perencanaan ulang struktur gedung kantor dan...
TRANSCRIPT
PROYEK AKHIR
DIKA ARWINDA SULVIARI3109.030.004
RISKA WULANSARI3109.030.022
Dosen PembimbingIr. SRIE SUBEKTI,MT
NIP. 19560520 198903 2 001
PROGRAM STUDI DIPLOMA 3 TEKNIK SIPILFAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAANINSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2011
PERENCANAAN ULANG STRUKTUR GEDUNGKANTOR DAN GEDUNG ARSIP DITLANTAS POLDA
JATIM SURABAYA DENGAN MENGGUNAKAN METODE SISTEM RANGKA PEMIKUL MOMEN
MENENGAH
DATA UMUM PROYEK
Gedung Kantor dan Gedung Arsip Ditlantas Polda JatimSurabaya memiliki data proyek sebagai berikut: – Nama Proyek : Proyek Pembangunan Gedung Kantor dan
Gedung Arsip Ditlantas Polda Jatim Surabaya– Pemilik Proyek : POLDA JATIM SURABAYA– Lokasi Proyek : Jl. A.Yani No 116 Surabaya– Struktur Atas : Lantai 1 s/d 3 menggunakan konstruksi
beton bertulang– Struktur Bawah : Pondasi Tiang Pancang dengan kedalaman 24 m– Struktur Atap : Konstruksi Baja
LATAR BELAKANG
Gedung Kantor dan Gedung Arsip Ditlantas Polda Jatim akandibangun dengan menggunakan struktur beton bertulang. Gedung terdiridari 3 lantai dengan tinggi bangunan ±15 m. Lantai 1 dan 2 digunakansebagai ruang kantor dan lantai 3 sebagai ruang arsip. Mengacu pada petaanalitis probabilitas bahaya seismic SNI 1726-2002 yang telah direvisi,bangunan ini terletak di lokasi zona gempa 4. Karena Surabaya terletak diwilayah zona gempa 4, maka direncanakan dengan metode SRPMM.
Dengan mengacu pada permasalahan diatas, proyek PembangunanGedung Kantor dan Gedung Arsip Ditlantas Polda Jatim Surabaya dijadikanstudi kasus untuk mendapatkan perhitungan struktur yang memenuhistandart. Tentunya mengacu pada SNI 1726-2002 Perencanaan KetahananGempa Untuk Struktur Bangunan Gedung sehingga gedung tersebut dapatmenjadi maksimal untuk kegunaannya.
RUMUSAN MASALAH
1. Bagaimana pembebanannya pada struktur bangunangedung
2. Bagaimana pre-eliminary design untuk struktur gedung
3. Bagaimana merencanakan penulangan dari struktur gedungdengan menggunakan metode Sistem Rangka PemikulMomen Menengah (SRPMM)
1. Mengetahui pembebanannya pada struktur denganmenggunakan metode SRPMM.
2. Mengetahui preliminary design untuk struktur gedung
3. Memperoleh dimensi struktur serta kebutuhan tulanganuntuk struktur utama maupun struktur sekunder.
TUJUAN
BATASAN MASALAH
1. Perencanaan struktur tidak memperhitungkan unsurarsitektur dan utilitas.
2. Dalam pengerjaan perhitungan ulang ini tidakdiperhitungkan faktor ekonomis.
3. Perencanaan ulang struktur ini tidak merencanakanmetode pelaksanaannya.
• Memperdalam pengetahuan dan teknikperencanaan tentang perhitungan strukturgedung dengan Sistem Rangka PemikulMomen Menengah
• Mendapatkan suatu desain bangunangedung yang mampu menahan gempa, khususnya pada wilayah zona gempa 4
MANFAAT
DATA BAHAN DAN TANAH
DATA BAHAN Beton :
Tiang pancang ( fc’ ) =40 Mpa PT WAHANA CIPTA CONCRETINDOPoer, balok, kolom, pelat, dan tangga ( fc’ ) = 25 Mpa
Baja :Tulangan lentur fy = 400 MpaTulangan Geser fys = 240 MpaStruktur Rangka atap = BJ 37Mutu baja untuk rangka atap = BJ 37
DATA TANAHData tanah diperoleh dari penyelidikan tanah yang dilakukan oleh TestanaEngineering
METODOLOGI PROYEK AKHIRStart
Pengumpulan data:1. Gambar struktur bangunan2. Data tanah3. SNI 03-2847-2002, SNI 03-1726-
2002, PBBI 1971, dan PPIUG 1983
Analisa GambarKerja
Premilinari Desain
Asumsi Pembebanan
Analisa Struktur
Struktur Utama Struktur BawahStruktur Sekunder
KontrolPersyaratan
Perhitungan dalamBentuk Laporan
GambarTekhnik Finish
No
Yes
Kebutuhan Tulangan
TEBAL PELAT LANTAI
START
- Tentukan fc’, dan fy
- Merencanakan tebal pelat
n
n
n
n
SL
bbterpendeksisiS
bbterpanjangsisiL
=−
+−=−
+−=−
β
22
22
Menghitung
Menghitung lebar efektif
(SNI 03-2847-2002, Pasal 15.2)
fwe hbb 41 +=
wwe hbb +=2
fwe hbb 81 +=wwe hbb 22 +=
αm> 2,0
β9361500
8,0ln
+
+
=
yf
h > 90mm
Ok
Tidak Memenuhi
Menghitung kekakuan
−+
−+
+
−
−+
=
htx
bb
htx
bb
ht
ht
htx
bb
k
w
e
w
e
w
e
11
14641132
Ib = k x bw x 12
3h IP = k x bs x12
3t
α1 = P
b
II
αm = nn∑+++ αααα 321
Finish
PENULANGAN PELAT LANTAI
Start
Diketahui αmrata-rata
Tentukan type perletakkan pelat:• αm ≤ 0,375 (pelat tanpa balok tepi)• 1,875 > αm ≥ 0,375 (pelat terjepit elastis)• αm ≥ 1,875 (pelat terjepit penuh)
Pembebanan pelat
Perhitungan gaya-gaya dalam:Mtx, Mty, Mlx, Mly (PBBI’71 pasal 13.3 )
• Terjepit Penuh (Tabel 13.3.1)• Terjepit Elastis ( Tabel 13.3.2)
Direncanakan fc, fy, ∅tulangan
PENULANGAN PELAT LANTAI3,53,95
Finish
Menghitung spasi tulanganBatasan spasi tulangan
S ≤ 2 x h
Menghitung:𝜌𝜌𝑏𝑏 =
0,85 × 𝑓𝑓𝑐𝑐′ × 𝛽𝛽𝑓𝑓𝑦𝑦
�600
600 + 𝑓𝑓𝑦𝑦�
𝜌𝜌𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = 0,75 × 𝜌𝜌𝑏𝑏
𝜌𝜌𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 =1,4𝑓𝑓𝑦𝑦
𝑚𝑚 =𝑓𝑓𝑦𝑦
0,85 × 𝑓𝑓𝑐𝑐′
𝑀𝑀𝑚𝑚 =𝑀𝑀𝑢𝑢
0,8
𝑅𝑅𝑚𝑚 =𝑀𝑀𝑚𝑚
𝑏𝑏 × 𝑑𝑑2
𝜌𝜌𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑢𝑢 =1𝑚𝑚�1 −�1 −
2 × 𝑚𝑚 × 𝑅𝑅𝑚𝑚𝑓𝑓𝑦𝑦
�
𝐴𝐴𝐴𝐴 = 𝜌𝜌 × 𝑏𝑏 × 𝑑𝑑
Hitung kebutuhan tulangan susut + suhu
Jarak spasi tulangan
𝜌𝜌𝐴𝐴𝑢𝑢𝐴𝐴𝑢𝑢𝑠𝑠 = 0,002
𝐴𝐴𝐴𝐴 = 𝜌𝜌𝐴𝐴𝑢𝑢𝐴𝐴𝑢𝑢𝑠𝑠 × 𝑏𝑏 × 𝑠𝑠
𝑆𝑆 ≤ 5 × ℎ atau 450 mm
STRUKTUR TANGGA3,53,95
Penulangan Tangga
Kontrol Jarak Spasi Tulangan
Kontrol Perlu Tulangan Susut dan Suhu
Kontrol Lendutan
Kontrol Retak
FINISH
A
4.1 PERENCANAAN STRUKTUR TANGGA
5
Analisa Gaya-Gaya Dalam
Pembebanan BordesPembebanan Tangga
Penentuan Tebal Pelat Tangga dan Bordes
Hitung:
§ ÷÷
+
=fyfy
fcbalance600
600'**85.0 βρ
§ maxρ = 0.75* balanceρ
§ minρ = fy4.1
§'.85,0 fc
fym =
§8,0
MuMn =
§2bxd
MnRn =
§÷÷
−−=
fyxmxRn
mperlu2111ρ
§ xbxdAs ρ=
START
Rencanakan fc’, fy, Ø tulangan
Dimensi Tangga
A
ATAP BAJAPERENCANAAN GORDING
3,53,95
Start
Analisis Gaya
FINISH
Rencanakan Profil Gording C
Pembebanan Gording
Kontrol Lendutan :y
xx
y
xxx IE
LxPIELxq
.481
.3845 34
+=∆
Kekompakan Penampang:
Kontrol Lateral Buckling:
𝜆𝜆𝑓𝑓 =𝑏𝑏
2 × 𝑠𝑠𝑓𝑓≤
170
�𝑓𝑓𝑦𝑦
𝜆𝜆𝑤𝑤 =ℎ𝑠𝑠𝑤𝑤
≤1680√240
(penampang kompak)
(penampang kompak)
Kontrol Stabilitas Momen: 𝑀𝑀𝑢𝑢𝑚𝑚
0,5 × 𝑀𝑀𝑚𝑚𝑦𝑦+
𝑀𝑀𝑢𝑢𝑦𝑦
∅𝑏𝑏 × 𝑀𝑀𝑚𝑚𝑦𝑦≤ 1
bentang pendek = Lp > 𝐿𝐿𝑏𝑏 → Mnx = Mpx bentang menengah = Lp ≤ Lb bentang panjang = Lb > 𝐿𝐿r → Mn = Mcr ≤ Mp x
ATAP BAJAKUDA-KUDA
3,53,95
Start
Analisis Gaya Dalam
Rencanakan Profil Kuda-kuda
Pembebanan pada ProfilKuda-kuda
Periksa Lateral buckling :
Periksa kelangsingan profil: 𝜆𝜆𝑓𝑓 =𝑏𝑏
2 × 𝑠𝑠𝑓𝑓≤
170
�𝑓𝑓𝑦𝑦
𝜆𝜆𝑤𝑤 =ℎ𝑠𝑠𝑤𝑤
≤1680√240
bentang pendek = Lp > 𝐿𝐿𝑏𝑏 → Mnx = Mpx bentang menengah = Lp ≤ Lb bentang panjang = Lb > 𝐿𝐿r → Mn = Mcr ≤ Mp x
ATAP BAJAKUDA-KUDA
3,53,95
Kontrol geser:
Kontrol lendutan: 𝐿𝐿𝑝𝑝𝑚𝑚𝑑𝑑𝑢𝑢𝑠𝑠𝑚𝑚𝑚𝑚 𝑚𝑚𝑖𝑖𝑚𝑚𝑚𝑚 =𝐿𝐿
240
𝑓𝑓′ =5 × 𝑀𝑀𝐿𝐿2
48 × 𝐸𝐸 × 𝐼𝐼𝑚𝑚
f’ < lendutan ijin
ℎ𝑠𝑠𝑤𝑤
≤1100
�𝑓𝑓𝑦𝑦
Kontrol kuat tekan: Pu < ϕ x Pn
Cek kombinasi tekandan lentur:
198
≤
×+
×+
nyb
uy
nxb
ux
n
u
MM
MM
NN
φφφ
Tidakmemenuhi
Finish
Ya
PENULANGAN TORSI BALOK
FINISH
Selanjutnya, tulangan torsi pada sisi atas ditambahkan pada tulangan lentur atas dan tulangan torsi bawah ditambahkan pada tulangan lentur bawah, sehingga diperoleh nilai kebutuhan tulangan adalah :
1. As’ perlu + Al/4
2. As perlu + Al/4
3. Tulangan Web ( 2 x Al/4 )
Penyebaran tulangan longitudinal pada tiap sisi penampangbalok
START
Kontrol :Batas Tu < Tu
No
Torsi tidakdiperhitungkan
Batas Tu =
cp
cp
PAfc 2
12'φ
Penulangan puntir longitudinal :
- Tulangan Torsi perlu Al =
- =
θ2cot gff
PsAt
yt
yvh
y 0 f cotTu
××× dbgφϕsAtYa
PENULANGAN LENTUR BALOK
START Tentukan Mu dari Output SAP2000
Rencanakan :fc’, fy, decking, Øtulangan,, d, d’, d”
Hitung :
dxf
Xy
b +=
600600
Asumsi xrencanc < 0.75 Xb
Hitung :
Asc = yf
Xxbxfcxx '85.0 1βHitung :
−=
21 XxdxfxAM yscncβ
PENULANGAN LENTUR BALOKncn MM −
Kontrol jarak tulangan (s)
FINISH
Kontrol kekuatan :
Hitung :Mn - Mnc
Kontrol tulangan tekan leleh
Mn – Mnc > 0 Mn – Mnc ≤ 0
Perlu tulangan tekanTidak Perlu tulangan tekan
Hitung :
''2'
ddMM
TC ncns −
−==
Hitung :
( )''
''
85.0 cs
ss ff
CA−
=−y
ss fTA 2=
Hitung tulangan perlu :As = Asc + AssAs’ = As’
Hitung :
xbxdAs ρ=
−−=
fyxmxRn
mperlu2111ρ
2bxdMnRn =
PENULANGAN GESER BALOKncn MM −
Tentukan Vc = dxbwfc
AgNu
+
6'
141
Cek kondisi
1. Vu ≤ 0.5*ϕ * cV tidak memerlukan tulangan geser
2. 0.5*ϕ * cV ≤ Vu ≤ ϕ * cV Vs perlu = Vs min
3. ϕ * cV ≤ Vu ≤ (ϕ cV +ϕ Vs min ) Vs perlu = Vs min
4. (ϕ cV +ϕ Vs min ) ≤ Vu ≤ (ϕ cV +ϕ Vs max ) ϕ Vsperlu = Vu-ϕ * cV
ϕ Vsada = s
dfyAv **φ
5. (ϕ cV +ϕ Vs max ) ≤ Vu ≤ (ϕ cV +2ϕ Vs max ) ϕ Vsperlu = Vu-ϕ * cV
ϕ Vsada = s
dfyAv **φ
START
dfySVsAv
...= S max = d/2
FINISH
Diberikan Vu (Dari Kemampuan Pikul Nominal Kolom), dan Nu dari Output SAP
PENULANGAN KOLOMncn MM −
Kelangsingan Diabaikan
Perbesaran Momen
A B C
START
Rencanakan fc’,fy, Ø Tulangan, b, h, Pu, Momen-momen yang dibutuhkan
βd =
Ec = 4700 √ fc’
EI =
Tentukan : r = 0,3 x h untuk kolom segi empat
Kontrol Kelangsingan Kolom
Syarat :
berfaktortotallintang gayaberfaktortetaplintang gaya
dxEcxIgβ+1
4,0
( )( )
balok
kolom
EIEI
∑∑=
λλ
ψ//
22
12342
1
≤
−≤
ruxk
MM
ruxk
λ
λ
2
2
).(.ukEI
λπ
PcPu
Cm
φ−1
11
≥−∑∑
PcPu
M s
φ
AgPu
hAgMox
.φ
Cari ρperlu Dengan Diagram Interaksi
Hitung :
;
Cek Momen yang terjadi menggunakan PCA COL
M pasang > M beban
OK
Perbesaran Momen
FINISH
Kontrol Kemampuan Kolom- Hitung Mox & Moy Baru- Cari β Dengan Tabel Hubungan Interaksi Lentur
Biaksial
Tidak Ok
Pc =
Cm = 1
δb = > 1 δs =
M1 = M1ns + δsM1sM2 = M2ns + δsM2s
Kelangsingan Diabaikan
A B C
Tidak Ok
PcPu
Cm
φ−1
11
≥−∑∑
PcPu
M s
φ
2
2
).(.ukEI
λπ
AgPu
hAgMox
.φ
≤
+
1
αα
MoxMnx
MoyMny
Tidak Ya
PENULANGAN GESER KOLOMncn MM −
2
2
).(.ukEI
λπ
PcPu
Cm
φ−1
11
≥−∑∑
PcPu
M s
φ
AgPu
hAgMox
.φ
PcPu
Cm
φ−1
11
≥−∑∑
PcPu
M s
φ
2
2
).(.ukEI
λπ
AgPu
hAgMox
.φ
≤
+
1
αα
MoxMnx
MoyMny
Tentukan Vc = dxbwfc
AgNu
+
6'
141
Check kondisi
1. Vu ≤ 0.5*ϕ * cV tidak memerlukan tulangan geser
2. 0.5*ϕ * cV < Vu ≤ ϕ * cV Vs perlu = Vs min
3. ϕ * cV < Vu ≤ (ϕ cV +ϕ Vs min ) Vs perlu = Vs min
4. (ϕ cV +ϕ Vs min ) ≤ Vu ≤ (ϕ cV +ϕ Vs max ) ϕ Vsperlu = Vu-ϕ * cV
ϕ Vsada = s
dfyAv **φ
5. (ϕ cV +ϕ Vs max ) ≤ Vu ≤ (ϕ cV +2ϕ Vs max ) ϕ Vsperlu = Vu-ϕ * cV
ϕ Vsada = s
dfyAv **φ
START
dfySVsAv
...= S max = d/2
FINISH
Diberikan Vu (Dari Kemampuan Pikul Nominal Kolom), danNu dari Output SAP
PENULANGAN LENTUR SLOOF
Start
dan
Menghitung:
2bh
Mn
bh
Pn
Rencanakan fc’, fy, t, t’, d, d’
Menentukan momen (Mu), gayaaksial kolom (Nu), b dan h dari sloof
Didapat ρt dari diagram interaksi
Ast = ρt x b x h
PENULANGAN GESER SLOOFncn MM −
PcPu
Cm
φ−1
AgPu
PcPu
Cm
φ−1
AgPu
Tentukan Vc = dxbwfc
AgNu
+
6'
141
Check kondisi
1. Vu ≤ 0.5*ϕ * cV tidak memerlukan tulangan geser
2. 0.5*ϕ * cV < Vu ≤ ϕ * cV Vs perlu = Vs min
3. ϕ * cV < Vu ≤ (ϕ cV +ϕ Vs min ) Vs perlu = Vs min
4. (ϕ cV +ϕ Vs min ) ≤ Vu ≤ (ϕ cV +ϕ Vs max ) ϕ Vsperlu = Vu-ϕ * cV
ϕ Vsada = s
dfyAv **φ
5. (ϕ cV +ϕ Vs max ) ≤ Vu ≤ (ϕ cV +2ϕ Vs max ) ϕ Vsperlu = Vu-ϕ * cV
ϕ Vsada = s
dfyAv **φ
START
dfySVsAv
...= S max = d/2
FINISH
Diberikan Vu (Dari Kemampuan Pikul Nominal Sloof) , dan Nu dari Output SAP
PONDASIncn MM −
AgPu
hAgMox
.φ
hAgMox
.φ
PijinP
n ∑=
START
Diberikan Data Tanah Sondir, fc’, fy, Dimensi TP, Ø Tulangan,
b, hrencana, Pu, Mux, Muy
nmnmmn
..90)1()1(1 −+−
−= θη
A
B
2,5 D < S < 3 D1,5 D < S1 < 2 DEfisiensi Tiang
Tentukan Pbahan dimanaPbahan > Ptanah
Tentukan kadalaman tiang pancang Hitungdaya dukung tanah :
21 SFJHPkell
SFCA
P tpntpt
×+
×=
Hitung tebal poer berdasarkan geser pons
• ( satu arah )Vc =
•( dua arah)Vc =
Vc =
Vc =
xboxdfc'61
xboxdfcc
'6121
+β
12'
2xboxdfc
boxds
+α
xboxdfc'31
PijinngPgroup tia .η=nm
nmmn..90
)1()1(1 −+−−= θη
PONDASI2
2
).(.ukEI
λπ
2
2
).(.ukEI
λπ
≤
+
1
αα
MoxMnx
MoyMny
PijinP
n ∑=
∑∑∑ ±±= 22
max.max. y
YMxx
XMyn
PPsatu TP
Tidak
Ya
FINISH
ATentukan Jumlah Tiang Pancang dan posisi tiang
Cek Tegangan Yang Terjadi
B
PMAX ≤ PIJINPMIN ≤ PIJINPGROUP > PMAX
Hitung:
=
Cek ρmax < ρperlu < ρmax
minρfy4.1
'.85,0 fcfym =
8,0MuMn =
2bxdMnRn =
−−=
fyxmxRn
mperlu2111ρ
xbxdAs ρ=
PijinP
n ∑=
∑∑∑ ±±= 22
max.max. y
YMxx
XMyn
PPsatu TP
KESIMPULANncn MM −
PcPu
Cm
φ−1
11
≥−∑∑
PcPu
M s
φ
AgPu
hAgMox
.φ
PcPu
Cm
φ−1
11
≥−∑∑
PcPu
M s
φ
2
2
).(.ukEI
λπ
AgPu
hAgMox
.φ
≤
+
1
αα
MoxMnx
MoyMny
Dalam Laporan Proyek Akhir ini diperoleh hasil sebagai berikut :•Struktur Sekunder
a.PelatUntuk lantai 2 dan 3 digunakan tebal pelat 12 cm ,Untuk pelat atap digunakan tebal pelat 10 cm.
b.Tangga-Injakan tangga 30 cm-Tanjakan tangga 15 cm-Tebal pelat tangga adalah 15 cm-Tebal pelat bordes adalah 15cm
c.Atap- Profil gording C150.50.20.4,5- Profil Kuda- kuda WF 300x150x6,5x9- Profil Pedestal WF 300x150x6,5x9- Penggantung Gording D 12 mm- ikatan angin D12mm
KESIMPULANncn MM −
PcPu
Cm
φ−1
11
≥−∑∑
PcPu
M s
φ
AgPu
hAgMox
.φ
PcPu
Cm
φ−1
11
≥−∑∑
PcPu
M s
φ
2
2
).(.ukEI
λπ
AgPu
hAgMox
.φ
≤
+
1
αα
MoxMnx
MoyMny
•Struktur Primera.Balok
- Dimensi 30x60- Dimensi 20x30-Dimensi 15x30
b. Kolom-Dimensi Kolom K1 50x50-Dimensi Kolom K2 30x30
•Struktur Bawaha. Dimensi poer tiang pancang 1,75m x 1,75m x 0,4m dengan dimensi tiang pancang ∅ 25
cm dan kedalaman 23m