perencanaan struktur gedung

21
PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG PEMBESARAN MOMEN 1. Lokasi Tinjauan Lantai 1: Dimensi = 300x300 Jumlah kolom = 24 buah f’c = 25 Mpa Ebalok =4700 250,35= 23500 Mpa Ekolom=4700 250,70=16450 Mpa RIZWAN KOMARUDIN DAN RIZQY ARYA 1 Kolom yang di tinjau

Upload: rizwan-komarudin

Post on 21-May-2017

313 views

Category:

Documents


10 download

TRANSCRIPT

Page 1: perencanaan struktur gedung

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

Page 2: perencanaan struktur gedung

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

Page 3: perencanaan struktur gedung

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

Page 4: perencanaan struktur gedung

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

Page 5: perencanaan struktur gedung

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

Page 6: perencanaan struktur gedung

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

Page 7: perencanaan struktur gedung

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

Page 8: perencanaan struktur gedung

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

Page 9: perencanaan struktur gedung

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

Page 10: perencanaan struktur gedung

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

Page 11: perencanaan struktur gedung

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

Page 12: perencanaan struktur gedung

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

Page 13: perencanaan struktur gedung

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

Page 14: perencanaan struktur gedung

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

Page 15: perencanaan struktur gedung

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

Page 16: perencanaan struktur gedung

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

Page 17: perencanaan struktur gedung

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

Page 18: perencanaan struktur gedung

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