinding geser beton bertulang biasa 4 2frac12 4 TB TB TI TI TI

3 Dinding geser beton polos didetail 2 2frac12 2 TB TI TI TI TI

4 Dinding geser beton polos biasa 1frac12 2frac12 1frac12 TB TI TI TI TI

5 Dinding geser pracetak menengah 4 2frac12 4 TB TB 12k 12k 12k

6 Dinding geser pracetak biasa 3 2frac12 3 TB TI TI TI TI

7 Dinding geser batu bata bertulang khusus 5 2frac12 3frac12 TB TB 48 48 30

8 Dinding geser batu bata bertulang h

3frac12 2frac12 2frac14 TB TB TI TI TI

9 Dinding geser batu bata bertulang biasa 2 2frac12 1frac34 TB 48 TI TI TI

10Dinding geser batu bata polos didetail 2 2frac12 1frac34 TB TI TI TI TI

11Dinding geser batu bata polos biasa 1frac12 2frac12 1frac14 TB TI TI TI TI

12Dinding geser batu bata prategang 1frac12 2frac12 1frac34 TB TI TI TI TI

13Dinding geser batu bata ringan (AAC) bertulang biasa

2 2frac12 2 TB 10 TI TI TI

14Dinding geser batu bata ringan (AAC) polos biasa

1frac12 2frac12 1frac12 TB TI TI TI TI

15Dinding rangka ringan (kayu) dilapisidengan panel struktur kayu yang ditujukanuntuk tahanan geser atau dengan lembaran baja

6frac12 3 4 TB TB 20 20 20

16Dinding rangka ringan (baja canai dingin)yang dilapisi dengan panel struktur kayuyang ditujukan untuk tahanan geser ataudengan lembaran baja

6frac12 3 4 TB TB 20 20 20

17 Dinding rangka ringan dengan panel geser dari semua material lainnya

2 2frac12 2 TB TB 10 TI TI

18Sistem dinding rangka ringan (baja canai dingin) menggunakan bresing strip datar

4 2 3frac12 TB TB 20 20 20

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

20

Tabel 29 Faktor R Cd dan Ω0 untuk sistem penahan gaya gempa (lanjutan)

Sistem penahan-gaya seismik

Koefisien modifikasi respons

Ra

Faktor kuat- lebih sistem

Ω0g

Faktor

pembesarandefleksi

Cdb

Batasan sistem struktur dan batasan

tinggi struktur h (m) c

Kategori desain seismik

B C D d E

d F

e

B Sistem rangka bangunan

1 Rangka baja dengan bresing eksentris 8 2 4 TB TB 48 48 30

2 Rangka baja dengan bresing konsentris 6 2 5 TB TB 48 48 30 3 Rangka baja dengan bresing konsentris biasa 3frac14 2 3frac14 TB TB 10j 10j TIj

4 Dinding geser beton bertulang khusus 6 2frac12 5 TB TB 48 48 30

5 Dinding geser beton bertulang biasa 5 2frac12 4 TB TB TI TI TI 6 Dinding geser beton polos detail 2 2frac12 2 TB TI TI TI TI

7 Dinding geser beton polos biasa 1frac12 2frac12 1 TB T TI TI TI

8 Dinding geser pracetak menengah 5 2frac12 4 TB TB 12k 12k 12k

9 Dinding geser pracetak biasa 4 2frac12 4 TB TI TI TI TI 10Rangka baja dan beton komposit

dengan bresing eksentris 8 2 4 TB TB 48 48 30

11Rangka baja dan beton komposit dengan bresing konsentris khusus

5 2 4frac12

TB TB 48 48 30

12Rangka baja dan beton komposit dengan bresing biasa

3 2 3 TB TB TI TI TI

13Dinding geser pelat baja dan beton komposit 6frac12 2frac12 5 TB TB 48 48 30

14Dinding geser baja dan beton komposit 6 2frac12 5 TB TB 48 48 30

15Dinding geser baja dan beton komposit biasa 5 2frac12 4 TB TB TI TI TI

16Dinding geser batu bata bertulang khusus 5frac12 2frac12 4 TB TB 48 48 30

17Dinding geser batu bata bertulang menengah 4 2frac12 4 TB TB TI TI TI

18Dinding geser batu bata bertulang biasa 2 2frac12 2 TB 48 TI TI TI

19Dinding geser batu bata polos didetail 2 2frac12 2 TB TI TI TI TI

20Dinding geser batu bata polos biasa 1frac12 2frac12 1 TB T TI TI TI

21Dinding geser batu bata prategang 1frac12 2frac12 1 TB T TI TI TI

22Dinding rangka ringan (kayu) yang dilapisi dengan panel struktur kayu yangdimaksudkan untuk tahanan geser

7 2frac12 4frac12 TB TB 22 22 22

23Dinding rangka ringan (baja canai dingin)yang dilapisi dengan panel struktur kayuyang dimaksudkan untuk tahanan geser atau dengan lembaran baja

7 2frac12 4frac12 TB TB 22 22 22

24Dinding rangka ringan dengan panel geser dari semua material lainnya

2frac12 2frac12 2frac12 TB TB 10 TB TB

25Rangka baja dengan bresing terkekang terhadap tekuk

8 2frac12 5 TB TB 48 48 30

26Dinding geser pelat baja khusus 7 2 6 TB TB 4 48 30

C Sistem rangka pemikul momen

1 Rangka baja pemikul momen khusus 8 3 5frac12 TB TB T TB TB

2 Rangka batang baja pemikul momen khusus 7 3 5frac12 TB TB 48 30 TI

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

21

Tabel 29 Faktor R Cd dan Ω0 untuk sistem penahan gaya gempa (lanjutan)

Sistem penahan-gaya seismik

Koefisien

modifikasi respons

Ra

Faktor kuat- lebih sistem

Ω0g

Faktor

pembesaran defleksi

Cdb

Batasan sistem struktur dan batasan

tinggi struktur h (m) c

Kategori desain seismik

B C Dd E

d F

e

3 Rangka baja pemikul momen menengah 4frac12 3 4 TB 1TB 10hi TIh TIi

4 Rangka baja pemikul momen biasa 3frac12 3 3 TB TB TIh TIh TIi

5 Rangka beton bertulang pemikul momen khusus

8 3 5frac12 TB TB TB TB TB

6 Rangka beton bertulang pemikul momen menengah

5 3 4frac12 TB TB TI TI TI

7 Rangka beton bertulang pemikul momen 3 3 2frac12 TB TI TI TI TI

8 Rangka baja dan beton komposit pemikul momen khusus

8 3 5frac12 TB TB TB TB TB

9 Rangka baja dan beton komposit pemikul momen menengah

5 3 4frac12 TB TB TI TI TI

10Rangka baja dan beton komposit terkekang parsial pemikul momen

6 3 5frac12 48 48 30 TI TI

11Rangka baja dan beton komposit pemikul momen biasa

3 3 2frac12 TB TI TI TI TI

12 Rangka baja canai dingin pemikul momen khusus dengan pembautan

3frac12 3o 3frac12 10 10 10 10 10

D Sistem ganda dengan rangka pemikul momen khusus yang mampu menahan paling sedikit 25 persen gaya gempayang ditetapkan

1 Rangka baja dengan bresing eksentris 8 2frac12 4 TB TB TB TB TB

2 Rangka baja dengan bresing konsentris khusus

7 2frac12 5frac12 TB TB TB TB TB

3 Dinding geser beton bertulang khusus 7 2frac12 5frac12 TB TB TB TB TB

4 Dinding geser beton bertulang biasa 6 2frac12 5 TB TB TI TI TI

5 Rangka baja dan beton komposit dengan bresing eksentris

8 2frac12 4 TB TB TB TB TB

6 Rangka baja dan beton komposit dengan bresing konsentris khusus

6 2frac12 5 TB TB TB TB TB

7 Dinding geser pelat baja dan beton 7frac12 2frac12 6 TB TB TB TB TB

8 Dinding geser baja dan beton komposit 7 2frac12 6 TB TB TB TB TB

9 Dinding geser baja dan beton komposit 6 2frac12 5 TB TB TI TI TI 10Dinding geser batu bata bertulang khusus 5frac12 3 5 TB TB TB TB TB

11Dinding geser batu bata bertulang 4 3 3frac12 TB TB TI TI TI

12Rangka baja dengan bresing terkekang terhadap tekuk

8 2frac12 5 TB TB TB TB TB

13Dinding geser pelat baja khusus 8 2frac12 6frac12 TB TB TB TB TB

E Sistem ganda dengan rangka pemikul momen menengah mampu menahan paling sedikit 25 persen gayagempayang ditetapkan

1 Rangka baja dengan bresing

konsentris khususf

6 2frac12 5 TB TB 10 TI TIhk

2 Dinding geser beton bertulang khusus 6frac12 2frac12 5 TB TB 48 30 30

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

22

Tabel 29 Faktor R Cd dan Ω0 untuk sistem penahan gaya gempa (lanjutan)

Sistem penahan-gaya seismik

Koefisien

modifikasi respons

Ra

Faktor kuat- lebih sistem

Ω0g 0

Faktor

pembesaran defleksi

Cdb

Batasan sistem struktur dan batasan

tinggi struktur h (m) c

Kategori desain seismik

B C Dd E d F e

3 Dinding geser batu bata bertulang biasa 3 3 2frac12 TB 48 TI T TI 4 Dinding geser batu bata bertulang 3frac12 3 3 TB TB TI TI TI

5 Rangka baja dan beton komposit dengan bresing konsentris khusus

5frac12 2frac12 4frac12 TB TB 48 30 TI

6 Rangka baja dan beton komposit dengan bresing biasa

3frac12 2frac12 3 TB TB TI TI TI

7 Dinding geser baja dan betonkomposit 5 3 4frac12 TB TB TI TI TI

8 Dinding geser beton bertulang biasa 5frac12 2frac12 4frac12 TB TB TI TI TI

F Sistem interaktif dinding geser-rangka dengan rangka pemikul momen beton bertulang biasa dan dinding geser beton bertulang biasa

4frac12 2frac12 4 TB TI TI TI TI

G Sistem kolom kantilever didetail untuk memenuhi persyaratan

1 Sistem kolom baja dengan kantilever khusus

2frac12 1frac14 2frac12 10 10 10 10 10

2 Sistem kolom baja dengan kantilever biasa 1frac14 1frac14 1frac14 10 10 TI TIhi TIh

i3 Rangka beton bertulang pemikul momen

khusus 2frac12 1frac14 2frac12 10 10 10 10 10

4 Rangka beton bertulang pemikul momen menengah

1frac12 1frac14 1frac12 10 10 TI TI TI

5 Rangka beton bertulang pemikul momen biasa

1 1frac14 1 10 TI TI TI TI

6 Rangka kayu 1frac12 1frac12 1frac12 10 10 10 TI TI

H Sistem baja tidak didetail secara khusus untuk ketahanan seismik tidak termasuk sistem kolom kantilever

3 3 3 TB TB TI TI TI

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

Bekerjanya beban untuk bangunan bertingkat berlaku sistem gravitasi yaitu

elemen struktur yang berada di atas akan membebani elemen struktur di

bawahnya atau dengan kata lain elemen struktur yang mempunyai kekuatan

lebih besar akan menahan atau memikul elemen struktur yang mempunyai

kekuatan lebih kecil

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

23

Dengan demikian sistem bekerjanya beban untuk elemen ndash elemen struktur

gedung bertingkat secara umum dapat dinyatakan sebagai berikut beban pelat

lantai didistribusikan terhadap balok anak dan balok portal beban balok portal

didistribusikan ke kolom dan beban kolom kemudian diteruskan ke tanah dasar

melalui pondasi

Dalam perumusan kriteria desain seismik suatu bangunan di permukaan tanah

atau penentuan amplifikasi besaran percepatan gempa puncak dari batuan dasar

ke permukaan tanah untuk suatu situs maka situs tersebut harus diklasifikasikan

terlebih dahulu Profil tanah di situs harus diklasifikasikan sesuai dengan Tabel

210 berdasarkan profil tanah lapisan 30 m paling atas Penetapan kelas situs

harus melalui penyelidikan tanah di lapangan dan dilaboratorium yang

dilakukan oleh otoritas yang berwewenang atau ahli desain geoteknik

bersertifikat dengan minimal mengukur secara independen dua dari tiga

parameter tanah yang tercantum dalam Tabel 210 Dalam hal ini kelas situs

dengan kondisi yang lebih buruk harus diberlakukan Apabila tidak tersedia data

tanah yang spesifik pada situs sampai kedalaman 30 m maka sifat-sifat tanah

harus diestimasi oleh seorang ahli geoteknik yang memiliki sertifikatijin

keahlian yang menyiapkan laporan penyelidikan tanah berdasarkan kondisi

getekniknya Penetapan kelas situs SA dan kelas situs SB tidak diperkenankan

jika terdapat lebih dari 3 m lapisan tanah antara dasar telapak atau rakit fondasi

dan permukaan batuan dasar (SNI 17262012)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

24

Tabel 210 Klasifikasi situs

Kelas situs vs (mdetik) N atau N ch su (kPa)

SA (batuan keras) gt1500 NA NA SB (batuan) 750 sampai 1500 NA NA SC (tanah keras sangat padat dan batuan lunak)

350 sampai 750 gt50

2100

SD (tanah sedang) 175 sampai 350 15sampai 50 50 sampai100 lt 175 lt15 lt 50SE (tanah lunak) Atau setiap profil tanah yang mengandung lebih dari 3 m tanah dengan

karateristik sebagai berikut 1 Indeks plastisitas PI gt 20 2 Kadar air w 2 40 3 Kuat geser niralir su lt 25 kPa

SF (tanah khusus)

Setiap profil lapisan tanah yang memiliki salah satu atau lebih dari karakteristik berikut - Rawan dan berpotensi gagal atau runtuh akibat beban gempa seperti

mudah likuifaksi lempung sangat sensitif tanah tersementasi lemah - Lempung sangat organik danatau gambut (ketebalan H gt 3 m)

- Lempung berplastisitas sangat tinggi (ketebalan H gt 75 m dengan

Indeks Plasitisitas PI gt 75 ) Lapisan lempung lunaksetengah teguh dengan ketebalan H gt 35 m

dengan su lt 50 kPa

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

- Kecepatan rata-rata gelombang geser Vs

Dimana

di = tebal setiap lapisan antara kedalaman 0 sampai 30 meter

Vsi = kecepatan gelombang geser lapisan i dinyatakan dalam meter per

detik (mdetik)

- Tahanan penetrasi standar lapangan rata-rata N

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

25

Dimana

di = tebal setiap lapisan antara kedalaman 0 sampai 30 meter

Ni = tahanan penetrasi standar 60 persen energy ( N60 ) yang terukur

langsung di lapangan tanpa koreksi dengan nilai tidak lebih dari

305 pukulanm

- Kuat geser niralir rata-rata Su

Dimana

dc = jumlah ketebalan total dari lapisan - lapisan tanah kohesif di

dalam lapisan 30 meter paling atas

Sui = kuat geser niralir (kPa) dengan nilai tidak lebih dari 250 kPa

Untuk penentuan respons spektral percepatan gempa MCER di permukaan tanah

diperlukan suatu faktor amplifikasi seismik pada perioda 02 detik dan perioda 1

detik Faktor amplifikasi meliputi faktor amplifikasi getaran terkait percepatan pada

getaran perioda pendek (Fa) dan faktor amplifikasi terkait percepatan yang

mewakili getaran perioda 1 detik (Fv) Parameter spektrum respons percepatan pada

perioda pendek (SMS) dan perioda 1 detik (SM1) Yang disesuaikan dengan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

26

pengaruh klasifikasi situs (SNI 17262012) harus ditentukan dengan perumusan

berikut ini

SMS = Fa Ss

SM1 = Fv S1

Dimana

Ss = parameter respons spektral percepatan gempa MCER terpetakan untuk

perioda pendek

S1 = parameter respons spektral percepatan gempa MCER terpetakan untuk

perioda 10 detik

dan koefisien situs Fa dan Fv mengikuti Tabel 211 dan Tabel 212

Tabel 211 Koefisien situs Fa

Kelas situs

Parameter respons spektral percepatan gempa (MCER) terpetakan padaperioda pendek T=02 detik Ss

Ss s 025 Ss = 05 Ss = 075 Ss = 10 Ss 2 125 SA 08 08 08 08 08SB 10 10 10 10 10SC 12 12 11 10 10SD 16 14 12 11 10SE 25 17 12 09 09SF SSb

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

CATATAN

- Untuk nilai-nilai antara Ss dapat dilakukan interpolasi linier

- SS = Situs yang memerlukan investigasi geoteknik spesifik dan analisis respons situs spesifik

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

27

Tabel 212 Koefisien situs Fv

Kelas situs

Parameter respons spektral percepatan gempa MCER terpetakan padaperioda 1 detik S1

S1 s 01 S1 = 02 S1 = 03 S1 = 04 S1 2 05 SA 08 08 08 08 08SB 10 10 10 10 10SC 17 16 15 14 13SD 24 2 18 16 15SE 35 32 28 24 24SF SSb

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

CATATAN

- Untuk nilai-nilai antara Ss dapat dilakukan interpolasi linier

- SS = Situs yang memerlukan investigasi geoteknik spesifik dan analisis respons situs spesifik Struktur harus ditetapkan memiliki suatu kategori desain seismik Struktur dengan

kategori risiko I II atau III yang berlokasi di mana parameter respons spektral

percepatan terpetakan pada perioda 1 detik S1 lebih besar dari atau sama dengan

075 harus ditetapkan sebagai struktur dengan kategori desain seismik E Struktur

yang berkategori risiko IV yang berlokasi di mana parameter respons spektral

percepatan terpetakan pada perioda 1 detik S1 lebih besar dari atau sama dengan

075 harus ditetapkan sebagai struktur dengan kategori desain seismik F Semua

struktur lainnya harus ditetapkan kategori desain seismiknya berdasarkan kategori

risikonya dan parameter respons spektral percepatan desainnya SDS dan SD1

Masing-masing bangunan dan struktur harus ditetapkan ke dalam kategori desain

seismik yang lebih parah dengan mengacu pada Tabel 213 atau 214 terlepas dari

nilai perioda fundamental getaran struktur T (SNI 17262012)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

28

Tabel 213 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan pada perioda pendek

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

Tabel 214 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons

percepatan pada perioda 1 detik

Nilai S D1 Kategori risiko

I atau II atau III IV

SD1 lt 0167 A A

0067 lt SD1 lt 0133 B C

0133 lt SD1 lt 020 C D

020 lt SD1 D D (Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung

dan non gedung SNI 17262012)

Geser dasar seismik V dalam arah yang ditetapkan harus ditentukan sesuai

dengan persamaan berikut

V = Cs W

Keterangan

Cs = koefisien respons seismik

W = berat seismik efektif

Berat seismik efektif struktur W menurut SNI 17262012 harus menyertakan

seluruh beban mati dan beban lainnya yang terdaftar di bawah ini

Nilai SDS Kategori risiko

I atau II atau III IV

SDS lt 0167 A A

0167 lt SDS lt 033 B C

033 lt SDS lt 050 C D

050 lt SDS D D

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

29

1 Dalam daerah yang digunakan untuk penyimpanan minimum sebesar 25

persen beban hidup lantai (beban hidup lantai di garasi publik dan struktur

parkiran terbuka serta beban penyimpanan yang tidak melebihi 5 persen

dari berat seismik efektif pada suatu lantai tidak perlu disertakan)

2 Jika ketentuan untuk partisi disyaratkan dalam desain beban lantai diambil

sebagai yang terbesar di antara berat partisi aktual atau berat daerah lantai

minimum sebesar 048 kNm2

3 Berat operasional total dari peralatan yang permanen

4 Berat lansekap dan beban lainnya pada taman atap dan luasan sejenis

lainnya

Koefisien respons seismik Cs harus ditentukan sesuai dengan

Cs =

Dimana

SDS = parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang perioda

pendek

R = faktor modifikasi respons dalam Tabel 29

Ie = faktor keutamaan gempa yang ditentukan sesuai Tabel 28

Nilai Cs yang dihitung sesuai dengan Persamaan diatas tidak perlu melebihi Cs dari

persamaan di bawah

Cs =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

30

Cs yang di dapatkan harus tidak kurang dari

Cmin = 0044 SDS Ie gt 001

Sebagai tambahan untuk struktur yang berlokasi di daerah di mana 1 S sama

dengan atau lebih besar dari 06g maka Cs harus tidak kurang dari

Cs =

Dimana

SDS = parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang perioda

pendek

SD1 = parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang sebesar

10 detik

R = faktor modifikasi respons dalam Tabel 29

Ie = faktor keutamaan gempa yang ditentukan sesuai Tabel 28

T = perioda fundamental struktur (detik)

Perioda fundamental pendekatan Ta dalam detik harus ditentukan dari

Ta = Ct

Dimana

hn = ketinggian struktur dalam (m)

Ct = koefisien prioda struktur pendekatan yang ditentukan dalam tabel 213

x = koefisien ketinggian yang ditentukan dalam tabel 213

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

31

Tabel 215 Nilai parameter perioda pendekatan Ct dan x

Tipe struktur Ct x

Sistem rangka pemikul momen di mana rangka memikul 100 persen gaya gempa yang disyaratkan dan tidak dilingkupi atau dihubungkan dengan komponen yang lebih kaku dan akan mencegah rangka dari defleksi jika dikenai gaya gempa

Rangka baja pemikul momen 00724 a 08

Rangka beton pemikul momen 00466 a 09

Rangka baja dengan bresing eksentris 00731 a 075

Rangka baja dengan bresing terkekang terhadap tekuk 00731 a 075

Semua sistem struktur lainnya 00488 a 075

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

Sebagai alternatif menurut SNI 17262012 untuk menentukan perioda fundamental

pendekatan Ta dalam detik dari persamaan berikut untuk struktur dengan

ketinggian tidak melebihi 12 tingkat di mana sistem penahan gaya gempa terdiri

dari rangka penahan momen beton atau baja secara keseluruhan dan tinggi tingkat

paling sedikit 3 m

Ta = 01N

Dimana

N = jumlah tingkat (m)

Perioda fundamental struktur harus dibatasi dengan

Tmax = Cu Ta

Dimana

Ta = waktu getar struktur dalam (m)

Cu = koefisien batas prioda struktur yang ditentukan dalam tabel 214

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

32

Tabel 216 Koefisien untuk batas perioda struktur

Parameter percepatan respons spektral desain pada 1 detik S D1

Koefisien Cu

gt 04 14 03 14 02 15

015 16

lt 01 17 (Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur

gedung dan non gedung SNI 17262012)

212 Kombinasi Pembebanan

komponen-elemen struktur dan elemen-elemen fondasi menurut SNI

17262012 harus dirancang sedemikian hingga kuat rencananya sama atau melebihi

pengaruh beban-beban terfaktor dengan kombinasi-kombinasi sebagai berikut

1 14D

2 12D + 16L + 05(Lr atau R)

3 12D + 16(Lr atau R) + (L atau 05W)

4 12D + 10 W + L + 05(Lr atau R)

5 12D + 10 E + L

6 09D + 10 W

7 09D + 10 E

8

Pengaruh beban gempa E harus ditentukan sesuai dengan berikut ini

1 Untuk penggunaan dalam kombinasi beban 5 dalam

E = Eh + Ev

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

33

2 Untuk penggunaan dalam kombinasi beban 7

E = Eh - Ev

Keterangan

E = pengaruh beban gempa

Eh = pengaruh beban gempa horisontal

Ev = pengaruh beban gempa vertikal

Pengaruh beban gempa horisontal Eh harus ditentukan sesuai dengan Persamaan

sebagai berikut

E h = ρQh

Keterangan

Q = pengaruh gaya gempa horisontal dari V atau F p

ρ = faktor redundansi

Untuk struktur yang dirancang untuk kategori desain seismik D E atau Fm

SNI 17262012 mengatur ρ harus sama dengan 13 kecuali jika satu dari dua

kondisi berikut dipenuhi di mana p diijinkan diambil sebesar 10

a Masing-masing tingkat yang menahan lebih dari 35 persen geser dasar dalam

arah yang ditinjau harus sesuai dengan Tabel 212

b Struktur dengan denah beraturan di semua tingkat dengan sistem penahan gaya

gempa terdiri dari paling sedikit dua bentang perimeter penahan gaya gempa

yang merangka pada masing-masing sisi struktur dalam masing-masing arah

ortogonal di setiap tingkat yang menahan lebih dari 35 persen geser dasar

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

34

Jumlah bentang untuk dinding geser harus dihitung sebagai panjang dinding

geser dibagi dengan tinggi tingkat atau dua kali panjang dinding geser dibagi

dengan tinggi tingkat hsx untuk konstruksi rangka ringan

Tabel 217 Persyaratan untuk masing-masing tingkat yang menahan lebih

dari 35 persen gaya geser dasar

Elemen penahan gaya lateral

Persyaratan

Rangka dengan bresing

Pelepasan bresing individu atau sambungan yang terhubung tidak akan mengakibatkan reduksi kuat tingkat sebesar lebih dari 33 persen atau sistem yang dihasilkan tidak mempunyai ketidakteraturan torsi yang berlebihan (ketidakteraturan struktur horisontal Tipe 1b)

Rangka pemikul momen

Kehilangan tahanan momen di sambungan balok ke kolom di kedua ujung balok tunggal tidak akan mengakibatkan lebih dari reduksi kuat tingkat sebesar33 persen atau sistem yang dihasilkan tidak mempunyai ketidakteraturantorsi yang berlebihan (ketidakteraturan struktur horisontal Tipe 1b)

Dinding geser atau pilar dinding dengan rasio tinggi terhadap panjang lebih besar dari 10

Pelepasan dinding geser atau pier dinding dengan rasio tinggi terhadap panjang lebih besar dari 10 di semua tingkat atau sambungan kolektor yang terhubung tidak akan mengakibatkan lebih dari reduksi kuat tingkat sebesar 33 persen atau sistem yang dihasilkan mempunyai ketidakteraturan torsi yang berlebihan (ketidakteraturan struktur horisontal Tipe 1b)

Kolom kantilever Kehilangan tahanan momen di sambungan dasar semua kolom kantilever tunggal tidak akan mengakibatkan lebih dari reduksi kuat tingkat sebesar 33 persen atau sistem yang dihasilkan mempunyai ketidakteraturan torsi yang berlebihan (ketidakteraturan struktur horisontal Tipe 1b)

Lainnya Tidak ada persyaratan

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

22 Kinerja Struktur Gedung

221 Kinerja Batas Layan

Kinerja batas layan struktur gedung ditentukan oleh simpangan antar tingkat

akibat pengaruh gempa rencana yaitu untuk membatasi terjadinya pelelehan baja

dan peretakan beton yang berlebihan di samping untuk mencegah kerusakan

nonstruktur dan ketidaknyamanan penghuni Simpangan antar-tingkat ini harus

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

35

dihitung dari simpangan struktur gedung tersebut akibat pengaruh gempa nominal

yang telah dibagi Faktor Skala

Faktor Skala =

gt 1

Dimana

V1 = Gaya geser dasar nominal sebagai respons dinamik ragam yang

pertama saja

Vt = Gaya geser dasar nominal yang didapat dari hasil analisis ragam

spektrum respons yang telah dilakukan

Gaya geser dasar nominal yang didapat dari hasil spektrum respons Analisis harus

dilakukan untuk menentukan ragam getar alami untuk struktur Analisis harus

menyertakan jumlah ragam yang cukup untuk mendapatkan partisipasi massa

ragam terkombinasi sebesar paling sedikit 90 persen dari massa aktual dalam

masing-masing arah horisontal ortogonal dari respons yang ditinjau oleh model

Parameter respons ragam untuk masing-masing parameter desain terkait gaya yang

ditinjau termasuk simpangan antar lantai tingkat gaya dukung dan gaya elemen

struktur individu untuk masing-masing ragam respons harus dihitung menggunakan

properti masing-masing ragam dan spectrum respons dibagi dengan kuantitas (R

Ie) Parameter respons terkombinasi untuk perpindahan dan kuantitas simpangan

antar lantai harus dikalikan dengan kuantitas (CdIe) Nilai untuk masing-masing

parameter yang ditinjau yang dihitung untuk berbagai ragam harus

dikombinasikan menggunakan metoda akar kuadrat jumlah kuadrat (SRSS) atau

metoda kombinasi kuadrat lengkap (CQC) sesuai dengan SNI 17262012 Metoda

CQC harus digunakan untuk masing-masing nilai ragam di mana ragam berjarak

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

36

dekat mempunyai korelasi silang yang signifikan di antara respons translasi dan

torsi

Kinerja batas ultimit struktur gedung ditentukan oleh simpangan antar-tingkat

maksimum struktur gedung akibat pengaruh gempa rencana dalam kondisi struktur

gedung di ambang keruntuhan yaitu untuk membatasi kemungkinan terjadinya

keruntuhan struktur gedung yang dapat menimbulkan korban jiwa manusia dan

untuk mencegah benturan berbahaya antar-gedung atau antar bagian struktur

gedung yang dipisah dengan sela pemisah (sela delatasi) simpangan antar-tingkat

ini harus dihitung dari simpangan struktur gedung akibat pembebanan gempa

nominal (SNI 17262002) Penentuan simpangan antar lantai tingkat desain ( ∆ )

harus dihitung sebagai perbedaan defleksi pada pusat massa di tingkat teratas dan

terbawah yang ditinjau Lihat Gambar 24 Apabila pusat massa tidak terletak

segaris dalam arah vertikal diijinkan untuk menghitung defleksi di dasar tingkat

berdasarkan proyeksi vertikal dari pusat massa tingkat di atasnya (SNI 17262012)

Gambar 24 Penentuan simpangan antar lantai

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

37

Defleksi pusat massa di tingkatx (δx) (mm) harus ditentukan sesuai dengan

persamaan berikut

δx =

Dimana

Cd = faktor amplifikasi defleksi dalam Tabel 29

δxe = defleksi pada lokasi yang disyaratkan pada pasal ini yang ditentukan

dengan analisis elastis

Ie = faktor keutamaan gempa yang ditentukan sesuai dengan tabel 28

Simpangan antar lantai tingkat desain ∆ tidak boleh melebihi simpangan antar

lantai tingkat ijin ∆a seperti didapatkan dari Tabel 213 untuk semua tingkat

Tabel 218 Simpangan antar lantai ijin

Struktur

Kategori risiko

I atau II III IV

Struktur selain dari struktur dinding geser batu bata 4 tingkat atau kurang dengan dinding interior partisi langit-langit dan sistem dinding eksterior yang telah didesain untuk mengakomodasi simpangan antar lantai tingkat

0025h c

sx 0020 hsx 0015 hsx

Struktur dinding geser kantilever batu batad 0010 hsx 0010 hsx 0010 hsx

Struktur dinding geser batu bata lainnya 0007 hsx 0007 hsx 0007 hsx

Semua struktur lainnya 0020 hsx 0015 hsx 0010 hsx

(Sumber Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung SNI 17262012)

Dua bagian struktur gedung yang tidak direncanakan untuk bekerja sama sebagai

satu kesatuan dalam mengatasi pengaruh Gempa Rencana harus dipisahkan yang

satu terhadap yang lainnya dengan suatu sela pemisah (sela delatasi) yang lebarnya

paling sedikit harus sama dengan jumlah simpangan masing-masing bagian struktur

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

38

gedung pada taraf itu Dalam segala hal lebar sela pemisah tidak boleh ditetapkan

kurang dari 75 mm (SNI 17262012)

222 Kinerja Batas kekuatan

2221 Perencanaan Pelat Floor Deck

Floor deck pada pelat menggantikan fungsi tulangan Tarik pada daerah

lapangan Analisis pelat floor deck meggunakan metode pelat satu arah Bila pelat

mengalami rotasi bebas pada tumpuan pelat dan tumpuan sangat kaku terhadap

momen puntir maka pelat itu dikatakan jepit penuh Bila balok tepi tidak cukup

kuat untuk mencegah rotasi maka dikatakan terjepit sebagian Tebal minimum

yang ditentukan dalam Tabel 214 berlaku untuk konstruksi satu arah yang tidak

menumpu atau tidak disatukan dengan partisi atau konstruksi lain yang mungkin

akan rusak akibat lendutan yang besar kecuali bila erhitungan lendutan

menunjukkan bahwa ketebalan yang lebih kecil dapat digunakan tanpa

menimbulkan pengaruh yang merugikan

Tabel 219 Tebal Minimum Balok Non-Prategang Atau Pelat Satu Arah Bila

Lendutan Tidak Dihitung Tebal minimum h

Komponen struktur Tertumpu Satu ujung Kedua ujung Kantilever

Komponen struktur tidak menumpu atau tidak dihubungkan dengan partisi ataukonstruksi lainnya yang mungkin rusak oleh lendutan yang besar

Pelat masif satu-arah 20

24

28

10

Balok atau pelat rusuk satu-arah 16

185

21

8

(Sumber Tata cara perhitungan struktur beton untuk bangunan gedung SNI 28472002)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

39

CATATAN Panjang bentang dalam mm Nilai yang diberikan harus digunakan langsung untuk komponen struktur dengan beton normal dan tulangan tulangan Mutu 420 MPa Untuk kondisi lain nilai di atas harus dimodifikasikan sebagai berikut a Untuk struktur beton ringan dengan berat jenis (equilibrium density) w di antara 1440 sampai

1840 kgm3 nilai tadi harus dikalikan dengan (165 ndash 00003wc) tetapi tidak kurang dari 109

b Untuk fy selain 420 MPa nilainya harus dikalikan dengan (04 + fy700)

a Disain pada Momen Positif

Disain pada momen positif gaya Tarik disumbangkan oleh metal deck dan

gaya tekan disumbangkan oleh beton Dalam hal ini penampang beton

berbentuk persegi panjang

Gambar 25 Diagram tegangan momen positif floor deck

Penulangan lentur dihitung analisa tulangan tunggal dengan langkah-langkah

sebagai berikut

Mn =

Dimana ϕ= 08

Rn =

m =

ρ = 1 ndash 1 ndash

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

40

As PERLU = ρ b d

rasio tulangan minimum menggunakan syarat tulangan susut dan tulangan

suhu sebagai acuan dan di tabelkan sebagai berikut

Tabel 220 Rasio Tulangan Minimum Pada Pelat

Jenis Pelat ρmin

Pelat yang menggunakan batang tulangan ulir mutu 300 00020

Pelat yang menggunakan batang tulangan ulir atau jaring kawat las 00018

Pelat yang menggunakan tulangan dengan tegangan leleh melebihi 00018 x 400 fy

(Sumber Tata cara perhitungan struktur beton untuk bangunan gedung SNI 28472002)

Persyaratan lain yang harus dipenuhi dalam mendisain pelat satu arah adalah

jarak tulangan maximum Pasal 12 SNI 03-2847-2002 butir 64 jarak tulangan

adalah

S = ndash 25 Cc

Dimana

fs = 60 fy

Cc = Selimut Beton

b Disain pada Momen Negatif

Disain pada momen positif gaya Tarik disumbangkan oleh wiremesh dan gaya

tekan disumbangkan oleh beton Dalam hal ini penampang beton berbentuk

sebagai berikut

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

41

Gambar 26 Diagram tegangan momen negatif floor deck

2222 Perencanaan Pelat Chekered

Pelat metal didisain menggunakan metode pelat satu arah syarat batas yang

harus di penuhi pelat metal adalah

ϕMn gt Mu

dimana

ϕMn = momen nominal = Zx fy

Mu = momen ultimate

2223 Perencanaan Batang Tekan

Kekuatan tekan disain harus nilai terendah yang diperoleh berdasarkan

keadaan batas dari tekuk lentur tekuk torsi dan tekuk torsi lentur Profil dengan

dominan keruntuhan tekuk lentur kekuatan nominal nya adalah

ϕPn = 09 fcr A

tegangan kritis fcr ditentukan sebagai berikut

a Bila lt 471 ( atau lt 225 )

fcr =0658 fy

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

42

b Bila gt 471 ( atau gt 225 )

fcr =0877 fe

fe =

Dimana

K = faktor panjang efektir

L = panjang profil

r = jari jari inersia

fcr = tegangan kritis

fe = tegangan euler

λ = kelangsingan =

2224 Perencanaan Batang Lentur

Pembebanan balok disesuaikan dengan peraturan pembebanan Indonesia

untuk gedung (PPIUG) 1983 sedangkan pemakaian profil dihitung sesuai dengan

SNI 03-1729-2015

Tabel 221 Nilai kekuatan lentur berdasarkan SNI 1729 2015

PROFIL q Lr Lp MP Mr Vn

kgm m m KN m KN m KN

WF 150 x 75 x 5 x 7 1400 316 084 2354 1509 10800

WF 150 x 100 x 6 x 9 2110 530 120 3609 2346 12787

WF 200 x 100 x 45 x 7 1820 346 112 4089 2720 12830

WF 200 x 100 x 55 x 8 2130 378 112 4802 3128 15840

WF 200 x 150 x 6 x 9 3060 637 182 7108 4688 16762

WF 250 x 125 x 5 x 8 2570 420 141 7327 4845 17856

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

43

Tabel 221 Nilai kekuatan lentur berdasarkan SNI 1729 2015 (lanjutan)

PROFIL q Lr Lp MP Mr Vn

kgm m m KN m KN m KN

WF 250 x 125 x 6 x 9 2960 446 141 8443 5508 21600

WF 300 x 150 x 55 x 8 3200 475 167 10920 7208 23602

WF 300 x 150 x 65 x 9 3670 497 167 12528 8177 28080

WF 350 x 175 x 6 x 9 4140 553 197 16538 10897 29894

WF 350 x 175 x 7 x 11 4960 593 200 20179 13175 35280

WF 400 x 200 x 7 x 11 5660 646 227 26100 17170 39917

WF 400 x 200 x 8 x 13 6600 684 230 30861 20230 46080

WF 450 x 200 x 9 x 14 7600 667 223 38913 25330 58320

WF 500 x 200 x 10 x 16 8960 669 219 50311 32470 72000

WF 600 x 200 x 11 x 17 10600 628 209 68714 44030 95040

HB 100 x 100 x 6 x 8 1720 724 125 2018 1300 8640

HB 125 x 125 x 65 x 9 2380 806 158 3578 2312 11700

HB 150 x 150 x 7 x 10 3150 895 190 5748 3723 15120

HB 175 x 175 x 75 x 11 4020 981 222 8628 5610 18900

HB 200 x 200 x 8 x 12 4990 1072 255 12314 8024 23040

HB 250 x 250 x 9 x 14 7240 1255 319 22483 14739 32400

HB 300 x 300 x 10 x 15 9400 1376 381 35152 23120 43200

HBC 350 x 350 x 12 x 19 13700 1718 449 59834 39100 60480

HBC 400 x 400 x 13 x 21 17200 1903 513 86402 56610 74880

WFC 600 x 300 x 12 x 20 15100 1045 348 103413 68340 101606

WFC 700 x 300 x 13 x 24 18500 1041 344 149968 97920 131040

WFC 800 x 300 x 14 x 26 21000 1010 336 191889 123930 161280

WFC 900 x 300 x 16 x 28 24300 984 324 244178 155380 207360

- Profil I dan Kanal

a Kontrol Momen

ϕMn = 09 Mn

- Apabila L lt Lp

Mn = Mp = Zx fy

- Apabila Lp lt L lt Lr

Mn = Cb Mp ndash ( Mp- Mr)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

44

Apabila L gt Lr

Mn = Mcr = radic 1

=

lt 23

=

= 4 2

=

1 1

= 176

Untuk profil I konstanta torsi dan konstanta warping adalah

J = [ 2b + h ]

Cw =

Untuk profil kanal konstanta torsi dan konstanta warping adalah

J = [ 2b + h ]

Cw = [

]

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

45

Gambar 27 Kuat Momen Lentur Nominal Akibat Tekuk Torsi Lateral

b Kontrol Geser

Untuk profil I

= 060 fyw Aw lt Vu

Persamaan diatas dapat dipenuhi bila syarat kelangsingan untuk tebal pelat web

sebagai berikut

lt

c Kontrol Lendutan

Batas-batas lendutan untuk keadaan kemampuan-layan batas harus sesuai

dengan struktur fungsi penggunaan sifat pembebanan serta elemen-elemen

yang didukung oleh struktur tersebut Batas lendutan maksimum diberikan

dalam Tabel dibawah

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

46

Tabel 222 Batas Lendutan Maksimum

Komponen struktur dengan beban tidak Beban tetap Beban

Balok pemikul dinding atau finishing yang getas L360 - Balok biasa L240 - Kolom dengan analisis orde pertama saja h500 h200 Kolom dengan analisis orde kedua h300 h200

(Sumber Tata cara perencanaan struktur baja untuk bangunan gedung SNI 17292002)

- Profil Siku

a Kontrol Momen

ϕMn = 09 Mn

- Momen Leleh

Mn = 15 My

Dimana

My = momen leleh di sumbu lentur

- Momen dengan tekuk torsi lateral

1 Bila Me lt My

Mn = [ 092 -

] Me

2 Bila Me gt My

Mn = [ 192 ndash 117 ] Me lt 15 My

Lentur di sumbu utama major dari baja siku kaki sama

Me =

Dimana

Lb = Panjang profil tak terkekang

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

47

b = lebar siku

E = elastisitas profil siku

t = tebal profil siku

Me = momen tekuk lateral-torsi elastis

b kontrol geser

ϕVn = 09 06 Aw fy cv

Dimana Vn = kekuatan geser penampang Aw = luas badan = b x t fy = tegangan leleh profil siku Nilai cv dari persamaan diatas ditentukan dengan

- Bila

lt 11

cv = 1

- Bila

11

lt lt 137

cv = 11

x

- Bila

gt 137

cv =

x

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

48

2225 Perencanaan Balok Kolom

Komponen struktur yang mengalami momen lentur dan gaya aksial harus

direncanakan memenuhi ketentuan sebagai berikut

Untuk

gt 02

+ (

+

) lt 1

Untuk

lt 02

+ (

+

) lt 1

Dimana

Pu = Gaya aksial (tarik atau tekan) terfaktor N

Pn = Kuat nominal penampang N

ϕ = Faktor reduksi kekuatan

= 09 untuk aksial tarik

= 09 untuk aksial tekan

Mux = Momen lentur terfaktor terhadap sumbu-x

Muy = Momen lentur terfaktor terhadap sumbu-y

Mnx = Kuat nominal lentur penampang terhadap sumbu-x

Mny = Kuat nominal lentur penampang terhadap sumbu-y

ϕb = Faktor reduksi kekuatan lentur = 09

2226 Perencanaan Balok Komposit

Menurut SNI 17292015 lebar efektif balok komposit adalah

- seperdelapan dari bentang balok pusat-ke-pusat tumpuan

- setengah jarak ke sumbu dari balok yang berdekatan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

49

- jarak ke tepi dari pelat

Kekuatan Lentur Positif balok komposit bisa di disain secara plastis jika memenuhi

lt 376 Jika gt 376 maka momen harus di tentukan dengan

superposisi tegangan elastis (SNI 17292015) Nilai ultimate dari momen lentur

dapat di tinjau dari 2 kondisi yaitu

1 Sumbu netral jatuh pada pelat beton

Besar nya gaya tekan pada kondisi ultimate adalah

C = 085 a be

Gaya tarik pada profil baja adalah

T = As fy

Gaya tarik floor deck adalah

T = Afd fu

Jika ẏ gt (tf - hfd) keseimbangan gaya C = T maka diperoleh

a =

Lengan kopel terhadap gaya tekan

d1 = ts ndash ċ -

d2 = + ts -

Kuat momen lentur nominal positif balok komposit adalah

ϕMn = 09 [ As fy ( d2 ) + Afd fu ( d1 ) ]

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

50

Gambar 28 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan ẏ lt (ts - hfd)

Gambar 29 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan ẏ gt (ts - hfd)

Jika ẏ lt (tf - hfd) gaya tarik floor deck adalah

T = Aefd fu

keseimbangan gaya C = T maka diperoleh

a =

Lengan kopel terhadap gaya tekan

d1 = ts ndash ċ -

d2 = + ts -

Kuat momen lentur nominal positif balok komposit adalah

ϕMn = 09 [ As fy ( d2 ) + Aefd fu ( d1 ) ]

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

51

2 Sumbu netral jatuh pada baja profil

Besar nya gaya tekan pada kondisi ultimate adalah

Cc = 085 a be

Gaya tarik pada profil baja adalah

T = As fy

Keseimbangan gaya diperoleh

Trsquo = Cc + Cs

Besarnya Trsquo sekarang lebih kecil daripada Asfy yaitu

Trsquo = As fy - Cs

Sehingga gaya tekan profil baja

Cc + Cs = As fy - Cs

2Cs = Cc + As fy

Cs =

Jika ẏ lt (ts + tf) Pusat tarik profil

ӯ = ẏ ẏ

lengan kopel terhadap pusat tarik

d1 = d ndash ӯ - (ẏ - ts)

d2 = d ndash ӯ + pusat tekan beton

kapasitas lentur positif nominal

ϕMn = 09 [ Cc ( d2 ) + Cs ( d1 ) ]

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

52

Gambar 210 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan ẏ lt (ts + tf)

Jika (ts+ d) gt ẏ gt (ts + tf) Pusat tarik profil adalah

ӯ

ndash ẏ ẏ

Lengan kopel terhadap gaya tarik

d1 = d ndash ӯ - tf

d2 = d ndash ӯ ndash tf - (ẏ - tf)

d3 = d ndash ӯ + pusat tekan beton

kapasitas lentur positif nominal

ϕMn = 09 [ Cc ( d3 ) + Csf ( d2 ) + Csw ( d1 ) ]

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

53

Gambar 211 Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan ẏ gt (ts + tf)

Dimana

As = Luas baja profil mm2

Afd = Luas floor deck mm2

Aefd = Luas efektif floor deck mm2

a Tinggidariluasantekanbetonmm

bE Lebarefektifbeton

C = Gaya tekan KN

Ċ = Titik berat floor deck mm

d = Tinggi baja profil mm

= Tegangan leleh baja profil

= Tegangan ultimate floor deck

hfd = Tinggi floor deck

ts = Tebal pelat lantai mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

54

Kapasitas momen lentur negative menurut SNI 17292015 dapat di tentukan dari

kapasitas momen nominal dari profil baja itu sendiri sebagai alternatif dapat

ditentukan kapasitas momen negatif dari distribusi plastis penampang komposit

untuk keadaan leleh asalkan menenuhi

- Balok baja adalah penampang kompak dan dibreising secara cukup

- Steel headed stud atau angkur kanal baja yang menyambungkan pelat ke

balok baja pada daerah momen negatif

- Tulangan pelat yang paralel pada balok baja di lebar efektif pelat

diperhitungkan dengan tepat

Nilai ultimate dari momen lentur negatif komposit adalah

Gaya tarik tulangan

Tsr = Asr fyr

Gaya tarik floor deck

Tfd = Afd fu

Gaya tarik total

T = Tsr + Tfd

Gaya tekan maximum profil baja

Cmax = As fy

Jika Cmax gt T maka titik berat berada pada profil baja

T + Ts = Cmax ndash Ts

2Ts = Cmax ndash T

Ts = (Cmax ndash T)

Jika sumbu netral jatuh di sayap maka

b t fy = Ts

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

55

Gambar 212 Diagram tegangan balok komposit momen negatif dengan ts gt ẏ gt (ts + tf)

tc =

Pusat gaya tekan

ӯ = ẏ ẏ

Lengan kopel terhadap gaya tekan

d1 = d ndash ӯ ndash tc

d2 = d ndash ӯ + Ċ

d3 = d ndash ӯ + ts ndash selimut pelat - empty

Momen nominal

ϕMn = 09 [Mn1 + Mn2 + Mn3]

= Tsr d3 + Tfd d2 + t fy d1

Jika sumbu netral jatuh di web maka

h tw fy = Ts - Tf

hrsquo =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

56

Gambar 213 Diagram tegangan balok komposit momen negatif dengan ẏ gt (ts + tf)

Pusat gaya tekan

ӯ ndash

Lengan kopel terhadap gaya tekan

d1 = d ndash ӯ ndash tf - hrsquo

d2 = d ndash ӯ ndash tf

d3 = d ndash ӯ + Ċ

d4 = d ndash ӯ + ts ndash selimut pelat - empty

Momen nominal

ϕMn = 09 [Mn1 + Mn2 + Mn3 + Mn4]

= Tsr d4 + Tfd d3 + tf fy d2 + hrsquo tw fy d1

Kekuatan geser yang tersedia dari balok komposit dengan steel headed stud atau

angkur kanal baja harus ditentukan berdasarkan properti dari penampang baja

sendiri Kekuatan geser nominal satu angkur steel headed stud yang ditanam pada

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

57

suatu pelat beton solid atau pada suatu pelat komposit dengan dek harus ditentukan

sebagai berikut

Qn = 05 Asc lt Rg Rp Asc fu

Dimana

Asc = Luas penampang shear conector

fcrsquo = Kuat tekan beton

Ec = Modulus elastisitas beton

fu = kuat putus shear conektor

Rg = 10 untuk

a Satu angkur steel headed stud yang di las pada suatu rusuk

dek baja dengan dek yang diorientasikan tegak lurus terhadap

profil baja

b Sejumlah dari angkur steel headed stud di suatu lajurbaris

secara langsung terhadap profil baja

c Sejumlah dari angkur steel headed stud yang di las pada

suatu lajur sampai dek baja dengan dek diorientasikan paralel

terhadap profil baja dan rasio dari lebar rusuk rata-rata

terhadap kedalaman rusuk ge 15

085 untuk

a Dua angkur steel headed stud yang dilas pada suatu rusuk

dek baja dengan dek diorientasikan tegak lurus terhadap

profil baja

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

58

b Satu angkur steel headed stud yang di las melewati dek baja

dengan dek diorientasikan paralel terhadap profil baja dan

rasio dari lebar rusuk rata-rata terhadap kedalaman rusuk lt

15

07 untuk tiga atau lebih angkur steel headed stud yang dilas pada

suatu rusuk dek baja dengan dek yang diorientasikan tegak lurus

terhadap profil baja

Rp = 075 untuk

a Angkur steel headed stud yang dilas secara langsung pada

profil baja

b Angkur steel headed stud yang dilas pada suatu pelat komposit

dengan dek yang diorientasikan tegak lurus terhadap balok dan

emid-ht ge 2 in (50 mm) Angkur steel headed stud yang dilas

melewati dek baja atau lembaran baja yang digunakan sebagai

material pengisi gelagar dan ditanam pada suatu pelat

komposit dengan dek diorientasikan paralel terhadap balok

tersebut

06 untuk angkur steel headed stud yang di las pada suatu pelat

komposit dengan dek diorientasikan tegak lurus terhadap balok

dan emid-ht lt 2 in (50 mm)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

59

emid-ht = jarak dari tepi kaki angkur steel headed stud terhadap

badan dek baja diukur di tengahtinggi dari rusuk dek

dan pada arah tumpuan beban dari angkur steel headed

stud (dengan kata lain pada arah dari momen maksimum

untuk suatu balok yang ditumpu sederhana)

Tabel 223 Nilai untuk Rg dan Rp untuk setiap kasus Kapasitas untuk angkur steel headed stud

Kondisi Rg Rp

Tanpa dek 10 10 Dek diorientasi paralel terhadap profil baja

gt 15 lt 15

10

085

075

075

Dek diorientaskan tegak lurus terhadap profil

10

06

baja Jumlah dari angkur steel headed stud yangmemiliki rusuk dek yang sama

1 2 085 06

+3 atau lebih 07 06+

(Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015) Catatan Wr = lebar rata-rata dari rusuk atau voute beton hr = tinggi rusuk nominal untuk suatu angkur steel headed stud tunggal nilai ini dapat ditingkatkan sampai 075 bila emid-ht gt 51 mm

2227 Perencanaan Sambungan Las

Luas efektif dari suatu las sudut adalah panjang efektif dikalikan dengan throat

efektif Throat efektif dari suatu las sudut merupakan jarak terpendek (garis tinggi)

dari perpotongan kaki las ke muka las diagrammatik Suatu penambahan dalam

throat efektif diizinkan jika penetrasi konsisten di luar jarak terpendek (garis tinggi)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

60

dari perpotongan kaki las ke muka las diagrammatik yang dibuktikan melalui

pengujian dengan menggunakan proses produksi dan variabel prosedur Untuk las

sudut dalam lubang dan slot panjang efektif harus panjang dari sumbu las

sepanjang pusat bidang yang melalui throat Pada kasus las sudut yang

beroverlap luas efektif tidak boleh melebihi luas penampang nominal dari lubang

atau slot dalam bidang permukaan lekatan (SNI 17292015)

Sumber httpwwwtwi-globalcomtechnical-knowledgejob-knowledgedesign-part-2-091

Gambar 214 Tebal efektif las sudut Ukuran minimum las sudut menurut SNI 17292015 harus tidak kurang dari ukuran

yang diperlukan untuk menyalurkan gaya yang dihitung atau ukuran seperti yang

tertera dalam Tabel 223 Ukuran maksimum dari las sudut dari bagian-bagian yang

tersambung harus

a Sepanjang tepi material dengan ketebalan kurang dari frac14 in (6 mm) tidak

lebih besar dari ketebalan material

b Sepanjang tepi material dengan ketebalan frac14 in (6 mm) atau lebih tidak

lebih besar dari ketebalan material dikurangi 116 in (2 mm) kecuali las

yang secara khusus diperlihatkan pada gambar pelaksanaan untuk

memperoleh ketebalan throat-penuh Untuk kondisi las yang sudah jadi

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

61

jarak antara tepi logam dasar dan ujung kaki las boleh kurang dari 116 in

(2 mm) bila ukuran las secara jelas dapat diverifikasi

Tabel 224 Tebal minimum las sudut

Ketebalan Material dari Bagian Paling Tipis yang Tersambung in (mm)

Ukuran Minimum Las Sudut[a] in (mm)

Sampai dengan frac14 (6) 18 (3) Lebih besar dari frac14 (6) sampai dengan frac12 (13) 316 (5)

Lebih besar dari frac12 (13) sampai dengan frac34 (19) frac14 (6) Lebih besar dari frac34 (19) 516 (8)

[a] Dimensi kaki las sudut Las pas tunggal harus digunakan Catatan Lihat Pasal J22b untuk ukuran maksimum las sudut

(Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015)

Panjang minimum dari las sudut yang dirancang berdasarkan kekuatan tidak boleh

kurang dari empat kali ukuran las nominal atau ukuran lain dari las harus

diperhitungkan tidak melebihi frac14 dari panjangnya Jika las sudut longitudinal saja

digunakan pada sambungan ujung dari komponen struktur tarik tulangan-rata

panjang dari setiap las sudut tidak boleh kurang dari jarak tegak lurus antaranya

Gambar 215 Panjang las longitudinal

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

62

Kekuatan desain ϕRn yang dilas harus merupakan nilai terendah dari kekuatan

material dasar yang ditentukan menurut keadaan batas dari keruntuhan tarik dan

keruntuhan geser dan kekuatan logam las yang ditentukan menurut keadaan batas

dari keruntuhan berikut ini

Untuk logam dasar

ϕRn = 075 fn BM ABM

Untuk logam las

ϕRn = 075 fne AWE

Dimana

fn BM = tegangan nominal dari logam dasar ksi (MPa)

fne = tegangan nominal dari logam las ksi (MPa)

ABM = luas penampang logam dasar in2 (mm2)

AWE = luas efektif las in2 (mm2)

kelompok las linear dengan suatu ukuran kaki yang seragam dibebani

melalui titik berat

ϕRn = 075 fne AWE

dan

fne = 060 fEXX ( 1 + 05sin15 θ )

dimana

fEXX = kekuatan klasifikasi logam pengisi ksi (MPa)

θ = sudut pembebanan yang diukur dari sumbu longitudinal las derajat

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

63

Kekuatan sambungan las pada sambungan pemikul momen adalah

ϕMn = sum ϕPlas d

Dimana

ϕMn = Kekuatan nominal sambungan las terhadap momen

ϕPlas = Gaya las terkoreksi

d = Lengan kopel terhadap garis netral

Gambar 216 Momen plastis siklik pada sambungan pemikul momen

2228 Perencanaan Sambungan Baut

Semua baut kekuatan-tinggi yang disyaratkan pada gambar desain yang digunakan

dalam pra-tarik atau joint kritis-slip harus dikencangkan dengan suatu ketegangan

baut tidak kurang dari yang diberikan dalam Tabel 224 kuat tarik nominal dan

kuat geser nominal pada sambungan tipe tumpu diberikan dalam tabel 225 dan

ukuran lubang maksimum untuk baut diberikan dalam Tabel 226 Jarak antara

pusat-pusat standar ukuran-berlebih atau lubang-lubang slot tidak boleh kurang

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

64

dari 2 23 kali diameter nominal d dari pengencang suatu jarak 3d yang lebih

disukai Jarak dari pusat lubang standar ke suatu tepi dari suatu bagian yang

disambung pada setiap arah tidak boleh kurang dari nilai yang berlaku dari Tabel

227 Jarak maksimum dari pusat setiap baut ke tepi terdekat dari bagian-bagian

dalam kontak harus 12 kali ketebalan dari bagian yang disambung akibat

perhitungan tetapi tidak boleh melebihi 6 in (150 mm) (SNI 17292015) Spasi

longitudinal pengencang antara elemen-elemen yang terdiri dari suatu pelat dan

suatu profil atau dua pelat pada kontak menerus harus sebagai berkut

1 Untuk komponen struktur dicat atau komponen struktur tidak dicat yang

tidak menahan korosi spasi tersebut tidak boleh melebihi 24 kali ketebalan

dari bagian tertipis atau 12 in (305 mm)

2 Untuk komponen struktur tidak dicat dari baja yang berhubungan dengan

cuaca yang menahan korosi atmospheric spasi tidak boleh melebihi 14 kali

ketebalan dari bagian tertipis atau 7 in (180 mm)

Catatan Dimensi pada (a) dan (b) tidak berlaku untuk elemen-elemen yang terdiri

dari dua profil dalam kontak menerus

Tabel 225 Pratarik baut minimum kN

(Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015)

Ukuran Baut mm Baut A325M Baut A490MM16 91 114 M20 142 179 M22 176 221 M24 205 257 M27 267 334 M30 326 408 M36 475 595

Sama dengan 070 dikalikan kekuatan tarik minimum baut dibulatkan mendekati kN seperti disyaratkan dalam spesifikasi untuk baut ASTM A325M dan A490M dengan ulir UNC

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

65

Kekuatan tarik atau geser desain dari suatu baut snug-tightened atau baut kekuatan-

tinggi pra-tarik atau bagian berulir harus ditentukan sesuai dengan keadaan batas

dari keruntuhan tarik dan keruntuhan geser sebagai berikut

ϕRn = 075 fn AB

Dimana

AB = Luas penampang baut

fn = kuat nominal baut terhadap tarik (fnt) atau geser (fnv) (tabel 225)

Kekuatan tarik yang tersedia dari baut yang menahan kombinasi gaya tarik dan

geser harus ditentukan sesuai dengan keadaan batas dari keruntuhan geser sebagai

berikut

ϕRn = 075 fnrsquo AB

dan

fnrsquo = 13 fnt -

frv lt fnt

dimana

fnrsquo = tegangan tarik nominal yang dimodifikasi mencakup efek tegangan

geser ksi (MPa)

fnt = tegangan tarik nominal dari Tabel 225 ksi (MPa)

fnv = tegangan geser dari Tabel 225 ksi (MPa)

frv = tegangan geser yang diperlukan ksi (MPa)

Tegangan geser yang tersedia dari sarana penyambung sama dengan atau melebihi

tegangan geser yang diperlukanfrv

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

66

Catatan Catatan bahwa bila tegangan yang diperlukan f baik geser atau tarik

yang kurang dari atau sama dengan 30 persen dari tegangan yang tersedia yang

sesuai efek kombinasi tegangan tidak perlu diperiksa

Tabel 226 Kekuatan nominal pengencang dan bagian yang berulir ksi (MPa)

(Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015) Tabel 227 Dimensi Lubang Nominal mm

Diameter

Baut

Dimensi LubangStandar

(Diameter)Ukuran-lebih

(Diameter)Slot-Pendek

(Lebar x Panjang)Slot-Panjang

(Lebar x Panjang)M16 18 20 18 x 22 18 x 40M20 22 24 22 x 26 22 x 50M22 24 28 24 x 30 24 x 55M24 27[a] 30 27 x 32 27 x 60M27 30 35 30 x 37 30 x 67M30 33 38 33 x 40 33 x 75ge M36 d + 3 d + 8 (d + 3) x (d + 10) (d + 3) x 25d

[a] Izin yang diberikan memungkinkan penggunaan baut 1 in jika diinginkan (Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015)

Deskripsi Pengencang Kekuatan Tarik

Nominal Fnt ksi (MPa)[a]

Kekuatan Geser Nominal dalam Sambungan Tipe-

Tumpu Fnv ksi (MPa)[b]

Baut A307 45 (310) 27 (188) [c][d]

Baut group A (misal A325) bila ulir tidak dikecualikan dari bidang geser

90 (620) 54 (372)

Baut group A (misal A325) bila ulir tidak termasuk dari bidang geser

90 (620) 68 (457)

Baut A490 atau A490M bila ulir tidak dikecualikan dari bidang geser

113 (780) 68 (457)

Baut A490 atau A490M bila ulir tidak termasuk dari bidang geser

113 (780) 84 (579)

Bagian berulir yang memenuhi persyaratan Pasal A34 bila ulir tidak dikecualikan dari bidang geser

075 Fu 0450 Fu

Bagian berulir yang memenuhi persyaratan Pasal A34 bila ulir tidak termasuk dari bidang geser

075 Fu 0563 Fu

[a]untuk baut kekuatan tinggi yang menahan beban fatik tarik[b]Untuk ujung sambungan yang dibebani dengan panjang pola pengencang lebih besar dari 38 in (965 mm) Fnv harus direduksi sampai 833 dari nilai tabulasi Panjang pola pengencang merupakan jarak maksimum sejajar dengan garis gaya antara sumbu baut-baut yang menyambungkan dua bagian dengan satu permukaan lekatan [c]Untuk baut A307 nilai yang ditabulasikan harus direduksi sebesar 1 persen untuk setiap 116 in (2 mm) di atas diameter 5 dari panjang pada pegangangrip tersebut [d]Ulir diizinkan pada bidang geser

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

67

(a) Sambungan tidak diperkaku (b) Sambungan diperkaku (c) Sambungan diperkaku + pengaku kolom

Tabel 228 Jarak tepi minimum dari pusat lubang standar ke tepi dari bagian

yang disambung

Diameter Baut (mm) Jarak Tepi Minimum 16 22 20 26 22 28 24 30 27 34 30 38 36 46

Di atas 36 125d [a]Jika diperlukan jarak tepi terkecil diizinkan asalkan ketentuan yang sesuai Pasal J310 dan J4 dipenuhi tetapi jarak tepi yang kurang dari satu diameter baut tidak diizinkan tanpa persetujuan dari Insinyur yang memiliki izin bekerja sebagai perencana [b]Untuk ukuran-berlebih atau lubang-lubang slot lihat Tabel J35M

(Sumber Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural SNI 17292015)

Beberapa aplikasi dari sambungan baut adalah sambungan pemikul momen dan

sambungan geser Prinsip dasar dari sambungan baut adalah baut menahan gaya

geser dan gaya tarik

1 Sambungan pemikul momen

Gambar 217 Sambungan pemikul momen menurut AISC 2003

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

68

Gambar 219 Menentukan Muc

Perencanaan sambungan baut untuk balok kolom lebih kuat dari profil yang

disambung untuk menghindari prilaku sambungan yg runtuh getas Momen

rencana untuk sambungan adalah

- Sambungan tidak diperkaku

Muc = Mp + Vu (k) k terkecil dari d atau 3b

- Sambungan diperkaku

Muc = Mp + Vu (Lst + tp)

Gambar 218 Lokasi sendi plastis

Lst =

Gambar 220 Geometri sambungan end-plate

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

69

Sambungan end-plate pada umum nya mempunya 2 buat setiap baris jika dibebani

sampai kondisi ultimate maka reaksi setiap baut adalah 2Pt kapasitas sambungan

tanpa efek prying maka momen kapasitas sambungan adalah jumlah kumulatif

statis momen gaya reaksi baut tarik 2Pt terhadap titik resultan desak di pusat berat

pelat sayap profil (Dewobroto 2016) Kuat sambungan berdasarkan baut tanpa efek

prying adalah

ϕMnp = 2 ϕPt sum

= 2 ϕPt sum (h0 + h1 + h3 hellip hi)

Dimana

Mnp = kapasitas sambungan end-plate didasarkan pada kuat tarik tanpa

efek prying

Pt = gaya reaksi tarik baut

Gambar 221 Momen kopel baut tarik terhadap sayap tekan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

70

Tabel 229 Kapasitas sambungan end-pelat menurut AISC 2003

No Kapasitas Sambungan

1

Konfigurasi 4 baut tanpa pengaku

2

Konfigurasi 4 baut dengan pengaku

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

71

Tabel 229 Kapasitas sambungan end-pelat menurut AISC 2003 (lanjutan)

No Kapasitas Sambungan

3

Konfigurasi 6 baut tanpa pengaku

4

Konfigurasi 8 baut tanpa pengaku

Sumber Extended end-plateed moment connections seismic and wind applications AISC 2003

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

72

2 Sambungan Geser

Gambar 222 Sambungan balok anak ke balok induk

Perencanaan sambungan baut untuk geser juga harus lebih kuat dari profil yang

disambung untuk menghindari prilaku sambungan yg runtuh getas Gaya geser

rencana untuk sambungan adalah gaya geser ultimate balok anak sehingga

jumlah baut yg diperlukan adalah

=

Dimana

= kuat geser nominal profil

= kuat geser minimum baut

223 Disain untuk stabilitas

Stabilitas harus disediakan untuk struktur secara keseluruhan dan untuk setiap

elemennya Efek terhadap stabilitas struktur dan elemen-elemennya harus

memperhitungkan hal-hal berikut

1 lentur geser dan deformasi komponen struktur aksial dan semua deformasi

lainnya yang memberi kontribusi terhadap perpindahan struktur

2 efek orde-kedua (kedua efek P-∆ dan P-δ)

3 ketidaksempurnaan geometri

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

73

4 reduksi kekakuan akibat inelastisitas

5 ketidakpastian dalam kekakuan dan kekuatan Semua efek yang bergantung

beban harus dihitung di level pembebanan sesuai dengan kombinasi beban

Direct Analysis Method (DAM) dibuat untuk mengatasi keterbatasan Effective

Length Method (ELM) yang merupakan strategi penyederhanaan analisis cara

manual Akurasi DAM dapat diandalkan karena memakai komputer dan

mempersyaratkan program analisis struktur yang dipakai seperti

1 Dapat memperhitungkan deformasi komponen-komponen struktur dan

sambungannya yang mempengaruhi deformasi struktur keseluruhan

Deformasi komponen yang dimaksud berupa deformasi akibat lentur aksial

dan geser Persyaratan ini cukup mudah hampir sebagian besar program

komputer analisa struktur berbasis metoda matrik kekakuan apalagi

lsquometoda elemen hinggarsquo yang merupakan algoritma dasar ana-lisa struktur

berbasis komputer sudah memasukkan pengaruh deformasi pada elemen

formulasinya (Dewobroto 2013)

2 Pengaruh Orde ke-2 (P-Δ amp P-δ) Program komputer yang dapat

menghitung gaya-gaya batang dengan analisa struktur orde ke-2 yang

mempertimbangkan pengaruh P-Δ dan P-δ adalah sangat penting dan

menentukan Umumnya program komputer komersil bisa melakukan

analisa struktur orde ke-2 meskipun kadangkala hasilnya bisa berbeda satu

dengan lain-nya Oleh karena itu diperlukan verifikasi terhadap kemam-

puan program komputer yang dipakai Ketidaksempurnaan terjadi ketika

program ternyata hanya mampu memperhi-tungkan pengaruh P-Δ saja

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

74

tetapi tidak P-δ Adapun yang dimaksud P-Δ adalah pengaruh pembebanan

akibat terjadinya perpindahan titik-titik nodal elemen sedangkan P-δ adalah

pengaruh pembebanan akibat deformasi di elemen (di antara dua titik nodal)

(Dewobroto 2013) seperti terlihat pada Gambar 28 di bawah

Gambar 223 Pengaruh Orde ke-2 (AISC 2010)

3 Perhitungan stabilitas struktur modern didasarkan anggapan bah-a

perhitungan gaya-gaya batang diperoleh dari analisa struktur elastik orde-2

yang memenuhi kondisi keseimbangan setelah pembebanan yaitu setelah

deformasi Ketidak-sempurnaan atau cacat dari elemen struktur seperti

ketidaklurusan batang akibat proses fabrikasi atau konsekuensi adanya

toleransi pelaksanaan lapangan akan menghasilkan apa yang disebut efek

destabilizing Adanya cacat bawaan (initial imperfection) yang

mengakibatkan efek destablizing dalam Direct Analysis Method (DAM)

dapat diselesaikan dengan dua cara yaitu [1] cara pemodelan langsung cacat

pada geometri model yang dianalisis atau [2] memberikan beban notional

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

75

(beban lateral ekivalen) dari sebagian prosentasi beban gravitasi (vertikal)

yang bekerja Cara pemodelan langsung dapat diberikan pada titik nodal

batang yang digeser untuk sejumlah tertentu perpindahan yang besarnya

diambil dari toleransi maksimum yang diperbolehkan dalam perencanaan

maupun pelaksanaan Pola penggeseran titik nodal pada pemodelan

langsung harus dibuat sedemikian rupa sehingga memberikan efek

destabilizing terbesar Pola yang dipilih dapat mengikuti pola lendutan hasil

pembebanan atau pola tekuk yang mungkin terjadi Beban notional

merupakan beban lateral yang diberikan pada titik nodal di semua level

berdasarkan prosentasi beban vertikal yang bekerja di level tersebut dan

diberikan pada sistem struktur penahanbeban gravitasi melalui rangka atau

kolom vertikal atau dinding sebagai simulasi pengaruh adanya cacat

bawaan (initial imperfection)Beban notional harus ditambahkan bersama-

sama beban lateral lain juga pada semua kombinasi kecuali kasus tertentu

yang memenuhi kriteria pada Section C22b(1) (SNI 1729 2015) Besarnya

beban notional adalah

Ni = 0002 α Yi

Dimana

α = 16 untuk metode tegangan izin dan 10 untuk metode ultimit

Ni = Beban notional yang digunakan pada level i

Yi = Beban grafitasi yang digunakan pada level i

Nilai 0002 mewakili nilai nominal rasio kemiringan tingkat (story out of

plumbness) sebesar 1500 yang mengacu AISC Code of Standard Practice

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

76

Jika struktur aktual ternyata punya kemiringan tingkat berbeda lebih besar

tentunya maka nilai tersebut tentunya perlu ditinjau ulang Beban notional

pada level tersebut nantinya akan didistribusikan seperti halnya beban

gravitasi tetapi pada arah lateral yang dapat menimbulkan efek

destabilizing terbesar Jadi perlu beberapa tinjauanPada bangunan gedung

jika kombinasi beban belum memasukkan efek lateral maka beban notional

diberikan dalam dua arah alternatif ortogonal masing-masing pada arah

positip dan arah negatif yang sama untuk setiap level Sedangkan untuk

kombinasi dengan beban lateral maka beban notional diberikan pada arah

sama dengan arah resultan kombinasi beban lateral pada level tersebut Jadi

penempatan notional load diatur sedemikian rupa agar jangan sampai hasil

akhir kombinasinya akan lebih ringan Bukankah notional load adalah

untuk memodelkan ketidaksempurnaan (Dewobroto 2015)

Adanya leleh setempat (partial yielding) akibat tegangan sisa pada profil

baja (hot rolled atau welded) akan menyebabkan pelemahan kekuatan saat

mendekati kondisi batasnya Kondisi tersebut pada akhirnya menghasilkan

efek destabilizing seperti yang terjadi akibat adanya geometry imperfection

Kondisi tersebut pada Direct Analysis Method (DAM) akan diatasi dengan

penyesuaian kekakuan struktur yaitu memberikan faktor reduksi kekakuan

Nilainya diperoleh dengan cara kalibrasi dengan membandingkannya

dengan analisa distribusi plastisitas maupun hasil uji test empiris (Galambos

1998) Faktor reduksi kekakuan EI=08τbEI dan EA=08EA dipilih DAM

dengan dua alasan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

77

Pertama Portal dengan elemen langsing yang kondisi batasnya ditentukan

oleh stabilitas elastis maka faktor 08 pada kekakuan dapat

menghasilkan kuat batas sistem sebesar 08 times kuat tekuk

elastisHal ini ekivalen dengan batas aman yang ditetapkan pada

perencanaan kolom langsing memakai Efective Length Method

persamaan E3-3 (SNI 1729 2015) yaitu φPn = 09 (0877 Pe) =

079 Pe

Kedua Portal dengan elemen kaku stocky dan sedang faktor

08τb dipakai memperhitungkan adanya pelemahan (softening)

akibat kombinasi aksial tekan dan momen lentur Jadi kebetulan

jika ternyata faktor reduksi kolom langsing dan kolom kaku

nilainya saling mendekati atau sama Untuk itu satu faktor reduksi

sebesar 08τb dipakai bersama untuk semua nilai kelangsingan

batang (SNI 1729 2015 C23(1)) (Dewobroto 2015)

Faktor τb mirip dengan reduksi kekakuan inelastis kolom akibat hilangnya

kekakuan batang Untuk kondisi Pr le 05Py dimana Pr= adalah gaya tekan

perlu hasil kombinasi LRFD

τb = 1

Jika gaya tekannya besar yaitu Pr gt 05Py maka

τb = 4 [ 1 - ]

Pemakaian reduksi kekakuan hanya berlaku untuk memperhitungkan

kondisi batas kekuatan dan stabilitas struktur baja dan tidak digunakan pada

perhitungan drift (pergeseran) lendutan vibrasi dan penentuan periode

getar Untuk kemudahan pada kasus τb = 1 reduksi EI dan EA dapat

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

78

diberikan dengan cara memodifikasi nilai E dalam analisis Tetapi jika

komputer program bekerja semi otomatis perlu diperhatikan bahwa reduksi

E hanya diterapkan pada 2nd order analysis Adapun nilai modulus elastis

untuk perhitungan kuat nominal penampang tidak boleh dikurangi seperti

misal saat perhitungan tekuk torsi lateral pada balok tanpa tumpuan lateral

(Dewobroto 2015) Bebanan notional dapat juga dipakai untuk antisipasi

pelemahan kekakuan lentur τb akibat kondisi inelastic adanya tegangan

residu Strategi ini cocok untuk menyederhanakan perhitungan DAM pada

batang dengan gaya tekan besar αPr gt 05Py dimana nilai τb lt 10 Jika

strategi ini akan dipakai maka τb = 10 dan diberikan beban notional

tambahan sebesar

Ni = 0001 α Yi

Dimana

α = 16 untuk metode tegangan izin dan 10 untuk metode ultimit

Ni = Beban notional yang digunakan pada level i

Yi = Beban grafitasi yang digunakan pada level i

Beban tersebut diberikan sekaligus bersama beban notional yang

merepresentasikan cacat geometri bawaan (initial imperfection) karena

sifatnya memperbesar maka beban notional akhir menjadi Ni=0003Yi

sedangkan τb = 10 untuk semua kombinasi beban (Dewobroto 2015)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

79

BAB III

METODE PENELITIAN

31 Persiapan

Tahap ini merupakan rangkaian kegiatan sebelum melakukan pengumpulan

dan pengolahan data Tahap ini meliputi kegiatan-kegiatan sebagai berikut

1 Menentukan judul Tugas Akhir

2 Pembuatan proposal Tugas Akhir

3 Studi pustaka terhadap materi sebagai garis besar

32 Bagan Alir

MULAI

PENGUMPULAN DATA

STUDI LITERATUR

TAHAP DESAIN DATA

Perhitungan beban mati

Perhitungan beban hidup

Perhitungan beban angin

Perhitungan beban gempa

PENGOLAHAN DATA

A Pradimensi dan kontrol struktur sekunder B Analisa struktur primer dengan bantuan etabs 2015

(efek P-∆ dan P-δ) dan kontrol manual C Disain sambungan balok kolom dan sambungan

balok balok

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

80

Gambar 31 Diagram Alir Penelitian

321 Mulai

322 Pengumpulan Data

Pengumpulan data data yang di gunakan dalam perencanaan struktur baja

seperti profil yang di gunakan kuat tarik baja yang tersedia dan kuat tekan beton

rencana

323 Studi Literatur

Studi literatur bermula dari pengumpulan teori-teori yang berhubungan

dengan disain baja dan system rangka baja pemikul momen khusus Selain itu

dikumpulkan juga data-data yang berhubungan dengan tugas akhir ini seperti data

pembebanan gedung yang diambil dari peraturan pembebanan untuk gedung 1983

HASIL DAN PEMBAHASAN

Dimensi struktur sekunder Dimensi struktur primer Rencana Sambungan

SELESAI

KESIMPULAN DAN SARAN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

81

dan rumus-rumus yang akan digunakan dalam perhitungan berdasarkan metode

Load and Resistance Factor Design (LRFD)

324 Tahap Desain Data

Pada tahap desain data hal pertama yang dikerjakan adalah menghitung

pembebanan pada struktur sekunder Perhitungan pembebanan berdasarkan

PPURG 1983 Beban-beban yang bekerja hanya beban mati dan beban hidup

Struktur sekunder meliputi pelar metal deck pelat baja gording dan tangga

Setelah perhitungan pembebanan selesai tahap selanjutnya adalah

melakukan pradimensi ketebalan pada pelat dan pradimensi profil pada gording dan

tangga Kemudian hasil pradimensi akan dikontrol apakah dimensi yang di

asumsikan sudah memenuhi syarat atau belum sesuai dengan besarnya gaya-gaya

dalam yang bekerja pada masing masing struktur sekunder tersebut Jika sudah

memenuhi syarat maka reaksi dari masing masing struktur sekunder tersebut akan

di jadikan beban pada struktur primer Struktur primer yang sudah di pradimensi

akan di analisa dengan menggunakan kombinasi kombinasi beban mati beban hidup

dan beban gempa dengan bantuan software etabs 2015 Selanjutkan output dari

etabs berupa momen lentur gaya lintang dan gaya normal pada masing masing

balok dan kolom akan di kontrol secara manual dengan metode LRFD yang

mengacu kepada SNI 1729 2015

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

82

325 Pengolahan Data

325a Analisa Struktur Manual Dengan Metode LRFD

Pada tahap analisa struktur manual dengan metode LRFD bagian yang akan

dianalisa adalah mengontrol momen lentur dan gaya geser yang terjadi pada balok

komposit Pada kolom di kontrol kombinasi gaya tekan dan lentur dua arah serta

gaya geser Lalu selanjutnya adalah melakukan kontrol terhadap pradimensi apakah

sudah memenuhi syarat atau belum

325b Analisa sambungan balok kolom

Analisa sambungan dilakukan untuk mendapatkan jumlah baut tebal pelat

penyambung tebal las pada Balok dan kolom analisa sambungan pemikul momen

menggunakan momen plastis penampang sebagai momen ultimit sehingga

kekuatan sambungan sama dengan atau lebih besar dari kekuatan profil sedangkan

pada sambungan sendi digunakan gaya geser ultimate sebagai gaya geser rencana

326 Hasil dan Pembahasan

Dimensi struktur sekunder dan dimensi struktur primer yang memenuhi

syarat keamanan dan kenyamanan Rekapitulasi stress ratio pada balok komposit

dan kolom yang ada di struktur primer Stress ratio sendiri adalah perbandingan

gaya terfaktor dibagi dengan gaya terkoreksi yang artinya jika stress ratio lebih

besar dari satu (1) maka struktur dinyatakan tidak memenuhi syarat keamanan

327 Kesimpulan dan Saran

328 Selesai

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

83

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

41 Disain Struktur Sekunder

411 Pelat Floor deck

Gambar 41 Tributari area elevasi +580 m

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat sendiri pelat 012 x 1 x 2400 = 288 kgm

Berat spesi 002 x 1 x 2100 = 42 kgm

Berat keramik 001 x 1 x 2400 = 24 kgm +

qdl = 354 kgm

2 Beban hidup (life load)

Berdasarkan PPPURG 1987 beban hidup untuk lantai pabrik 400 kgm2

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

84

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 354 = 4956 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 354 + 16 x 400 = 10648 kgm

sehingga digunakan qu = 10648 kgm

B Dimensi Floor Deck

Berdasarkan SNI ndash 03 ndash 2847 ndash 2002 pasal 103 didapat momen positif

maximum untuk pelat satu arah adalah

Gambar 42 Distribusi momen untuk pelat satu arah

=

=

= 30422 kg m

Dicoba smartdeck BMT 07 mm

Gambar 43 Diagram tegangan momen kopel (positif) floor deck

d = h ndash c = 120 ndash 255 = 945 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

85

a =

=

= 239867 mm

ϕMn = 08 As fy ( d- )

ϕMn = 08 x 92676 x 550 ( 945 -

)

ϕMn = 33644 kg m gt Mu = 30422 kg m ( OK )

C Dimensi Wiremesh

Berdasarkan SNI ndash 03 ndash 2847 ndash 2002 pasal 103 didapat momen negatif

maximum untuk pelat satu arah adalah

=

=

= 42592 kg m

Dicoba wiremesh M-8 ( AST = 33493 mm2 )

Gambar 44 Diagram tegangan momen kopel (negatif) floor deck

d = h - selimut ndash 05 ϕ = 120 ndash 20 ndash 05 x 8 = 96

a =

=

= 1083 mm

ϕMn = 08 As fy ( d- )

ϕMn = 08 x 33493 x 400 ( 96 -

)

ϕMn = 970955 kg m gt Mu = 42592 kg m ( OK )

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

86

412 Balok Anak Pelat Floor Deck

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat floof deck = 2 x 354 = 708 kgm

Berat WF 300 x 150 x 55 x 8 = 32 = 32 kgm +

qdl = 740 kgm

2 Beban hidup (life load)

Beban hidup pelat = 2 x 400 = 800 kgm

qll = 800 kgm

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 740 = 1036 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 740 + 16 x 800 = 2168 kgm

sehingga digunakan qu = 2168 kgm

B Momen ultimate

MMAX = qu l2

MMAX = 2168 x 82

MMAX = 17344 kg m

C Kontrol momen

- menentukan lebar efektif pelat beton

1 be lt

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

87

be lt

be lt 1

2 be lt bo

be lt 1

sehingga digunakan be = 1 meter

akibat adanya lubang pada floor deck maka digunakan bekivalen

bekivalen =

=

= 810 mm

- Menentukan nilai n

Ebeton = 4700 = 4700 radic25 = 23500

Ebaja = 200000

n = = = 851

- Menentukan lebar transformasi penampang beton

=

= 951 cm

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Pelat Beton 11412 6 68472 Floor Deck 1867 945 17643 Profil WF 3766 245 92267

sum 17045 sum 178382

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

88

ẏ = sum

sum =

= 1046 cm

Titik berat berada di pelat beton

a =

=

= 4938 mm

d1 = 05hprofil + tpelat = 125 + 120 = 245 mm

d2 = hprofil ndash ċ = 120 ndash 1713 = 10287

ϕMn = 09 As fy ( d1- )

ϕMn = 09 x [ 3766 x 240 x ( 245 -

) +118843 550 ( 10287 -

) ]

ϕMn = 1792124 + 102396

ϕMn = 189452 kg m gt Mu = 17344 kg m ( OK )

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

89

D Dimensi Penghubung Geser (Shear Conector)

Gaya horizontal akibat aksi komposit penuh

Vh = 085 a b = 085 x 4938 x 1000 x 25 = 1049325 N

Digunakan Stud connector ⅝rdquo luas satu buah stud connector adalah

Asc = d2 = 158752 =19801 mm2

Kuat geser satu buah shear connector

Qn = 05 Asc lt Rg Rp Asc fu

Qn = 05 x 19801 x radic25 23500 lt 085 x 075 x 19801 x 550

Qn = 7588676 N lt 69427

Jumlah shear connector yang di butuhkan

N = = = 151 ~ 16 buah untuk setengah bentang

Total kebutuhan shear connector adalah 32 buah untuk semua bentang Jika

dipasang dua buah shear connector pada setiap penampang melintang maka

jarak shear connector adalah

S = = 500 mm

Smin = 6d = 6 x 15875 = 9525 mm

Smax = 8t = 8 x 120 = 960 mm

Strans = 4d = 4 x 15875 = 635 mm

Sehingga digunakan shear connector 2 x (⅝rdquo x 65 cm) dengan jarak 20 cm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

90

E Kontrol Geser

Menghitung gaya geser ultimate

Vu = qu l = x 2168 x 8 = 8672 kg

Menghitung gaya geser nominal

ϕVn = 09 (06 fy) h tw

ϕVn = 09 x 06 x 240 x 264 x 55

ϕVn = 20243 kg gt Vu = 8672 kg (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

91

413 Pelat Chekered

Gambar 45 Tributari area elevasi +1070 m

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat pelat 45 mm = 00045 x 1 x 7850 = 35325 kgm

2 Beban hidup (life load)

Berdasarkan PPPURG 1987 beban hidup untuk lantai pabrik 400 kgm2

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 35325 = 49455 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 35325 + 16 x 400 = 68239 kgm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

92

sehingga digunakan qu = 68239 kgm

B Momen Maximum

Berdasarkan SNI ndash 03 ndash 2847 ndash 2002 pasal 103 didapat momen maximum

untuk pelat satu arah adalah

Gambar 46 Distribusi momen untuk pelat satu arah

=

=

= 2557 kg m

C Momen Nominal

ϕMn = 09 zx fy

= 09 x ( b d2 ) x fy

= 09 x ( 1000 x 452 ) x 240

= 10935 kg m gt Mu = 2557 kg m OK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

93

414 Siku Pengaku Pelat Lantai Chekred

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat pelat 45 mm = 00045 x 06 x 7850 = 21195 kgm

Berat L 70 x 70 x 6 = 638 = 638 kgm +

= 27575 kgm

2 Beban hidup (life load)

Beban hidup pelat = 06 x 400 = 240 kgm

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 27575 = 35805 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 27575 + 16 x 240 = 41469 kgm

sehingga digunakan qu = 41469 kgm

B Momen Maximum

=

=

= 7465 kg m

C Momen Nominal

My = sx fy

= 7330 x 240

= 17592 kg m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

94

Me =

=

= 13524 kg m

Me gt My

Mn = [ 192 ndash 117 ] Me lt 15 My

= [ 192 ndash 117

] My lt 15 My

= 1498 My lt 15 My

ϕMn = 09 x 1498 x My

= 09 x 1498 x 17592

= 23717 kg m gt Mu = 7465 kg m OK

C Geser Nominal

lt 11

lt 11

1 lt 34785 ~gt cv = 1

ϕVn = 09 06 Aw fy cv

= 09 x 06 x 70 x 7 x 240 x 1

= 63504 kg gt Vu = (05 x l x qu = 2488 kg)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

95

415 Balok Anak Pelat Chekered

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat L 70 x 70 x 6 = 638 x 12 x 13 = 99528 kg

Berat ekivalen siku = =

= 12441 kgm

Berat pelat 45 mm = 00045 x 12 x 7850 = 42390 kgm

Berat WF 200 x 150 x 6 x 9 = 30600 = 30600 kgm

Berat L 70 x 70 x 6 = 12441 = 12441 kgm +

= 85431 kgm

2 Beban hidup (life load)

Beban hidup pelat = 12 x 400 = 480 kgm

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 85431 = 11960 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 76131 + 16 x 480 = 87052 kgm

sehingga digunakan qu = 87052 kgm

B Momen Maximum

=

=

= 696414 kg m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

96

C Menentukan momen nominal

Lp = = radic

36 = 18357 cm

L lt Lp

Mp = zx fy

= [(btf(h-tf)) + 05(h-2tf)2tw)] fy

= [(150 x 9 x (200 ndash 9)) + 05(200 ndash 2 x 9)2 x 6)] x 240

= 857332 kg m

ϕMn = 09 Mp

= 09 x 857332

= 771599 kg m gt Mu = 696414 kg m OK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

97

416 Gording

Gambar 47 Rencana atap elevasi +1250 m dan +3550 m

Jarak antara Gording = 14 meter

Panjang gording = 6 meter

Sudut kemiringan atap = 10o

Berat atap (BMT 045) = 657 kgm2

Isolation rockwool = 25 kgm2

Profil gording = CNP 150 x 50 x 20 x 32 = 7 kgm

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Berat isolation rockwool = 14 x 25 = 35 kgm

Berat atap = 14 x 657 = 92 kgm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

98

Berat gording = 70 = 70 kgm +

qdl = 512 kgm

2 Beban hidup (life load)

Beban hidup di tengah gording = 100 kg

3 Beban angin

Gambar 48 Kecepatan angin

Kecepatan angin maximum adalah 35 KNOT yaitu 6482 kmjam ( 18 ms )

P = = = 2026 kgm2

Tekanan angin minimum di laut dan di tepi laut sampai sejauh 5 km dari pantai

diambil minimum 40 kgm2 Sehingga digunakan tekanan angin 40 kgm2

Koefisien angin tekan = 002α - 04 = 002 (10) - 04 = - 02

Koefisien angin hisap = - 04

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

99

qtekan = -02 x 40 = 8 kgm2

qhisap = -04 x 70 = 16 kgm2

B Menghitung momen momen pada gording

1 akibat beban mati

Mx = qdl cosα = 512 x cos10 x 62 = 226899 kg m

My = qdl sinα = 512 x sin10 x 22 = 445 kg m

2 akibat beban hidup

Mx = P cosα lx = 100 x cos10 x 6 = 147721 kg m

My = P sinα ly = 100 x sin10 x 2 = 8682 kg m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

100

3 akibat beban angin

Mtekan = qwl = (-8) x cos10 x 62 = -3545 kg m

Mhisap = qwl = (-16) x sin10 x 62 = -709 kg m

No Kombinasi Beban Sumbu x Sumbu y 1 14 DL 3176586 623 2 12 DL + 05La 3461393 9681 3 12 DL + 16 La 5086324 192312 4 12 DL + 13 W + 05La 4465911 -188234 5 12 DL + 16 La + 08 W 4802724 -374888 6 09 DL + 13 W 2261938 -8683

Sehingga didapat momen maximum adalah

Mx = 508632 kg m

My = 19231 kg m

C Menentukan momen nominal

Lp = = radic

181 = 92 cm

J = [ 2b + h ]

= [ 2 x 50 x 323 + 150 x 323 ]

= 2730 6667 mm

Cw = [

]

=

[

]

= 750 x 106

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

101

=

=

= 11512931

= 4 2

= 4

]2

= 3141 x 10-4

=

1 1

=

1 1 3141 10 240 70

= 25044 cm

Lp lt L lt Lr

Mp = zx fy

= [(btf(h-tf)) + 05(h-2tf)2tw)] fy

= [(50 x 32 x (150 ndash 32)) + 05(150 ndash 2 x 32)2 x 32)] x 240

= 95963 kg m

Mr = Sx fr

= 37400 x (240 ndash 70)

= 6358 kg m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

102

ϕMnx = 09 ( Mp ndash ( Mp- Mr)

)

= 09 ( 95963 ndash (95963 ndash 6358)

)

= 66984 kg m gt Mu = 508632 kg m OK

ϕMny = 09 Sy fy

= 09 x 8200 x 240

= 17712 kg m gt Mu = 19231 kg m OK

kontrol syarat momen lentur

+ lt 10

+

lt 10

0867 lt 10 OK

D Lendutan

=

+

=

+

= 15194 + 7913

= 23107 mm

=

+

=

+

= 0331 + 0516

= 0846 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

103

δ =

= 23107 0846

= 23122 mm

δizin = = = 25 mm gt δ = 23112 mm OK

417 Sagrod (Batang Tarik)

Gambar 49 Rencana sagrod

Rencana digunakan sagrod Oslash 10 mm

A Beban yang bekerja

1 Beban mati

- Gording luar

Berat atap = 2 x 14 x 657 x sin 10o = 31944 kg

Berat gording = 2 x 7 x sin 10o = 24310 kg +

sum = 56254 kg

- Gording dalam

Berat atap = 2 x 14 x 657 x sin 10o = 31944 kg

Berat gording = 2 x 7 x sin 10o = 24310 kg

Isolation rockwoll = 2 x 14 x 25 x sin 10o = 121553 kg +

sum = 177807 kg

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

104

2 Beban hidup

- Gording luar

Beban tak terduga = 200 x sin 10o = 347296 kg

- Gording dalam

Beban tak terduga = 100 x sin 10o = 173648 kg

B Gaya ultimate pada sagrod

PDL = Gording Luar + 10 Gording Dalam + Berat sagrod

= 56254 + (10 x 177807) + (0617 x 14)

= 1920704 kg

PLL = Gording Luar + 10 Gording Dalam

= 347296 + (10 x 173648)

= 2083776 kg

Kombinasi Pu kg

14 DL 288899

12DL + 16LL 563888

Digunakan 2 buah sagrod sehingga Pu sagrod adalah 5638882 = 281944 kg

C Menentukan Gaya Nominal Sagrod

Kekuatan leleh tarik pada penampang bruto

ϕPn = 09Asfy

= 09 x 785 x 240

= 16955 kg

Kekuatan tarik pada penampang netto

ϕPn = 075Asfu

= 075 x (09 x 785) x 370

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

105

= 19605 kg

Sehingga ʹϕPn yang digunakan adalah 16955 kg

Stress ratio = =

= 017 lt 1 OK

418 Ikatan Angin

Ikatan angin akan didisain menggunakan besi beton karena kelangsingan besi

beton sangat kecil maka batang hanya didisain terhadap tarik

Gambar 410 Tributri area ikatan angin

Dicoba menggunakan ikatan angin Oslash 22 mm

Data data geometri

x = 12 tanα = 12 tan 10o = 21159 m

h1 = 71 + x = 71 + 21159 = 92159 m

β

60925 60925 60925 60925

60000

60000 60000 60000 60000

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

106

h2 = 71 + 075x = 71 + 15869 = 86869 m

h3 = 71 + 025x = 71 + 05289 = 76289 m

tan β =

= 09848 β = 445617o

sin β = 07016

cos β = 07126

Koefisien angin C = 09

F1 = CPa λ

= 09 x 40 x 6 x

= 193350 kg

F2 = CPa λ

= 09 x 40 x 6 x

= 176210 kg

F3 = CPa λ

= 09 x 40 x 6 x

= 159072 kg

R = 05F1 + F2 + F3 = 96675 + 176210 + 159072 = 431957 kg

A Gaya Ultimate Pada Ikatan Angin

Gaya batang akan dihitung dengan menggunakan analisa keseimbangan titik

buhul

- Titik A

sumV = 0 sum H = 0

R + S1 = 0 H1 = 0

S1 = - R

S1 = - 431957 kg

- Titik B

sumV = 0 sum H = 0

F3 + S1 + D1sinβ = 0 H2 + D1cosβ = 0

D1 = -

H2 = - D1cosβ

R

S1

H1

H2

S1

F3

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

107

S1

D1 = -

H2 = - 388946 x 07124

D1 = 388946 kg H2 = - 277085 kg

- Titik C

sumV = 0 sum H = 0

S2 + D1sinβ = 0 H3 ndash H1 - D1cosβ = 0

S2 = - D1sinβ H3 = 0 + D1cosβ

S2 = - 388946 x 07016 H3 = 388946 x 07124

S2 = - 272885 kg H2 = 277085 kg

- Titik D

sumV = 0

F2 + S2+ D2sinβ = 0

D2 = -

D2 = -

D2 = 137792 kg

Gaya batang maximum pada ikatan angin 388946 kg

Pu = 16 WL = 16 x 388946 = 622314 kg

B Gaya Nominal Ikatan Angin

Kekuatan leleh tarik pada penampang bruto

ϕPn = 09Asfy

= 09 x 3801 x 240

= 821016 kg

Kekuatan tarik pada penampang netto

ϕPn = 075Asfu

= 075 x (09 x 3801) x 370

= 949299 kg

H3 H1

S2

F2

H2 H4

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

108

Sehingga ʹϕPn yang digunakan adalah 821016 kg

Stress ratio = =

= 076 lt 1 OK

419 Tangga

Gambar 411 Rencana tangga

A Beban Beban yang Bekerja

1 Beban mati (dead load)

Pipa 15rdquo 36 x [ (2x4942) + (8x1) + (4x03)] = 687 kg

Pipa 1rdquo = 18 x [ (4x4942) + (8x03)] = 399 kg

Pelat 45 mm = 35325 x 03 x 1 x 16 = 1696 kg +

= 27816 kg

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

109

= =

= 56285 kgm

Digunakan profil UNP 200 x 80 x 75 x 11

= +

= 56285 + 246

= 80885 kgm

2 Beban hidup (life load)

Beban hidup tangga = 400 kgm

3 Beban ultimate

qu = 14 qdl = 14 x 80885 = 113239 kgm

qu = 12 qdl + 16 qll = 12 x 80885 + 16 x 400 = 737062 kgm

sehingga digunakan qu = 737062 kgm untuk 2 profil kanal beban untuk 1

profil kanal adalah = 368521 kgm

B Momen maximum

Mu = q = 368521 x 4942 = 11251 kg m

C Momen nominal

Lp = = radic

238 = 121366 cm

b = b ndash 05tw

= 80 ndash (05 x 75)

= 7625 mm

h = h - tf

= 200 - 11

= 189 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

110

J = [ 2brsquo + hrsquo ]

= [ 2 x 7625 x 113 + 189 x 753 ]

= 94237291 mm

Cw = [

]

=

[

]

=

[

]

= 120 x 108

=

=

= 2474747

= 4 2

= 4

]2

= 18143 x 10-5

=

1 1

=

1 1 18143 10 240 70

= 51792 cm

Lp lt L lt Lr

Mp = zx fy

= [(btf(h-tf)) + 05(h-2tf)2tw)] fy

= [(80 x 11 x (200 ndash 11)) + 05(200 ndash 2 x 11)2 x 75)] x 240

= 684324 kg m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

111

Mr = sx fr

= 195000 x (240 ndash 70)

= 3315 kg m

ϕMnx = 09 ( Mp ndash ( Mp- Mr)

)

= 09 ( 684324 ndash (684324 ndash 3315)

)

= 352568 kg m gt Mu = 11251 kg m OK

42 Disain Struktur Primer

421 Beban beban yang bekerja

4211 Beban gravitasi

a Beban pada floor deck

- Beban mati tambahan (dead load)

Berat spesi 002 x 1 x 2100 = 42 kgm

Berat keramik 001 x 1 x 2400 = 24 kgm +

qdl = 66 kgm

adapun berat sendiri profil dihitung dengan software etabs 2015

- Beban hidup (life load)

Berdasarkan PPPURG 1987

Beban hidup rencana untuk lantai pabrik = 400 kgm2

Koefisien reduksi untuk perencanaan balok induk = 100

Koefisien reduksi untuk peninjauan terhadap masa gempa = 090

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

112

b Beban pada lantai chekered plate

- Beban mati tambahan (dead load)

Berat per 6 meter luas L 70 x 70 x 6 = 638 x 6 x 9 = 34452 kg

Berat ekivalen siku = =

= 957 kgm

- Beban hidup (life load)

Berdasarkan PPPURG 1987

Beban hidup rencana untuk lantai pabrik = 400 kgm2

Koefisien reduksi untuk perencanaan balok induk = 100

Koefisien reduksi untuk peninjauan terhadap masa gempa = 090

4212 Beban angin

- Dinding vertical

Di pihak angin = + 09 x 40 = + 36 kgm2

Di belakang angin = - 04 x 40 = - 16 kgm2

- Atap segi-tiga dengan sudut kemiringan α 10o

Koefisien angin tekan = 002α - 04 = 002 (10) - 04 = - 02

Koefisien angin hisap = - 04

qtekan = -02 x 40 = -8 kgm2

qhisap = -04 x 70 = -16 kgm2

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

113

4213 Beban gempa

Jenis pemamfaatan bangunan = Pabrik (kategori risiko II tabel 27)

Faktor keutamaan gempa Ie = 1 (tabel 28)

Ss = 05g

S1 = 03g

Jenis tanah = Keras (kelas C)

Fa = 12 ( tabel 211 dengan input Ss = 05 )

Fs = 15 ( tabel 212 dengan input S1 = 03 )

SDS = Fa Ss = 12 05 = 040

SD1 = FV S1 = 15 03 = 030

Gambar 412 Respon spectra rencana

Berdasarkan SDS gedung berada di kategori risiko C ( tabel 213 )

Berdasarkan SD1 gedung berada di kategori risiko D ( tabel 214 )

00000

00500

01000

01500

02000

02500

03000

03500

04000

04500

0000 1000 2000 3000 4000 5000

S

T

MEDAN TANAH KERAST S

0000 01600

0075 02800

0113 03400

0150 04000

0750 04000

0750 04000

0830 03614

3070 00977

3310 00906

3550 00845

4030 00744

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

114

Sehingga bangunan akan direncanakan dengan kategori risiko D yaitu sistem

rangka baja pemikul momen khusus Adapun nilai koefisien modifikasi respons

(R) faktor kuat lebih (Ω) dan faktor pembesaran defleksi (cd) adalah

Koefisien modifikasi respons (R) = 8

Faktor kuat lebih (Ω) = 3

Faktor pembesaran defleksi (cd) = 55

1 Gaya gempa statik ekivalen

- Menentukan T

- Ta = Ct -gt Ct = 0724 x = 08 ( tabel 213 )

= 00724 x 37614

= 1318 detik

Tmax = Cu Ta -gt Cu = 14 ( tabel 214 )

= 14 1318

= 1845 detik

Tc = Tx 3438 Ty -3231

Sehingga digunakan T = 1845

- Menentukan nilai C

Cmin = 0044 SDS I gt 001

= 0044 040 1 gt 001

= 00176

Cs = =

= 005

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

115

Cs = =

= 0020

Sehingga digunakan Cs = 0020

- Menentukan berat struktur

Beban mati

Tabel 41 Beban mati struktur (rangka)

Tabel 42 Beban mati struktur (Atap partisi diafragma dll)

Sehingga beban mati total struktur adalah 46021142 kg

Adapun beban hidup total permeter luas adalah 09 x 400 = 360 kgm2

No Jenis Beban Sendiri q kgm L m W Kg

1 H 350 X 350 X 12 X 19 13700 42813 5865313

2 H 300 X 300 X 10 X 15 9400 16583 1558785

3 IWF 300 X 150 X 65 X 9 3670 192448 7062838

4 IWF 350 X 175 X 7 X 11 4960 26850 1331760

5 IWF 250 X 125 X 6 X 9 2960 16455 487059

6 IWF 200 X 200 X 8 X 12 4990 4640 231536

7 IWF 200 X 100 X 55 X 8 2130 135712 2890659

8 CNP 700 85280 596960

9 Sagrod 062 29242 18042

10 Ikatan angin 298 23758 70894

sum 20113845

No Jenis Beban Sendiri q kgm2 A m2 W Kg

1 Floor deck 28800 52636 15159168

2 Chekered plate 45 mm 4777 184206 8798611

3 Clading 446 2200 9812

4 Spandek 498 64700 322206

5 Isolation Rockwool 2500 64700 1617500

sum 25907297

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

116

Tabel 43 Beban hidup struktur

No Beban Hidup q kgm2 A m2 W Kg

1 Floor deck 36000 52636 18948960

2 Chekered plate 45 mm 36000 184206 66314244

sum 85263204

Sehingga berat struktur adalah

WT = WDL + WLL

= 25907297 + 85263204

= 131284346 kg

- Menentukan gaya geser dasar

V = Cs WT

= 0020 131284346

= 2668381 kg

2 Analisis spectrum respons ragam

- Kontrol partisipasi massa ragam

Tabel 44 Waktu getar alami dan partisipasi massa

Case ModePeriod Selisih Waktu

Getar Alami Sum UX Sum UY Sum UZ

sec

Modal 1 3438 870 06918 00161 00022

Modal 2 3139 1911 07121 06293 00025

Modal 3 2539 666 07818 06293 00028

Modal 4 237 1139 0782 06297 00032

Modal 5 21 3948 0782 07018 00037

Modal 6 1271 582 0786 07024 00065

Modal 7 1197 635 09305 07037 00066

Modal 8 1121 660 09308 07038 00084

Modal 9 1047 669 09308 07057 00086

Modal 10 0977 379 09311 07792 00088

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

117

Tabel 44 Waktu getar alami dan partisipasi massa (lanjutan)

Case ModePeriod Selisih Waktu

Getar Alami Sum UX Sum UY Sum UZ

sec

Modal 11 094 1649 09318 08848 00096

Modal 12 0785 382 09332 08849 00099

Modal 13 0755 252 0959 08885 00099

Modal 14 0736 095 09612 09008 00117

Modal 15 0729 727 09627 09114 00125

Modal 16 0676 459 09751 09119 00125

Modal 17 0645 698 09799 09121 00125

Analisa modal pada software etabs 2015 menunjukan bahwa

perbedaan waktu getar sangat sedikit sehingga untuk selanjutnya digunakan

metoda kombinasi kuadrat lengkap (CQC) Pada mode ke 7 partisipasi

massa pada UX sudah mencapai 93 dan pada mode ke 14 partisipasi

massa pada UY sudah mencapai 90 sehingga sudah memenuhi syarat

minimal (90)

- Kontrol base reaction

Tabel 45 Base Reaction

Load CaseCombo

FX FY FZ

KN KN KN

RS U1 Max 2366839 325487 10303

RS U2 Max 290655 2367369 22637

085 VStatik gt VDinamik

085 2668381 gt 2367369

226812 lt 2367369 (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

118

4214 Beban notional

Untuk struktur yang menahan beban gravitasi terutama melalui kolom dinding

atau portal vertikal nominal diijinkan menggunakan beban notional untuk mewakili

efek ketidaksempurnaan awal Beban notional harus digunakan sebagai beban

lateral pada semua levelbeban national di hitung otomatis dari program ETABS

2015 dengan nominal 0002 α Yi untuk mewakili ketidaksempurnaan awal dan

0001 α Yi untuk kekakuan lentur sehingga

Ni = 0003 α Yi

Gambar 413 Beban notional pada etabs 2015

Beban tersebut di distribusikan arah orthogonal baik untuk beban grafitasi beban

hidup maupun beban grafitasi akibat beban mati

422 Kombinasi beban

Struktur akan didisain dengan gempa termasuk gaya seismic vertikal dan

faktor redundansi Gaya seismic vertikal adalah

Ev = 02 SDS DL

= 02 040 DL

= 008 DL

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

119

Faktor redundansi untuk kategori desain seismik DE dan F adalah 13 sehingga

kombinasi pembebanan menjadi

1 14D

2 12D + 16L + 05(Lr atau R)

3 12D + 16(Lr atau R) + (L atau 05W)

4 12D + 10 W + L + 05(Lr atau R)

5 12D + 10 E + L -gt 13D + 13E + L

6 09D + 10 W

7 09D + 10 E -gt 08D + 13E

423 Kontrol Driff

Tabel 46 Simpangan antar lantai akibat gempa X

Elevasi h SUMBU X SUMBU Y ∆IZIN KETERANGAN

m mm δse (mm) δx (mm) ∆x (mm) δse (mm) δy (mm) ∆y (mm) mm

355 4100 80 440 2585 15 825 385 82 OK

314 3000 753 41415 2035 143 7865 33 60 OK

284 3000 716 3938 2695 137 7535 275 60 OK

254 3000 667 36685 363 132 726 33 60 OK

224 3000 601 33055 4345 126 693 44 60 OK

194 3000 522 2871 4565 118 649 495 60 OK

164 2650 439 24145 3905 109 5995 66 53 OK

1375 3050 368 2024 407 97 5335 1155 61 OK

107 4900 294 1617 7535 76 418 253 98 OK

58 5800 157 8635 8635 3 165 165 116 OK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

120

Gambar 414 Grafik simpangan antar lantai VS elevasi akibat gempa - X

Tabel 47 Simpangan antar lantai akibat gempa Y

Elevasi h SUMBU X SUMBU Y ∆IZIN KETERANGAN

m mm δse (mm) δx (mm) ∆x (mm) δse (mm) δy (mm) ∆y (mm) mm

355 4100 398 742 35 742 4081 1925 82 OK

314 3000 371 707 27 707 38885 1485 60 OK

284 3000 35 68 3 68 374 165 60 OK

254 3000 324 65 43 65 3575 2365 60 OK

224 3000 288 607 56 607 33385 308 60 OK

194 3000 246 551 68 551 30305 374 60 OK

164 2650 201 483 68 483 26565 374 53 OK

1375 3050 164 415 92 415 22825 506 61 OK

107 4900 127 323 182 323 17765 80 98 OK

58 5800 62 141 141 141 9765 9765 116 OK

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 20 40 60 80 100 120 140

ELEV

ASI

STORY DRIFT

GRAFIK STORY DRIFT vs ELEVASI

DRIFT X

DRIFT Y

DRIFT IZIN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

121

Gambar 415 Grafik simpangan antar lantai VS elevasi akibat gempa - Y

424 Kontrol Profil

4241 Kolom 350 x 350 x 12 x 19 ( A = 1739 cm2 )

Ix = 40300 cm4 Zx = 24931

Iy = 13600 cm4 Zy = 11749

Sx = 2300 cm3 Lp = 449 m

Sy = 776 cm3 Lr = 1718 m

rx = 152 cm Mp = 5983 KN m

ry = 884 cm Mr = 391 KN m

Panjang tidak terkekang lateral = 58 m

Elastisitas bahan = 200000 MPa

Tegangan leleh bahan = 240 MPa

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 20 40 60 80 100 120 140

ELEV

ASI

STORY DRIFT

GRAFIK STORY DRIFT vs ELEVASI

DRIFT X

DRIFT Y

DRIFT IZIN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

122

a Kapasitas kolom terhadap tekan

λ = lt 471

=

lt 471

= 65611 lt 13797

fe =

=

= 45890 MPa

lt 225

lt 225

0522 lt 225

Sehingga tegangan keritis adalah

fcr = 0658 fy

= 0658 240

= 19698 MPa

ϕPn = 09 fcr A

= 09 19698 17390

= 308307 KN

b Kapasitas kolom terhadap momen sumbu x

L = 58 m

Lp = 449 m

Lr = 1718 m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

123

didapat Lp lt L lt Lr sehingga momen ultimate adalah

Mn = Cb [Mp ndash ( Mp- Mr)

]

= 1 [5983 - (5983 ndash 391)

]

= 57694 KN m

ϕ Mn = 09 57694

= 51924 KN m

c Kapasitas kolom terhadap momen sumbu y

ϕ Mn = 09 Zy fy

= 09 11749 240

= 25377 KN m

Tabel 48 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 350 x 350 x 12 x 19

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

14DL 0 -50108 -439 -693 PuϕPn lt 02 0114

14DL 275 -49599 076 340 PuϕPn lt 02 0092

14DL 55 -49090 565 1356 PuϕPn lt 02 013

12DL + 16LL 0 -234590 -1264 -1380 PuϕPn gt 02 0846

12DL + 16LL 275 -234153 104 786 PuϕPn gt 02 0794

12DL + 16LL 55 -233716 1360 2854 PuϕPn gt 02 0871

12DL + 16LL + 05WL-X 0 -237561 -1198 2174 PuϕPn gt 02 0867

12DL + 16LL + 05WL-X 275 -237124 116 2293 PuϕPn gt 02 083

12DL + 16LL + 05WL-X 55 -236688 1312 2004 PuϕPn gt 02 0865

12DL + 16LL + 05WL-Y 0 -234440 -2572 -1245 PuϕPn gt 02 0889

12DL + 16LL + 05WL-Y 275 -234003 -342 865 PuϕPn gt 02 0803

12DL + 16LL + 05WL-Y 55 -233567 2144 2857 PuϕPn gt 02 0898

12DL + LL + WL-X 0 -168693 -156 6011 PuϕPn gt 02 0668

12DL + LL + WL-X 275 -168257 257 3604 PuϕPn gt 02 0629

12DL + LL + WL-X 55 -167820 583 512 PuϕPn gt 02 0586

12DL + LL + WL-Y 0 -162386 -4668 -795 PuϕPn gt 02 0716

12DL + LL + WL-Y 275 -161949 -1059 776 PuϕPn gt 02 0588

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

124

Tabel 48 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 350 x 350 x 12 x 19 (lanjutan)

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

12DL + LL + WL-Y 55 -161513 3203 2242 PuϕPn gt 02 0686

13DL + LL + ρRS-X Max 0 -161904 5293 4622 PuϕPn gt 02 0802

13DL + LL + ρRS-X Max 275 -161431 1821 3150 PuϕPn gt 02 0653

13DL + LL + ρRS-X Max 55 -160958 5145 3377 PuϕPn gt 02 0772

13DL + LL + ρRS-X Min 0 -171412 -7624 -5979 PuϕPn gt 02 0938

13DL + LL + ρRS-X Min 275 -170939 -1731 -1543 PuϕPn gt 02 0654

13DL + LL + ρRS-X Min 55 -170466 -2792 1061 PuϕPn gt 02 0681

13DL + LL + ρRS-Y Max 0 -157108 2483 11576 PuϕPn gt 02 0806

13DL + LL + ρRS-Y Max 275 -156635 990 6117 PuϕPn gt 02 0659

13DL + LL + ρRS-Y Max 55 -156162 2686 4441 PuϕPn gt 02 0688

13DL + LL + ρRS-Y Min 0 -177929 -3506 -10847 PuϕPn gt 02 0899

13DL + LL + ρRS-Y Min 275 -177456 -609 -3714 PuϕPn gt 02 0673

13DL + LL + ρRS-Y Min 55 -176983 -1052 -492 PuϕPn gt 02 0632

09DL + WL-X 0 -38166 033 6660 PuϕPn lt 02 0193

09DL + WL-X 275 -37839 110 3230 PuϕPn lt 02 013

09DL + WL-X 55 -37511 161 -829 PuϕPn lt 02 0085

09DL + WLY 0 -31859 -4479 -146 PuϕPn lt 02 0233

09DL + WLY 275 -31532 -1205 402 PuϕPn lt 02 0108

09DL + WLY 55 -31204 2781 901 PuϕPn lt 02 0179

08DL + ρRS-X Max 0 -23960 6089 5031 PuϕPn lt 02 0377

08DL + ρRS-X Max 275 -23669 1794 2588 PuϕPn lt 02 016

08DL + ρRS-X Max 55 -23378 4359 1901 PuϕPn lt 02 0248

08DL + ρRS-X Min 0 -33468 -6828 -5570 PuϕPn lt 02 0432

08DL + ρRS-X Min 275 -33177 -1757 -2105 PuϕPn lt 02 0165

08DL + ρRS-X Min 55 -32886 -3578 -415 PuϕPn lt 02 0204

08DL + ρRS-Y Max 0 -18520 2830 11228 PuϕPn lt 02 0359

08DL + ρRS-Y Max 275 -18229 860 5259 PuϕPn lt 02 0166

08DL + ρRS-Y Max 55 -17938 2141 3132 PuϕPn lt 02 0175

08DL + ρRS-Y Min 0 -39341 -3159 -11196 PuϕPn lt 02 0406

08DL + ρRS-Y Min 275 -39050 -739 -4572 PuϕPn lt 02 0182

08DL + ρRS-Y Min 55 -38759 -1596 -1801 PuϕPn lt 02 0162

Stress ratio maximum adalah 0938 lt 1 OK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

125

d Kapasitas kolom terhadap geser

Tabel 49 Resume gaya geser Kolom 350 x 350 x 12 x 19

V2 kN V3 kN

Vmax 18049 9887

Vmin -22158 -15602

- Kontrol terhadap geser sumbu x

ϕVn = 09 06 Aw fy

= 09 06 3744 240

= 48522 KN gt 22158 OK

- Kontrol terhadap geser sumbu y

ϕVn = 09 06 Af fy

= 09 06 12844 240

= 16645 KN gt 156 OK

4242 Kolom 300 x 300 x 10 x 15 ( A = 1198 cm2 )

Ix = 20400 cm4 Zx = 14647 cm3

Iy = 6750 cm4 Zy = 6817 cm3

Sx = 1360 cm3 Lp = 381 m

Sy = 450 cm3 Lr = 1376 m

rx = 131 cm Mp = 3515 KN m

ry = 751 cm Mr = 2312 KN m

Panjang tidak terkekang laterar = 3 m

Elastisitas bahan = 200000 MPa

Tegangan leleh bahan = 240 MPa

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

126

a Kapasitas kolom terhadap tekan

λ = lt 471

=

lt 471

= 39947 lt 13797

fe =

=

= 123797 MPa

lt 225

lt 225

01938 lt 225

Sehingga tegangan keritis adalah

fcr = 0658 fy

= 0658 240

= 221295 MPa

ϕPn = 09 fcr A

= 09 221295 11980

= 2386003 KN

b Kapasitas kolom terhadap momen sumbu x

L = 3 m

Lp = 381 m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

127

didapat Lp gt L sehingga momen ultimate adalah

Mn = Mp

= 35152 KN m

ϕ Mn = 09 35152

= 319376 KN m

c Kapasitas kolom terhadap momen sumbu y

ϕ Mn = 09 Zy fy

= 09 6817 240

= 147247 KN m

Tabel 410 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 300 x 300 x 10 x 15

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

14DL 0 -12254 -884 -306 PuϕPn lt 02 0096

14DL 275 -12082 -141 072 PuϕPn lt 02 0038

14DL 55 -11910 605 449 PuϕPn lt 02 0081

12DL + 16LL 0 -53658 -6540 -1683 PuϕPn gt 02 0667

12DL + 16LL 275 -53510 -1187 515 PuϕPn gt 02 0311

12DL + 16LL 55 -53362 4228 2705 PuϕPn gt 02 0555

12DL + 16LL + 05WL-X 0 -53789 -6536 -1139 PuϕPn gt 02 0652

12DL + 16LL + 05WL-X 275 -53641 -1183 464 PuϕPn gt 02 031

12DL + 16LL + 05WL-X 55 -53494 4231 2060 PuϕPn gt 02 0538

12DL + 16LL + 05WL-Y 0 -54867 -7138 -1717 PuϕPn gt 02 071

12DL + 16LL + 05WL-Y 275 -54719 -1176 504 PuϕPn gt 02 0315

12DL + 16LL + 05WL-Y 55 -54572 4762 2715 PuϕPn gt 02 0593

12DL + LL + WL-X 0 -37583 -4262 -046 PuϕPn lt 02 037

12DL + LL + WL-X 275 -37435 -786 246 PuϕPn lt 02 014

12DL + LL + WL-X 55 -37287 2730 534 PuϕPn lt 02 0281

12DL + LL + WL-Y 0 -40160 -5753 -1248 PuϕPn lt 02 0515

12DL + LL + WL-Y 275 -40012 -752 319 PuϕPn lt 02 0145

12DL + LL + WL-Y 55 -39864 4114 1881 PuϕPn lt 02 0423

13DL + LL + ρRS-X Max 0 -34864 -2278 258 PuϕPn lt 02 0236

13DL + LL + ρRS-X Max 275 -34704 -448 634 PuϕPn lt 02 0124

13DL + LL + ρRS-X Max 55 -34544 4920 3224 PuϕPn lt 02 0509

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

128

Tabel 410 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 300 x 300 x 10 x 15

(lanjutan)

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

13DL + LL + ρRS-X Min 0 -42010 -6668 -2496 PuϕPn lt 02 062

13DL + LL + ρRS-X Min 275 -41850 -1139 041 PuϕPn lt 02 0167

13DL + LL + ρRS-X Min 55 -41690 930 353 PuϕPn lt 02 0162

13DL + LL + ρRS-Y Max 0 -36078 -3269 1785 PuϕPn lt 02 0355

13DL + LL + ρRS-Y Max 275 -35917 -644 806 PuϕPn lt 02 0145

13DL + LL + ρRS-Y Max 55 -35757 3829 4637 PuϕPn lt 02 0482

13DL + LL + ρRS-Y Min 0 -40673 -5470 -3709 PuϕPn lt 02 0574

13DL + LL + ρRS-Y Min 275 -40513 -955 -183 PuϕPn lt 02 0156

13DL + LL + ρRS-Y Min 55 -40353 1791 -1478 PuϕPn lt 02 0253

09DL + WL-X 0 -8094 -537 895 PuϕPn lt 02 0082

09DL + WL-X 275 -7983 -084 -055 PuϕPn lt 02 0025

09DL + WL-X 55 -7872 371 -1002 PuϕPn lt 02 0074

09DL + WLY 0 -10671 -2028 -307 PuϕPn lt 02 017

09DL + WLY 275 -10560 -050 019 PuϕPn lt 02 0027

09DL + WLY 55 -10449 1755 346 PuϕPn lt 02 0153

08DL + ρRS-X Max 0 -3468 1674 1216 PuϕPn lt 02 016

08DL + ρRS-X Max 275 -3370 266 336 PuϕPn lt 02 0036

08DL + ρRS-X Max 55 -3271 2356 1674 PuϕPn lt 02 022

08DL + ρRS-X Min 0 -10614 -2716 -1539 PuϕPn lt 02 0256

08DL + ρRS-X Min 275 -10516 -426 -258 PuϕPn lt 02 006

08DL + ρRS-X Min 55 -10417 -1633 -1197 PuϕPn lt 02 0171

08DL + ρRS-Y Max 0 -4709 606 2625 PuϕPn lt 02 0135

08DL + ρRS-Y Max 275 -4610 075 529 PuϕPn lt 02 0032

08DL + ρRS-Y Max 55 -4512 1354 3250 PuϕPn lt 02 0205

08DL + ρRS-Y Min 0 -9304 -1595 -2869 PuϕPn lt 02 0219

08DL + ρRS-Y Min 275 -9206 -236 -459 PuϕPn lt 02 005

08DL + ρRS-Y Min 55 -9107 -684 -2866 PuϕPn lt 02 0157

Stress ratio maximum adalah 0710 lt 1 OK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

129

d Kapasitas kolom terhadap geser

Tabel 411 Resume gaya geser Kolom 300 x 300 x 10 x 15

V2 kN V3 kN

Vmax 18748 9962

Vmin -29322 -43951

- Kontrol terhadap geser sumbu x

ϕVn = 09 06 Aw fy

= 09 06 2700 240

= 34992 KN gt 29322 KN (OK)

- Kontrol terhadap geser sumbu y

ϕVn = 09 06 Af fy

= 09 06 8700 240

= 112752 KN gt 43951 KN (OK)

4243 Kolom 200 x 200 x 8 x 12 ( A = 6353 cm2 )

Ix = 4720 cm4 Zx = 5131 cm3

Iy = 1600 cm4 Zy = 2428 cm3

Sx = 472 cm3 Lp = 255 m

Sy = 160 cm3 Lr = 1072 m

rx = 862 cm Mp = 1231 KN m

ry = 502 cm Mr = 802 KN m

Panjang tidak terkekang laterar = 58 m

Elastisitas bahan = 200000 MPa

Tegangan leleh bahan = 240 MPa

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

130

a Kapasitas kolom terhadap tekan

λ = lt 471

=

lt 471

= 115538 lt 13797

fe =

=

= 14799 MPa

lt 225

lt 225

1621 lt 225

Sehingga tegangan keritis adalah

fcr = 0658 fy

= 0658 240

= 121737 MPa

ϕPn = 09 fcr A

= 09 121737 6353

= 696056 KN

b Kapasitas kolom terhadap momen sumbu x

L = 58 m

Lp = 255 m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

131

Lr = 1072 m

didapat Lp lt L lt Lr sehingga momen ultimate adalah

Mn = Cb [Mp ndash ( Mp- Mr)

]

= 1 [123144 - (123144 ndash 8024)

]

= 106077 KN m

ϕ Mn = 09 106077

= 9547 KN m

c Kapasitas kolom terhadap momen sumbu y

ϕ Mn = 09 Zy fy

= 09 2428 240

= 524448 KN m

Tabel 412 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 200 x 200 x 8 x 12

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

14DL 0 -2195 -043 -037 PuϕPn lt 02 0028

14DL 275 -2006 004 001 PuϕPn lt 02 0016

14DL 55 -1818 049 038 PuϕPn lt 02 0027

12DL + 16LL 0 -4566 -141 -070 PuϕPn lt 02 0068

12DL + 16LL 275 -4405 007 018 PuϕPn lt 02 0035

12DL + 16LL 55 -4243 152 107 PuϕPn lt 02 0071

12DL + 16LL + 05WL-X 0 -3107 -138 483 PuϕPn lt 02 0100

12DL + 16LL + 05WL-X 275 -2945 008 053 PuϕPn lt 02 0029

12DL + 16LL + 05WL-X 55 -2784 150 -378 PuϕPn lt 02 0089

12DL + 16LL + 05WL-Y 0 -4677 -384 -090 PuϕPn lt 02 0117

12DL + 16LL + 05WL-Y 275 -4516 -011 019 PuϕPn lt 02 0037

12DL + 16LL + 05WL-Y 55 -4354 364 127 PuϕPn lt 02 0115

12DL + LL + WL-X 0 -622 005 1055 PuϕPn lt 02 0116

12DL + LL + WL-X 275 -461 014 081 PuϕPn lt 02 0015

12DL + LL + WL-X 55 -299 021 -895 PuϕPn lt 02 01

12DL + LL + WL-Y 0 -3816 -763 -100 PuϕPn lt 02 0184

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

132

Tabel 412 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 200 x 200 x 8 x 12

(lanjutan)

Load CaseCombo Station P M2 M3

Keterangan Stress Ratio m kN kN-m kN-m

12DL + LL + WL-Y 275 -3655 -041 014 PuϕPn lt 02 0036

12DL + LL + WL-Y 55 -3493 686 126 PuϕPn lt 02 017

13DL + LL + ρRS-X Max 0 -1973 939 590 PuϕPn lt 02 0255

13DL + LL + ρRS-X Max 275 -1798 079 054 PuϕPn lt 02 0034

13DL + LL + ρRS-X Max 55 -1623 1078 567 PuϕPn lt 02 0277

13DL + LL + ρRS-X Min 0 -5225 -1217 -612 PuϕPn lt 02 0334

13DL + LL + ρRS-X Min 275 -5050 -072 -025 PuϕPn lt 02 0053

13DL + LL + ρRS-X Min 55 -4875 -791 -486 PuϕPn lt 02 0237

13DL + LL + ρRS-Y Max 0 340 425 1491 PuϕPn lt 02 024

13DL + LL + ρRS-Y Max 275 514 043 110 PuϕPn lt 02 0024

13DL + LL + ρRS-Y Max 55 689 462 1152 PuϕPn lt 02 0214

13DL + LL + ρRS-Y Min 0 -6918 -505 -1281 PuϕPn lt 02 0281

13DL + LL + ρRS-Y Min 275 -6743 -023 -068 PuϕPn lt 02 006

13DL + LL + ρRS-Y Min 55 -6569 -343 -1273 PuϕPn lt 02 0246

09DL + WL-X 0 1511 008 1085 PuϕPn lt 02 0126

09DL + WL-X 275 1632 006 070 PuϕPn lt 02 0021

09DL + WL-X 55 1753 004 -947 PuϕPn lt 02 0113

09DL + WLY 0 -1682 -761 -069 PuϕPn lt 02 0165

09DL + WLY 275 -1561 -049 003 PuϕPn lt 02 0021

09DL + WLY 55 -1440 668 075 PuϕPn lt 02 0146

08DL + ρRS-X Max 0 412 1035 596 PuϕPn lt 02 0263

08DL + ρRS-X Max 275 519 077 041 PuϕPn lt 02 0023

08DL + ρRS-X Max 55 627 978 534 PuϕPn lt 02 0247

08DL + ρRS-X Min 0 -2840 -1120 -606 PuϕPn lt 02 0298

08DL + ρRS-X Min 275 -2733 -074 -038 PuϕPn lt 02 0038

08DL + ρRS-X Min 55 -2625 -891 -519 PuϕPn lt 02 0244

08DL + ρRS-Y Max 0 2516 453 1421 PuϕPn lt 02 0254

08DL + ρRS-Y Max 275 2624 036 093 PuϕPn lt 02 0036

08DL + ρRS-Y Max 55 2731 420 1186 PuϕPn lt 02 0224

08DL + ρRS-Y Min 0 -4742 -477 -1350 PuϕPn lt 02 0267

08DL + ρRS-Y Min 275 -4634 -030 -085 PuϕPn lt 02 0048

08DL + ρRS-Y Min 55 -4527 -385 -1239 PuϕPn lt 02 0236

Stress ratio maximum adalah 0334 lt 1 (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

133

e Kapasitas kolom terhadap geser

Tabel 413 Resume gaya geser Kolom 200 x 200 x 8 x 12

V2 kN V3 kN

Vmax 4961 3345

Vmin ‐45461 ‐40182

- Kontrol terhadap geser sumbu x

ϕVn = 09 06 Aw fy

= 09 06 1408 240

= 18247 KN gt 4961 OK

- Kontrol terhadap geser sumbu y

ϕVn = 09 06 Af fy

= 09 06 4512 240

= 584755 KN gt 40182 OK

4244 Balok Komposit 300 x 150 x 65 x 9 ( A = 4678 cm2 )

Ix = 7210 cm4 Zx = 522 cm3

Iy = 508 cm4 Zy = 1042 cm3

Sx = 481 cm3 Lp = 167 m

Sy = 677 cm3 Lr = 497 m

rx = 124 cm Mp = 1253 KN m

ry = 329 cm Mr = 817 KN m

Panjang tidak terkekang laterar = 8 m

Elastisitas bahan = 200000 MPa

Tegangan leleh bahan = 240 MPa

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

134

Tabel 414 Resume Gaya luar envelope balok komposit 300 x 150 x 65 x 9

Load CaseCombo Station P V2 V3 T M2 M3

m kN kN kN kN‐m kN‐m kN‐m

ENVELOPE Max 0175 0030 4867 0030 ‐0009 0012 35372

ENVELOPE Max 0671 0020 5715 0020 ‐0009 0000 32749

ENVELOPE Max 1166 0009 6564 0009 ‐0009 0000 30189

ENVELOPE Max 1662 0000 7412 0000 ‐0009 0000 30289

ENVELOPE Max 2158 0000 8260 0000 ‐0009 0000 29122

ENVELOPE Max 2653 0000 9109 0000 ‐0009 0004 26687

ENVELOPE Max 3149 0000 9957 0000 ‐0009 0018 22986

ENVELOPE Max 3617 0003 17149 0003 0059 0002 15061

ENVELOPE Max 4084 0003 17368 0003 0059 0000 10950

ENVELOPE Max 4552 0002 17587 0002 0059 0000 13087

ENVELOPE Max 5019 0001 17806 0001 0059 0000 15177

ENVELOPE Max 5487 0000 18025 0000 0059 0000 17921

ENVELOPE Max 5955 0000 18244 0000 0059 0000 22012

ENVELOPE Max 6422 0000 18463 0000 0059 0000 26039

ENVELOPE Max 6890 0000 18681 0000 0059 0000 30003

ENVELOPE Max 7357 0000 18900 0000 0059 0001 33905

ENVELOPE Max 7825 0000 19119 0000 0059 0003 37743

ENVELOPE Min 0175 0000 ‐28736 0000 ‐0084 0000 ‐56467

ENVELOPE Min 0671 0000 ‐26180 0000 ‐0084 0000 ‐42857

ENVELOPE Min 1166 0000 ‐23624 0000 ‐0084 ‐0007 ‐30998

ENVELOPE Min 1662 ‐0002 ‐21067 ‐0002 ‐0084 ‐0009 ‐23486

ENVELOPE Min 2158 ‐0013 ‐18511 ‐0013 ‐0084 ‐0005 ‐16393

ENVELOPE Min 2653 ‐0023 ‐15955 ‐0023 ‐0084 0000 ‐9722

ENVELOPE Min 3149 ‐0034 ‐13398 ‐0034 ‐0084 0000 ‐3471

ENVELOPE Min 3617 0000 ‐9354 0000 0007 0000 0930

ENVELOPE Min 4084 0000 ‐9219 0000 0007 0000 1369

ENVELOPE Min 4552 0000 ‐9084 0000 0007 ‐0001 ‐4717

ENVELOPE Min 5019 0000 ‐8950 0000 0007 ‐0001 ‐10866

ENVELOPE Min 5487 0000 ‐8815 0000 0007 ‐0002 ‐17834

ENVELOPE Min 5955 ‐0001 ‐8680 ‐0001 0007 ‐0002 ‐26313

ENVELOPE Min 6422 ‐0002 ‐8546 ‐0002 0007 ‐0001 ‐34895

ENVELOPE Min 6890 ‐0002 ‐8411 ‐0002 0007 0000 ‐43579

ENVELOPE Min 7357 ‐0003 ‐8276 ‐0003 0007 0000 ‐52366

ENVELOPE Min 7825 ‐0004 ‐8142 ‐0004 0007 0000 ‐61255

Didapat M+max 3774 KN m dan M-

max 6125 KN m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

135

a Kontrol momen positif

- menentukan lebar efektif pelat beton ( digunakan Lrelativ )

1 be lt

be lt

be lt 1

2 be lt bo

be lt 1

sehingga digunakan be = 1 meter

akibat adanya lubang pada floor deck maka digunakan bekivalen

bekivalen =

=

= 810 mm

- Menentukan nilai n

Ebeton = 4700 = 4700 radic25 = 23500

Ebaja = 200000

n = = = 851

- Menentukan lebar transformasi penampang beton

=

= 952 cm

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Pelat Beton 11424 6 68544 Floor Deck 1867 945 17646 Profil WF 4678 27 126306

sum 17969 sum 212496

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

136

ẏ = sum

sum =

= 11825 mm

Titik berat berada di pelat beton

a =

=

= 5968 mm

d1 = 05hprofil + tpelat = 150 + 120 = 270 mm

d2 = hprofil ndash ċ = 120 ndash 035 = 11965

ϕMn = 09 As fy ( d1- ӯ )

ϕMn = 09 x [ 4678 x 240 x (270 ndash 2984) +2646 550 (11965 ndash 2984) ]

ϕMn = 24266 + 1176

ϕMn = 25442 KN m gt Mu = 3774 KN m ( OK )

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

137

b Kontrol momen negatif

- Menentukan sumbu netral penampang

Tsr = Asr fyr

= 667 ( 503 ) 400

= 13413334 N

Tfd = As Fu

= 81485 550

= 4481675 N

T = Tsr + Tfd

= 13413334 + 448167

= 58230084 N

Cmax = As fy

= 4678 240

= 1122720 N

Cmax gt T maka titik berat berada pada profil baja

T + Ts = Cmax ndash Ts

2Ts = Cmax ndash T

Ts = 05 (1122720 ndash 58230084)

Ts = 270209 N

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

138

Jika sumbu netral jatuh di sayap maka

b tf fy = Ts

150 tw 240 = 27020958

t =

= 75 mm

- Menghitung garis kerja gaya pusat tekan

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Profil WF 4678 15000 701700 Flens -1125 29625 -333281

sum 3553 sum 36841

ӯ =

= 10369 mm

Momen terhadap garis kerja

Tsr Mn1 = Tsr (d ndash ӯ + ts ndash 24)

= 13413334 ( 300 ndash 10369 + 120 ndash 24 )

= 3920 KN m

Tfr Mn2 = Tfd ( d ndash ӯ + 25 )

= 4481675 ( 300 ndash 10369 + 25)

= 9918 KN m

Ts flens Mn3 = Ts ( d ndash ӯ ndash (752) )

= 270000 ( 300 ndash 10369 ndash 375 )

= 5199 KN m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

139

Mn = Mn1 + Mn2 + Mn3

= 3920 + 9918 + 5199

= 19037 KN m

ϕ Mn = 09 Mn

= 09 19037

= 17133 KN m gt 6125 KN m (OK)

D Dimensi Penghubung Geser (Shear Conector)

Gaya horizontal akibat aksi komposit penuh

Vh = 085 a b = 085 x 5968 x 1000 x 25 = 1268200 N

Digunakan Stud connector ⅝rdquo luas satu buah stud connector adalah

Asc = d2 = 158752 =19801 mm2

Kuat geser satu buah shear connector

Qn = 05 Asc lt Rg Rp Asc fu

Qn = 05 x 19801 x radic25 23500 lt 085 x 075 x 19801 x 550

Qn = 7588676 N lt 69427

Jumlah shear connector yang di butuhkan

N = = = 182 ~ 19 buah untuk setengah bentang

Total kebutuhan shear connector adalah 38 buah untuk semua bentang Jika

dipasang dua buah shear connector pada setiap penampang melintang maka

jarak shear connector adalah

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

140

S = = 421 mm

Smin = 6d = 6 x 15875 = 9525 mm

Smax = 8t = 8 x 120 = 960 mm

Strans = 4d = 4 x 15875 = 635 mm

Sehingga digunakan shear connector 2 x (⅝rdquo x 65 cm) dengan jarak 25 cm

E Kontrol Geser

Menghitung gaya geser ultimate

Vu = 43951 KN

Menghitung gaya geser nominal

ϕVn = 09 (06 fy) h tw

ϕVn = 09 x 06 x 240 x 282 x 65

ϕVn = 23755 KN gt Vu = 43951 (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

141

4245 Balok Komposit 350 x 175 x 7 x 11 ( A = 6314 cm2 )

Ix = 13600 cm4 Zx = 8408 cm3

Iy = 984 cm4 Zy = 1724 cm3

Sx = 775 cm3 Lp = 2 m

Sy = 112 cm3 Lr = 593 m

rx = 147 cm Mp = 2017 KN m

ry = 395 cm Mr = 1317 KN m

Panjang tidak terkekang laterar = 6 m

Elastisitas bahan = 200000 MPa

Tegangan leleh bahan = 240 MPa

Tabel 415 Resume Gaya luar envelope balok komposit 350 x 175 x 7 x 11

Load CaseCombo Station P V2 V3 T M2 M3

m kN kN kN kN-m kN-m kN-m

ENVELOPE Max 015 00015 -286870 00000 -00119 00000 -114887

ENVELOPE Max 061 00007 -285538 00000 -00119 00002 17497

ENVELOPE Max 108 00000 -284206 00001 -00119 00003 149271

ENVELOPE Max 154 00000 -282873 00009 -00119 00000 509357

ENVELOPE Max 200 00000 -281541 00017 -00119 00000 1180521

ENVELOPE Max 250 00009 99787 00000 00008 00001 1186148

ENVELOPE Max 300 00000 101228 00000 00008 00003 1190858

ENVELOPE Max 350 00000 102668 00009 00008 00001 1204523

ENVELOPE Max 400 00000 104108 00017 00008 00000 1220570

ENVELOPE Max 446 00009 1540139 00000 01032 00000 560851

ENVELOPE Max 493 00001 1542137 00000 01032 00003 155777

ENVELOPE Max 539 00000 1544136 00007 01032 00002 31225

ENVELOPE Max 585 00000 1546134 00015 01032 00000 -93930

ENVELOPE Min 015 00000 -1602940 -00015 -00945 -00003 -1807980

ENVELOPE Min 061 00000 -1600942 -00007 -00945 00000 -1124508

ENVELOPE Min 108 -00001 -1598944 00000 -00945 00000 -483534

ENVELOPE Min 154 -00009 -1596945 00000 -00945 00000 -72489

ENVELOPE Min 200 -00017 -1594947 00000 -00945 -00006 163564

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

142

Tabel 415 Resume Gaya luar envelope balok komposit 350 x 175 x 7 x 11

(lanjutan)

Load CaseCombo Station P V2 V3 T M2 M3

m kN kN kN kN-m kN-m kN-m

ENVELOPE Min 250 00000 -138749 -00009 -00032 00000 224275

ENVELOPE Min 300 00000 -136409 00000 -00032 00000 283264

ENVELOPE Min 350 -00009 -134068 00000 -00032 00000 259583

ENVELOPE Min 400 -00017 -131728 00000 -00032 -00006 208160

ENVELOPE Min 446 00000 267215 -00009 00146 00000 -14744

ENVELOPE Min 493 00000 268547 -00001 00146 00000 -341901

ENVELOPE Min 539 -00007 269880 00000 00146 00000 -951197

ENVELOPE Min 585 -00015 271212 00000 00146 -00003 -1655771

Didapat M+max 122057 KN m dan M-

max -180798 KN m

a Kontrol momen positif

- menentukan lebar efektif pelat beton

1 be lt

be lt

be lt 075

2 be lt bo

be lt 1

sehingga digunakan be = 075 meter

akibat adanya lubang pada floor deck maka digunakan bekivalen

bekivalen =

= = 614633 mm

- Menentukan nilai n

Ebeton = 4700 = 4700 radic25 = 23500

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

143

Ebaja = 200000

n = = = 851

- Menentukan lebar transformasi penampang beton

=

= 723 cm

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Pelat Beton 864 6 5184 Profil WF 6314 295 186263

sum 16546 sum 253147

ẏ = sum

sum =

= 1592 cm

Titik berat berada di profil baja titik pusat tarik baja profil

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Profil WF 6314 175 11049500 Flens -1925 3445 - 6631625 Web -1974 3249 - 6413526

sum 41916 sum 3776522

ẏ = sum

sum =

= 90097 cm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

144

momen nominal positif

a =

=

= 6311 mm

d1 = h - ӯ + tpelat = 350 - 90 + 120 = 380 mm

d2 = h - ӯ ndash (112) = 350 - 90 - 55 = 2545 mm

d3 = h - ӯ - tf - (2822) = 350 - 90 ndash 11 ndash 141 = 2349 mm

ϕMn = 09 085 a b fcrsquo ( d1- ) + 09 Asf fy (d2) + 09 Asw fy (d3)

ϕMn = 09 x [ 085 x 6311 x 750 x 25 x ( 380 -

) + 11 x 175 x 240 x 2545

+ 282 x 7 x 240 x 2349 ]

ϕMn = 4308 KN m gt Mu = 122057 KN m ( OK )

b Kontrol momen negatif

- Menentukan sumbu netral penampang

Tsr = Asr fyr

= 667 ( 503 ) 400

= 13413334

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

145

Tfd = As Fu

= 595 550

= 327250

T = Tsr + Tfd

= 13413334 + 327250

= 46138334

Cmax = As fy

= 6314 240

= 1515360

Cmax gt T maka titik berat berada pada profil baja

T + Ts = Cmax ndash Ts

2Ts = Cmax ndash T

Ts = 05 (1515360 ndash 46138334)

Ts = 52698833

Jika sumbu netral jatuh di web maka

b tf fy = Ts

h 7 240 = 52698833 ndash (175 11 240)

h =

= 3869 mm

- Menghitung garis kerja gaya pusat tekan

A ( cm2 ) y ( cm ) A y Profil WF 6314 17500 11049500 Flens -1925 34450 - 6631625 Web -270 31965 - 863068

sum 4119 sum 3554806

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

146

ӯ =

= 8630 mm

Momen terhadap pusat tekan

Tsr Mn1 = Tsr (d ndash ӯ + t ndash 24)

= 13413334 ( 350 ndash 8630 + 120 ndash 24 )

= 48247 KN m

Tfr Mn2 = Tfd ( d ndash ӯ + 25 )

= 327250 ( 350 - 8630 + 25)

= 94477 KN m

Ts flens Mn3 = Tf ( d ndash ӯ ndash (112) )

= 462000 ( 350 ndash 8630 ndash 55 )

= 119288 KN m

Ts web M4 = Tw ( d ndash ӯ ndash 11 ndash (38692) )

= 37464 ( 350 ndash 8630 ndash 11 ndash 1934 )

= 15167 KN m

Mn = Mn1 + Mn2 + Mn3 + Mn4

= 48247 + 94477 + 119288 + 15167

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

147

= 277179 KN m

ϕ Mn = 09 Mn

= 09 277179

= 249461 KN m gt 180798 KN m (OK)

D Dimensi Penghubung Geser (Shear Conector)

Gaya horizontal akibat aksi komposit penuh

Vh = 085 a b = 085 x 6311 x 750 x 25 = 1005816 N

Digunakan Stud connector ⅝rdquo luas satu buah stud connector adalah

Asc = d2 = 158752 =19801 mm2

Kuat geser satu buah shear connector

Qn = 05 Asc lt Rg Rp Asc fu

Qn = 05 x 19801 x radic25 23500 lt 085 x 075 x 19801 x 550

Qn = 7588676 N lt 69427

Jumlah shear connector yang di butuhkan

N = = = 1448 ~ 15 buah untuk setengah bentang

Total kebutuhan shear connector adalah 28 buah untuk semua bentang Jika

dipasang dua buah shear connector pada setiap penampang melintang maka

jarak shear connector adalah

S = = 400 mm

Smin = 6d = 6 x 15875 = 9525 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

148

Smax = 8t = 8 x 120 = 960 mm

Strans = 4d = 4 x 15875 = 635 mm

Sehingga digunakan shear connector 2 x (⅝rdquo x 65 cm) dengan jarak 25

cm

E Kontrol Geser

Menghitung gaya geser ultimate

Vu = 160294

Menghitung gaya geser nominal

ϕVn = 09 (06 fy) h tw

ϕVn = 09 x 06 x 240 x 328 x 7

ϕVn = 29756 KN gt Vu = 160294 KN (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

149

425 Dimensi Sambungan

4251 Sambungan Balok Kolom

1 Sambungan Balok Kolom IWF 350 x 175 x 7 x 11 (ϕMP = 182 KN m)

Gambar 416 Rencana sambungan balok kolom IWF 350 x 175 x 7 x 11

Data geometri sambungan

pfo = 80 pfi = pb = 60 mm

h0 = hpr + pfo = 350 + 80 = 430 mm

h1 = hpr ndash tf ndash pfi = 350 ndash 11 ndash 60 = 279 mm

h2 = hpr ndash tf ndash pfi ndash pb = 350 ndash 11 ndash 60 ndash 60 = 219 mm

g = 95 mm

de = 50 mm

bp = 175 mm

hst = 130 mm -gt Lst = = = 22516 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

150

- Momen rencana sambungan (tebal pelat rencana 24 mm)

Muc = Mp + Vu (Lst + tp)

= 182 + 1603 x ( 22516 + 24 )10-3

= 22194 KN m

- Kontrol tebal end-plate

s =

= radic175 95

= 64468 mm

Yp = lang rang 2 lang rang lang rang

2

1 lang 34rang 2

42

Yp = 279 lang rang 219 lang

rang 430 lang rang

295

279 lang60 3 604

rang 219 64468 604

952

Yp = 113067 + 983126 + 475

Yp = 216129

t =

=

= 2297 lt t (24 mm) (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

151

- Kontrol tebal pelat pengaku

Direncanakan tebal pelat pengaku = 10 mm

tst = 10 mm (hst = 130 mm Lst = 22516 mm)

cek tekuk lokal

lt 056

lt

13 lt 1616 (OK)

- Kontrol Sambungan Baut

Digunakan baut A325 M20 (Ab = 31428 mm2 )

Tegangan nominal tarik baut bergantung pada gaya geser ultimate

fnt = 620 MPa

fnv = 372 MPa

frv =

=

= 51 MPa

fnrsquo = 13 fnt -

frv lt fnt

fnrsquo = 13 x 620 -

x 51 lt 620

fnrsquo = 693 lt 620

sehingga tegangan tarik maximum yang digunakan adalah 620 MPa

momen tahanan sambungan baut adalah

ϕMnp = 2ϕPt sum

= 2ϕPt (h0 + h1 + h2)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

152

= 2 075 31428 620 ( 430 + 279 + 219 )

= 271236 KN m gt Muc = 22194 KN m (OK)

- Kontrol las

Digunakan las dengan tebal las maximum yaitu

tlas 1 = 6 mm untuk las vertical

tlas 2 = 9 mm untuk las horizontal

Menentukan tiitk berat las

Las

(i)

1 2hst tlas 1 = 1560 = 424

2 2b2 tlas 2 = 1377 = 3635

3 2b1 tlas 2 = 1404 = 3435

4 2h1 tlas 1 = 3936 = 184

5 2b1 tlas 2 = 1404 = 245

6 2b2 tlas 2 = 1377 = 45

sum A = 9681

61965

2409072sum AY =

05tlas

tf + 15tlas 34398

hpr ‐ tf + tlas 482274

05hpr + tlas 724224

hpr + 05hst + tlas 661440

hpr + 15tlas 5005395

Luas (Ai) Jarak ke sumbu x (yi) Ai x yi

(mm2) (mm) mm

3

h1 = hpr ndash 2tf

= 350 ndash 211

= 328 mm

b1 = 05 [be - tw - 2tlas)

= 05 [175 ndash 7 ndash 26]

= 78 mm

b2 = 05 [be ndash tst - 2tlas)

= 05 [175 ndash 10 ndash 26]

= 765 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

153

ӯ = sumAy

sumA =

2409072 = 248845 mm

kekuatan las

fEXX = 490 MPa (E60)

ϕRn = 075 te 06 fEXX

= 075 x 0707 x 6 x 06 x 490

= 93536 N

Kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 7 x 06 x 370

= 11655 N

Kekuatan las menentukan kekuatan sambungan las dipengaruhi oleh geser

dan lentur sehingga tegangan geser untuk lentur

frv = = = 1655 MPa

fn =

= 490 1655

= 4897 MPa

Momen lentur nominal las

ϕfu = 075 0707 06 fEXX

= 075 x 0707 x 06 x 4897

= 155804 Nmm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

154

momen plastis terhadap garis netral adalah

Mn = 22914 KN m gt Muc = 22194 KN m (OK)

Las Luas (Ai) ϕfu Gaya Las

(i) (mm2) Mpa KN

1 1560 155804 2430542 1377 155804 2145423 1404 155804 2187494 3936 155804 6132455 1404 155804 2187496 1377 155804 214542

397664907552422

229140sum Mn

01150095006502240244

Mn

KN m425722459820706

Lengan kopel

m0175

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

155

2 Sambungan Balok Kolom IWF 300 x 150 x 65 x 9 (ϕMP = 113 KN m)

Gambar 417 Rencana sambungan balok kolom IWF 300 x 150 x 65 x 9

Data geometri sambungan

pfo = 80 pfi = 60 mm

h0 = hpr + pfo = 300 + 80 = 380 mm

h1 = hpr ndash tf ndash pfi = 300 ndash 9 ndash 60 = 231 mm

g = 70 mm

de = 75 mm

bp = 150 mm

hst = 155 mm -gt Lst = = 26846mm

- Momen rencana sambungan (tebal pelat rencana 24 mm)

Muc = Mp + Vu (Lst + tp)

= 113 + 285 x ( 26846 + 14 )10-3

= 12105 KN m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

156

- Kontrol tebal end-plate

s =

= radic150 70

= 51234 mm

Yp = lang rang lang rang

2

1lang rang 0

Yp = 231 lang

rang 380 lang

rang

270

231lang51234 51234rang 380 75 80

Yp = 131069 + 235914

Yp = 366983

t =

=

= 1302 lt t (14 mm) (OK)

- Kontrol tebal pelat pengaku

Direncanakan tebal pelat pengaku = 10 mm

tst = 10 mm (hst = 155 mm Lst = 26846 mm)

cek tekuk lokal

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

157

lt 056

lt

155 lt 1616 (OK)

- Kontrol Sambungan Baut

Digunakan baut A325 M20 (Ab = 31428 mm2 )

Tegangan nominal tarik baut bergantung pada gaya geser ultimate

fnt = 620 MPa

fnv = 372 MPa

frv =

=

= 16 MPa

fnrsquo = 13 fnt -

frv lt fnt

fnrsquo = 13 x 620 -

x 16 lt 620

fnrsquo = 770 lt 620

sehingga tegangan tarik maximum yang digunakan adalah 620 MPa

momen tahanan sambungan baut adalah

ϕMnp = 2ϕPt sum

= 2ϕPt (h0 + h1)

= 2 075 31428 620 ( 380 + 231)

= 17858 KN m gt Muc = 12105 KN m (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

158

- Kontrol las

Digunakan las dengan tebal las maximum yaitu

tlas 1 = 6 mm untuk las vertical

tlas 2 = 7 mm untuk las horizontal

Menentukan tiitk berat las

ӯ = sumAy

sumA =

1999635 = 228190 mm

Las

(i)

1 2hst tlas 1 = 1860 = 3865

2 2b2 tlas 2 = 1152 = 3135

3 2b1 tlas 2 = 11835 = 2955

4 2h1 tlas 1 = 3384 = 159

5 2b1 tlas 2 = 11835 = 225

6 2b2 tlas 2 = 1152 = 45

sum A = 8763

tf + 15tlas 2662875

05tlas 5184

sum AY = 1999635

hpr ‐ tf + tlas 34972425

05hpr + tlas 538056

hpr + 05hst + tlas 718890

hpr + 15tlas 361152

Luas (Ai) Jarak ke sumbu x (yi) Ai x yi

(mm2) (mm) mm

3

h1 = hpr ndash 2tf

= 300 ndash 29

= 282 mm

b1 = 05 [be - tw - 2tlas)

= 05 [150ndash 65 ndash 26]

= 6575 mm

b2 = 05 [be ndash tst - 2tlas)

= 05 [150 ndash 10 ndash 26]

= 64 mm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

159

kekuatan las

fEXX = 490 MPa

ϕRn = 075 te 06 fEXX

= 075 x 0707 x 6 x 06 x 490

= 935361 N

Kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 65 x 06 x 370

= 108225 N

Kekuatan las menentukan kekuatan sambungan las dipengaruhi oleh geser

dan lentur sehingga tegangan geser untuk lentur

frv = = = 325 MPa

fn =

= 490 325

= 4899 MPa

Momen lentur nominal las

ϕfu = 075 0707 06 fEXX

= 075 x 0707 x 06 x 4899

= 155861 Nmm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

160

momen plastis terhadap garis netral adalah

Mn = 188227 KN m gt Muc = 12105 KN m (OK)

Las Luas (Ai) ϕfu Gaya Las

(i) (mm2) Mpa KN

1 1860 155861 2899012 1152 155861 1795523 11835 155861 1844614 3384 155861 5274345 11835 155861 1844616 1152 155861 179552

sum Mn 188227

0069 364930206 379420224 40164

0158 458940085 153170067 12416

Lengan kopel Mn

m KN m

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

161

4251 Sambungan Balok Balok

1 Sambungan Balok Balok IWF 300 x 150 x 65 x 9 (ϕVn = 2527 KN m)

Gambar 418 Rencana sambungan balok balok IWF 300 x 150 x 65 x 9

Dicoba 5 buah baut M16 (AB = 20114 mm2) dengan tebal pelat 8 mm

fnv = 372 MPa

Kekuatan geser baut

ϕRn = 075 fn AB

= 075 x 372 x 20114

= 5611 KN

Kekuatan tumpuan baut

ϕRn = 12 lc t fu lt 24 d t fu

ϕRn = 12 x 32 x 8 x 370 lt 24 x 16 x 8 x 37

ϕRn = 113664 lt 113664

Jumlah baut perlu

nBAUT =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

162

=

= 45 ~ 5 baut

Untuk baut diameter 16 jarak ke tepi

Jarak minimum = 22 mm (tabel 227)

Jarak maximum = 12 tmin = 12x 6 = 72 mm

Diambil 34 mm

Untuk baut diameter 16 jarak antar baut

Jarak minimum = 3d = 3 x 16 = 48 mm

Jarak maximum = 14 tmin = 14 x 6 = 84 mm

Diambil 50 mm

Kontrol Pelat

ϕVn = 09 x 06 x Ag x fy

= 09 x 06 x 268 x 8 x 240

= 2778 KN gt 2527 KN

Kontrol Las

kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 65 x 06 x 370

= 1082 Nmm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

163

kekuatan las transversal

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490

= 779467 Nmm

kekuatan las longitudinal

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490 x ( 1 + 05sin15 90 )

= 116920 Nmm

Sehingga kekuatan sambungan las adalah

P =sum ϕRn min x L

= 779467 x 268 + 1082 x 1295

= 349 KN gt 2527 KN (OK)

Gambar 419 Detail sambungan balok balok IWF 300 x 150 x 65 x 9

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

164

2 Sambungan Balok Balok IWF 250 x 125 x 6 x 9 (ϕVn = 1944 KN m)

Gambar 420 Rencana sambungan balok balok IWF 250 x 125 x 6 x 9

Dicoba 4 buah baut M16 (AB = 20114 mm2) dengan tebal pelat 8 mm

fnv = 372 MPa

Kekuatan geser baut

ϕRn = 075 fn AB

= 075 x 372 x 20114

= 5611 KN

Kekuatan tumpuan baut

ϕRn = 12 lc t fu lt 24 d t fu

ϕRn = 12 x 32 x 8 x 370 lt 24 x 16 x 8 x 370

ϕRn = 113664 lt 113664

Jumlah baut perlu

nBAUT =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

165

=

= 346 ~ 4 baut

Untuk baut diameter 16 jarak ke tepi

Jarak minimum = 22 mm (tabel 227)

Jarak maximum = 12 tmin = 12x 6 = 72 mm

Diambil 34 mm

Untuk baut diameter 16 jarak antar baut

Jarak minimum = 3d = 3 x 16 = 48 mm

Jarak maximum = 14 tmin = 14 x 6 = 84 mm

Diambil 50 mm

Kontrol Pelat

ϕVn = 09 x 06 x Ag x fy

= 09 x 06 x 218 x 8 x 240

= 22602 KN gt 1944 KN

Kontrol Las

kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 6 x 06 x 370

= 999 Nmm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

166

kekuatan las transversal

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490

= 779467 Nmm

kekuatan las longitudinal

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490 x ( 1 + 05sin15 90 )

= 116920 Nmm

Sehingga kekuatan sambungan las adalah

P =sum ϕRn min x L

= 779467 x 268 + 999 x 1295

= 33826 KN gt 1944 KN (OK)

Gambar 421 Detail sambungan balok balok IWF IWF 250 x 125 x 6 x 9

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

167

3 Sambungan Balok Balok IWF 200 x 100 x 55 x 8 (ϕVn = 1422 KN m)

Gambar 422 Rencana sambungan balok balok IWF 200 x 100 x 55 x 8

Dicoba 3 buah baut M16 (AB = 20114 mm2) dengan tebal pelat pengaku 8 mm

fnv = 372 MPa

Kekuatan geser baut

ϕRn = 075 fn AB

= 075 x 372 x 20114

= 5611 KN

Kekuatan tumpuan baut

ϕRn = 12 lc t fu lt 24 d t fu

ϕRn = 12 x 32 x 8 x 370 lt 24 x 16 x 8 x 370

ϕRn = 113664 lt 113664

Jumlah baut perlu

nBAUT =

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

168

=

= 253 ~ 3 baut

Untuk baut diameter 16 jarak ke tepi

Jarak minimum = 22 mm (tabel 227)

Jarak maximum = 12 tmin = 12 x 6 = 72 mm

Diambil 34 mm

Untuk baut diameter 16 jarak antar baut

Jarak minimum = 3d = 3 x 16 = 48 mm

Jarak maximum = 14 tmin = 14 x 6 = 84 mm

Diambil 50 mm

Kontrol Pelat

ϕVn = 09 x 06 x Ag x fy

= 09 x 06 x 168 x 8 x 240

= 174 KN gt 1422 KN

Kontrol Las

kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 55 x 06 x 370

= 91575 Nmm

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

169

kekuatan las

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490

= 779467 Nmm

Sehingga kekuatan sambungan las adalah

P = ϕRn min x L

= 779467 x 268

= 20889 KN gt 158 KN (OK)

Gambar 423 Detail sambungan balok balok IWF 200 x 100 x 55 x 8

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

170

4 Sambungan Balok Balok L 70 x 70 x 7 (ϕVn = 635 KN m)

Gambar 424 Rencana sambungan balok balok L 70 x 70 x 7

Kontrol las dengan tebal 5 mm

kekuatan geser pelat

ϕRn = 075 fn BM ABM

= 075 x 6 x 06 x 370

= 999 Nmm

kekuatan las

ϕRn = 075 fne AWE

= 075 x 0707 x 5 x 06 x 490

= 779467 Nmm

Sehingga kekuatan sambungan las adalah

P = ϕRn min x L

= 779467 x 110

= 8574 KN gt 635KN (OK)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

171

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

51 Kesimpulan

Dari hasil perhitungan dan analisa yangtelah dilakukan maka dapat diambil

kesimpulansebagai berikut

1 Dari hasil analisa perhitungan struktur sekunder didapatkan

Pelat lantai elevasi + 580 menggunakan Bondex LYSAGHT

INDONESIA BMT = 07 mm dengan tebal plat beton 120 mm dan untuk

elevasi lain nya digunakan pelat chekered t = 45 mm dengan siku L 70 x

70 x 7 sebagai pengaku

Balok anak lantai pabrik

1 WF 250 x 125 x 6 x 9 untuk elevasi + 580 m

2 WF 200 x 100 x 55 x 8 untuk elevasi yang lain

Gording dengan profil CNP 150 x 50 x 20 x 32

Sagrod Oslash 10 mm

Ikatan angin Oslash 22 mm

Balok tangga UNP 200 x 80 x 75 x 11

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

172

2 Dari hasil analisa perhitungan struktur primer didapatkan

Kolom 350 x 350 x 12 x 19 untuk elevasi +000 sd +1640 pada portal 7

portal 6 dan portal 5

Kolom 300 x 300 x 10 x 15 untuk portal 12 portal 11 portal 10 portal 8

dan portal 7 portal 6 portal 5 dari elevasi +1640 sd +3550

Kolom 200 x 200 x 8 x 12 untuk kolom pendukung pada portal 8 dan 9

Balok 350 x 175 x 7 x 11 komposit untuk elevasi +580

Balok 350 x 175 x 7 x 11 untuk balok atap

Balok 300 x 150 x 65 x 9 komposit untuk balok induk semua elevasi

sesuai gambar kerja

3 Rekapitulasi gaya pada struktur

Tabel 51 Resume gaya luar dan stress ratio kolom

No Dimensi Profil Pu Mux Muy ϕPn ϕMnx ϕMny Stress

Ratio KN KN m KN m KN KN m KN m

1 350 x 350 x 12 x 19 -171412 -7624 -5979 308307 51924 25377 0938

2 300 x 300 x 10 x 15 -54867 -7138 -1717 238600 31937 14724 0710

3 200 x 200 x 8 x 12 -5225 -1217 -612 69605 9547 5244 0334

Tabel 52 Resume gaya luar dan stress ratio balok komposit

No Dimensi Profil M+

max M-max ϕM+ ϕM-

KN m Stress

Ratio (M+) Stress Ratio

(M+) KN m KN m KN m

1 350 x 175 x 7 x 11 122057 180798 43080 249461 0283 0724

2 300 x 150 x 65 x 9 3774 6125 25442 17133 0148 0357

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

173

52 Saran

Perencanaan struktur harus mempertimbangkan aspek teknis ekonomi dan

estetika Pemodelan yang sederhana dapat mempermudah pekerjaan analisa

struktur dan diharapkan hasil yang mendekati kondisi sesungguhnya Perlu

dilakukan analisa geoteknik untuk menentukan titik jepit sesungguhnya agar

mendapatkan hasil prilaku struktur yang sebenarnya

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

188

DAFTAR PUSTAKA

Anonim1 1983 Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung 1983

Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan

Anonim2 2002 Tatacara Perencanaan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung

SNI 03-2478-2002 Badan Standardisasi Nasional

Anonim3 2012 Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur

Bangunan Gedung Dan Non Gedung SNI-1726-2012 Badan

Standardisasi Nasional

Anonim4 2015 Spesifikasi untuk bangunan baja gedung baja struktural SNI

1729-2015 Badan Standardisasi Nasional

Asroni A 2010 Balok dan Pelat Beton Bertulang Yogyakarta Graha Ilmu

Dewobroto Wiryanto 2015 Struktur Baja Perilaku Analisis Dan

Disain ndash AISC 2010 Tangerang LUMINA Press

Fakhrur Rozi Muhammad 2014 ldquoPengaruh Panjang Daerah Pemasangan Shear

Connector Pada Balok Komposit Terhadap Kuat Lenturrdquo Jurnal Rekayasa

Teknik Sipil Vol 2 No 2 4

Oentoeng 1999 Konstruksi Baja Yogyakarta ANDI

Salmon CG dkk 1995 Struktur Baja Disain Dan Perilaku Jakarta Erlangga

Schueller Wolfgang 1989 Struktur Bangunan Bertingkat Tinggi

Bandung PT ERESCO

Schodek Daniel L 1991 Struktur Bandung PT ERESCO

Setiawan Agus 2008 Perencanaan Struktur Baja dengan Metode LRFD

Jakarta Erlangga

Smith JC Structural Steel Design LRFD Approach Canada Jhon Wlwy amp

Sons 1991

Park R 1989 Evaluation of Ductility of Structures And Structural Assemblages

From Laboratory TestingBulletin of the New Zealand National Society for

Earthquake Engineering Vol 22 No 3 Sepetember 1989New Zealand

University of Canterbury

McComarc JC Structural Steel Design New York Harper amp Row 1981

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

xvi

Murray TM dan SummerEA 2003 ldquoExtended End-Plate Moment Connections

Seismic and Wind Applications 2nd Editionrdquo Steel Design Guide Series -

4 American Institute of Steel Construction Inc

Wijaya PK Panjang efektif Untuk Tekuk Torsi Lateral Pada Balok Baja

Dengan Penampang I Konferensi Nasional Teknik Sipil 7 2013

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

  • Cover
  • Abstrak
  • KATA PENGANTAR
  • DAFTAR ISI
  • BAB I
  • BAB II
  • BAB III
  • BAB IV
  • BAB V
  • Daftar Pustaka
Page 12: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 13: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 14: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 15: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 16: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 17: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 18: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 19: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 20: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 21: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 22: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 23: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 24: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 25: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 26: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 27: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 28: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 29: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 30: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 31: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 32: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 33: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 34: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 35: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 36: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 37: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 38: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 39: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 40: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 41: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 42: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 43: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 44: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 45: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 46: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 47: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 48: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 49: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 50: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 51: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 52: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 53: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 54: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 55: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 56: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 57: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 58: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 59: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 60: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 61: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 62: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 63: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 64: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 65: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 66: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 67: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 68: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 69: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 70: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 71: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 72: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 73: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 74: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 75: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 76: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 77: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 78: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 79: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 80: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 81: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 82: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 83: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 84: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 85: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 86: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 87: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 88: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 89: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 90: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 91: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 92: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 93: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 94: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 95: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 96: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 97: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 98: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 99: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 100: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 101: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 102: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 103: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 104: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 105: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 106: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 107: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 108: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 109: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 110: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 111: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 112: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 113: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 114: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 115: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 116: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 117: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 118: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 119: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 120: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 121: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 122: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 123: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 124: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 125: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 126: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 127: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 128: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 129: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 130: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 131: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 132: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 133: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 134: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 135: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 136: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 137: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 138: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 139: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 140: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 141: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 142: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 143: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 144: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 145: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 146: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 147: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 148: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 149: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 150: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 151: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 152: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 153: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 154: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 155: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 156: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 157: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 158: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 159: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 160: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 161: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 162: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 163: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 164: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 165: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 166: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 167: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 168: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 169: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 170: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 171: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 172: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 173: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 174: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 175: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 176: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 177: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 178: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 179: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 180: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 181: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 182: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 183: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 184: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 185: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 186: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 187: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 188: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 189: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 190: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 191: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 192: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …
Page 193: PERENCANAAN STRUKTUR BAJA PADA BANGUNAN REFINERY …