perencanaan struktur gedung syariah tower...
TRANSCRIPT
-
PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG SYARIAH
TOWER UNIVERSITAS AIRLANGGA
MENGGUNAKAN BETON BERTULANG DAN
BAJA-BETON KOMPOSIT
Nama Mahasiswa : Retno Palupi
NRP : 31 10 100 130
Jurusan : Teknik Sipil FTSP-ITS
Dosen Konsultasi : Prof. Dr. Ir. I Gusti Putu Raka DEA.
Ir. Heppy Kristijanto, MS Abstrak
Gedung Syariah Tower Universitas Airlangga setinggi 20
lantai (± 85,00 m) terletak di zona gempa sedang. Ditinjau
berdasarkan konfigurasi gedung, gedung ini termasuk gedung
yang tidak beraturan sehingga harus didesain dengan analisa
respon dinamik..
Sistem yang digunakan dalam perencanaan gedung ini
adalah Sistem Ganda yang mana beban gravitasi dipikul oleh
Sistem Rangka Pemikul Momen Menengah (SRPMM) dan gaya
lateral dipikul oleh Sistem Dinding Struktur Biasa (SDSB) beton
tanpa detailing khusus. Keseluruhan struktur direncanakan
menggunakan beton bertulang. Struktur beton bertulang dipilih karena dianggap kokoh dan kuat terhadap beban gempa bumi,
getaran, maupun beban angin (Asroni, 2010).
Diatas pintu masuk (entrance) terdapat balok dengan
bentang 16,00 m. Balok tersebut didesain menggunakan balok
baja komposit berselubung beton. Struktur komposit ini dipilih
karena memiliki kemampuan untuk menopang panjang bentang
yang lebih besar (Salmon,1991).
-
Pedoman yang digunakan adalah SNI 03-2847-2013
tentang Tata Cara Perhitungan Beton untuk Bangunan Gedung,
SNI 03-1726-2012 tentang Tata Cara Perencanaan Ketahanan
Gempa untuk Bangunan Gedung, PPIUG 1983 mengenai
Peraturan Pembebanan, dan SNI 03-1729-2002 tentang Tata
Cara Perhitungan Baja.
Kata kunci : Beton bertulang, Baja komposit berselubung
beton, Sistem Ganda
-
Design of Airlangga University’s Building, Syariah Tower, Using Reinforcement Concrete
and Composite Beam
Student Name : Retno Palupi NRP : 3110100130 Department : Civil Engineering ITS Academic Supervisor :Prof. Dr. Ir. I Gusti Putu
Raka, DEA. Ir. Heppy Kristijanto, MS Abstract
Design of Airlangga University’s building, Syariah Towes, was as high as 20 stories (±85,00 m) located on medium earthquake zone. Based on its building configuration, this building was included into a uniform structure so that it must be designed using dinamic respons analysis.
The system that was used on this design was Dual System where the gravitation load was accepted by Intermediate Moment Frame Bearer System and the lateral load was accepted by Ordinary Structure Wall System concrete without any spesific detailing. All of structures were designed with common reinforcement concrete. Reinforcement concrete was chosen because it was strong to arrest the earthquake load, vibration, or wind load (Asroni, 2010).
There are beams on the entrance with 16 m of length. The beams were designed with compoite beam. The composite structure that were chosen was enchased beam composite. The composite structure was used because of its capability to sopport longer beam (Salmon,1991).
-
The design of bulding with Intermediate Moment Frame Bearer System with eartquake zone of Surabaya, zone 3 (three), was designed with the earthquake resistant building rules, such as SNI 03-2847-2013, SNI 03-1729-2012, SNI 03-1726-2002, PPIUG 1983, and SNI 03-1729-2002.
Key word : Dual System, Enchased Beam, Reinforcement Concrete
-
5
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Umum
Perencanaan Gedung Syariah Tower ini menggunakan
perhitungan Sistem Ganda SRPMM dan Dinding Struktur.
Penggunaan SRPMM karena lokasinya terletak pada zona gempa
sedang. Perhitungan beban gempa menggunakan analisa respons
dinamik karena bentuk gedungnya yang tidak simetri dengan
tinggi gedung +85 meter (20 lantai) dari muka tanah. Keseluruhan
struktur gedung menggunakan struktur beton bertulang dengan
struktur baja-beton komposit pada balok diatas entrance. Pondasi
gedung ini menggunakan pondasi grup tiang pancang. Bab ini
membahas tentang teori dari beberapa literatur yang akan
digunakan untuk mengerjakan tugas akhir.
2.2 Peraturan Perancangan
Peraturan yang digunakan dalam Tugas Akhir ini antara
lain :
1. SNI 03-2847-2013 Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung.
2. SNI 1726-2012 Struktur Gedung Tahan Gempa. 3. Pedoman Perancangan Pembebanan Indonesia untuk Rumah
dan Gedung (PPIUG) 1983.
4. SNI 03-1729-2002 tentang Tata Cara Perhitungan Baja.
2.3 Pembebanan
Jenis beban yang diperhitungkan dalam perancangan ini
adalah sebagai berikut
1. Beban Mati Beban mati terdiri dari berat struktur sendiri, dinding, pelat,
dan berat finishing arsitektur (PPIUG 1983) yang tertera
pada Tabel 3.1.
-
6
2. Beban Hidup Beban hidup untuk struktur ini adalah 250 kg/m
2 untuk
beban hidup pada lantai ruang kuliah dan 100 kg/m2
untuk
beban hidup pada atap (PPIUG 1983).
3. Beban Gempa Sesuai dengan standar SNI-03-1726-2012, peluang
dilampauinya beban dalam kurun waktu umur bangunan 50
tahun adalah 2 persen dan gempa yang menyebabkan kondisi
tersebut disebut Gempa Rencana (dengan periode ulang 2500
tahun). Nilai faktor modifikasi respons struktur dapat
ditetapkan sesuai dengan perencanaan. Untuk eksentrisitas
sesungguhnya dalam mm diukur dari denah antara titik
massa struktur di atas pemisahan isolasi dan titik pusat
kekauan sistem isolasi, ditambah dengan eksentrisitas tak
terduga dalam mm, diambil sesbesar 5 persen dari ukuran
maksimumbangunan tegak lurus dengan arah gaya yang
ditinjau.
Koefisien respons seismik, Cs, harus ditentukan sesuai
dengan persamaan berikut :
Cs =
(
) (SNI 03-1726-2012 pasal 7.8.1)
Nilai Cs yang dihitung tidak perlu melebihi berikut ini :
Cs =
(
) (SNI 03-1726-2012 pasal 7.8.3)
Cs harus tidak kurang dari :
Cs 0,044SDSIe ≥ 0,01 (SNI 03-1726-2012 pasal 7.8.4)
Geser dasar seismik, V, dalam arah yang ditetapkan harus
ditentukan sesuai dengan persamaan berikut :
V= Cs x W (SNI 03-1726-2012 pasal 7.8.1)
-
7
dimana :
Cs = koefisien respons seismik yang ditentukan sesuai
denganSNI 03-1726-2012 pasal 7.8.1.1.
W = berat seismik efektif menurut SNI 03-1726-2012
pasal 7.7.2.
Jika kombinasi respons untuk gaya dasar ragam (Vt)
lebih kecil 85 persen dari gaya geser dasar (V) menggunakan
prosedur gaya lateral ekivalen, maka gaya harus dikalikan
0,85V/Vt (SNI 03-1726-2012 pasal 7.9.4.1 )
Kombinasi pembebanan yang digunakan sesuai dengan
SNI 03-2847-2013 Pasal 9.2.1 yang terdiri dari tujuh jenis
kombinasi berikut ini :
1. U = 1.4 D 2. U = 1,2 D + 1,6 L + 0,5 ( Lr atau R ) 3. U = 1,2 D + 1,6(Lr atau R) + (1,0L atau 0,5W) 4. U = 1,2 D + 1,0 W + 1,0L + 0,5 (Lr atau R) 5. U = 1,2 D + 1,0 E +1,0 L 6. U = 0,9 D + 1,0 W 7. U = 0,9D + 1,0E
Dimana :
U = Beban Ultimate
D = Beban mati
L = Beban hidup
E = Beban Gempa
A = Beban Atap
R = Beban hujan
W = Beban angin
2.4 Sistem Struktur
2.4.1 Bentuk struktur gedung Berdasarkan SNI 03-1726-2012, terdapat beberapa
penggolongan keteraturan gedung. Adapun penggolongannya
sebagai berikut :
-
8
Struktur Gedung Beraturan Struktur gedung beraturan harus memenuhi ketentuan SNI 03-
1726-2002 pasal 7.3.2. Pengaruh gempa rencana struktur gedung
ini ditinjau sebagai pengaruh beban gempa statik ekuivalen.
Struktur Gedung Tidak Beraturan Struktur gedung tidak beraturan diatur menggunakan pembebanan
gempa dinamik. Sehingga menggunkan analisa respons dinamik.
Struktur gedung dalam Tugas Akhir ini merupakan
struktur gedung yang tidak beraturan karena tidak memenuhi
persyaratan SNI 03-1726-2002 pasal 7.3.2 tentang struktur
gedung tidak beraturan, sehingga perlu analisa respons dinamik.
2.4.2 Sistem struktur gedung Sistem struktur yang digunakan harus memperhatikan
faktor daya tahan terhadap gempa sesuai dengan SNI 03-1726-
2012. Terdapat 3 jenis Sistem Rangka Pemikul Momen (SRPM)
sesuai dengan wilayah gempa. Pembagian SRPM tersebut adalah
sebagai berikut (Purnowo, 2003):
1. Wilayah gempa 1 dan 2 (Resiko Gempa Rendah). Desain menggunakan Sistem Rangka Pemikul Momen Biasa
(SRPMB) dan dinding struktur dengan beton biasa.
2. Wilayah gempa 3 dan 4 (Resiko Gempa Sedang). Desain menggunakan Sistem Rangka Pemikul Momen
Menengah (SRPMM) dan Sistem Dinding Struktur Biasa
(SDSB) dengan beton tanpa detailing khusus.
3. Wilayah gempa 5 dan 6 (Resiko Gempa Tinggi). Desain menggunakan Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus
(SRPMK) dan Sistem Dinding Struktur Khusus (SDSK)
dengan beton khusus.
Gedung Syariah Tower berlokasi di Surabaya yang
merupakan wilayah dengan Resiko Gempa sedang, sehingga
analisanya menggunakan Sistem Rangka Pemikul Momen
Menengah (SRPMM) dengan Sistem Dinding Struktur Biasa
(SDSB) dengan beton tanpa detailing khusus.
-
9
2.5 Perhitungan Struktur 2.5.1 Pelat 2.5.1.1 Perhitungan tulangan lentur pelat Tahapan – tahapan perhitungan tulangan lentur pelat
adalah sebagai berikut :
1. Menentukan data – data perencanaan serta momen ultimate. Kriteria perencanaan lentur adalah Mn ≥ Mu mengikuti
persyaratan SNI-03-2847-2013 pasal 9.3.1. Untuk
menghitung momen pada pelat, maka digunakan tabel PBI
1971, Mu = 0.001 . qu . Lx2 . X, dimana X = Ly/Lx
2. Menentukan batasan harga perbandingan tulangan berdasarkan SNI-03-2847- 2013 pasal 7.6.5
Rasio tulangan minimum dibatasi sebesar :
= 0,018
Rasio tulangan maksimum dibatasi sebesar :
= 0,75 b
Rasio tulangan berimbang
b = y
c
f
xfx 1'85,0 x
yf600
600
dimana :
b = rasio tulangan berimbang '
cf = Kuat tekan beton yang disyaratkan (MPa)
yf = tegangan leleh baja (MPa)
3. Menghitung rasio tulangan yang dibutuhkan menggunakan rumus berikut:
m = '85,0 c
y
fx
f
Rn = 2.db
Mn
min
maks
-
10
Maka didapatkan :
perlu =
yf
Rnxm
m
211
1
Syarat < perlu <
4. Menghitung luas tulangan yang dibutuhkan menggunakan rumus:
As = perlu x b x d
Dengan spasi antar tulangan :
tulangan utama harus berjarak ≤ 3 x tebal pelat
atau ≤ 450 mm
2.5.1.2 Kontrol retak pelat
Untuk menghindari retak-retak beton di sekitar baja
tulangan, maka penggunaan tulangan lentur dengan kuat leleh
melebihi 300 MPa perlu dilakukan kontrol terhadap retak sesuai SNI
03-2847-2013 Pasal 10.6.4.
Z = fs 3 cd A
dengan :
Z ≤ 30.000 N/mm untuk penampang dalam ruangan,
Z ≤ 25.000 N/mm untuk di luar ruangan,
fs = tegangan dalam tulangan yang dihitung pada kondisi beban
kerja, boleh diambil sebesar 0,60 fy (MPa)
dc = tebal selimut beton diukur dari serat tarik terluar ke pusat
batang tulanganatau kawat yang terdekat (mm),
n
bdA c
2
A = luas efektif beton tarik di sekitar tulangan lentur tarik dibagi
dengan jumlah n batang tulangan atau kawat (mm2)
min maks
-
11
2.5.2 Balok 2.5.2.1 Perhitungan tulangan lentur balok
Langkah – langkah perhitungan tulan lentur balok adalah
sebagai berikut :
1. Menentukan batasan harga perbandingan tulangan sesuai SNI 03-2847-2013 pasal 10.3.3.
Rasio tulangan minimum dibatasi sebesar :
= yf
4,1 dan
y
c
f
f
4
'
Rasio tulangan maksimum dibatasi sebesar :
= 0,75 b
Rasio tulangan berimbang
b = y
c
f
xfx 1'85,0 x
yf600
600
dimana :
b = rasio tulangan berimbang
1 = 0,85 untuk f’c17 - 28 Mpa
1 = 0,85 – 0,08 ( f’c – 30 ) untuk f’c > 28 Mpa
Nilainya berkurang 0,05 untuk setiap kenaikan 7 MPa
dari fc’>28 MPa (SNI 03-2847-2013 pasal 10.2.7.3) '
cf = Kuat tekan beton yang disyaratkan, Mpa
(Purwono, Rahmat,Perencanaan Struktur
Beton Bertulang Tahan Gempa)
yf = tegangan leleh baja, Mpa
min
maks
-
12
2. Menghitung rasio tulangan yang dibutuhkan
m = '85,0 c
y
fx
fRn =
2.db
Mn
Maka didapatkan :
perlu =
yf
Rnxm
m
211
1
Syarat < perlu <
3. Menghitung luas tulangan yang dibutuhkan sesuai SNI 03-2847-2013 pasal 7.6.5
As = perlu
x b x d
dengan spasi antar tulangan :
tulangan utama harus berjarak ≤ 3 x tebal pelat
atau ≤ 450 mm
2.5.2.2 Perhitungan tulangan geser dan torsi balok
Penulangan geser Perencanaan penampang geser harus didasarkan sesuai
SNI 03-2847-2013 pasal 11.1.1 persamaan 11-1 yaitu harus
memenuhi ФVn ≥ Vu, dimana :
Vn = kuat geser nominal penampang
V u = kuat geser terfaktor pada penampang
Ф = reduksi kekuatan untuk geser = 0,75
(SNI 03-2847-2013 pasal 9.3)
Kebutuhan terhadap tulangan geser mengikuti beberapa
kriteria yang di jabarkan dalam tabel tabel kriteria kebutuhan
tulangan geser dibawah ini :
min maks
-
13
Tabel 2.1 Kriteria kebutuhan tulangan geser
(SNI 03-2847-2013 pasal 11)
Kuat geser nominal dari penampang merupakan sumbangan kuat
geser beton (Vc) dan tulangan (Vs)
Vn =VC+VS (SNI 03-2847-2013 pasal 11.1.1 persamaan 11-2)
dbfVc wc ..'17.0
(SNI 03-2847-2013 pasal 11.2.1.1 persamaan 11-3)
Perencanaan penampang terhadap geser harus didasarkan pada :
un VV (SNI 03-2847-2002 pasal 11.1)
-
14
Vn = Vc +Vs
dimana :
Vu = geser terfaktor pada penampang yang ditinjau
Vn = kuat geser nominal
Vc = kuat geser beton
Vs = kuat geser nominal tulangan geser
Perencanaan penampang terhadap torsi :
uT nT
(SNI 03-2847-2013 pasal 11.5.3.5 pers.11-20)
Tulangan sengkang untuk puntir :
`cot
...2
s
fAAT
yto
n
(SNI 03-2847-2013 pasal 11.5.3.6 pers.11-21)
dimana :
Tu = momen torsi terfaktor
Tn = kuat momen torsi
Tc = kuat torsi nominal yang disumbang oleh beton
Ts = kuat momen torsi nominal tulangan geser
A0= luas bruto yg dibatasi oleh lintasan aliran geser, mm2
Penulangan torsi Pengaruh torsi harus diperhitungkan apabila
cp
cpc
up
AfT
2
12
'
(SNI 03-2847-2013 pasal 11.5.1)
Untuk struktur statis tak tentu, harga Tu boleh diambil sebesar :
-
15
cp
cpc
up
AfT
2
3
'
(SNI 03-2847-2002 pasal 11.5.2.2)
Kontrol penampang Penampang menurut SNI 03-2847-2013 pasal 11.5.3.1,
dikatakan cukup bila :
3
'2
7,1
.2
2
2
c
w
c
oh
hu
w
uf
dxb
Vx
Ax
pT
dxb
V
Tulangan sengkang torsi
cot2 xtfxAx
T
s
A
yo
ut
(SNI 03-2847-2013 pasal 11.5.3.6)
dimana : = 45o dan cot = tan
1
Sehingga sengkang untuk menahan geser dan torsi
adalah sebagai berikut:
s
xA
s
A tv 2
Sedangkan tulangan sengkang minimum :
yv
w
yv
wtv
fx
b
fx
bxfc
s
Ax
s
A
31200
'752
(SNI 03-2847-2013 pasal 11.5.5.2)
-
16
Tulangan torsi longitudinal Luas tulangan Longitudinal tambahan berdasarkan SNI 03-2847-2013
pasal 11.5.3.7
2cotxf
fxpx
s
AA
yl
yv
h
l
l
(SNI 03-2847-2013 pasal 11.5.3.7)
Minimum tulangan torsi memanjang :
yl
yv
h
yl
cp
lf
fxpx
s
At
fx
AxfcA
12
'5(min)
(SNI 03-2847-2002 pasal 11.5.5.3)
dengan yv
wt
fx
b
s
A
6
2.5.3 Kolom 2.5.3.1 Pembesaran momen Untuk Pembesaran Momen, Portal bergoyang atau
dianggap tidak bergoyang dapat ditentukan dari nilai indeks
Stabilitas menurut SNI 03-2847-2013 pasal 10.10.5.
05,0
cu
ou
lxV
xPQ portaltidak bergoyang
(SNI 03-2847-2013 pasal 10.10.5.2 Persamaan 10-10)
Pada kolom tidak bergoyang, pengaruhkelangsingan boleh
diabaikan bila :
402
11234
M
M
r
xk u
(SNI 03-2847-2013 pasal 10.10.1.b)
dimana :
-
17
untuk portal tidak bergoyang k = 1
M1 dan M2 adalah momen terfaktor pada ujung - ujung
kolom dan harga r sebesar 0,3x h
2.5.3.2 Penulangan lentur dan tekan Momen biaksial dirubah menjadi momen uniaksial
ekivalen :
Untuk uyM > uxM , maka :
1
b
hMMM uxuyoy dengan menaksir = 0,65
2.5.3.3 Penulangan geser kolom Kuat geser beton bersamaan dengan adanya aksial tekan
berdasarkan SNI 03-2847-2013 pasal 11.2.1.2. Kuat geser beton
bersamaan dengan adanya aksial tekan adalah :
dbfcAg
NuVc w'
14117,0
(SNI 03-2847-2013 pasal 11.2.1.2)
Spasi maksimum sengkang untuk kolom menurut SNI 03-
2847-2013 pasal 7.10.5.2 adalah :
Smax
= 16 x dlentur
Smax
= 48 x d sengkang
Smax
= b
Spasi sengkang minimum berdasarkan SNI 03-2847-2013
pasal 11.4.6.3 :
bila uV < 0,5 cV , maka dipasang sengkang minimum :
yf
SbwAv
3
.min
2.5.4 Perencanaan struktur dinding geser 2.5.4.1 Kuat aksial rencana Dihitung berdasarkan SNI 03-2847-2013 pasal 14.5.2
-
18
2
.32
.1.'..55,0
h
lkAfP cgcnw
2.5.4.2 Pemeriksaan tebal dinding Tebal dinding dianggap cukup bila dihitung memenuhi
SNI 03-2847-2013 pasal 11.9.3.
VudxhxfxxxVn c '6
5
dimana :
d = 0,8 lw
2.6 Struktur Komposit
Aksi komposit terjadi bila dua batang struktural penumpu
beban seperti sistem lantai beton dan balok baja penyangga
(Gambar 2.3(a)) dihubungkan secara menyeluruh dan mengalami
defleksi sebagai satu kesatuan seperti Gambar 2.3(b) (Salmon,
1991).
(a) Balok non komposit yang
mengalami defleksi
(b) Balok komposit yang
mengalami defleksi
Gambar 2.1 Perbandingan antara balok yang mengalami defleksi
dengan dan tanpa aksi komposit
-
19
2.6.1 Kekuatan lentur balok komposit 2.6.1.1 Transformasi daerah tekan beton menjadi baja
Gambar 2.2 Transformasi daerah tekan beton menjadi
baja
Dimana:
b = lebar balok (mm)
btr = lebar balok transformasi (mm)
Es = modulus elastisitas baja, MPa
Ec = modulus elastisitas beton, MPa
√ (SNI 03-1729-2002 pasal 12.3.2)
W = berat jenis beton, kg/m3
fc’ = kuat tekan beton, MPa
-
20
2.6.1.2 Menentukan garis netral hasil transformasi
( ) √( )
Dimana:
Yna = garis netral (mm)
= Luas profil baja + tulangan beton (mm2)
= Luas profil baja (mm2)
= Luas tulangan beton (mm2)
2.6.1.3 Momen inersia penampang hasil transformasi
(
)
Dimana:
Itr = momen inersia hasil transformasi, mm4
Ix = momen inersia profil baja, mm4
2.6.1.4 Modulus penampang hasil transformasi
Dimana:
Strc = modulus penampang beton
Strt = modulus penampang baja
-
21
2.6.1.5 Kuat lentur nominal
2.7 Pondasi
Pondasi direncanakan menggunakan tiang pancang
dengan perhitungan daya dukung pondasi berdasarkan Standart
Penetration Test (SPT).
Persamaan Luciano Decourt (1982)
(2.61)
Dimana: QL = daya dukung tanah maximum pada pondasi
QP = resistance ultime di dasar pondasi
QS = resistance ultime akibat lekatan lateral
( )
(2.62)
(
)
(2.63)
Keterangan :
NP = harga rata-rata SPT disekitar 4B diatas hingga
4B dibawah dasar tiang pondasi
= ∑
B = diameter dasar pondasi
K = koefisien karakteristik tanah :
12 t/m2 = 117.7 kPa (lempung)
20 t/m2 = 196 kPa (lanau berlempung)
25 t/m2 = 245 kPa (lanau berpasir)
40 t/m2 = 392 kPa (pasir)
AP = luas penampang dasar tiang
qP = tegangan diujung tiang
-
22
NS = harga rata-rata SPT sepanjang tiang yang
tertanam, dengan batasan 3≤NS≤50
AS = luas selimut tiang
qS = tegangan akibat lekatan lateral t/m2
α dan β = koefisien berdasarkan tipe pondasi dn jenis tanah
2.7.1. Daya dukung grup tiang pancang
Di saat sebuah tiang merupakan bagian dalam grup tiang
pancang, daya dukungnya mengalami modifikasi, karena
pengaruh dari grup tiang tersebut. Untuk kasus daya dukung
pondasi, kita harus memperhitungkan sebuah faktor koreksi, yang
menjadi efisiensi dari grup tiang pancang tersebut (Wahyudi,
1999).
QL(grup) = QL(1 tiang) x n x Ce
Dimana:
QL = daya dukung tiang pancang
n = jumlah tiang dalam grup
Ce = efisiensi grup tiang pancang
2.7.2 Perumusan efisiensi grup tiang pancang
1. Conversi – Labarre
(
)
(
)
Dimana :
m = Jumlah baris tiang dalam grup
n = Jumlah kolom tiang dalam grup
d = Diameter sebuah tiang pondasi
s = Jarak as ke as tiang dalam grup
2. Los Angeles
( ( ) ( )
√ ( )( )
-
23
Dimana :
B = Lebar grup tiang
L = Panjag grup tiang
3. Di sisi lain Terzaghi telah memberikan perumusan untuk menghitung daya dukung grup untuk lempung
( )
Dimana :
D = Kedalaman tiang pondasi
s = Jarak as ke as tiang dalam grup
Cu = Kohesi Undrained
n = Jumlah tiang dalam grup
d = Diameter tiang
Untuk grup tiang pancang pada tanah tanpa kohesi, pemakaian
praktis harga koefisien efisiensi Ce adalah sebagai berikut :
Pasir lepas : Untuk tiang-tiang pendek
Ce = 1.5 (untuk s = 2d ) hingga 1 (untuk s = 4d)
Untuk tiang-tiang panjang
Ce = 2 (untuk s = 2d ) hingga 1 (untuk s = 6d)
Pasir padat : Ce =0.7 (untuk s = 3d ) hingga 1 (untuk s = ± 8d)
2.7.3 Perencanaan pile cap pondasi grup tiang pancang
Poer atau pile cap berfungsi untuk menerima beban dari
kolom yang kemudian akan terus disebarkan ke tiang pancang.
Pada perencanaan poer perlu kontrol kuat geser pons untuk
memastikan kuat geser nominal beton harus lebih besar dari geser
pons yang terjadi. Kuat geser yang disumbangkan beton diambil
-
24
yang terkecil berdasarkan SNI 03-2847-2002 pasal 13.12.2.1
dengan rumus :
a. (
)
√
(2.70)
b. (
)
√
(2.71)
c.
√ (2.72)
Keterangan :
βc = rasio dari sisi panjang terhadap sisi pendek beton dari
daerah beban terpusat
bo = keliling dari penampang kritis poer
= 2(bk+d) + 2(hk+d)
Dengan : bk = lebar penampang kolom
hk = tinggi penampang kolom
d = lebar efektif poer
αs = 40 untuk kolom dalam
= 30 untuk kolom tepi
= 20 untuk kolom sudut
Ketebalan dan ukuran poer harus memenuhi persyaratan :
(2.73) Dalam perancangan pile cap pada ini penulis meninjau
gaya geser pons pada penampang kritis dan penulangan akibat
momen lentur.
2.7.3.1 Kontrol geser pons
Pile cap harus mampu menyebarkan beban dar kolom ke
pondasi, sehingga perlu dilakukan kontrol kekuatan geser ponds
untuk memastikan bahwa kekuatan geser nominal beton harus
lebih besar dari geser pons yang terjadi. Perencanaan geser pons
pada pile cap sesuai ketentuan SNI 2002 Pasal 13.12.2.1. Dalam
perencanaan tebal pile cap, syarat bahwa kekuatan geser nominal
beton harus lebih besar dari geser pons yang terjadi.
(
)(
√
)
-
25
Dimana :
= rasio dari sisi panjang terhadap sisi pendek beton dari daerah beban terpusat
bo = keliling dari penampang kritis pada pile cap
bo = 2 (bk + d) + 2 (hk + d)
dengan :
bk = lebar penampang kolom
hk = tinggi penampang kolom
d = tebal efektif pile cap
2.7.3.2 Penulangan pile cap
Untuk penulangan lentur, pile cap dianalisa sebagai pelat
penuh (full plate) menggunakan program bantu analisa struktur.
-
26
“Halaman ini sengaja dikosongkan”
-
27
BAB III
METODOLOGI
3.1 Umum
Sebelum mengerjakan tugas akhir, terlebih dahulu perlu
dijelaskan mengenai langkah-langkah dalam penyelesaian tugas
akhir ini. Dimulai dari pengumpulan data, studi literatur,
preliminary desain, perencanaan struktur sekunder, pembebanan
struktur utama, analisa dan perencanaan struktur utama, hubungan
balok kolom, perencanaan sambungan, perencanaan pondasi,
sampai dengan penggambaran hasil perencanaan.
3.2 Bagan alir penyelesaian tugas akhir
Kontrol
Desain
Pelat
Balok Anak
Balok Leuvel
Tangga
Balok Lift
Balok Induk
Kolom
Shear Wall
MULAI
Pengumpulan Data
Studi Literatur
Preliminary Desain
Perencanaan Struktur Sekunder
Pembebanan Struktur Utama
Analisis dan Perencanaan Struktur Utama
A
OK
Not OK
-
28
Gambar 3.1 Bagan Alir Penyelesaian Tugas Akhir
3.3 Pengumpulan data
Pada tahap ini dilakukan pengumpulan data-data yang
diperlukan berupa :
3.3.1 Data umum proyek Nama bangunan : Gedung Syariah Tower Universitas
Airlangga
Fungsi bangunan : Gedung perkuliahan
Tinggi bangunan : ± 112.419 m (dari muka tanah)
Jumlah lantai : 20 lantai
Zona gempa : 3
Perencanaa struktur : Beton bertulang
3.3.2 Data modifikasi Nama bangunan : Gedung Syariah Tower Universitas
Airlangga
Fungsi bangunan : Gedung perkuliahan
Tinggi bangunan : ± 85 m (dari muka tanah)
Hubungan Balok Kolom
A
Penghitungan Beban
Daya Dukung Tanah
Efisiensi Grup Tiang
Pancang
Kontrol
Desain
Perencanaan Pondasi
Perencanaan Pile Cap
Penggambaran Hasil Perencanaan
SELESAI
OK Not OK
-
29
Jumlah lantai : 20 lantai
Zona gempa : 3
Perencanaan struktur :
Beton bertulang
Baja-Beton komposit
3.3.3 Mutu bahan Pada Tugas Akhir ini direncanakan mutu bahan yang
digunakan adalah sebagai berikut:
Beton : f’c = 30 MPa
Baja tulangan : fy = 400 MPa
Baja profil : BJ 41 (fu = 410 MPa ; fy = 250 MPa)
3.3.4 Data tanah Data tanah yang digunakan merupakan hasil pengujian
terhadap daya dukung tanah di wilayah Kampus ITS Sukolilo
Surabaya oleh Laboratorium Mekanika Tanah Jurusan Teknik
Sipil ITS.
3.4. Studi literatur
Pada tahap ini dilakukan studi guna mencari referensi
yang berhubungan dengan tugas akhir ini dari beberapa buku
pustaka, peraturan, dan penelitian terdahulu yang berkaitan
dengan perencanaan struktur beton bertulang dengan struktur
baja-beton komposit, diantaranya:
1. SNI 03-2847-2013 Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung.
2. SNI 1726-2012 Struktur Gedung Tahan Gempa. 3. Pedoman Perancangan Pembebanan Indonesia untuk Rumah
dan Gedung (PPIUG) 1983.
4. SNI 03-1729-2002 tentang Tata Cara Perhitungan Baja. 5. Perencanaan Struktur Baja dengan Metode LRFD. (Agus
Setiawan, 2008).
6. Perancangan Struktur Beton Bertulang Tahan Gempa (Rahmat Purnowo, 2003).
-
30
7. Daya Dukung Pondasi Dalam (Herman Wahyudi, 1999).
3.5 Perencanaan struktur sekunder Perencanaan struktur sekunder dipisah dari struktur utama
karena struktur sekunder hanya meneruskan beban yang ada ke
struktur utama. Perencanaan struktur sekunder berdasarkan SNI
03-2847-2013, antara lain meliputi :
1. Perencanaan Pelat 2. Perencanaan Tangga 3. Perencanaan Balok Lift 4. Perencanaan Balok Anak
3.6 Preliminary desain Preliminary desain ini dilakukan dengan memperkirakan
dimensi awal dari struktur sesuai dengan ketentuan SNI 03-2847-
2002, yang berupa :
1. Preliminary desain balok 2. Preliminary desain kolom 3. Preliminary desain struktur balok beton-baja komposit
3.7 Pembebanan struktur utama Perencanaan pembebanan akibat gravitasi struktur
menggunakan Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung
(PPIUG) 1983. Sementara untuk beban gempa menggunakan
analisis struktur gedung tidak beraturan atau beban gempa
dinamik sesuai dengan SNI 1726-2012.
1. Beban Mati Beban mati terdiri dari berat struktur sendiri,
dinding, pelat, dan berat finishing arsitektur (PPIUG
1983).
2. Beban Hidup Beban hidup untuk struktur ini adalah 250 kg/m
2
untuk beban hidup pada lantai ruang kuliah dan 100
kg/m2
untuk beban hidup pada atap (PPIUG 1983).
3. Beban Gempa
-
31
Beban gempa yang digunakan sesuai SNI 03-176-
2012, dimana terbagi menurut wilayah gempa
rendah (1 dan 2), wilayah gempa sedang (3 dan 4),
dan wilayah gempa tinggi (5 dan 6). Pada struktur ini
menggunakan wilayah gempa sedang.
3.8 Analisa dan perencanaan struktur utama
Analisa struktur dilakukan dengan program bantu analisis
struktur, yaitu SAP 2000. Setelah memperoleh analisa gaya dalam
menggunakan SAP 2000 dilakukan kontrol desain. Pada bagian
ini akan dibahas kontrol desain pada beton bertulang biasa
menggunakan Sistem Ganda. Selain itu juga dilakukan
penulangan struktur utama sesuai dengan aturan yang ada di SNI
03-2847-2013. Perencanaan struktur utama meliputi balok dan
kolom beton bertulang, shear wall, dan balok komposit baja.
3.9 Kontrol Desain Kontrol desain dilakukan dengan tujuan mengetahui
kemampuan dari struktur apakah struktur tersebut telah
memenuhi persyaratan atau tidak. Bila struktur yang
direncanakan telah memenuhi persyaratan maka proses dapat
diteruskan pada tahap berikutnya, namun bila belum memenuhi
persyaratan maka perlu ditinjau ulang perencanaan awal struktur
atau tahap preliminari desain. Kontrol desain meliputi kontrol
geser, retak, serta lendutan.
3.10 Perencanaan Pondasi Setelah menghitung beban struktur atas secara keseluruhan,
maka selanjutnya beban tersebut diteruskan ke struktur bawah
(pondasi). Langkah-langkah yang dikerjakan dalam perencanaan
struktur tersebut adalah :
1. Menghitung beban total dari struktur atas 2. Menentukan jenis pondasi yang akan digunakan (dalam
Tugas Akhir ini digunakan pondasi grup tiang pancang)
3. Mencari daya dukung tanah
-
32
4. Menentukan efisiensi dari pondasi grup tiang pancang serta jumlah tiang pondasi.
5. Kontrol kekuatan pondasi 6. Merencanakan pile cap
3.11 Penggambaran hasil perencanaan Penggambaran hasil perencanaan merupakan proses akhir
dari serangkaian proses penyelesaian Tugas Akhir dengan output
berupa gambar teknik. Gambar teknik yang dihasilkan berupa
gambar denah setelah modifikasi, detail struktur, dan pondasi.
-
33
BAB IV
PRELIMINARY DESAIN
4.1 Data Perencanaan
Perencanaan Gedung Syariah Tower menggunakan beton
bertulang pada keseluruhan struktur gedung. Berikut ini adalah data-
data perencanaan struktur gedung.
Fungsi Bangunan : Gedung Perkuliahan
Lokasi : Surabaya
Zona Gempa : 3
Ketinggian Lantai : lower ground = 3,00 m lantai 1 = 8,00 m
lantai 2 – 18 = 4,00 m
lift room = 6,00 m
Luas Bangunan : 1152,40 m2
Tinggi Total Bangunan : ± 85,00 m
Mutu Beton (f`c) : 30 Mpa
Mutu Baja (fy) : 400 Mpa
4.1.1 Pembebanan 1. Beban Gravitasi
Beban Mati (PPIUG 1983) o Berat sendiri beton bertulang : 2400 kg/m3 o Adukan finishing : 21 kg/m2 o Keramik : 24 kg/m2 o Dinding setengah bata : 250 kg/m2 o Plafond : 11 kg/m2 o Penggantung : 7 kg/m2 o Plumbing +sanitasi : 25 kg/m2
Beban Hidup o Lantai atap : 100 kg/m2 o Lantai : 250 kg/m2 o Pelat tangga : 300 kg/m2
-
34
2. Beban Angin o Dekat dari pantai : 40 kg/m2
3. Beban Gempa Perencanaan dan perhitungan struktur terhadap gempa
dilakukan menurut SNI 03-1726-2012 dengan zona gempa 3.
4.2 Perencanaan Balok Penentuan tinggi balok ditentukan berdasarkan SNI 03-2847-
2013 Pasal 9.5. Bila persyaratan ini telah dipenuhi maka tidak perlu
dilakukan kontrol lendutan pada balok.
4.2.1 Perencanaan balok induk
Perencanaan dimensi balok induk untuk mutu beton 30 MPa
dan mutu baja 400 MPa direncanakan sebagai balok pada dua
tumpuan sederhana, sehingga digunakan perumusan :
hmin =
SNI 03-2847-2013 Pasal 9.5
b =
Dimana :
L = panjang balok (cm)
h = tinggi balok (cm)
b = lebar balok (cm)
Gedung yang direncanakan memiliki panjang balok induk
800 cm dan 700 cm, baik arah memanjang maupun melintang.
Sehingga diperoleh perencanaan dimensi balok induk seperti berikut
Tabel 4.1 Preliminary Desain Balok Induk
Bentang
L (cm)
h min
(cm)
b min
(cm)
Digunakan
h (cm)
Digunakan
b (cm)
Dimensi
(cm)
800 50 33,33 70 40 40/70
700 43,75 29,16 70 40 40/70
-
35
1063 66,44 44,29 80 50 50/80
4.2.2 Perencanaan balok anak
Perencanaan dimensi balok anak untuk mutu beton 30 MPa
dan mutu baja 400 MPa direncanakan sebagai balok pada dua
tumpuan menerus, sehingga digunakan perumusan :
hmin =
SNI 03-2847-2013 Pasal 9.5.
b =
Dimana :
L = panjang balok (cm)
h = tinggi balok (cm)
b = lebar balok (cm)
Dimensi balok anak dengan panjang yang sama dengan
balok induk diperoleh sebagai berikut:
Tabel 4.2 Preliminary Desain Balok Anak
Bentang
L (cm)
h min
(cm)
b min
(cm)
Digunakan
h (cm)
Digunakan
b (cm)
Dimensi
(cm)
800 38,10 25,40 50 30 30/50
700 33,33 22,22 50 30 30/50
4.2.3 Perencanaan balok leuvel
Perencanaan dimensi balok leuvel untuk mutu beton 30 MPa
dan mutu baja 400 MPa direncanakan sebagai balok pada dua
tumpuan menerus, sehingga digunakan perumusan :
hmin =
SNI 03-2847-2013 Pasal 9.5.
-
36
b =
Dimana :
L = panjang balok (cm)
h = tinggi balok (cm)
b = lebar balok (cm)
Dimensi balok leuvel dengan panjang yang sama dengan
balok induk diperoleh sebagai berikut:
Tabel 4.3 Preliminary Desain Balok Leuvel
Bentang
L (cm)
h min
(cm)
b min
(cm)
Digunakan
h (cm)
Digunakan
b (cm)
Dimensi
(cm)
800 38,10 25,40 50 30 30/50
4.2.4 Perencanaan balok komposit
Dimensi balok baja-beton komposit pada dua tumpuan
sederhana direncanakan sebagai berikut:
hmin =
SNI 03-2847-2013 Pasal 9.5.
b =
Dimana :
L = panjang balok (cm)
h = tinggi balok (cm)
b = lebar balok (cm)
Balok baja-beton komposit yang direncanakan memiliki L = 1600
cm, sehingga diperoleh perencanaan
hmin =
-
37
b =
Sehingga direncanakan balok baja-beton komposit dengan dimensi
80/100.
4.3 Perencanaan Tebal Pelat
4.3.1 Peraturan perencanaan pelat Perencanaan ini menggunakan perhitungan yang dibagi
dalam dua jenis yaitu:
1. Pelat satu arah adalah pelat yang rasio panjang dan lebarnya lebih dari atau sama dengan 2. Pembebanan yang diterima
akan diteruskan pada balok-balok (pemikul bagian yang
lebih panjang) dan hanya sebagian kecil saja yang akan
diteruskan pada gelagar pemikul bagian yang lebih pendek.
2. Pelat dua arah adalah pelat yang rasio panjang dan lebarnya kurang dari 2, sehingga besar pembebanan yang diterima
diteruskan pada keseluruhan pemikul di sekeliling panel
pelat tersebut.
4.3.2 Data perencanaan tebal pelat lantai Pelat yang direncanakan berupa pelat lantai dengan
spesifikasi sebagai berikut:
Mutu beton : 30 MPa
Mutu baja : 400 MPa
Rencana tebal pelat : 12 cm
Ukuran pelat yang terdapat pada struktur Gedung
Syariah Tower bervariasi. Dalam perhitungan tebal pelat ini
akan ditinjau pelat dengan luasan 350x400 cm.
-
38
Untuk pelat tipe 350 x 400, maka nilai Ly dan Lx
yaitu:
Lx = (
) 315 cm
Ly= (
) 365 cm
β =
=
= 1,16 ˂ 2 (Pelat Satu Arah)
4.3.3 Perhitungan lebar efektif pelat Perhitungan yang disertakan sebagai contoh adalah pelat
350 x 400 seperti pada gambar 4.1. Dimensi Balok induk melintang
40/60, balok induk memanjang 40/70, balok anak 30/50, dan tebal
pelat 12 cm.
Gambar 4.1 Pelat Lantai (Sumber: Penulis)
Balok yang ditinjau pada contoh perhitungan lebar efektif
balok be adalah balok induk 50/70 dengan L= 350 cm, berikut adalah
perhitungannya:
be1 = L4
1
be2 = bw + 8t
-
39
h
t
bw
be
h
t
bw
be
h
t
h
t
h
t
bw
be
k
11
14641
32
be1 =
= 87,50 cm
be2 = 50 + 8.12 = 146 cm
Dari kedua perumusan di atas diperoleh nilai terkecil lebar
efektif balok be adalah 87,50 cm.
4.3.4 Perhitungan inersia balok penumpu pelat
Perhitungan yang disertakan sebagai contoh adalah balok
40/70.
Gambar 4.2 Penampang Balok Interior (Sumber: Penulis)
k =
354,1
70
12x1
40
87,501
3
70
12x1
40
87,502
70
124
70
1264x
70
12x1
40
87,501
Ibalok =
x bw x x k
=
x 40 x x 1,354
= 1548073,33
-
40
Ipelat =
x bs x
=
x 350 x
= 50400
α =
, Karena Ebalok = Eplat, maka:
α =
=
= 30,715
Tabel 4.4 Perbandingan Inersia Balok-Pelat
Jenis Balok L
(cm)
Letak
Pelat
Ibalok (cm
4)
Ipelat (cm
4)
α
Induk
Melintang
40/70
350 Tengah 1548073,33 50400 30,715
Induk
Memanjang
40/70
400 Tengah 1632680 57600 28,345
Anak
Melintang
30/50
350 Tengah 491250 50400 9,750
Anak
Memanjang
30/50
400 Tengah 516875 57600 8,974
αm =
= 19,45 > 2
4.3.5 Perhitungan tebal pelat lantai
Berdasarkan SNI 03-2847-2002 dengan nilai αm > 2,
diambil ketebalan sesuai perumusan 2.21 dan tidak boleh kurang
dari 90 mm.
936
15008.0
fyL
hn
-
41
Sehingga perencanaan tebal pelat lantai 12 cm memenuhi
persyaratan tebal minimum. (OK.)
4.3.6 Perencanaan pelat atap
Pelat atap yang direncanakan memiliki ukuran yang sama
dengan pelat lantai. Ketebalan pelat atap direncanakan sama dengan
pelat lantai yaitu 12 cm.
4.4 Perencanaan Kolom Terdapat dua tipe kolom yang digunakan, yaitu kolom bulat
(K 1) dan kolom persegi (K 2), yang mana dimensinya dibedakan
untuk setiap beberapa lantai.
Berikut adalah contoh perhitungan preliminary kolom pada
lantai 1. Beban beban yang bekerja pada kolom berdasarkan PPIUG
1983.
4.4.1 Kolom tipe 1 (K 1)
1. Beban Mati Pelat : 7 x 8 x 0,12 x 2400 kg/m
3x 18 = 290304 kg
Penggantung : 7 x 8 x 7 kg/m2 x 18 = 7056 kg
Plafond : 7 x 8 x 11 kg/m2 x 18 = 11088 kg
Balok Induk : (7+8) x 0,4 x 0,7 x 2400 x 18 = 181440 kg
Balok Anak : (7+8) x 0,3 x 0,5 x 2400 x 18 = 97200 kg
Kolom Lt. 2-18 : (¼ x π x 1,32) x 2400 x 4 x 17 =216509,28 kg
Kolom Lt. 1 : (¼ x π x 1,32) x 2400 x 8 x 1 =433018,56 kg
Dinding Lt. 2-18 : (7+8) x 4 x 250 kg/m2
x17 = 255000 kg
Dinding Lt. 1 : (7+8) x 8 x 250 x 1 = 30000 kg
Keramik (1cm) : 7 x 8 x 24 kg/m2 x 1 x 18 = 24192 kg
16,1936
1500
4008.03600
h
mmh 69,82
-
42
Spesi (2 cm) : 7 x 8 x 21 kg/m2 x 2 x18 = 42336 kg
Aspal (1 cm) : 7 x 8 x 14 kg/m2 x 1 = 784 kg
Plumbing : 7 x 8 x 10 kg/m2 x18 = 10080 kg
Sanitasi : 7 x 8 x 15 kg/m2 x18 = 15120 kg
Berat Mati Total (DL) =1504127,84kg
2. Beban Hidup Atap : 7 x 8 x 100 kg/m
2 x1 = 5600 kg
Lantai : 7 x 8 x 250 kg/m2 x18 = 252000 kg
Berat Hidup Total (LL) = 257600 kg
Berat total yang dipikul oleh kolom:
W = DL + LL
= 1504127,84 + 257600 = 1761727,84 kg
A =
13212,95 cm2
Penampang kolom tipe 1 direncanakan berbentuk lingkaran,
berdasarkan rumus luas lingkaran A = ¼ x π x D2, dengan nilai A
yang sudah didapat sebelumnya 9907,599 cm2, maka diperoleh nilai
D = 129,7 cm. Diameter yang digunakan adalah 130 cm.
4.4.2 Kolom tipe 2 (K 2)
1. Beban Mati Pelat : 6 x 8 x 0,12 x 2400 kg/m
3x 13 = 179712 kg
Penggantung : 6 x 8 x 7 kg/m2 x 13 = 4368 kg
Plafond : 6 x 8 x 11 kg/m2 x 13 = 6864 kg
Balok Induk : (6+8) x 0,4 x 0,7 x 2400 x 13 = 122304 kg
-
43
Balok Anak : (6+8) x 0,3 x 0,5 x 2400 x 13 = 65520 kg
Kolom Lt. 2-18 : 0,95 x 0,95 x 2400 x 4 x 12 = 93312 kg
Kolom Lt. 1 : 0,95 x 0,95 x 2400 x 4 x 1 = 15552 kg
Dinding Lt. 2-18 : (6+8) x 4 x 250 kg/m2
x12 = 168000 kg
Dinding Lt. 1 : (6+8) x 8 x 250 x 1 = 28000 kg
Keramik (1cm) : 6 x 8 x 24 kg/m2 x 1 x 13 = 14976 kg
Spesi (2 cm) : 6 x 8 x 21 kg/m2 x 2 x13 = 26208 kg
Plumbing : 6 x 8 x 10 kg/m2 x13 = 6240 kg
Sanitasi : 6 x 8 x 15 kg/m2 x13 = 9360 kg
Berat Mati Total (DL) = 740416 kg
2. Beban Hidup Lantai : 6 x 8 x 250 kg/m
2 x13 = 156000 kg
Berat Hidup Total (LL) = 156000 kg
Berat total yang dipikul oleh kolom:
W = DL + LL
= 740416 + 156000 = 896416 kg
A =
6723,12 cm2
Penampang kolom tipe 2 direncanakan berbentuk persegi,
berdasarkan rumus luas lingkaran A = b x h, dengan nilai A yang
sudah didapat sebelumnya 6723,12 cm2, maka diperoleh nilai b = h =
81,99 cm. Dimensi kolom yang dugunakan adalah 95 x 95 cm.
Berdasarkan contoh perhitungan diatas, maka dimensi kolom
setiap lantai dapat dilihat pada tabel dibawah ini.
-
44
Tabel 4.5 Dimensi Kolom per Lantai
Lantai ke- Dimensi Kolom (cm)
Kolom 1 Kolom 2
Lower Gr. 130 95 x 95
1 130 95 x 95
2 130 95 x 95
3 130 95 x 95
4 120 90 x 90
5 120 90 x 90
6 120 90 x 90
7 120 90 x 90
8 120 90 x 90
9 110 85 x85
10 110 85 x 85
11 110 85 x85
12 110 85 x 85
13 110 85 x85
14 100 80 x 80
15 100 80 x 80
16 100 80 x 80
17 100 80 x 80
18 100 80 x 80
Lift Motor
Room 100 80 x 80
-
45
BAB V
PERENCANAAN STRUKTUR SEKUNDER
5.1 Umum
Elemen struktur yang akan dihitung pada bab ini meliputi
pelat, balok anak, balok leuvel, tangga, dan balok lift.
5.2 Perencanaan Pelat Pelat yang direncanakan adalah pelat atap dan pelat lantai
yang keduanya mempunyai ketebalan yang sama, yaitu 12 cm.
5.2.1 Data perencanaan Data penulangan pelat yang digunakan sebagai berikut :
Mutu beton: 30 MPa
Mutu baja: 400 MPa
Tebal pelat atap: 12 cm
Tebal pelat lantai: 12 cm
Tebal selimut beton: 2 cm
Diameter tulangan rencana: 10 mm
5.2.2 Pembebanan pelat Pembebanan pada pelat dibagi menjadi dua yaitu
pembebanan pada pelat atap dan pembebanan pada pelat lantai.
Hal ini dikarenakan beban yang bekerja pada pelat atap berbeda
dari pelat lantai. Oleh karena itu perhitungan pembebanan dan
penulangan dibedakan
5.2.2.1 Pembebanan pelat atap Beban yang bekerja pada pelat atap terdiri dari 2 jenis
beban, yaitu beban mati (qD) dan beban hidup (qL).
a. Beban Mati Pelat pelat = 0,12 x 2400 = 288 kg/m
2
Penggantung = 7 kg/m2
Plafond = 11 kg/m2
-
46
Spesi (t = 2 cm) = 2 x 21 = 42 kg/m2
Aspal (t = 1 cm) = 14 kg/m2
Pipa & Ducting = 15 kg/m2
Plumbing = 10 kg/m2
qDT = 387 kg/m2
b. Beban Hidup qLT = 100 kg/m
2
c. Kombinasi = 1,2 . qDT + 1,6 . qLT = (1,2 x 387 kg/m
2 )+( 1,6 x 100 kg/m
2)
= 624,4 kg/m2
5.2.2.2 Pembebanan pelat lantai Beban yang bekerja pada pelat lantai juga terdiri dari 2
jenis beban, yaitu beban mati (qD) dan beban hidup (qL).
a. Beban Mati Pelat pelat = 0,12 x 2400 = 288 kg/m
2
Penggantung = 7 kg/m2
Plafond = 11 kg/m2
Keramik (t = 1 cm) = 24 kg/m2
Pipa & Ducting = 15 kg/m2
Plumbing = 10 kg/m2
qDT = 397 kg/m2
b. Beban Hidup qLT = 250 kg/m
2
c. Kombinasi = 1,2 . qDT + 1,6 . qLT = (1,2 x 397 kg/m
2 )+( 1,6 x 250 kg/m
2)
= 876,4 kg/m2
5.2.3 Penulangan pelat Penulangan pelat ditentukan oleh besarnya momen yang
terjadi pada pelat di daerah lapangan maupun daerah tumpuan.
Pelat berukuran 350x400 dengan nilai Ly = 365 cm dan Lx =
-
47
315 cm. Parameter yang digunakan dalam perhitungan
penulangan pelat sebagai berikut:
f’c = 30 Mpa
fy = 400 Mpa
= 8 mm
0018,0min pelat
fyfy
cf,ρb
600
600'850
400600
600
400
30850850
,,ρb = 0,0325
ρ max = 0,75 x b = 0,75 x 0,0325 = 0,0244
686,153085.0
400
'85.0
xfc
fym
5.2.3.1 Penulangan pelat lantai Ada tiga type pelat lantai yang dihitung dalam
perencanaan ini, yaitu pelat type A, B, dan C. Dimensi balok
induk 40/70 dan dimensi balok anak 30/50 dengan letak seperti
pada gambar berikut
Gambar 5.1 Denah Pelat Lantai
-
48
Ukuran masing-masing pelat sebagai berikut:
Pelat Type A
Ly= (
) 365 cm
Lx= (
) 315 cm
Pelat Type B
Ly= (
) 465 cm
Lx= (
) 365 cm
Pelat Type C
Ly= (
) 615 cm
Lx= (
) 465 cm
Pelat lantai type A Untuk perhitungan momen yang terjadi pada pelat lantai
dihitung berdasarkan PBI 1971 tabel 13.3.2 dengan perletakan
pelat diasumsikan sebagai jepit elastis yang memerlukan sebuah
nilai koefisien tertentu sesuai nilai dimana nilai adalah
sebagai berikut.
β =
=
= 1,16 ˂ 2 (Pelat dua arah)
Dengan nilai = 1,16, maka dengan melihat tabel
penentuan momen pelat pada PBI 1971 13.3.2, diperoleh nilai
momen yang menentukan sebagai berikut :
X = 46
Y = 38
Mly = 0,001 x Q x Lx2 x Y
= 0,001 x 876,4 x 3,152 x 38
= 330,45 kgm
Mtx = 0,001 x Q x Lx2 x X
= 0,001 x 876,4 x 3,152 x 46
= 400,02 kgm
Mty = 0,001 x Q x Lx2 x Y
= 0,001 x 876,4 x 3,152 x 38
-
49
= 330,45 kgm
Dimana :
Mly : Momen lapangan arah y
Mtx : Momen tumpuan arah x
Mty : Momen tumpuan arah y
Q : beban ultimate pelat atap
Lx : bentang bersih terpendek pelat
X dan Y : koefisien dari tabel PBI 1971.
Mencari tinggi efektif pelat :
dx = h – c – 0,5. b
dy = h – c – a – 0,5. a
Dimana :
h : tebal pelat
c : tebal selimut beton
a : diameter tulangan atas
b : diameter tulangan bawah
dx = 120 – 20 – 0,5 . 10 = 95 mm
dy = 120 – 20 – 10 – 0,5.10 = 85 mm
a. Perhitungan tulangan tumpuan dan lapangan arah x Mtx = 400,02 kgm = 4000200 Nmm
554,09510008,0
400020022
db
MuRn
0014,0400
686,15554,0211
686,15
1
ρ < ρmin, digunakan ρmin
Asperlu = ρ b d
= 0,0018 x 1000 x 95 = 171 mm2
Smaks = 2.h = 2.120 = 240 mm
Digunakan tulangan lentur 10 - 200 (Aspakai= 392,5 mm2 )
-
50
b. Perhitungan tulangan tumpuan dan lapangan arah y Asy = 0,2 Asx
= 0,2 . 171 = 34,2 mm2
Smaks = 2.h = 2.120 = 240 mm
Digunakan tulangan lentur 10 - 200 (Aspakai= 392,5 mm2 )
Pelat lantai type B Untuk perhitungan momen yang terjadi pada pelat lantai
dihitung berdasarkan PBI 1971 tabel 13.3.2 dengan perletakan
pelat diasumsikan sebagai jepit elastis yang memerlukan sebuah
nilai koefisien tertentu sesuai nilai dimana nilai adalah
sebagai berikut.
β =
=
= 1,27 ˂ 2 (Pelat dau arah)
Dengan nilai = 1,27, maka dengan melihat tabel
penentuan momen pelat pada PBI 1971 13.3.2, diperoleh nilai
momen yang menentukan sebagai berikut :
X = 50
Y = 38
Mly = 0,001 x Q x Lx2 x Y
= 0,001 x 876,4 x 3,652 x 38
= 443,68 kgm
Mtx = 0,001 x Q x Lx2 x X
= 0,001 x 876,4 x 3,652 x 50
= 583,79 kgm
Mty = 0,001 x Q x Lx2 x Y
= 0,001 x 876,4 x 3,652 x 38
= 443,68 kgm
Dimana :
Mly : Momen lapangan arah y
Mtx : Momen tumpuan arah x
Mty : Momen tumpuan arah y
Q : beban ultimate pelat atap
Lx : bentang bersih terpendek pelat
X dan Y : koefisien dari tabel PBI 1971.
-
51
Mencari tinggi efektif pelat :
dx = h – c – 0,5. b
dy = h – c – a – 0,5. a
Dimana :
h : tebal pelat
c : tebal selimut beton
a : diameter tulangan atas
b : diameter tulangan bawah
dx = 120 – 20 – 0,5 . 10 = 95 mm
dy = 120 – 20 – 10 – 0,5.10 = 85 mm
a. Perhitungan tulangan tumpuan dan lapangan arah x Mtx = 583,79 kgm = 5837900 Nmm
809,09510008,0
583790022
db
MuRn
00205,0400
686,15809,0211
686,15
1
ρ > ρmin, digunakan ρ
Asperlu = ρ b d
= 0,00205 x 1000 x 95 = 194,75 mm2
Smaks = 2.h = 2.120 = 240 mm
Digunakan tulangan lentur 10 - 200 (Aspakai= 392,5 mm2 )
b. Perhitungan tulangan tumpuan dan lapangan arah y Asy = 0,2 Asx
= 0,2 . 194,75 = 38,95 mm2
Smaks = 2.h = 2.120 = 240 mm
Digunakan tulangan lentur 10 - 200 (Aspakai= 392,5 mm2 )
Pelat lantai type C Untuk perhitungan momen yang terjadi pada pelat lantai
dihitung berdasarkan PBI 1971 tabel 13.3.2 dengan perletakan
-
52
pelat diasumsikan sebagai jepit elastis yang memerlukan sebuah
nilai koefisien tertentu sesuai nilai dimana nilai adalah
sebagai berikut.
β =
=
= 1,32 ˂ 2 (Pelat dua arah)
Dengan nilai = 1,32, maka dengan melihat tabel
penentuan momen pelat pada PBI 1971 13.3.2, diperoleh nilai
momen yang menentukan sebagai berikut :
X = 53
Y = 38
Mly = 0,001 x Q x Lx2 x Y
= 0,001 x 876,4 x 4,652 x 38
= 720,098 kgm
Mtx = 0,001 x Q x Lx2 x X
= 0,001 x 876,4 x 4,652 x 53
= 1004,35 kgm
Mty = 0,001 x Q x Lx2 x Y
= 0,001 x 876,4 x 4,652 x 38
= 720,098 kgm
Dimana :
Mly : Momen lapangan arah y
Mtx : Momen tumpuan arah x
Mty : Momen tumpuan arah y
Q : beban ultimate pelat atap
Lx : bentang bersih terpendek pelat
X dan Y : koefisien dari tabel PBI 1971.
Mencari tinggi efektif pelat :
dx = h – c – 0,5. b
dy = h – c – a – 0,5. a
Dimana :
h : tebal pelat
c : tebal selimut beton
a : diameter tulangan atas
-
53
b : diameter tulangan bawah
dx = 120 – 20 – 0,5 . 10 = 95 mm
dy = 120 – 20 – 10 – 0,5.10 = 85 mm
a. Perhitungan tulangan tumpuan dan lapangan arah x Mtx = 1004,35 kgm = 10043500 Nmm
39,19510008,0
1004350022
db
MuRn
0036,0400
686,1539,1211
686,15
1
ρ > ρmin, digunakan ρ
Asperlu = ρ b d
= 0,0036 x 1000 x 95 = 342 mm2
Smaks = 2.h = 2.120 = 240 mm
Digunakan tulangan lentur 10 - 200 (Aspakai= 392,5 mm2 )
b. Perhitungan tulangan tumpuan dan lapangan arah y Asy = 0,2 Asx
= 0,2 . 342 = 68,4 mm2
Smaks = 2.h = 2.120 = 240 mm
Digunakan tulangan lentur 10 - 200 (Aspakai= 392,5 mm2 )
5.2.3.2 Pelat pelat atap Pelat atap yang dihitung memiliki ukuran 330x300.
Dimensi balok induk 40/70 dan dimensi balok anak 30/50
dengan letak seperti pada gambar berikut
Gambar 5.2 Denah Pelat Atap
-
54
Untuk perhitungan momen yang terjadi pada pelat
dihitung berdasarkan PBI 1971 tabel 13.3.2 dengan perletakan
pelat diasumsikan sebagai jepit elastis yang memerlukan sebuah
nilai koefisien tertentu sesuai nilai dimana nilai adalah
sebagai berikut.
β =
=
= 1,03 ˂ 2 (Pelat dua arah)
Dengan nilai = 1,03, maka dengan melihat tabel
penentuan momen pelat pada PBI 1971 13.3.2, diperoleh nilai
momen yang menentukan sebagai berikut :
X = 42
Y = 37
Mly = 0,001 x Q x Lx2 x Y
= 0,001 x 624,4 x 3,002 x 37
= 207,93 kgm
Mtx = 0,001 x Q x Lx2 x X
= 0,001 x 624,4 x 3,002 x 42
= 236,03 kgm
Mty = 0,001 x Q x Lx2 x Y
= 0,001 x 624,4 x 3,002 x 37
= 207,93 kgm
Dimana :
Mly : Momen lapangan arah y
Mtx : Momen tumpuan arah x
Mty : Momen tumpuan arah y
Q : beban ultimate pelat atap
Lx : bentang bersih terpendek pelat
X dan Y : koefisien dari tabel PBI 1971.
Mencari tinggi efektif pelat :
dx = h – c – 0,5. b
dy = h – c – a – 0,5. a
Dimana :
h : tebal pelat
c : tebal selimut beton
-
55
a : diameter tulangan atas
b : diameter tulangan bawah
dx = 120 – 20 – 0,5 . 10 = 95 mm
dy = 120 – 20 – 10 – 0,5.10 = 85 mm
a. Perhitungan tulangan tumpuan dan lapangan arah x Mtx = 236,03 kgm = 236,03 Nmm
288,09510008,0
236,0322
db
MuRn
00072,0400
686,15288,0211
686,15
1
ρ ˂ ρmin, digunakan ρmin
Asperlu = ρ b d
= 0,0018 x 1000 x 95 = 171 mm2
Smaks = 2.h = 2.120 = 240 mm
Digunakan tulangan lentur 10 - 200 (Aspakai= 314 mm2 )
b. Perhitungan tulangan tumpuan dan lapangan arah y Asy = 0,2 Asx
= 0,2 . 171 = 34,2 mm2
Smaks = 2.h = 2.120 = 240 mm
Digunakan tulangan lentur 10 - 200 (Aspakai= 392,5 mm2 )
5.3 Perencanaan Balok Anak Berdasarkan preliminary desain diperoleh dimensi balok
anak 30/50 untuk bentang 800 cm.
5.3.1 Perencanaan balok anak lantai
5.3.1.1 Pembebanan balok anak lantai Pembebanan plat lantai
qd = 397 kg/m2
-
56
ql = 250 kg/m2
Gambar 5.3 Distribusi Beban Pelat pada Balok Anak
(Sumber: Penulis)
Beban Ekivalen Dua Segitiga
Gambar 5.4 Beban Dua Segitiga (Sumber: Penulis)
P1 =
(
=
.q.Ly
2
R = P1 =
.q.Ly
2
Mmax = R.Ly - P1.
=
.q.Ly
3 -
.q.Ly
3
=
.q.Ly
3
Mmax eq =
. qeq .(2Ly)
2
-
57
Mmax eq = Mmax
. qeq .(2Ly)
2 =
.q.Ly
3
qeq =
.q.Ly
Beban Ekivalen Dua Trapesium
Gambar 5.5 Beban Dua Trapesium (Sumber: Penulis)
P1 = P3 =
(
) (
) =
.q.Ly
2
P2 = (
).(Lx – Ly) = q.
- q .
R = P1 + P2 + P3 =
.q.Ly
2 + q.
- q .
+
.q.Ly
2
= -
.q.Ly
2 +
Mmax = R.Lx – P1. (Lx -
.
) – P2.(
P1. (
.
)
= -
.q.Ly
2.Lx +
.q.Lx
2.Ly -
.q.Ly
2.Lx -
.q.Lx
2.Ly +
.q.Ly
2.Lx
=
.q.Lx
2.Ly -
.q.Ly
2.Lx
=
.(2Lx – Ly)
Mmax eq =
. qeq .(2Lx)
2
Mmax eq = Mmax
. qeq .(2Lx)
2 =
.(2Lx – Ly)
-
58
qeq .(2Lx)2 = (q.Lx.Ly).(2Lx – Ly)
4 qeq .Lx = q.Ly.(2Lx – Ly)
qeq =
–
Pembebanan balok anak lantai
Beban mati (qd) :
Berat sendiri balok = 0,30 x 0,50 x 2400
= 360 kg/m
Beban mati plat:
qd = (
– )
=
– )
= 710,93 kg/m
qd = 710,93 + 360 = 1070,93 kg/m
Beban Hidup ( ql ):
ql = (
– )
ql =
–
= 447,69 kg/m
Beban berfaktor
qu = 1,2 qd +1,6 ql
= 1,2 x 1070,93 + 1,6 x 447,69
= 2001,42 kg/m
Gaya-gaya dalam yang terjadi
Koefisien momen dan gaya lintang
Mu tumpuan ujung = - 1/24 x qu x L2
= -1/24 x 2001,42 x 7,62 = 4816,75 kgm
Mu lapangan ujung = +1/12 x qu x L2
= +1/12 x 2001,42 x 7,62
-
59
= 9633,50 kgm
Mu tumpuan kedua = - 1/12 x qu x L2
= -1/12 x 2001,42 x7,62
= 9633,50 kgm
Mu lapangan berikutnya = +1/14 x qu x L2
= +1/14 x 2001,42 x 7,62
= 8257,87 kgm
5.3.1.2 Penulangan balok anak lantai Data Perencanaan :
fc’ = 30 MPa
fy = 400 Mpa
Tul. Balok Diameter (D16 ) = 16 mm
Tul. Sengkang Diameter (Ø8) = 8 mm
b = 30 cm
h = 50 cm
d’= h` + Øsengkang + ½.Øtul. utama
= 40 + 8 + 0,5 x 16 = 56 mm
d = 500 – 56 = 444 mm
0035,0400
4,14,1min
fy
β1 = 0,85
fyfy
fcb
600
600'85,0 1
0325,0400600
600
400
3085,085,0
xxb
b 75,0max 0244,00325,075,0max x
686,153085,0
400
'85,0
xfc
fym
-
60
1. Perhitungan Tulangan Lentur
Lapangan
Mu lapangan ujung = +1/12 x qu x L2
= +1/12 x 2001,42 x 7,62
= 9633,50 kgm
036,24443008,0
9633500022
db
MuRn
00531,0400
686,15036,2211
686,15
1
perlu > min , pakai min
pakai = 0,00531
Aspakai = b d
= 0,00531 300 444
= 707,51 mm2
Maka dipasang tulangan 5 D 16 ( 1004,8 mm2 )
Spasi bersih antar tulangan
mmmm
mmn
ndeckingbwS
utamatulsengkang
253115
)16).(5()40).(2()8).(2(300
251
..22 .
Tumpuan
Mu tumpuan kedua = - 1/12 x qu x L2
= -1/12 x 2001,42 x7,62
= 9633,50 kgm
036,24443008,0
9633500022
db
MuRn
-
61
00531,0400
686,15036,2211
686,15
1
perlu > min , pakai min
pakai = 0,00531
Aspakai = b d
= 0,00531 300 444
= 707,51 mm2
Maka dipasang tulangan 5 D 16 ( 1004,8 mm2 )
Spasi bersih antar tulangan
mmmm
mmn
ndeckingbwS
utamatulsengkang
253115
)16).(5()40).(2()8).(2(300
251
..22 .
2. Perhitungan Tulangan Geser Langkah-langkah perhitungan :
1. Hitung Vu pada titik berjarak d dari ujung perletakan
2. Cek dbwfcVcVu ..'32 (Bila tidak memenuhi maka perbesaran penampang)
3. Kriteria kebutuhan tulangan geser :
a. Vu 0,5 Vc Tidak perlu penguatan geser (5.1)
b. 0,5 Vc < Vu < Vc perlu tulangan geser minimum
Vs perlu = Vs min = ⅓ bw d (5.2 dan 3)
S ≤ d/2
c. Vc < Vu < (Vc + Vs min) perlu tulangan geser
Vs perlu = Vs min = ⅓ bw d (5.4 dan 5)
S ≤ d/2
-
62
d. (Vc+VS min) < Vu .bw.d)fc'φ(Vc 31 perlu
tulangan geser. (5.6)
Vs perlu = Vu - Vc
S max = d/2
e. .bw.d)fc'φ(Vc3
1 < Vu .bw.d)fc'φ(Vc 32
perlu tulangan geser. (5.7)
Vc = .bw.dfc'61 (5.8)
S max = d/4
dimana :
Vc = d.bw'fc61 (5.9)
Vs = dbwcf
.3
' (5.10)
Mencari gaya lintang pada balok anak lantai
Vu = 1/2 qu L
= 1/2 2001,42 7,6
= 7605,396 kg
= 76053,96 N
Vc = 1/6 f`c bw d
= 1/6 30 300 444 = 121594,41 N
Vc = 0,6 . 121594,41
= 72956,64 N
0,5 Vc = 36478,32 N
Vs min = 0,6 . 1/3 . 300 . 444
= 26640 N
Vc + Vs min = 99596,64 N
Vc + 1/3 f`c bw d = 245509,93 N
-
63
Penulangan geser masuk persyaratan Rumus 5.2 yaitu
Vc < Vu < (Vc + Vs min) perlu tulangan geser minimum
Syarat:
smax < d/2 = 444/2 = 222 mm, dan
smax < 600 mm
Av = 2 x 4
1x .8
2 = 100,53 mm
2
Pasang 8 – 150 mm
Kontrol Vs
Vs =
=
= 119027,52 N > Vu
Sehingga untuk perencanaan penulangan balok anak
lantai digunakan tulangan lentur dengan perincian sebagai
berikut:
Tulangan lentur : Lapangan = 5 D 16
Tumpuan = 5 D 16
Tulangan geser : 8 – 150
5.4 Perencanaan Balok Leuvel
Berdasarkan preliminary desain diperoleh dimensi balok
leuvel 30/50 untuk bentang 800 cm.
Gambar 5.6 Distribusi Balok Leuvel(Sumber: Penulis)
-
64
Ly = 200 - (
) = 165 cm
Lx = 400 - (
) = 365 cm
Beban Ekivalen Dua Trapesium
Gambar 5.7 Beban Dua Trapesium (Sumber: Penulis)
P1 = P3 =
(
) (
) =
.q.Ly
2
P2 = (
).(Lx – Ly) = q.
- q .
R = P1 + P2 + P3 =
.q.Ly
2 + q.
- q .
+
.q.Ly
2
= -
.q.Ly
2 +
Mmax = R.Lx – P1. (Lx -
.
) – P2.(
P1. (
.
)
= -
.q.Ly
2.Lx +
.q.Lx
2.Ly -
.q.Ly
2.Lx -
.q.Lx
2.Ly +
.q.Ly
2.Lx
=
.q.Lx
2.Ly -
.q.Ly
2.Lx
=
.(2Lx – Ly)
Mmax eq =
. qeq .(2Lx)
2
Mmax eq = Mmax
. qeq .(2Lx)
2 =
.(2Lx – Ly)
-
65
qeq .(2Lx)2 = (q.Lx.Ly).(2Lx – Ly)
4 qeq .Lx = q.Ly.(2Lx – Ly)
qeq =
–
5.4.1 Pembebanan balok leuvel Pembebanan plat lantai
qd = 397 kg/m2
ql = 250 kg/m2
Pembebanan balok leuvel
Beban mati (qd) :
Berat sendiri balok = 0,30 x 0,50 x 2400
= 360 kg/m
Beban mati plat:
qd = (
– )
=
– )
= 253,50 kg/m
qd = 253,50 + 360 = 613,50 kg/m
Beban Hidup ( ql ):
ql = (
– )
ql =
–
= 159,63 kg/m
Beban berfaktor
qu = 1,2 qd +1,6 ql
= 1,2 x 613,50 + 1,6 x 159,65
= 991,64 kg/m
Gaya-gaya dalam yang terjadi
Koefisien momen dan gaya lintang
Mu tumpuan ujung = - 1/24 x qu x L2
-
66
= -1/24 x 991,64 x 7,62 = 2386,55 kgm
Mu lapangan ujung = +1/12 x qu x L2
= +1/12 x 991,64 x 7,62
= 4773,10 kgm
Mu tumpuan kedua = - 1/12 x qu x L2
= -1/12 x 991,64 x7,62
= 4773,10 kgm
Mu lapangan berikutnya = +1/14 x qu x L2
= +1/14 x 991,64 x 7,62
= 4091,22 kgm
5.4.2 Penulangan balok leuvel Data Perencanaan :
fc’ = 30 MPa
fy = 400 Mpa
Tul. Balok Diameter (D16 ) = 16 mm
Tul. Sengkang Diameter (Ø8) = 8 mm
b = 30 cm
h = 50 cm
d’= h` + Øsengkang + ½.Øtul. utama
= 40 + 8 + 0,5 x 16 = 56 mm
d = 500 – 56 = 444 mm
0035,0400
4,14,1min
fy
β1 = 0,85
fyfy
fcb
600
600'85,0 1
0325,0400600
600
400
3085,085,0
xxb
b 75,0max
-
67
0244,00325,075,0max x
686,153085,0
400
'85,0
xfc
fym
1. Perhitungan Tulangan Lentur
Lapangan
Mu lapangan ujung = +1/12 x qu x L2
= +1/12 x 991,64 x 7,62
= 4773,10 kgm
009,14443008,0
4773100022
db
MuRn
0026,0400
686,15009,1211
686,15
1
perlu < min , pakai min
pakai = 0,0035
Aspakai = b d
= 0,0035 300 444
= 420 mm2
Maka dipasang tulangan 4 D 16 ( 803,84 mm2 )
Spasi bersih antar tulangan
mmmm
mmn
ndeckingbwS
utamatulsengkang
255214
)16).(4()40).(2()8).(2(300
251
..22 .
Tumpuan
Mu tumpuan kedua = - 1/12 x qu x L2
-
68
= -1/12 x 991,64 x7,62
= 4773,10 kgm
009,14443008,0
4773100022
db
MuRn
0026,0400
686,15009,1211
686,15
1
perlu < min , pakai min
pakai = 0,0035
Aspakai = b d
= 0,0035 300 444
= 420 mm2
Maka dipasang tulangan 4 D 16 ( 803,84 mm2 )
Spasi bersih antar tulangan
mmmm
mmn
ndeckingbwS
utamatulsengkang
253115
)16).(5()40).(2()8).(2(300
251
..22 .
2. Perhitungan tulangan geser Langkah-langkah perhitungan :
1. Hitung Vu pada titik berjarak d dari ujung perletakan
2. Cek dbwfcVcVu ..'32 (Bila tidak memenuhi maka perbesaran penampang)
3. Kriteria kebutuhan tulangan geser :
a. Vu 0,5 Vc Tidak perlu penguatan geser (5.1)
b. 0,5 Vc < Vu < Vc perlu tulangan geser minimum
Vs perlu = Vs min = ⅓ bw d (5.2 dan 3)
-
69
S ≤ d/2
c. Vc < Vu < (Vc + Vs min) perlu tulangan geser
Vs perlu = Vs min = ⅓ bw d (5.4 dan 5)
S ≤ d/2
d. (Vc+VS min) < Vu .bw.d)fc'φ(Vc 31 perlu
tulangan geser. (5.6)
Vs perlu = Vu - Vc
S max = d/2
e. .bw.d)fc'φ(Vc3
1 < Vu .bw.d)fc'φ(Vc 32
perlu tulangan geser. (5.7)
Vc = .bw.dfc'61 (5.8)
S max = d/4
dimana :
Vc = d.bw'fc61 (5.9)
Vs = dbwcf
.3
' (5.10)
Mencari gaya lintang pada balok anak lantai
Vu = 1/2 qu L
= 1/2 991,64 7,6
= 3768,23 kg
= 37682,3 N
- Vc = 1/6 f`c bw d
= 1/6 30 300 444 = 121594,41 N
- Vc = 0,6 . 121594,41
= 72956,64 N
0,5 Vc = 36478,32 N
Vs min = 0,6 . 1/3 . 300 . 444
-
70
= 26640 N
Vc + Vs min = 99596,64 N
Vc + 1/3 f`c bw d = 245509,93 N
Penulangan geser masuk persyaratan Rumus 5.1 yaitu
Vu < Vc tidak perlu tulangan geser.
Sehingga untuk perencanaan penulangan balok anak
lantai digunakan tulangan lentur dengan perincian sebagai
berikut:
Tulangan lentur : Lapangan = 4 D 16
Tumpuan = 4 D 16
5.5 Perencanaan Tangga Tipe 1
5.5.1 Data-data perencanaan tangga Tinggi antar lantai = 400 cm
Tinggi bordes = 200 cm
Panjang anak tangga = 110 cm
Panjang bordes = 130 cm
Lebar bordes = 260 cm
Tebal bordes = 12 cm
Lebar injakan trap tangga = 30 cm
Tinggi injakan trap tangga = 20 cm
Tebal pelat trap tangga = 12 cm
Dacking tulangan = 2 cm
Mutu beton (f`c) = 30 MPa = 300 kg/cm2
Mutu baja (fy) = 400 MPa
= 4000 kg/cm2
-
71
Gambar 5.8 Denah Tangga 1 (Sumber: Univ. Airlangga)
5.5.2 Perencanaan pelat anak tangga
Tinggi injakan (t) = 20 cm
Jumlah tanjakan =
= 10 buah
Jumlah injakan (n) = 10 – 1 = 9 buah
= arctg (
) = 36,529o, memenuhi persyaratan
4025 (OK)
Tebal rata-rata anak tangga =
x sin 36,529
o = 5,95 cm
Tebal rata-rata pelat = 12 + 5,95 = 17,95 cm ≈ 18 cm
-
72
5.5.3 Pembebanan tangga dan bordes
a. Pembebanan tangga Beban Mati
Pelat tangga =
= 537,611 kg/m2
Spesi (t = 2 cm) = 2 x 21 = 42 kg/m2
Keramik (t = 1 cm) = 1 x 24 = 24 kg/m2
Berat pegangan = 30 kg/m2
qDT = 633,611 kg/m2
Beban Hidup
qLT = 300 kg/m2
Kombinasi = 1,2 . qDT + 1,6 . qLT
= (1,2 x 633,611 kg/m2 )+( 1,6 x 300 kg/m
2)
= 1240,333 kg/m2
b. Pembebanan Bordes Beban Mati
Pelat bordes = 0,12 m x 2400 kg/m3 = 288 kg/m
2
Spesi (t = 2 cm) = 2 x 21 = 42 kg/m2
Keramik (t = 1 cm) = 1 x 24 = 24 kg/m2
qDB = 354 kg/m2
Beban Hidup
qLB = 300 kg/m2
Kombinasi = 1,2 . qDB + 1,6 . qLB
= (1,2 x 354 kg/m2 )+( 1,6 x 300 kg/m
2)
= 904,8 kg/m2
-
73
5.5.4 Perhitungan gaya pada tangga Perhitungan menggunakan mekanika teknik statis dengan
permisalan sendi-rol, dengan pembebanan tangga dan output
seperti pada Gambar 5.2.
Gambar 5.9 Pemodelan Struktur Tangga 1 (Sumber: Penulis)
a. Perhitungan reaksi pada tangga ΣMC = 0
RA x 4,0 - {(904,8 x 1,3) ((0,5 x 1,3) + 2,7)} - {(1240,333 x 2,7)
(0,5 x 2,7)} = 0
RA =
RA = 2115,354 kg ( )
ΣMA = 0
-
74
RC x 4,0 - {(1240,333 x 2,7) ((0,5 x 2,7) + 1,3)} - {(904,8 x 1,3)
(0,5 x 1,3)} = 0
RC =
RC = 2409,785 kg ( )
Kontrol
ΣV = 0
2115,354 + 2409,785- (904,8 x 1,3) - (1240,333 x 2,7) = -0,0001
Hasil perhitungan mendekati 0 (OK)
b. Perhitungan gada dalam pada tangga
Gaya Normal A-B
NAB = 0
B-C
NB = -RB ∙ sin α + HB ∙ cos α
= -2409,785 sin 36,529o + 0 cos 36,529
o = -1434,375 kg
NC = NB + qT ∙ sin α ∙ 3.3
= -1434,375 + 1240,333 ∙ sin 36,529o ∙ 2,7
= 558,989 kg
Gaya Lintang A-B
Dx1 = RA - qB.x1
Untuk x1 = 0 m DA = RA
= 2115,354 kg x1 = 1,3 m DB = 2115,354 - (904,8 .1,3)
= 939,114 kg
C-B
Dx2 = - RC + qT.x2 = - 2409,785 + (1240,333. x2 )
Untuk x2 = 0 m DC = - 2409,785 kg
x2 = 2,7 m DB = - 2409,785 + (1240,333. 2,7)
= 939,114 kg
-
75
Perhitungan Momen A-B
Mx1 = RA. x1 - ½.qB.x12
Untuk x1 = 0 m MA = 0
x1 = 1,3 m MB = 2115,354 .1,3 - ½ .904,8. 1,32
= 1985,404 kgm
C-B
Mx2 = RC . x2 - ½.qT.x22
Untuk x2 = 0 m MC = 0
x2 = 2,7 m MB = 2409,785 .2,7 - ½ .1240,3. 2,72
= 1985,404 kgm
Pada tangga momen maksimum terjadi pada saat :
2409,785.x2 - ½ .1240,333. x22
Dx2 = 0 2409,785 - 1240,333.x2 = 0
x2 = 1240,333
2409,785 = 1,943 m
Mmax = 2409,785.x2 - ½ .1240,333. x22
= 2409,785.1,943 - ½ .1240,333. 1,9432
= 2340,93 kgm
Gambar 5.10 Bidang N (Sumber: Penulis)
-
76
Gambar 5.11 Bidang D (Sumber: Penulis)
Gambar 5.12 Bidang M (Sumber: Penulis)
5.5.5 Perhitungan tulangan tangga
a. Data perencanaan penulangan tangga Untuk Anak Tangga
f`c : 30 MPa
fy : 400 MPa
tul : 14 mm
dx = 120 - 20 - (14/2) = 93 mm
0018,0min pelat
b = 400600
600
400
3085,085,0
= 0,0325
max = 0,75 x b = 0,75 x 0,0325 = 0,0244
-
77
686,153085.0
400
'85.0
xfc
fym
Untuk Bordes
fc’ : 30 MPa
fy : 400 MPa
tul : 14 mm
dx = 120 - 20 - (14/2) = 93 mm
0035,0400
4,1min balok
b = 400600
600
400
3085,085,0
= 0,0325
max = 0,75 x b = 0,75 x 0,0325 = 0,0244
686,153085.0
400
'85.0
xfc
fym
b. Perhitungan penulangan Penulangan Pelat Tangga
Mu = 2340,93 kgm = 23409300 Nmm
383,39310008,0
2340930022
db
MuRn
0091,0400
686,15457,3211
686,15
1
ρmin > ρ > ρmax, gunakan ρ
Asperlu = ρ b d
= 0,0091 x 1000 x 93 = 846,3 mm2
Digunakan tulangan lentur 14 - 125 (Aspakai= 1077,02 mm2 )
As tulangan bagi = 20% AS = 0,2 x 846,3 = 169,26 mm2
Digunakan tulangan 8 - 200 (Aspakai = 251,2 mm2 )
Penulangan Pelat Bordes
Mu = 1985,404 kgm = 19844040 Nmm
-
78
868,29310008,0
1984404022
db
MuRn
00763,0400
686,15868,2211
686,15
1
ρmin > ρ > ρmax, gunakan ρ
Asperlu = ρ b d
= 0,00763 x 1000 x 93 = 709,59 mm2
Digunakan tulangan lentur 14 - 150 (Aspakai= 923,16 mm2 )
As tulangan bagi = 20% AS = 0,2 x 709,59 = 141,92 mm2
Digunakan tulangan 8 - 250 (Aspakai = 200,96 mm2 )
Penulangan Balok Bordes
Gunakan dimensi balok anak 25/35.
Beban Mati
Pelat bordes = 240 kg/m2 x 1,3 m = 312 kg/m
Berat balok = 0,25 x 0,35 x 2400 = 210 kg/m
qDT = 522 kg/m
Beban Hidup
qLT = 300 kg/m2 x 1,3 m
qLT = 390 kg/m
Kombinasi = 1,2 . qDT + 1,6 . qLT
= (1,2 x 522 kg/m ) + ( 1,6 x 390 kg/m)
= 1250,4 kg/m
Mu = -1/10 x Qu x l2
= -1/10 x 1250,4 x 2,602
= 845,27 kgm
d = 350 - 40 - 0,5.14 - 8 = 295 mm
-
79
Mn =
Mu=
8,0
8452700= 10565875 Nmm
22 295250
10565875
xbxd
MnRn = 0,486 N/mm2
400
4,14,1min
fy = 0,0035
00123,0400
686,15486,0211
686,15
1
ρ ˂ ρmin, gunakan ρmin
pakai = 0,0035
Asperlu = x b x d = 0,0035 x 250 x 295 = 258,13 mm2
Pasang 2D14 (As = 308 mm2)
Dipakai tulangan tekan praktis 2D14 (As = 308 mm2)
Jarak sengkang S :
S = 1
.cov.2.2 .
n
nerb utamatulsengkangw ≥ 25 mm
= 12
14.240216250
x= 126 mm ≥ 25 mm
5.6 Perencanaan Tangga Tipe 2
5.6.1 Data-data perencanaan tangga Tinggi antar lantai = 400 cm
Tinggi bordes = 200 cm
Panjang anak tangga = 155 cm
Panjang bordes = 165 cm
Lebar bordes = 350 cm
Tebal bordes = 12 cm
Lebar injakan trap tangga = 30 cm
-
80
Tinggi injakan trap tangga = 20 cm
Tebal pelat trap tangga = 12 cm
Dacking tulangan = 2 cm
Mutu beton (f`c) = 30 MPa = 300 kg/cm2
Mutu baja (fy) = 400 MPa
= 4000 kg/cm2
Gambar 5.13 Denah Tangga 2 (Sumber: Univ. Airlangga)
5.6.2 Perencanaan pelat anak tangga
Tinggi injakan (t) = 20 cm
Jumlah tanjakan =
= 10 buah
Jumlah injakan (n) = 10 – 1 = 9 buah
= arctg (
) = 36,529o, memenuhi persyaratan
4025 (OK)
-
81
Tebal rata-rata anak tangga =
x sin 36,529
o = 5,95 cm
Tebal rata-rata pelat = 12 + 5,95 = 17,95 cm ≈ 18 cm
5.6.3 Pembebanan tangga dan bordes
a. Pembebanan tangga Beban Mati
Pelat tangga =
= 537,611 kg/m2
Spesi (t = 2 cm) = 2 x 21 = 42 kg/m2
Keramik (t = 1 cm) = 1 x 24 = 24 kg/m2
Berat pegangan = 30 kg/m2
qDT = 633,611 kg/m2
Beban Hidup
qLT = 300 kg/m2
Kombinasi = 1,2 . qDT + 1,6 . qLT
= (1,2 x 633,611 kg/m2 )+( 1,6 x 300 kg/m
2)
= 1240,333 kg/m2
b. Pembebanan bordes Beban Mati
Pelat bordes = 0,12 m x 2400 kg/m3 = 288 kg/m
2
Spesi (t = 2 cm) = 2 x 21 = 42 kg/m2
Keramik (t = 1 cm) = 1 x 24 = 24 kg/m2
qDB = 354 kg/m2
Beban Hidup
qLB = 300 kg/m2
Kombinasi = 1,2 . qDB + 1,6 . qLB
= (1,2 x 354 kg/m2 )+( 1,6 x 300 kg/m
2)
= 904,8 kg/m2
-
82
5.6.4 Perhitungan gaya pada tangga Perhitungan menggunakan mekanika teknik statis dengan
permisalan sendi-rol, dengan pembebanan tangga dan output
seperti pada Gambar 5.4.
Gambar 5.14 Pemodelan Struktur Tangga 2(Sumber: Penulis)
a. Perhitungan reaksi pada tangga ΣMC = 0
RA x 4,35 - {(904,8 x 1,65) ((0,5 x 1,65) + 2,7)} - {(1240,333 x
2,7) (0,5 x 2,7)} = 0
RA =
RA = 2249,09 kg ( )
ΣMA = 0
RC x 4,35 - {(1240,333 x 2,7) ((0,5 x 2,7) + 1,65)} - {(904,8 x
1,65) (0,5 x 1,65)} = 0
-
83
RC =
RC = 2592,73 kg ( )
Kontrol
ΣV = 0
2249,09+ 2592,73- (904,8 x 1,65) - (1240,333 x 2,7) = 0,009
Hasil perhitungan mendekati 0 (OK)
b. Perhitungan gada dalam pada tangga
Gaya Normal A-B
NAB = 0
B-C
NB = -RB ∙ sin α + HB ∙ cos α
= -2592,73 sin 36,529o + 0 cos 36,529
o = -1543,27 kg
NC = NB + qT ∙ sin α ∙ 2,7
= -1543,27 + 1240,333 ∙ sin 36,529o ∙ 2,7
= 450,09 kg
Gaya Lintang A-B
Dx1 = RA - qB.x1
Untuk x1 = 0 m DA = RA
= 2249,09 kg x1 = 1,65 m DB = 2249,09 - (904,8 .1,65)
= 756,17 kg
C-B
Dx2 = - RC + qT.x2 = - 2592,73 + (1240,333. x2 )
Untuk x2 = 0 m DC = -2592,73 kg
x2 = 2,7 m DB = -2592,73 + (1240,333. 2,7)
= 756,17 kg
Perhitungan Momen A-B
Mx1 = RA. x1 - ½.qB.x12
-
84
Untuk x1 = 0 m MA = 0
x1 = 1,65 m MB = 2249,09.1,65 - ½ .904,8. 1,652
= 2479,41 kgm
C-B
Mx2 = RC . x2 - ½.qT.x22
Untuk x2 = 0 m MC = 0
x2 = 2,7 m MB = 2592,73.2,7 - ½ .1240,3. 2,72
= 2479,41 kgm
Gambar 5.15 Bidang N (Sumber: Penulis)
Gambar 5.16 Bidang D (Sumber: Penulis)
-
85
Gambar 5.17 Bidang M (Sumber: Penulis)
Pada tangga momen maksimum terjadi pada saat :
2592,73.x2 - ½ .1240,333. x22
Dx2 = 0 2592,73- 1240,333.x2 = 0
x2 = 1240,333
2592,73 = 2,09 m
Mmax = 2592,73.x2 - ½ .1240,333. x22
= 2592,73.2,09 - ½ .1240,333. 2,092
= 2709,86 kgm
5.6.5 Perhitungan tulangan tangga
a. Data perencanaan penulangan tangga Untuk Anak Tangga
f`c : 30 MPa
fy : 400 MPa
tul : 14 mm
dx = 120 - 20 - (14/2) = 93 mm
0035,0400
4,1min balok
0018,0min pelat
b = 400600
600
400
3085,085,0
= 0,0325
max = 0,75 x b = 0,75 x 0,0325 = 0,0244
-
86
686,153085.0
400
'85.0
xfc
fym
Untuk Bordes
fc’ : 30 MPa
fy : 400 MPa
tul : 14 mm
dx = 120 - 20 - (14/2) = 93 mm
0035,0400
4,1min balok
0018,0min pelat
b = 400600
600
400
3085,085,0
= 0,0325
max = 0,75 x b = 0,75 x 0,0325 = 0,0244
686,153085.0
400
'85.0
xfc
fym
b. Perhitungan penulangan Penulangan Pelat Tangga
Mu = 2709,86 kgm = 27098600 Nmm
916,39310008,0
2709860022
db
MuRn
0107,0400
686,15916,3211
686,15
1
ρmin > ρ > ρmax, gunakan ρ
Asperlu = ρ b d
= 0,0107 x 1000 x 93 = 995,1 mm2
Digunakan tulangan lentur 14 - 125 (Aspakai= 1077,02 mm2 )
As tulangan bagi = 20% AS = 0,2 x 995,1 = 199,02 mm2
Digunakan tulangan 8 - 200 (Aspakai = 251,2 mm2 )
-
87
Penulangan Pelat Bordes
Mu = 2479,41 kgm = 24794100 Nmm
583,39310008,0
2479410022
db
MuRn
0097,0400
686,15583,3211
686,15
1
ρmin > ρ > ρmax, gunakan ρ
Asperlu = ρ b d
= 0,0097 x 1000 x 93 = 902,1 mm2
Digunakan tulangan lentur 14 - 125 (Aspakai= 1077,02 mm2 )
As tulangan bagi = 20% AS = 0,2 x 902,1 = 180,42 mm2
Digunakan tulangan 8 - 200 (Aspakai = 251,2 mm2 )
Penulangan Balok Bordes
Gunakan dimensi balok anak 25/35.
Beban Mati
Pelat bordes = 240 kg/m2 x 1,65 m = 396 kg/m
Berat balok = 0,25 x 0,35 x 2400 = 210 kg/m
qDT = 606 kg/m
Beban Hidup
qLT = 300 kg/m2 x 1,3 m
qLT = 390 kg/m
Kombinasi = 1,2 . qDT + 1,6 . qLT
= (1,2 x 606 kg/m ) + ( 1,6 x 390 kg/m)
= 1351,2 kg/m
Mu = -1/10 x Qu x l2
= -1/10 x 1351,2 x 3,502
-
88
= 1655,22 kgm
d = 350 - 40 - 0,5.14 - 8 = 295 mm
Mn =
Mu=
8,0
16552200= 20690250 Nmm
22 295250
20690250
xbxd
MnRn = 0,951 N/mm2
400
4,14,1min
fy = 0,0035
00242,0400
686,15951,0211
686,15
1
ρ ˂ ρmin, gunakan ρmin
pakai = 0,0035
Asperlu = x b x d = 0,0035 x 250 x 295 = 258,125 mm2
Pasang 2D14 (As = 308 mm2)
Dipakai tulangan tekan praktis 2D14 (As = 308 mm2)
Jarak sengkang S :
S = 1
.cov.2.2 .
n
nerb utamatulsengkangw ≥ 25 mm
= 12
14.240216250
x= 126 mm ≥ 25 mm
5.7 Perencanaan Balok Lift
5.7.1 Spesifikasi lift Perencanaan balok lift meliputi balok yang ada di
sekeliling ruang lift maupun mesin lift yang meliputi balok
penggantung lift dan balok penumpu lift. Lift yang digunakan
dalam perencanaan Tugas Akhir ini memiliki spesifikasi sebagai
berikut :
-
89
Merk : Mitsubishi
Kecepatan : 1,75 m/s
Kapasitas : 750 kg
Lebar pintu (opening width) : 1200 mm
Dimensi sangkar (car size) : outside : 1650 x 2150 mm
2
inside : 1500 x 2000 mm2
Dimensi ruang luncur : 3500 x 3800 mm2
Beban reaksi ruang mesin : R1 = 2750 kg (Berat mesin penggerak + beban kere