perencanaan struktur gedung
TRANSCRIPT
PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG
PEMBESARAN MOMEN1. Lokasi Tinjauan
Lantai 1:
Dimensi = 300x300
Jumlah kolom = 24 buah
f’c = 25 Mpa
Ebalok=4700√25∗0,35=23500Mpa
Ekolom=4700√25∗0,70=16450Mpa
RIZWAN KOMARUDIN DAN RIZQY ARYA 1
Kolom yang di tinjau
PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG
3. Nilai Vu
Dengan menggunakan kombinasi 1,2DL + 0,5LL
WI ZI WI ZI F13 433831,77 5639813,01 131293,28318,5 1030787,07 8761690,095 203969,71615 999851,31 4999256,55 116381,3063
1,5 2464470,15 3696705,225 86058,272650 0 0 0
TOTAL 4928940,3 23097464,88 537702,5782 unit (kG.m)
Nilai V kolom pada lantai 1 = 131293,2831+ 203969,7161+ 116381,3063 + 86058,27265= 537702,5782 Kg
Vu1y = 100 % * 537702,5782 Kg = 537702,5782 Kg
Vu1x = 30% * 537702,5782 Kg = 161310,7735 Kg
4.Nilai rata-rata simpangan U per-lantai
1,2DL+0,5≪±0,3Ex ±Ey
U1x = 0,00984 m U2x = 0,0814 m
U1y = 0,00408 m U2y = 0,03498 m
Sehingga didapat nilai simpangan lantai 1 yang di tinjau sebesar :
Δox = U2x-U1x = 0,07156 m
Δoy = U2y-U1y = 0,0309 m
Sehingga klasifikasi portal dapat dicari dengan menggunakan rumus :
Arah X :
Qx=∑ Pu1x .∆o1 xVu 1x .L
>0,05
Qx=280608,41 x0,07156161310,7735 x3,5
=0,183>0,05→portalbergoyang
Arah Y :
Qy=∑ Pu1 y .∆ o1 yVu1 y .L
>0,05
Qy=836959,73 x 0,006127537702,5782 x3,5
=0,07925>0,05→portal bergoyang
RIZWAN KOMARUDIN DAN RIZQY ARYA 2
PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG
5.Mencari nilai tinggi kolom efektif
EI kolom :
Ka = Kb
I = 1/12 bh3 = 1/12.300.3003
= 675000000 mm4
EI = 16450 x 675000000 = 11103750000000 N/mm2
=11103750 Kg/m2
EI balok arah X :
atas
Br = Bl
I = 1/12 bh3 = 1/12.150.3003
= 337500000 mm4
EI = 8225 x 337500000 = 2775937500000 N/mm2
= 2775937,5 Kg/m2
Bawah
Br = Bl
I = 1/12 bh3 = 1/12.150.2503
= 195312500 mm4
EI = 8225 x 195312500 = 1606445312500 N/mm2
= 1606445312500 Kg/m2
EI balok arah Y :
atas
Br = Bl
I = 1/12 bh3 = 1/12.150.3003
= 337500000 mm4
RIZWAN KOMARUDIN DAN RIZQY ARYA 3
PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG
EI = 8225 x 337500000= 2775937500000N/mm2
= 2775937,5 Kg/m2
Bawah
Br = Bl
I = 1/12 bh3 = 1/12.150.2503
= 195312500 mm4
EI = 8225 x 195312500 = 1606445312500 N/mm2
= 1606445,3125 Kg/m2
ψa=(EI kolom tinjauLkolom )+(EI kolomatasnyaLkolom )
( EI brLbalok )+( EI bl
Lbalok )
ψax=( 11103750
3,5 )+(111037503,5 )
( 2775937,53,5 )+(2775937,5
3,5 )=1,92
ψay=( 11103750
3,5 )+( 111037503,5 )
( 2775937,53,5 )+( 2775937,5
3,5 )=1,92
ψb=(EI kolom tinjauLkolom )+( EI kolombawahnyaLkolom )
( EI brLbalok )+( EI bl
Lbalok )
ψbx=( 11103750
3,5 )+( 111037501,5 )
( 111037503,5 )+( 11103750
3,5 )=5,55
RIZWAN KOMARUDIN DAN RIZQY ARYA 4
PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG
ψby=( 11103750
3,5 )+( 111037501,5 )
( 4369531253,5 )+( 436953125
3,5 )=5,55
Nilai Kx=1,8 Nilai Ky=1,8
Klasifikasi kolom langsing :
k .Lur
≥22
r=√ IA=√ 32552083390000
=¿72,17mm¿
Dengan nilai : A=300x300=90000 mm
Lu= 3500 mm
Arah X=1,8x 350072,17
=87,29>22…………………kolomn langsing
ArahY=1,8 x 350086,6
=87,29>22……………… ..kolomnlangsing
6.Perbesaran Momen
M 1=M 1ns+δs. M 1 s
M 2=M 2ns+δs .M 2 s
RIZWAN KOMARUDIN DAN RIZQY ARYA 5
PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG
Dimana :
M1 adalah momen terkecil pada ujung kolom setelah diperbesar
M2 adalah momen terbesar pada ujung kolom setelah diperbesar
M1ns adalah momen terkecil pada ujung kolom bukan karena goyangan
M2ns adalah momen terbesar pada ujung kolom bukan karena goyangan
M1s adalah momen terkecil pada ujung kolom karena goyangan
M2s adalah momen terbesar pada ujung kolom karena goyangan
δs adalah faktor pembesaran momen
Momen ujung kolom bukan karena goyangan (Output etabs) dengan kombo ±Ex ±0,3
Dari diagram Momen diatas didapatkan :
M1sy = 6628170,8 Nmm M1sx = 19640000 Nmm
M2sy = 9683885,9 Nmm M2sx = 25070000 Nmm
Momen ujung kolom karena goyangan (Etabs) dengan kombo 1,2DL + 0,5LL
RIZWAN KOMARUDIN DAN RIZQY ARYA 6
PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG
Dari diagram Momen diatas didapatkan :
M1nsy = 566259,5 Nmm M1nsx = 21492,88 Nmm
M2nsy = 628876,72Nmm M2nsx = 33719,36 Nmm
Faktor perbesaran momen :
δs= 11−Q
δsx= 11−Qx
= 11−0,233
=0,183
δsy= 11−Qy
= 11−0,098
=0,07
Maka perbesaran momen kolom yang ditinjau sebesar :
M1x = M1nsx + δsx.M1sx M1y = M1nsy + δsy.M1sy
= 21492,88 + (0,183 x 19640000) = 566259,5 + (0,07 x 6628170,8)
= 24076659,48 Nmm = 7764963,884 Nmm
M2x = M2nsx + δsx.M2sx M2y = M2nsy + δsy.M2sy
= 33719,36 + (0,183 x 25070000) = 628876,72 + (0,07 x 9683885,9)
= 30739576,12 Nmm = 11146323,24 Nmm
RIZWAN KOMARUDIN DAN RIZQY ARYA 7
PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG
DIAGRAM INTERAKSI
12 D 16
fy= 390 Mpa, f’c = 25 Mpa
D’ = 50 mm
Analisa penampang kolom 4 muka.
Luas penampang kolom
Ag=b .h=300 .300=90000mm2
Total luas penampang total tulangan
Astot=12 .0,25 . π .D2=12.0,25 . π .162=2413,714mm2
Rasio Tulangan, ρ
Pengecekan rasio tulangan :
ρ aktual=AstotAg
=2413,31790000
=0,038
ρmin<ρaktual< ρmax
0,01<0,0268<0,08
RIZWAN KOMARUDIN DAN RIZQY ARYA 8
300
300
PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG
A. Kondisi Balance
Langkah-langkah pembuatan diagram i nteraksi
1. Hitung kapasitas beban aksial Po
P0=0,85.25 . (90000−2413,317 )+2413,317 x390=2802557,143N ≈2802,55 kN
Pt=Ast∗fy=3403,7143∗360=941348,5714 N ≈941,248kN
2. Kondisi belanced
Hitung garis netral cb
cb= 0,003
0,003+f yEs
. d= 600600+ f y
. d
cb=600 .(300−50)600+390
=151,515mm
Hitung tinggi a, tinggi luas ekivalen tegangan beton
a=β1c
a=0,85 .151,515=128,78mm
Hitung regangan tulangan baja untuk setiap baris
∈si=( c−d ic ) .0,003
d4
RIZWAN KOMARUDIN DAN RIZQY ARYA 9
Po = 0 ,85 . fc
' . (A g − A st ) + A st . f y
PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG
∈s4=( 151,515−50151,515 ) .0,003=−0,00195
d3
∈s3=( 151,515−(50+66,667)151,515 ) .0,003=0,00003
d2
∈s2=((50+66,667+66,667)−151,515¿¿¿151,515 ) .0,003=0,00102
d1
∈s1=(250−151,515151,515 ) .0,003=0,00201
f si=∈siE s
d4
f s4=0,00195 .200000=390MPa
d3
f s3=0,00003 .200000=6MPa
d2
f s2=0,00102 .200000=204Mpa
d1
f s1=00,00201 .200000=402MPa gunakan 390 Mpa
Hitung gaya-gaya pada beton dan baja
Gaya tekan beton
C c=0,85 .25 .300 .128,78=821022,7273 N
Gaya pada tulangan baja
RIZWAN KOMARUDIN DAN RIZQY ARYA 10
Cc=0 ,85 . f c' .b.a
PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG
F si=f si . A si
- F1(Ts)
F1=390 .804,247=65948,312N
- F2(Ts)
F2=204 .402,123=82033,092N
- F3(Cs)
F3=6 .402,123=2412,738N
- F4(Cs)
F4=390 .804,247=313656,33N
3. Hitung kapasitas aksial nominal Pnb=Cc+Cs-Ts
Pnb=C c+∑i=1
n
F si
Pnb=821022,723+470674,3−470674,3=821022,723N ≈821,022 kN
4. Hitung kapasitas momen Mnb=Cc+Cs+Ts
M nb=Cc ( h2− a2 )+∑
i=1
n
F si ( h2−d i)M nb=Cc (300
2−128,78
2 )+F4(3002
−50)+F3(3002
−116,667 )+F2(183,33−3002 )+F1(250−300
2 )M nb=821022,723 (150−66,41 )+313656,33 (150−50 )+2412,738 (150−116,667 )+82033,092 (183,33−150 )+65948,312(250−150)
M nb=143555923,8 Nmm=143,5559238 kNm
B. Coba Kondisi c > cb
1 Kondisi belanced
Hitung garis netral c = 200
Hitung tinggi a, tinggi luas ekivalen tegangan beton
a=β1c
a=0,85 .200=170mm
Hitung regangan tulangan baja untuk setiap baris
∈si=( c−d ic ) .0,003
RIZWAN KOMARUDIN DAN RIZQY ARYA 11
PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG
d4
∈s4=( 200−50200 ) .0,003=−0,00075
d3
∈s3=( 200−(50+66,667)200 ) .0,003=0,00075
d2
∈s2=( 200−(50+66,667+66,667)200 ) .0,003=0,0015
d1
∈s1=(250−200200 ) .0,003=0,000225
f si=∈siE s untuk
d4
f s4=−0,00075 .200000=−150MPa
d3
f s3=0,00075 .200000=150MPa
d2
f s2=0,0015 .200000=300Mpa
d1
f s1=0,00255 .200000=450MPa diambil 390 Mpa
Hitung gaya-gaya pada beton dan baja
Gaya tekan beton
C c=0,85 .25 .300 .170=1083750N
Gaya pada tulangan baja
F si=f si . A si
- F1(Ts)
F1=390 .804,247=313656,61N
- F2(Cs)
F2=300 .402,123=120636,9 N
RIZWAN KOMARUDIN DAN RIZQY ARYA 12
Cc=0 ,85 . f c' .b.a
PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG
- F3(Cs)
F3=150 .402,123=60318,45 N
- F4(Cs)
F4=−150 .804,247=120637,05N
2 Hitung kapasitas aksial nominal Pn=Cc+Cs-Ts
Pn=C c+∑i=1
n
F si
Pn=1083750+458605,7143−313782,8571=1228572,857 N ≈1228,572857 kN
3 Hitung kapasitas momen Mn
M n=C c ( h2−a2 )+∑
i=1
n
F si( h2−d i)M n=C c (300
2−187
2 )+F4 (3002
−50)+F3( 3002
−116,667)+F2(3002
−183,33)+F1(250−3002 )
M n=1083750 (150−93,5 )+120637,05 (150−50 )+60318,45 (150−116,667 )+120636,9 (150−183,33 )+313656,61(250−150)
M n=126180964,3 Nmm=126,18kN .m
4 Menghitung e1
e1=MnPn
= 126,181228,57
=0,0102m
C. Coba Kondisi c < cb
1 Kondisi belanced
Hitung garis netral c = 100
Hitung tinggi a, tinggi luas ekivalen tegangan beton
a=β1c
a=0,85 .75=63,75mm
Hitung regangan tulangan baja untuk setiap baris i = 1,2,3,....
∈si=( c−d ic ) .0,003
d4
RIZWAN KOMARUDIN DAN RIZQY ARYA 13
PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG
∈s4=( 75−5075 ) .0,003=−0,007
d3
∈s3=( (75+66,667 )−10075 ) .0,003=−0,003
d2
∈s2=( (50+66,667+66,667 )−7575 ) .0,003=−0,001
d1
∈s1=(250−7575 ) .0,003=0,001
f si=∈siE s
d4
f s4=−0,007 .200000=−1400MPa pakai 390 Mpa
d3
f s3=−0,003 .200000=−600MPa pakai 390 Mpa
d2
f s2=0,0025 .200000=−200Mpa
d1
f s1=0,001 .200000=200MPa
Hitung gaya-gaya pada beton dan baja
Gaya tekan beton
C c=0,85 .25 .300 .63,75=406406,25N
Gaya pada tulangan baja
F si=f si . A si
- F1(Ts)
F1=200 .804,247=160849,4N
- F2(Ts)
F2=−200 .402,123=80424,7N
RIZWAN KOMARUDIN DAN RIZQY ARYA 14
Cc=0 ,85 . f c' .b.a
PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG
- F3(Ts)
F3=390 .402,123=156827,97 N
- F4(Cs)
F4=390 .804,123=313655,94N
2 Hitung kapasitas aksial nominal Pn=Cc+Cs-Ts
Pn=C c+∑i=1
n
F si
Pn=406406,25+160914,3−627565,7=−120245N ≈−120,245kN
3 Hitung kapasitas momen Mn
M n=C c ( h2−a2 )+∑
i=1
n
F si( h2−d i)M n=C c (300
2−63,75
2 )+F4 (3002
−50)+F3( 3002
−116,667)+F2( 3002
−183,33)+F1(250−3002 )
M n=406406,25 (150−31,875 )+313655,94 (150−50 )+156827,97 (116,667−150 )+80424,7 (183,33−150 )+160849,4 (250−150)
M n=99994840,96 Nmm=99,994 kN .m
Menghitung e2
e 2=MnPn
=99,994120,24
=0,831m
0 20 40 60 80 100 120 140 160-1500.0-1000.0
-500.00.0
500.01000.01500.02000.02500.03000.03500.0
-941.35
-120.24
821.021228.57
2802.56
DIAGRAM INTERAKSI Pn-Mn
Mn
Pn
RIZWAN KOMARUDIN DAN RIZQY ARYA 15
PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG
pengecekankekuatan ,denganrumus : 1Pi≈ 1Pn
= 1Px
+ 1Py
− 1Po
Mc2 =11146,32 Kg.m (hasil perbesara momen)
Mc3 = 11146,32 Kg.m (hasil perbesaran momen)
Pu = 35652,33Kg (dari etabs dengan kombinasi 1,2DL+0,5LL)
e3¿=Mc 2Pu
=11146,3235652,33
=0,031m
RIZWAN KOMARUDIN DAN RIZQY ARYA 16
e1 e2
PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG
e 2¿=Mc3Pu
=30739,5764246,01
=0,087m
1Pi≈ 1Pn
= 12200
+ 11350
− 12802,6
Pn= 10,000834
=1192,64 kN ≈119264Kg
Ø Pn=0,85 x 119264=101374 Kg≥Pu=35652,33Kg………….OKE
PERENCANAAN GESER KOLOM
1. Nilai Vu dari ETABSKombinasi Beban Vux Vuy
1,4DL 1,33 2,221,2DL + 1,6 LL 1,53 1,11
1,2DL +0,5LL + 2E 50,667 17,229
2. Nilai Pu dari ETABS dengan kombo 1,2DL+1,6LLPu = -930,62 kN (max tumpuan) Pu = -882,23 kN (max lapangan)
3. Tumpuan :Mnb=143,55 kN .mhn=tinggikolom−( tinggibalok atas+ tinggibalok bawah )=3,5−(0,3+0,3 )=2,9m
Vn perlu=VuØ
¿ 50,6670,75
=57,55 kN
Vn=Vc+Vs
Vc=(1+ Pu14 xAg )x ( 1
6 √ fc ' ) xbxd
¿(1+ 930,62 x 103
14 x (300 x300)) x ( 16 √25)x 300 x 250=10866 1 ,70N=108 ,66170kN
∅Vc=0,75 x 108661,70=81496,27N=81,49 kN<Vu=50,66 kN
RIZWAN KOMARUDIN DAN RIZQY ARYA 17
PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG
∅Vc+ 23 √ fc ' xbxd=81496,27+( 2
3 √25 x300 x 250)=331496,27N=331,49 kN
Vu<Vc……………………tidak perlu tulangangeser .
Tapimenurut SNI tulangan geser diperlukan .
Menentukan jarak sengkang pada daerah Lo
Ket : jarak Lo tidak kurang dari 1/6 tinggi bersih kolom = 2900 mm, dimensi sisi penampang terbesar = 300 mm, dan 300 mm
Digunakan Lo = 500 mmVc=0kN
Vs=Vu∅
−Vc=50,660,75
−0=67,54 kN
Asumsi sengkang D10, 2 kaki maka As = 2 (78,53) = 157,07 mm2
So= As . fy . dVs
=157,07 x240 x 25067,54 x103 =139,53mm≈125mm
Maka jarak sengkang diambil D10-125 sepanjang 500 mm (tumpuan)
4. Lapangan
Vc=(1+ Pu14 xAg )x ( 1
6 √ fc ' ) xbxd
¿(1+ 930,62 x 103
14 x (300 x300)) x ( 16 √25)x 300 x 250=108661,70N=108,661 kN
∅Vc=0,75 x 108,661=81,49 kN
Vs=Vu∅
−Vc=50,660,75
−81,49=−13,94mm………tidak perlu sengkang
Pada daerah lapangan secara perhitungan tidak diperlukan sengkang, tetapi sengkang dibutuhkan untuk mengikat tulangan longitudinal, mencegah tekuk pada tulangan tekan, dan membentuk kekangan. Maka jarak sengkang pada daerah lapangan diambi sesuai persyaratan SNI yaitu S max = 2.so = 2 (125) = 250 mm
Maka jarak sengkang diambil D10-250 (pada daerah lapangan)
RIZWAN KOMARUDIN DAN RIZQY ARYA 18