re design gedung

Re-DESIGN GEDUNG ASRAMA KALIMANTAN RUHUI RAHAYU TIPE C

TUGAS AKHIR

Diajukan sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana S1 Pada Jurusan Teknik Sipil

oleh :

Nama : Zuhriyadi No. Mhs. : 99 511 258

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN

UNIVERSITAS ISLAM INDONESIA YOGYAKARTA

2008

KATA PENGANTAR

Assalamualaikum Wr.Wb.,

Alhamdulillah, dengan memanjatkan puji syukur kehadirat ALLAH SWT

karena berkat rahmat dan hidayah-Nya lah sehingga Laporan Tugas Akhir ini dapat

diselesaikan. Sholawat dan salam senantiasa kita limpahkan kepada junjungan kita

Nabi Muhammad SAW, beserta keluarga, para sahabat, dan pengikutnya sampai

akhir zaman.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa Laporan Tugas Akhir ini masih

memiliki kelemahan dan kekurangan. Untuk itu penulis mengharapkan saran dan

kritik yang membangun agar menjadi lebih baik.

Selama dalam pelaksanaan pembuatan laporan tugas akhir ini, penulis telah

mendapat bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak sehingga penulis merasa perlu

untuk memberikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:

1. Bapak Dr Ir. Ruzardi, MS., selaku Dekan Fakultas Teknik Sipil dan

Perencanaan.

2. Bapak Ir. Faisol, MS., selaku ketua Jurusan Teknik Sipil.

3. Bapak Ir. Suharyatmo, MT., selaku dosen pembimbing.

4. Orang Tua dan seluruh keluarga yang telah memberikan doa restu dan

dukungan.

5. Teman-teman yang selalu membantu, mendoakan dan memberikan

dukungan kepada kami.

6. Serta berbagai pihak yang tidak mungkin penulis sebutkan satu persatu.

Semoga Laporan Tugas Akhir ini dapat memberikan manfaat. Amien.

Wassalamualaikum Wr.Wb

Yogyakarta, Oktober 2008

Zuhriyadi

HALAMAN PERSEMBAHAN

Alhamdulillahi Rabbilalamin,

Segala puji hanyalah milik Allah swt, atas segala limpahan kasih sayang-Nya yang

tiada henti. Shalawat serta salam semoga senantiasa tercurah kepada Nabi

Muhammad SAW, keluarga, sahabat serta orang-orang yang istiqomah meniti jalan

petunjuk-Nya.

Kupersembahkan karya ini kepada semua yang telah menghiasi dan memberi arti

dalam kehidupanku.

Terima kasih untuk segala cinta, perhatian, doa dan dukungannya.

Kedua orang tuaku Sudirman dan Rokibah

Atas doa, pengorbanan dan kasih sayang abadi

yang tak terbalas oleh apapun.

Kakakku Susroyani dan Haris serta Adikku Urik.

Serta keponakanku Haidar

Atas segala dukungan, perhatian, nasehat, semangat dan doanya

Sohib-sohibku, Erick, Wahyu dan Si Ben.

Atas kebersamaan yang kita rasakan dan terimakasih buangeeet atas semua yang

kalian lakukan.

Serta Tyas Anggraini yang tersayang

Atas segala dukungan, perhatian, nasehat, semangat dan doanya

Semua pihak yang belum disebutkan yang berjasa dalam penyusunan karya ini.

MOTTO

Sungguh bersama kesukaran pasti ada kemudahan. Dan bersama kesukaran

pasti ada kemudahan

(Asy Syarh 5 - 6)

Dan Kami ( Allah SWT ) pasti menguji kamu sekalian dengan sedikit rasa

takut, lapar, berkurangnya harta atau keluarga dan buah-buahan.

Sampaikanlah kabar gembira kepada mereka yang sabar menghadapinya

(Al Baqarah 155)

Apakah manusia mengira bahwa mereka dibiarkan mengatakan, Kami telah

beriman dan mereka belum pernah diuji. Sungguh Kami ( Allah SWT ) telah

menguji orang-orang sebelum mereka agar Allah mengetahui siapa yang

benar-benar beriman dan siapa yang berdusta

(Al Ankabut 2 - 3)

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL i

LEMBAR PENGESAHAN ii

KATA PENGANTAR iii

LEMBAR PERSEMBAHAN v

MOTTO vi

DAFTAR ISI vii

DAFTAR TABEL viii

DAFTAR GAMBAR xi

DAFTAR NOTASI xiv

ABSTRAKSI xxvi

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Maksud dan Tujuan 2

1.3 Batasan Perencanaan 2

1.4 Lokasi Proyek 4

1.5 Metode Perencanaan 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pendahuluan 6

2.2 Struktur Bawah 7

2.2.1 Pondasi 7

2.3 Struktur Atas 8

2.3.1 Atap 8

2.3.2 Pelat 8

2.3.2.1 Pelat Satu Arah 9

2.3.2.2 Pelat Dua Arah 9

2.3.3 Kolom 10

2.3.4 Balok 10

2.4 Pembebanan 11

2.4.1 Macam-macam Pembebanan 11

2.4.2 Kombinasi Pembebanan 13

2.4.3 Faktor Reduksi Kekuatan 15

2.5 Dasar-dasar Perencanaan 16

BAB III LANDASAN TEORI

3.1 Perencanaan Pelat Dua Arah 17

3.1.1 Menentukan Tebal Minimum Pelat (h) 17

3.1.2 Menentukan Momen Lentur Pelat Yang Terjadi 18

3.1.3 Menentukan Tinggi Manfaat (d) Arah x dan y 19

3.1.4 Menentukan Luas Tulangan (As) Arah x dan y 19

3.1.5 Kontrol Kapasitas Lentur Pelat Yang Terjadi 20

3.2 Perencanaan Balok 21

3.2.1 Perencanaan Balok Penampang Persegi Menahan Lentur

Dengan Tulangan Sebelah 23

3.2.2 Perencanaan Balok Penampang Persegi Menahan Lentur

Dengan Tulangan Rangkap 24

3.2.3 Perencanaan Geser Balok 27

3.2.4 Perencanaan Geser dan Torsi Balok 29

3.3 Perencanaan Kolom 33

3.3.1 Perencanaan Kolom Pendek 33

3.3.2 Perencanaan Kolom Panjang 36

3.4 Perencanaan Beban Gempa 42

3.4.1 Perencanaan Struktur Portal dengan Daktilitas Penuh 42

3.4.2 Waktu Getar Struktur 42

3.4.3 Koefisien Gempa Dasar (C) 43

3.4.4 Keutamaan Gedung (I) 43

3.4.5 Faktor Jenis Bangunan (K) 43

3.5 Perencanaan Balok dan Kolom Portal 43

3.5.1 Perencanaan Balok Portal Terhadap Beban Lentur 43

3.5.2 Perencanaan Balok Portal Terhadap Beban Geser 45

3.5.3 Perencanaan Kolom Portal Terhadap Beban Lentur dan

Aksial 45

3.5.4 Perencanaan Kolom Portal Terhadap Beban Geser 47

3.5.5 Perencanaan Panel Pertemuan Balok dan Kolom 48

3.6 Pondasi 53

3.6.1 Perencanaan Dimensi Penampang Pondasi 53

3.6.2 Perencanaan Geser Pondasi 57

3.6.2.1 Geser Satu Arah 57

3.6.2.2 Geser Dua Arah/Pons 58

3.6.3 Perencanaan Tulangan Lentur Pondasi 59

3.7 Perencanaan Tangga 61

3.7.1 Perencanaan Dimensi Tangga 61

3.7.2 Perencanaan Tulangan Tangga 63

BAB IV ANALISIS DAN PERHITUNGAN

4.1 Gambar Perencanaan Gedung Asrama 64

4.1.1 Denah Gedung Asrama 64

4.2 Perencanaan Pelat Lantai dan Pelat Atap 69

4.2.1 Perencanaan Pelat Lantai 69

4.2.1.1 Pembebanan Pelat Lantai 70

4.2.1.2 Perhitungan Tulangan Pelat Lantai 71

4.2.2 Perencanaan Pelat Atap (dak) 78

4.2.2.1 Pembebanan Pelat Atap 78

4.2.2.2 Perhitungan Tulangan Pelat Atap 79

4.3 Perhitungan Gaya Geser Dasar Horizontal Total Akibat Gempa 85

4.3.1 Berat Total Bangunan 86

4.3.2 Waktu Getar Bangunan 90

4.3.3 Koefisien Getar Bangunan 90

4.3.4 Faktor Keutamaan I dan Faktor Jenis Struktur K 90

4.3.5 Gaya Geser Horizontal Akibat Gempa 91

4.3.6 Distribusi Gaya Horizontal Total Akibat Gempa

Kesepanjang Tinggi Gedung 91

4.4 Desain Balok 93

4.4.1 Desain Tulangan Lentur Balok 93

4.4.1.1 Desain Balok Ukuran 250/450 93

4.4.1.2 Perencanaan Tulangan Geser Balok 99

4.4.1.3 Desain Balok Ukuran 350/700 101

4.4.1.4 Perencanaan Tulangan Geser Balok 112

4.4.1.5 Perencanaan Tulangan Torsi 115

4.5 Perencanaan Kolom 116

4.5.1 Perhitungan Momen dan Gaya Aksial Rencana 116

4.5.2 Kriteria dan Pembesaran Kolom 118

4.5.3 Analisis Gaya Aksial dan Momen Akibat Balok 124

4.5.4 Perencanaan Tulangan Lentur Kolom 128

4.5.5 Perencanaan Tulangan Geser Kolom 134

4.5.6 Pertemuan Balok Kolom 137

4.6 Perencanaan Pondasi 142

4.6.1 Perencanaan Pondasi Telapak Setempat 142

4.7 Perencanaan Tangga 152

4.7.1 Spesifikasi Struktur 152

4.7.2 Pembebanan 155

4.7.3 Penulangan Tangga 156

4.7.4 Perencanaan Balok Bordes 161

4.7.5 Perencanaan Pondasi Tangga 165

BAB V PEMBAHASAN

5.1 Umum 167

5.2 Pelat 167

5.3 Balok 168

5.4 Kolom 168

5.5 Pondasi 168

5.6 Tangga 169

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN

6.1 Kesimpulan 170

6.2 Saran 171

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Faktor Reduksi Kekuatan 15

Tabel 3.1 Nilai Faktor Daya Dukung dan Nilai Sudut Geser Dalam 56

Tabel 4.1 Distribusi Gaya Geser Dasar Horizontal Total Akibat Gempa 90

Tabel 4.2 Penulangan Pelat Lantai Lampiran II-1

Tabel 4.3 Penulangan Pelat Atap Lampiran II-6

Tabel 4.4 Kombinasi Momen Untuk Balok Anak (Arah x) Lampiran II-11

Tabel 4.5 Kombinasi Momen Untuk Balok Anak (Arah y) Lampiran II-23

Tabel 4.6 Kombinasi Momen Rencana Balok Portal Arah x

Dan Arah y Lampiran II-35

Tabel 4.7 Perhitungan Tulangan Balok Anak Arah x Lampiran II-52

Tabel 4.8 Perhitungan Tulangan Balok Anak Arah y Lampiran II-112

Tabel 4.9 Perhitungan Tulangan Rangkap Portal Arah x Lampiran II-169

Tabel 4.10 Perhitungan Tulangan Rangkap Portal Arah y Lampiran II-184

Tabel 4.11 Perhitungan Tulangan Tulangan Sebelah Portal

Arah x dan Arah y Lampiran II-189

Tabel 4.12 Perhitungan Tulangan Rangkap Balok Anak Arah x

Dan Arah y Lampiran II-254

Tabel 4.13 Perhitungan Tulangan Geser Balok Anak Arah x Lampiran II-255

Tabel 4.14 Perhitungan Tulangan Geser Balok Anak Arah y Lampiran II-267

Tabel 4.15 Perhitungan Tulangan Geser Portal Arah x dan y Lampiran II-278

Tabel 4.16 Mn-Pn Kolom Lampiran II-315

Tabel 4.17 Perhitungan Momen Rencana Kolom Arah x Lampiran II-327

Tabel 4.18 Perhitungan Momen Rencana Kolom Arah y Lampiran II-332

Tabel 4.19 Perhitungan Gaya Aksial Rencana Kolom Lampiran II-338

Tabel 4.20 Penentuan Kriteria Kolom (Arah x) Lampiran II-341

Tabel 4.21 Penentuan Kriteria Kolom (Arah y) Lampiran II-346

Tabel 4.22 Momen Rencana Kolom Mux Lampiran II-351

Tabel 4.23 Momen Rencana Kolom Muy Lampiran II-356

Tabel 4.24 Analisis Gaya Aksial dan Momen Kolom Akibat

Momen Kapasitas Balok Arah x Lampiran II-361

Tabel 4.25 Analisis Gaya Aksial dan Momen Kolom Akibat

Momen Kapasitas Balok Arah y Lampiran II-366

Tabel 4.26 Perencanaan Tulangan Memanjang Kolom Lampiran II-371

Tabel 4.27 Perencanaan Tulangan Geser Kolom Lampiran II-404

Tabel 4.28 Perencanaan Pondasi Lampiran II-409

Tabel 4.29 Perencanaan Tulangan Bordes dan Tangga Lampiran II-414

Tabel 4.30 Perencanaan Tulangan Tie Beam Lampiran II-415

Tabel 4.31 Rekapitulasi Tulangan Balok Anak Terpasang Lampiran II-422

Tabel 4.32 Rekapitulasi Tulangan Balok Induk Terpasang Lampiran II-425

Tabel 4.33 Rekapitulasi Tulangan Kolom Terpasang Lampiran II-429

Tabel 4.34 Rekapitulasi Tulangan Pondasi Terpasang Lampiran II-432

Tabel 4.35 Rekapitulasi Tulangan Tie Beam Terpasang Lampiran II-433

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Denah Lokasi 4

Gambar 1.2 Flow Chart Perencanaan 5

Gambar 3.1 Diagram Mn-Pn 36

Gambar 3.2 Panel Pertemuan Balok dan Kolom 49

Gambar 3.3 Pondasi Dengan Geser Satu Arah 58

Gambar 3.4 Pondasi Dengan Geser Dua Arah 59

Gambar 4.1 Denah Lantai Basement 63

Gambar 4.2 Denah Lantai 1 64

Gambar 4.3 Denah Lantai 2 65

Gambar 4.4 Denah Pelat Atap 66

Gambar 4.5 Portal Gedung Asrama dan Rencana Perletakan Pondasi 67

Gambar 4.6 Tipe Pelat 68

Gambar 4.7 Tulangan Pelat Lantai 76

Gambar 4.8 Tulangan Pelat Atap 84

Gambar 4.9 Distribusi Beban Gempa Arah x 91

Gambar 4.10 Distribusi Beban Gempa Arah y 91

Gambar 4.11 Tulangan Tumpuan Kiri 94

Gambar 4.12 Tulangan Lapangan 97

Gambar 4.13 Tulangan Tumpuan Kanan 99

Gambar 4.14 Diagram Tegangan Geser Balok Anak 100

Gambar 4.15 Penulangan Balok Anak 102

Gambar 4.16 Momen Gempa Kiri 102

Gambar 4.17 Momen Gempa Kanan 103

Gambar 4.18 Momen Rencana Penulangan Balok 103

Gambar 4.19 Tulangan Tumpuan Kiri 105

Gambar 4.20 Tulangan Lapangan 107

Gambar 4.21 Tulangan Tumpuan Kanan 109

Gambar 4.22 Diagram Tegangan Geser Balok 112

Gambar 4.23 Penulangan Balok Induk 114

Gambar 4.24 Grafik Mn-Pn Kolom 700 x 700 128

Gambar 4.25 Tulangan Kolom 133

Gambar 4.26 Sengkang Kolom 136

Gambar 4.27 Join Balok Kolom Dalam 136

Gambar 4.28 Pondasi Telapak Setempat 141

Gambar 4.29 Pondasi Dengan Geser Satu Arah 144

Gambar 4.30 Pondasi Dengan Geser Dua Arah 146

Gambar 4.31 Dimensi Tangga 153

Gambar 4.32 Momen Tangga 155

Gambar 4.33 Diagram Geser Balok Bordes 162

DAFTAR NOTASI

1. Perencanaan Pelat (Atap dan Lantai)

As : Luas tulangan

a : Tinggi blok tegangan persegi ekuivalen

b : Panjang memanjang pelat

clx : Koefisien momen lapangan arah x

cty : Koefisien momen tumpuan arah y

d : Tinggi efektif pelat

fc : Kuat desak beton

fy : Kuat tarik baja

h : Tinggi pelat

ly : Panjang pelat arah panjang

lx : Panjang pelat arah pendek

m : Perbandingan isi dari tulangan memanjang dari bentuk tertutup

Mulx : Momen rencana arah lapangan x

Mutx : Momen rencana arah tumpuan x

Muly : Momen rencana arah lapangan y

Muty : Momen rencana arah tumpuan y

Mu : Momen rencana

Mn : Momen nominal

qD : Beban mati merata

qL : Beban hidup merata

qU : Beban merata rencana

Rn : Koefisien tahanan untuk perencanaan kuat

: Rasio tulangan

b : Rasio tulangan pada keadaan seimbang

: Koefisien reduksi kekuatan

2. Perencanaan Balok

As : Luas tulangan tarik

As : Luas tulangan desak

b : Lebar balok

d : Tinggi efektif tulangan tarik

d : Tinggi efektif tulangan desak

E : Modulus elastisitas beton

fc : Kuat tekan beton

fy : Kuat tarik baja

h : Tinggi balok

I : Momen inersia balok

L : Panjang penampang


Mn : Momen nominal balok

Mu : Momen rencana balok

: Beban mati terpusat

P : Beban hidup terpusat

Pu : Beban ultimit terpusat

Rn : Koefisien tahanan untuk tahanan perencanaan kuat

Vu : Gaya geser rencana

Vc : Kuat geser beton

Vs : Tegangan geser nominal yang disebabkan oleh tulangan

: Konstanta yang berdasarkan mutu beton

: Rasio tulangan tarik

: Rasio tulangan desak

: Faktor reduksi kekuatan

3. Perencanaan Kolom

a : Tinggi blok tegangan persegi ekuivalen

As : Luas tulangan tarik

As : Luas tulangan desak

Ast : Luas tulangan total

Ag : Luas bruto penampang

b : Lebar penampang kolom

Cc : Gaya tekan pada beton

Cs : Gaya pada tulangan tekan

Cm : Faktor untuk pembesaran momen

d : Jarak dari sisi tekan terluar ke pusat tulangan tarik

d : Jarak dari sisi tekan terluar ke pusat tulangan tekan

e : Eksentrisitas aktual

eb : Eksentrisitas pada keadaan seimbang

Ec : Modulus elastisitas beton

Eg : Modulus elastisitas balok

Es : Modulus elastisitas baja tulangan

fc : Kuat desak beton

fy : Tegangan leleh baja yang disyaratkan

h : Tinggi penampang kolom

hn : Panjang bersih kolom

Ic : Momen inersia kolom

Icr : Momen inersia balok

Ig : Momen inersia dari penampang bruto balok

k : Paktor panjang efektif

L : Panjang balok

ln : Panjang bersih balok


: Momen akibat beban tetap

: Momen faktor terbesar pada ujung komponen akibat beban tetap

: Momen faktor terbesar pada ujung komponen akibat beban sementara

: Momen akibat beban mati

: Momen akibat beban hidup

Mn : Momen nominal

Mnx : Momen nominal yang bekerja pada sumbu x

Mny : Momen nominal yang bekerja pada sumbu y

Ms : Momen akibat beban sementara

Mu : Momen ultimit kolom

Mu,kx : Momen ultimit kolom arah x

Mu,ky : Momen ultimit kolom arah y

Pc : Beban tekuk euler

: Gaya tekan akibat beban mati

P : Gaya tekan akibat beban hidup

P : Gaya tekan akibat beban gempa

Pn : Gaya tekan nominal

Pu,k : Gaya tekan ultimit kolom

r : Jari-jari girasi penampang

Ts : Gaya pada tulangan tarik

b : Faktor pembesaran momen untuk rangka yang ditahan terhadap

goyangan ke samping

s : Faktor pembesaran momen untuk rangka yang tidak ditahan terhadap

goyangan ke samping

: Rasio tulangan kolom

: Faktor tinggi blok tekanan ekuivalen

: Nilai perbandingan momen beban mati rencana terhadap momen total

rencana yang besarnya kurang atau sama dengan satu

: Faktor kekangan ujung

: Faktor reduksi kekuatan

Pc : Penjumlahan beban tekuk euler pada kolom satu tingkat/lantai

Pu : Penjumlahan beban tekuk ultimit pada kolom/tingkat

4. Perencanaan Gempa

Ag : Luas penampang bruto

Ajh : Luas tulangan total efektif tulangan geser horizontal

Ajv : Luas tulangan geser join vertikal

Asc : Luas tulangan longitudinal tarik

Asc : Luas tulangan longitudinal tekan

bj : Lebar efektif join

C : Koefisien gempa dasar

Cki : Gaya tekan tulangan arah kiri

Fx : Beban horizontal tiap lantai pada arah x

fy : Tegangan leleh baja


Fy : Beban horizontal tiap lantai pada arah y

hx : Tinggi gedung arah x

hy : Tinggi gedung arah y

hk : Tinggi kolom bruto

hk : Tinggi kolom netto

hc : Tinggi total penampang kolom dalam arah geser yang ditinjau

hw : Tinggi bangunan

I : Faktor keutamaan gedung

K : Faktor jenis struktur

Lb : Panjang balok

Lki : Panjang balok bruto sebelah kiri kolom yang ditinjau

Lki : Panjang balok netto sebelah kiri kolom yang ditinjau

Lka : Panjang balok bruto sebelah kanan kolom yang ditinjau

Lka : Panjang balok netto sebelah kanan kolom yang ditinjau

Ln : Bentang bersih balok

Lw : Lebar balok

M, : Momen lentur balok portal akibat beban mati tak berfaktor

M, : Momen lentur kolom portal akibat beban mati tak berfaktor

M, : Momen lentur balok portal akibat beban gempa tak berfaktor

M, : Momen lentur kolom portal akibat beban gempa tak berfaktor

M, : Momen lentur balok portal akibat beban hidup tak berfaktor

M, : Momen lentur kolom portal akibat beban hidup tak berfaktor

Mkap, b : Momen kapasitas balok

Mnak,b : Momen nominal aktual balok

Mkap : Momen kapasitas di sendi plastis pada satu ujung atau bidang muka

kolom

Mkap : Momen kapasitas pada ujung lainnya

Mu,b : Momen rencana balok

Mu,k : Momen rencana kolom

n : Jumlah lantai tingkat di atas kolom yang ditinjau

N, : Gaya akibat beban gempa pada pusat kolom

N, : Gaya aksial akibat beban gravitasi terfaktor pada pusat join

Nu, k : Gaya aksial rencana kolom

Pcs : Gaya permanen prategang yang terletak pada sepertiga bagian tengah

tinggi kolom

q : Beban terbagi merata

Rv : Faktor reduksi berdasarkan banyak tingkat

T : Gaya tarik yang terjadi

Vb : Gaya gempa dasar

Vbx : Gaya gempa dasar arah x

Vby : Gaya gempa dasar arah y

Vch : Gaya geser strat beton diagonal yang melewati daerah tekan ujung

join arah horizontal

Vcv : Gaya geser strat beton diagonal yang melewati daerah tekan ujung

join arah vertikal

V : Gaya geser balok akibat beban mati

V, : Gaya geser kolom akibat beban mati

V : Gaya geser balok akibat beban gempa

V, : Gaya geser kolom akibat beban gempa

Vg : Gaya geser balok akibat berat sendiri dan beban gravitasi

Vjh : Gaya geser dasar horizontal

V : Gaya geser balok akibat beban hidup

V, : Gaya geser kolom akibat beban hidup

Vkol : Gaya geser kolom

Vsh : Gaya geser pada daerah tarik join dengan mekanisme panel arah

horizontal

Vsv : Gaya geser pada daerah tarik join dengan mekanisme panel arah

vertikal

Vu,b : Gaya geser rencana balok

Vu,k : Gaya geser rencana kolom

Wt : Berat total keseluruhan gedung

Wy : Berat tiap lantai arah y

Wx : Berat tiap lantai arah x

Zka : Lengan momen kanan

Zki : Lengan momen kiri

: Rasio tulangan tarik

: Rasio tulangan desak

: Rasio tulangan dalam keadaan seimbang

d : Koefisien pembesaran dinamis

k : Faktor distribusi momen dari kolom yang ditinjau

5. Perencanaan Pondasi

a : Tinggi blok tekan

bk : Lebar penampang kolom

bo : Keliling penampang kritis pada pelat dan pondasi

Bx : Panjang pondasi telapak

By : Lebar pondasi telapak

d : Jarak pusat tulangan tarik ke serat tekan beton terluar

ex : Eksentrisitas gaya terhadap sumbu x

ey : Eksentrisitas gaya terhadap sumbu y


fy : Tegangan luluh baja

h : Tebal pondasi

hk : Panjang penampang kolom

Mx : Momen terhadap sumbu x

My : Momen terhadap sumbu y

Mu : Momen rencana

Mn : Momen nominal

m : Jarak geser dan tepi pondasi terhadap sumbu x


n : Jarak geser dan tepi pondasi terhadap sumbu y

P : Gaya tekan yang bekerja

Pb : Selimut beton

Pn : Gaya tekan nominal

q : Tegangan kontak yang terjadi di dasar pondasi

Rn : Koefisien tahanan untuk perencanaan kuat

Vc : Kuat beton menahan geser

x : Panjang bidang geser kritis

y : Lebar bidang geser kritis

: Rasio tulangan

b : Rasio tulangan dalam keadaan seimbang

: Rasio antara sisi panjang terhadap sisi pendek pondasi

: Rasio sisi panjang terhadap sisi pendek dari beban terpusat

ABSTRAKSI

Untuk mempersiapkan diri menjadi seorang sarjana teknik sipil berkualitas yaitu sarjana yang memiliki kemampuan teoritis dan mampu mengaplikasikan ilmunya di lapangan maka penyusun mengambil tugas akhir tentang perencanaan ulang (Redesign) struktur gedung Asrama Kalimantan Timur Ruhui Rahayu Yogyakarta sebagai penerapan ilmu yang didapat di bangku kuliah. Desain struktur beton bertulang menggunakan metode kuat ultimit berdasarkan SK SNI T-15-1991-03. Analisis struktur menggunakan program SAP 2000 versi 9 (3 dimensi). Hasil perhitungan pada Redesign ini adalah sebagai berikut : 1. Pelat

a. Pelat Atap Metode yang digunakan metode koefisien momen mengacu pada PBI 1971 Spesifikasi bahan, fy = 240 Mpa, fc = 25 Mpa Tebal plat atap h = 100 mm Hasil perencanaan dapat dilihat pada lampiran II-6

b. Pelat Lantai Metode yang digunakan metode koefisien momen mengacu pada PBI 1971 Spesifikasi bahan, fy = 240 Mpa, fc = 25 Mpa Tebal plat atap h = 120 mm Hasil perencanaan dapat dilihat pada lampiran II

2. Balok dan Kolom Metode yang digunakan mengacu pada SNI T-15-1991-03 Spesifikasi bahan, tulangan ulir (fy = 400 Mpa), tulangan polos (fy = 240 Mpa), Untuk balok fc = 25 Mpa dan kolom fc = 25 Mpa. Hasil perencanaan dapat dilihat pada lampiran II

3. Pondasi Metode yang digunakan mengacu pada SNI T-15-1991-03 Spesifikasi bahan, tulangan ulir (fy = 400 Mpa), tulangan polos (fy = 240 Mpa), fc = 25 Mpa Hasil perencanaan dapat dilihat pada lampiran II

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi sekarang ini merupakan

salah satu hasil kreatifitas manusia yang diiringi dengan kemajuan dalam dunia

pendidikan. Pengetahuan yang tinggi dan tingkat penalaran yang baik akan

memberikan produk berupa kualitas manusia yang tinggi. Perguruan Tinggi sebagai

pusat penelitian dan pengembangan ilmu pengetahuan merupakan salah satu tempat

untuk mencetak manusia-manusia yang tanggap terhadap tuntutan pembangunan dan

kemajuan zaman yaitu dengan cara membekali mahasiswanya dengan ilmu

pengetahuan sehingga dengan bekal ilmu pengetahuan tersebut diharapkan

mahasiswa apabila kelak terjun di dalam masyarakat dapat mengembangkan ilmu

yang dimilikinya demi kemajuan kita bersama terutama bagi bangsa dan negara.

Oleh karena itu, untuk mewujudkan Sumber Daya Manusia yang siap pakai

diperlukan sarana dan prasarana yang memiliki situasi yang cocok untuk menuju

proses kegiatan belajar seperti yang diharapkan diantaranya berupa pembangunan

Gedung Asrama Kaltim Ruhui Rahayu ini.

Selain itu juga, diharapkan kepada mahasiswa yang menempati Asrama

Kaltim Ruhui Rahayu ini dapat lebih disiplin dalam menjalani perkuliahan dan untuk

membantu mahasiswa yang kurang mampu dari segi ekonomis karena jika

menempati asrama Kaltim ini biayanya relatif lebih murah.

Dari latar belakang tersebut perlu kiranya direncanakan suatu gedung untuk

memenuhi kebutuhan yang mendesak ini yang sesuai dengan ketentuan-ketentuan

dan syarat-syarat yang berlaku dalam perencanaan pembangunan gedung.

1.2 Maksud Dan Tujuan

Adapun maksud dan tujuan dari perencanaan ulang (redisain) pembangunan

gedung Asrama Kaltim Ruhui Rahayu sebagai penulisan tugas akhir ini adalah

sebagai berikut :

1. Untuk mendapatkan alternatif disain lain yang efektif dan efisien dengan

tingkat keamanan sesuai yang disyaratkan.

2. Untuk mengaplikasikan ilmu ketekniksipilan yang telah diperoleh, sehingga

dapat dijadikan bekal dalam dunia kerja dibidang konstruksi.

1.3 Batasan Perencanaan

Ruang lingkup yang diperhitungkan dalam perencanaan ulang gedung

Asrama Kaltim Ruhui Rahayu pada penyusunan tugas akhir ini adalah :

1. Obyek perencanaan ulang adalah gedung Asrama Kaltim Ruhui Rahayu

Yogyakarta, meliputi :

- Perencanaan pelat atap

- Perencanaan pelat lantai

- Perencanaan balok, balok anak dan kolom

- Perencanaan tangga

- Perencanaan pondasi

2. Perencanaan ulang (redisain) ini meliputi perhitungan struktur bangunan dari

atas sampai bawah, tidak termasuk Rencana Anggaran Biaya (RAB).

3. Perencanaan atap menggunakan pelat beton dengan tebal 10 cm dan

perencanaan lantai menggunakan pelat beton dengan tebal 12 cm.

4. Perencanaan struktur menggunakan mutu beton dengan kuat desak rencana

(fc) = 25 Mpa.

5. Perencanaan struktur menggunakan baja tulangan polos (BJTP) untuk 12

mm dengan tegangan leleh (fy) = 240 Mpa, sedangkan untuk baja tulangan

ulir (BJTD) untuk 13 mm dengan tegangan leleh (fy) = 400 Mpa.

6. Perencanaan pondasi diperhitungkan berdasarkan data karakteristik tanah

yang ada dengan menggunakan jenis foot plate (telapak).

7. Analisa mekanika struktur menggunakan program SAP 2000 3D versi 9.

8. Kombinasi beban yang diperhitungkan adalah beban mati, beban hidup dan

beban horizontal gempa mengambil gempa wilayah 3 (DIY dan sekitarnya).

9. Secara keseluruhan struktur beton direncanakan menggunakan tingkat

daktilitas penuh dengan nilai K = 1.

b = rumah penduduk

a = rumah penduduk

b

a

jln. Argolobang

jln. m

enur

jln. gambir

jln. k

antil

jln. kantil no.10 gedung Asrama Kaltim Ruhui Rahayu

UWisma Arga Jasa

jln. m

awar

jln. kenongo

1.4 Lokasi Proyek

Gedung Asrama Kaltim Ruhui Rahayu ini dibangun di kota Yogyakarta,

yaitu di jalan Kantil no.10 Kelurahan Baciro Kecamatan Gondokusuman Kodya

Yogyakarta Propinsi Daerah Istimewa Yogyakarta. Hal-hal yang menjadi

pertimbangan dibangunnya Asrama Kaltim tersebut di lokasi ini adalah :

Lokasi tersebut terletak di tengah kota. Suasana untuk belajar cukup tenang. Mudah dicapai dengan sarana kendaraan. Lokasi tersebut mudah untuk memperoleh persediaan air, listrik dan telpon.

Dengan demikian diharapkan lokasi tersebut cocok untuk Gedung Asrama

Kaltim Ruhui Rahayu ini. Untuk lebih jelasnya lokasi proyek ini dapat dilihat pada

gambar 1.1.

Gambar 1.1 Denah Lokasi Proyek

Sebagaimana terlihat pada gambar 1.1 secara rinci letak proyek tersebut

dibatasi oleh:

1. Sebelah Utara : Jalan Gambir

2. Sebelah Selatan : Rumah Penduduk

3. Sebelah Barat : Jalan Kantil

4. Sebelah Timur : Rumah Penduduk

1.5 Metode Perencanaan

Dalam perencanaan gedung Asrama Kaltim Ryhui Rahayu dapat dibuat

menjadi beberapa langkah sesuai dengan gambar 1.2 yaitu flow chart sebagai berikut

Gambar 1.2 Flow Chart Perencanaan

Mulai

Pembebanan

Penentuan Dimensi

Memasukkan rumus-rumus yang ada

No

Yes Gambar struktur

Cek Keamanan

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pendahuluan

Disain struktur merupakan salah satu bagian dari keseluruhan proses

perencanaan bangunan. Proses disain tersebut merupakan gabungan antara unsur seni

dan sains yang membutuhkan keahlian dalam mengolahnya. Proses ini dibedakan

dalam dua bagian :

1. Tahap pertama

Disain umum yang merupakan peninjauan umum dari garis besar

keputusan-keputusan disain. Tipe struktur dipilih dari berbagai allternatif

yang memungkinkan. Tata letak struktur, geometri atau bentuk bangunan,

jarak antar kolom, tinggi lantai dan material bangunan telah ditetapkan

dengan pasti pada tahap ini.

2. Tahap kedua

Disain terinci yang antara lain meninjau tentang penentuan besar

penampang lintang balok, kolom, tebal pelat dan elemen struktur lainnya.

Kedua proses disain ini saling mengait. (Wahyudi dan Rahim,1997:2)

2.2 Struktur Bawah

Yang dimaksud dengan struktur bawah (sub structure) adalah bagian

bangunan yang berada di bawah permukaan. Dalam proses perencanaan ulang

(redisain) gedung Asrama Kaltim Ruhui Rahayu ini hanya meliputi pondasi.

2.2.1 Pondasi

Pondasi adalah suatu konstruksi yang berfungsi untuk meneruskan beban-

beban bangunan atas ke tanah yang mampu mendukungnya. (Sidharta dkk,1999 :

347)

Pondasi umumnya berlaku sebagai komponen struktur pendukung bangunan

yang terbawah dan telapak pondasi berfungsi sebagai elemen terakhir yang

meneruskan beban ke tanah, sehingga telapak pondasi harus memenuhi persyaratan

untuk mampu dengan aman menyebarkan beban-beban yang diteruskan sedemikian

rupa sehingga kapasitas atau daya dukung tanah tidak terlampaui. Perlu diperhatikan

bahwa dalam merencanakan pondasi harus memperhitungkan keadaan yang

berhubungan dengan sifat-sifat mekanika tanah. Dasar pondasi harus diletakkan di

atas tanah kuat pada keadaan cukup tertentu, bebas dari lumpur, humus dan pengaruh

perubahan cuaca. (Dipohusodo, 1994 : 342)

2.3 Struktur Atas

Struktur atas atau upper structure adalah elemen bangunan yang berada di atas

permukaan tanah. Dalam proses perencanaan ulang (redisain) gedung Asrama Kaltim

Ruhui Rahayu meliputi : atap, plat lantai, kolom, balok, balok anak dan tangga.

2.3.1 Atap

Atap adalah elemen struktur yang berfungsi melindungi bangunan beserta apa

yang ada di dalamnya dari pengaruh panas dan hujan. Bentuk atap tergantung dari

beberapa faktor, misalnya : iklim, arsitektur, modelitas bangunan dan sebagainya dan

menyerasikannya dengan rangka bangunan atau bentuk daerah agar dapat menambah

indah dan anggun serta menambah nilai dari harga bangunan itu.

2.3.2 Pelat

Pelat merupakan panel-panel beton bertulang yang mungkin tulangannya dua

arah atau satu arah saja, tergantung sistem strukturnya. Kontinuitas penulangan pelat

diteruskan ke dalam balok-balok dan diteruskan ke dalam kolom. Dengan demikian

sistem pelat secara keseluruhan menjadi satu-kesatuan membentuk rangka struktur

bangunan kaku statis tak tentu yang sangat kompleks. Perilaku masing-masing

komponen struktur dipengaruhi oleh hubungan kaku dengan komponen lainnya.

Beban tidak hanya mengakibatkan timbulnya momen, gaya geser, dan lendutan

langsung pada komponen struktur yang menahannya, tetapi komponen-komponen

struktur lain yang berhubungan juga ikut berinteraksi karena hubungan kaku antar

komponen. (Dipohusodo, 1994:207)

Berdasarkan perbandingan antara bentang panjang dan bentang pendek pelat

dibedakan menjadi dua, yaitu pelat satu arah dan pelat dua arah.

2.3.2.1 Pelat satu arah

Pelat satu arah adalah pelat yang didukung pada dua tepi yang berhadapan

saja sehingga lendutan yang timbul hanya satu arah saja yaitu pada arah yang tegak

lurus terhadap arah dukungan tepi. Dengan kata lain pelat satu arah adalah pelat yang

mempunyai perbandingan antara sisi panjang terhadap sisi pendek yang saling tegak

lurus lebih besar dari dua dengan lendutan utama pada sisi yang lebih pendek

(Dipohusodo, 1994:45).

2.3.2.2 Pelat dua arah

Pelat dua arah adalah pelat yang didukung sepanjang keempat sisinya dengan

lendutan yang akan timbul pada dua arah yang saling tegak lurus atau

perbandinganantara sisi panjang dan sisi pendek yang saling tegak lurus kurang dari

dua (Dipohusodo, 1994:45).

2.3.3 Kolom

Definisi kolom menurut SNI-T15-1991-03 adalah komponen struktur

bangunan yang tugas utamanya menyangga beban aksial desak vertikal dengan

bagian tinggi yang tidak ditopang paling tidak tiga dimensi lateral terkecil.

Kolom adalah batang tekan vertikal dari rangka (frame) struktur yang

memikul beban dari balok induk maupun balok anak. Kolom meneruskan beban dari

elevasi atas ke elevasi yang lebih bawah hingga akhirnya sampai ke tanah melalui

pondasi. Keruntuhan pada suatu kolom merupakan lokasi kritis yang dapat

menyebabkan runtuhnya (collapse) lantai yang bersangkutan dan juga runtuh total

(total collapse) seluruh struktur.

Kolom adalah struktur yang mendukung beban dari atap, balok dan berat

sendiri yang diteruskan ke pondasi. Secara struktur kolom menerima beban vertikal

yang besar, selain itu harus mampu menahan beban-beban horizontal bahkan momen

atau puntir/torsi akibat pengaruh terjadinya eksentrisitas pembebanan. Untuk

menentukan dimensi penampang yang diperlukan, hal yang perlu diperhatikan adalah

tinggi kolom perencanaan, mutu beton dan baja yang digunakan dan eksentrisitas

pembebanan yang terjadi.

2.3.4 Balok

Balok adalah bagian struktur yang berfungsi sebagai pendukung beban

vertikal dan horizontal. Beban vertikal berupa beban mati dan beban hidup yang

diterima plat lantai, berat sendiri balok dan berat dinding penyekat yang di atasnya.

Sedangkan beban horizontal berupa beban angin dan gempa.

Balok merupakan bagian struktur bangunan yang penting dan bertujuan untuk

memikul beban tranversal yang dapat berupa beban lentur, geser maupun torsi. Oleh

karena itu perencanaan balok yang efisien, ekonomis dan aman sangat penting

(Sudarmoko, 1996). Yang dimaksud balok induk adalah balok yang menumpu pada

kolom, sedangkan balok anak adalah balok yang menumpu pada balok induk.

2.4 Pembebanan

2.4.1 Macam-macam Pembebanan

Beban-beban yang bekerja pada struktur, pada umumnya dapat digolongkan

menjadi 5 (lima) macam (PPIUG, 1983)

1. Beban Mati

Beban mati adalah berat dari semua bagian dari suatu gedung yang

bersifat tetap, termasuk segala unsur tambahan, penyelesaian- penyelesaian,

mesin-mesin serta peralatan tetap yang merupakan bagian yang tak

terpisahkan dari gedung itu.

2. Beban Hidup

Beban hidup adalah seua beban yang terjadi akibat

penghunian/penggunaan suatu gedung dan kedalamnya termasuk beban-beban

pada lantai yang berasal dari barang yang dapat berpindah, mesin-mesin serta

peralatan yang merupakan bagian gedung yang tidak terpisahkan dari gedung

dan dapat diganti selama masa hidup dari gedung itu, sehingga

mengakibatkan perubahan dalam pembebanan lantai dan atap tersebut.

Khusus pada atap kedalam beban hidup dapat termasuk beban yang berasal

dari air hujan, baik akibat genangan maupun akibat tekan jatuh (energi

kinetik) butiran air. Kedalam beban hidup tidak termasuk beban angin, beban

gempa dan beban khusus.

3. Beban Angin

Beban angin adalah semua beban yang bekerja pada gedung atau

bagian gedung yang disebabkan oleh selisih dalam tekanan udara.

4. Beban Gempa

Beban gempa adalah semua beban statik ekuivalen yang bekerja pada

gedung atau bagian gedung yang meneruskan pengaruh dari gerakan tanah

akibat gempa itu. Dalam hal pengaruh gempa pada struktur gedung

ditentukan berdasarkan suatu analisa dinamik, maka yang diartikan dengan

beban gempa disini adalah gaya-gaya di dalam struktur tersebut yang terjadi

oleh gerakan tanah akibat gempa itu.

5. Beban Khusus

Beban khusus adalah semua beban yang bekerja pada gedung atau

bagian gedung yang terjadi akibat selisih suhu, pengangkatan dan

pemasangan, penurunan pondasi, susut, gaya-gaya tambahan yang berasal dari

beban hidup seperti gaya rem yang berasal dari crane, gaya sentripetal dan

gaya dinamis yang berasal dari mesin-mesin serta pengaruh-pengaruh khusus

lainnya.

2.4.2 Kombinasi Pembebanan

Provisi keamanan yang disyaratkan dalam SNI-T15-1991-03 dapat dibagi

dalam dua bagian yaitu : provisi faktor beban dan provisi faktor reduksi kekuatan.

Kuat perlu (U) adalah kekuatan suatu komponen struktur atau penampang

yang diperlukan untuk menahan beban terfaktor atau momen dan gaya dalam yang

berkaitan dengan beban tersebut dalam suatu kombinasi seperti yang ditetapkan

dalam tata cara ini. (SNI-T15-1991-03)

Kuat perlu (U) dari suatu struktur harus dihitung dengan beberapa kombinasi

beban yang bekerja pada struktur tersebut (pasal 3.2.2. SNI-T15-1991-03).

1. Untuk kondisi beban mati (D) dan beban hidup (L)

U = 1,2 D + 1,6 L .(2.1)

2. Bila beban angin (W) turut diperhitungkan maka pengaruh kombinasi beban

mati (D), beban hidup (L) dan beban angin (W). Berikut ini harus dipilih

untuk menentukan nilai kuat perlu (U) terbesar.

U = 0,75 (1,2 D + 1,6 L + 1,6 W) .(2.2)

Dengan beban hidup (L) yang penuh dan kosong untuk mendapatkan kondisi

yang berbahaya sehingga :

U = 0,9 D + 1,3 W...(2.3)

Dengan catatan bahwa untuk setiap kombinasi beban D, L dan W akan

diperoleh kekuatan U yang tidak kurang dari persamaan 2.1

3. Bila ketahanan struktur terhadap beban gempa (E) turut diperhitungkan

U = 1,05 (D + LR + E) (2.4)

Atau

U = 0,9 (D + E) .(2.5)

Dengan LR = beban hidup yang telah direduksi sesuai dengan ketentuan SNI

1726-1989-F tentang Tata Cara Perencanaan Untuk Rumah dan Gedung. Nilai

beban gempa (E) ditetapkan berdasarkan ketentuan SNI 1726-1989-F.

4. Bila tekanan horizontal tanah (H) turut diperhitungkan kuat perlu (U)

minimum harus sama dengan :

U = 1,2 D + 1,6 L + 1,6 H .....(2.6)

Untuk keadaan dimana pengaruh beban mati (D), beban hidup (L)

mengurangi efek dari tekanan horizontal tanah (H), koefisien beban mati (D)

berubah menjadi 0,9 dan beban hidup (L) menjadi 0 sehingga :

U = 0,9 D + 1,6 H ..(2.7)

Nilai persamaan 2.6 dan 2.7 tidak boleh lebih kecil dari persamaan 2.1

5. Bila pengaruh structural (T) seperti akibat perbedaan penurunan (differensial

settlement), rangka, susut atau perubahan suhu cukup menentukan dalam

perencanaan, kuat perlu (U) harus diambil sebagai berikut :

U = 0,75 ( 1,2 D + 1,2 T + 1,6 L) ..(2.8)

Tetapi nilai kuat perlu (U) ini tidak boleh kurang dari :

U = 1,2 (D + T) ..(2.9)

2.4.3 Faktor Reduksi Kekuatan

Ketidakpastian kekuatan bahan terhadap pembebanan dianggap sebagai factor

reduksi kekuatan menurut SNI-T15-1991-03, faktor reduksi ditentukan sebagai

berikut :

No Gaya yang bekerja Nilai

1 Lentur tanpa beban aksial 0,8

2 Aksial tarik dan aksial dengan lentur 0,8

3 Aksial tekan dan aksial tekan dengan lentur :

Dengan tulangan spiral

Dengan tulangan sengkang ikat

0,7

0,65

4 Geser dan torsi 0,6

5 Tumpuan pada beton 0,7

Tabel 2.1. Faktor Reduksi kekuatan

2.5 Dasar-dasar Perencanaan

Peraturan-peraturan atau standarisasi yang digunakan dalam

perencanaan ulang (redesain) Gedung Asrama Kalimantan Timur Ruhui Rahayu :

Peraturan Perencanaan Gempa Indonesia Untuk Gedung (PPTGIUG) 1983. SK SNI T-15-1991-03. Peraturan Beton Bertulang Indonesia (PBBI) 1971 NI-2. Pedoman Perencanaan untuk Struktur Beton Bertulang Biasa dan Struktur

Tembok Bertulang untuk Gedung 1983.

BAB III

LANDASAN TEORI

3.1 PERENCANAAN PELAT 2 ARAH

3.1.1 Menentukan Tebal Minimum Pelat ( h )

Pada SK SNI T-15-1991-03 pasal 3.2.5 butir 3.3 memberikan pendekatan

empiris mengenai batasan defleksi dilakukan dengan tebal pelat minimum

sebagai berikut :

,

, ........................................................... (3.1)

tetapi tidak boleh kurang dari :

,

............................................................. (3.2)

dan tidak perlu lebih dari :

,

............................................................. (3.3)

Dalam segala hal tebal minimum pelat tidak boleh kurang dari harga sebagai

berikut :

Untuk m < 2,0 digunakan nilai h minimal 120 mm

Untuk m 2,0 digunakan nilai h minimal 90 mm

Dengan : Ln = Bentang bersih terkecil pada pelat dihitung dari muka kolom

(mm)

m = Rasio kekuatan balok terhadap pelat

= Rasio panjang terhadap lebar pelat

3.1.2 Menentukan Momen Lentur Pelat yang Terjadi

Perencanaan dan analisis dilakukan dengan menggunakan konsep beban

Amplop yaitu dengan menggunakan koefisien momen.

Besar momen lentur adalah :

0,001 x ctx ................................................................ (3.4)

0,001 x clx ................................................................ (3.5)

0,001 x cty ................................................................ (3.6)

0,001 x cly ............................................................... (3.7)

Dengan :

qu = Beban merata

Lx = Panjang bentang pendek

Ctx = Koefisien momen tumpuan arah x

Clx = Koefisien momen lapangan arah x

Cty = Koefisien momen tumpuan arah y

Cly = Koefisien momen lapangan arah y

Nilai koefisien momen (c) diambil dari tabel 13.31 dan 13.32 PBBI 1971

3.1.3 Menentukan Tinggi Manfaat (d) arah x dan y

,

........................................................ (3.8)

, ....................................................... (3.9)

, ..................................................... (3.10)

Pada pelat dua arah, tulangan momen positif untuk kedua arah dipasang

saling tegak lurus. Karena momen positif arah bentang pendek (x) lebih besar

dari bentang panjang (y), maka tulangan bentang pendek diletakkan pada lapis

bawah agar memberikan d (tinggi manfaat) yang lebih besar.

1 2 ................................................ (3.11)

1 2 ................................................ (3.12)

dy untuk tulangan tumpuan arah y (ty) sama dengan dx.

3.1.4 Menentukan Luas Tulangan (As) arah x dan y

................................................ (3.13)

,

................................................ (3.14)

1 1 .............................................. (3.15)

Jika maka tebal minimun (h) harus diperbesar Jika dipakai nilai : Jika dan:, dipakai nilai :

, dipakai nilai : , Setelah didapatkan nilai ,maka :

= bagi/susut=0,002 .......................... (3.16)

Nilai berat pelat (b) diambil tiap 1 meter (1000 mm).

Jarak antar tulangan :

............................................................................... (3.17)

2 ................................................................................ (3.18)

250 ................................................................................ (3.19)

Diambil nilai jarak tulangan (s) yang terkecil, sehingga didapatkan nilai

,yaitu :

............................................................................ (3.20)

3.1.5 Kontrol Kapasitas Lentur Pelat yang Terjadi

,

.................................................... (3.21)

2

........................................ (3.22)

Bila 1,33 ,maka :

2 1,33

......................................... (3.23)

3.2 PERENCANAAN BALOK

Langkah-langkah perencanaan balok :

1. Menentukan mutu beton dan baja tulangan :

Faktor blok tegangan beton (1) menurut SK SNI T-15-1991-03 Pasal

3.3.2 butir 7.3 adalah :

fc 30Mpa maka 1=0,85 Mpa ............................ (3.24)

fc > 30Mpa maka 1=0,850,008(fc 30) 0,65 ............. (3.25)

2. Menentukan nilai rasio tulangan () :

,

........................................ (3.26)

0,75 ............................................. (3.27)

1,4 .............................................. (3.28)

disyaratkan :

b = Rasio tulangan terhadap luas beton efektif dalam

kondisi

seimbang

= Rasio tulangan maksimum

= Rasio tulangan yang dipakai dalam perencanaan

= Rasio tulangan minimum

3. Menentukan tinggi efektif (d) dan lebar (b) penampang beton

,

................................................. (3.29)

1 1 2 ...................................... (3.30)

.......................................................... (3.31)

tentukan b, sehingga didapat dperlu ,maka :

Jika nilai ddiketahui dperlu maka digunakan tulangan sebelah Jika nilai ddiketahui dperlu maka digunakan tulangan rangkap

1 2 .

Dengan :

m = Perbandingan isi dari tulangan memanjang dari bentuk yang

tertutup

Rn = Koefisien ketahanan untuk perencanaan kuat

d = Tinggi efektif penampang, diukur dari serat atas ke pusat

tulangan tarik

Mu = Momen lentur ultimet akibat beban luar (Nmm)

= Faktor reduksi kekuatan, diambil 0,80 (lentur tanpa axial)

h = Tinggi total penampang beton (mm)

3.2.1 Perencanaan Balok Penampang Persegi Menahan Lentur Dengan

Tulangan Sebelah

Balok lentur dengan tulangan sebelah direncanakan jika :

Langkah-langkah perencanaannya sebagai berikut :

1. Menentukan pada :

............................................................. (3.32)

....................................................... (3.33)

2. Menentukan luas tulangan (As)

.................................................. (3.34)

........................................................... (3.35)

......................................................... (3.36)

Dengan :

As = Luas tulangan tarik diagonal (mm2)

n = Jumlah tulangan yang dipakai

Asada = Luas tulangan longitudinal yang ada (mm2)

ada = Rasio tulangan terhadap luas penampang beton

A1 = Luas satu buah penampang (mm2)

Rnada = Koefisien perencanaan kekuatan

Kontrol kapasitas lentur yang terjadi

.

................................................ (3.37)

2

................................ (3.38)

Dengan :

a = Tinggi balok tegangan persegi ekivalen (mm)

Mn = Kapasitas lentur nominal yang terjadi (Nmm)

3.2.2 Perencanaan Balok Penampang Persegi Menahan Lentur Dengan

Tulangan Rangkap

Balok lentur tulangan rangkap direncanakan jika :

ddiketahui < dperlu

Langkah-langkah penyelesaiannya sebagai berikut :

1. Menentukan As1 dan Mn1

................................................... (3.39)

Diambil 1 = awal = 0,5 maks

,

............................................. (3.40)

2

.................................. (3.41)

2. Menentukan Mn2

.......................................................... (3.42)

................................................................ (3.43)

Dengan :

Mn1 = kuat momen pasangan kopel gaya beton tekan dan

tulangan tarik

(Nmm)

Mn2 = kuat momen pasangan kopel tulangan baja tekan dan

baja tarik

tambahan (Nmm)

3. Menentukan As = As2 dan As (kondisi dimana tulangan desak dan

tulangan tarik mencapai leleh secara bersamaan)

Tegangan desak baja :

600 1 .

.......................... (3.44)

Jika fs fy,maka baja desak sudah leleh sehingga dipakai fy Jika fs < fy,maka baja desak belum leleh sehingga dipakai fs

........................................ (3.45)

; n bilangan bulat

n 2 batang

As = As1 + As ; As = As2 ....................................... (3.46)

; n bilangan bulat

n 2 batang

Dengan :

= Rasio tulangan tekan yang dipakai dalam perencanaan

As1 = Luas penampang tulangan baja tarik (mm2)

As2 = Luas penampang tulangan baja tarik tambahan (mm2)

As = Luas tulangan baja tekan (mm2)

n = Jumlah tulangan desak yang dipakai

n = Jumlah tulangan tarik yang dipakai

4. Kontrol kapasitas lentur yang terjadi

........................................................................ (3.47)

........................................................................ (3.48)

Tegangan tulang desak :

600 1 ,

............... (3.49)

,

.................................... (3.50)

= 2

3.2.3 Perencanaan Geser Balok

Langkah-langkah perencanaan tulangan geser balok :

1. Menentukan tegangan geser beton (Vc)

Tegangan geser beton biasanya dinyatakan dalam fungsi dari dan

kapasitas beton dalam menerima geser menurut SK SNI-T15-1991-03

adalah sebesar :

(Newton) .......................................... (3.51)

2. Menentukan jarak sengkang

Berdasarkan kriteria jarak sengkang pada SK SNI-T15-1991-03 adalah

sebesar :

Bila , .................................................. (3.52) Geser tidak diperhitungkan.

Bila , ................................................... (3.53)

Perlu tulangan geser kecuali : struktur pelat (lantai,atap,pondasi) balok

h 25cm atau h 2,5hf

Adapun jarak tulangan geser menurut SK SNI-T15-1991-03 :

...................................................... (3.54)

2 ....................................................... (3.55)

600 ......................................................... (3.56)

Bila .................................................. (3.57)

Maka diperlukan tulangan geser dengan jarak :

.................................................... (3.58)

2 .................................................... (3.59)

600 .................................................... (3.60)

Bila .................................................. (3.61)


.................................................... (3.62)

2 .................................................... (3.63)

600 .................................................... (3.64)

Bila .................................................. (3.65)


.................................................... (3.66)

4 ..................................................... (3.67)

300 ..................................................... (3.68)

Bila ...........................................(3.69)

Maka dimensi balok diperbesar.

Dengan :

Vsmin = Kuat geser nominal tulangan geser minimal (N)

Vc = Tegangan geser ijin beton (Mpa)

Vu = Gaya geser berfaktor akibat beban luar (N)

= Faktor reduksi kekuatan, diambil nilai 0,6 (geser & torsi)

Va = Luas penempang tulangan geser (mm)

3.2.4 Perencanaan Geser dan Torsi Balok

Langkah-langkah penyelesaian geser dan torsi balok adalah :

1. Identifikasi jenis torsi

Untuk struktur statis tertentu (torsi keseimbangan),pengaruh torsi

diperhitungkan apabila momen torsi terfaktor :

................................... (3.70)

Untuk struktur statis tak tentu (torsi kompabilitas),pengaruh torsi

diperhitungkan apabila momen torsi terfaktor :

................................................... (3.71)

2. Menentukan kuat momen torsi nominal (Tn)

Kontrol kuat momen torsi yang terjadi :

Tn = Tc+Ts ................................................ (3.72)

Bila puntir murni :

1 15 .................................................... (3.73)

Bila puntir murni + geser :

, ................................................ (3.74)

Dengan :

................................................ (3.75)

, ............................................... (3.76)

Bila puntir murni + geser + gaya aksial

, 1 0,3

.................... (3.77)

, 1 0,3 ........ (3.78)

Jika maka torsi diabaikan

Jika maka diperlukan tulangan torsi

Untuk torsi keseimbangan :

..(3.78) ........................................... (3.79)

Untuk torsi kompabilitas :

1 9 1 3 ......................................... (3.80)

Jika maka tampang balok diperbesar

Dengan :

Tn = Kekuatan nominal tampang torsi (Nmm)

Tu = Kekuatan torsi terfaktor akibat beban geser (Nmm)

Ts = Kekuatan baja normal menahan torsi (Nmm)

Tc = Kekuatan beton nominal menahan torsi (Nmm)

Nu = Gaya aksial terfaktor,(+) untuk tekan dan (-) untuk

tarik

Ag = Luas tampang beton (mm2)

3. Menghitung perbandingan luas tulangan torsi dan jarak sengkang.

................................................. (3.81)

1 3 2 1,5 .................................................... (3.82)

4. Menentukan tulangan geser + torsi

Bila , maka diperlukan tulangan geser

................................................... (3.83)

5. Perbandingan antara luas tulangan geser dan jarak :

.................................................. (3.84)

Luas tulangan sengkang (tulangan torsi + geser) :

.................................................. (3.85)

6. Menentukan luas torsi memanjang

2

atau .............................................. (3.86)

,

2 2

.................. (3.87)

Nilai Al1diambil yang terbesar, tetapi tidak lebih dari :

,

..................... (3.88)

Dengan :

Av = Luas sengkang menahan geser (mm2)

At = Luas sengkang menahan torsi (mm2)

Al = Luas tulangan memanjang tambahan pada torsi (mm2)

7. Kriteria tulangan geser dan torsi

Jarak tulangan sengkang :

....................................................... (3.89)

3

Dengan :

Tulangan memanjang disebar merata ke semua sisi dengan jarak tulangan

memanjang 300 mm

tulangan torsi memanjang 12 mm

fy tulangan torsi 400 Mpa

Tulangan torsi harus ada paling tidak sejauh (b+d) dari titik ujung teoritis

torsi yang diperlukan.

3.3 PERENCANAAN KOLOM

3.3.1 Perencanaan Kolom Pendek

Langkah-langkah :

1. Menentukan properties penampang kolom (b,h,fc,fy,d,d)

2. Menghitung beban kapasitas kolom pendek

0,85 .................................. (3.90)

3. Menentukan sengkang

Untuk sengkang biasa : 0,80 0,85 ......................... (3.91)

Karena , maka :

,, ............................ (3.92)

Untuk sengkang spiral : 0,85 0,85 ........................... (3.93)

Karena , maka :

,, .......................... (3.94)

Sehingga setelah nilai Ag perlu diperoleh, panjang dan lebar sisi kolom

persegi atau diameter kolom bulat dapat ditentukan.

1 4 .................................................... (3.95)

% ; ................................................. (3.96)

2 ................................................... (3.97)

Dengan :

Pn = Kuat desak aksial nominal pada kolom konsentris (N)

Pu = Gaya aksial terfaktor

Ast = Luas tulangan total pada kolom (mm2)

As = Luas tulangan desak pada kolom (mm2)

As = Luas tulangan tarik pada kolom (mm2)

Kapasitas kolom dengan beban eksentris

.............................................................................. (3.97)

600 ........................................................................... (3.98)

600 ............................................................................. (3.99)

Jika fs> fy, maka fs=fy

Jika fs< fy, maka fs=fs

0,85 ....................................................................... (3.100)

.......................................................................... (3.101)

........................................................................... (3.102)

Dengan : a = .c = Tinggi blok tekan beton (mm)

Tentukan nilai C yang digunakan :

Jika C > Cb, terjadi keruntuhan tekan

Jika C = Cb, terjadi keruntuhan balance

Jika C < Cb, terjadi keruntuhan tarik

Syarat kegagalan : a. Keruntuhan tekan

C > Cb; Pn > Pb; Mn > Mnb

b. Keruntuhan balanced

C = Cb; Pn = Pb; Mn = Mnb

c. Keruntuhan tarik

C < Cb; Pn < Pb; Mn < Mnb

Dari persamaan keseimbangan = 0 pada diagram tegangan regangan,

diperoleh :

.................................................................. (3.103)

0,85 .................... (3.104)

2 .................................... (3.105)

0,85 2

Sehingga diperoleh :

...................................................................................... (3.106)

Gambar 3.1 Diagram Momen Nominal (Mn) dan Gaya Desak Nominal (Pn)

(Ast=1%Ag;Ast=2%Ag;Ast=3%Ag;Ast=4%Ag)

3.3.2 Perencanaan Kolom Panjang

Salah satu ragam keruntuhan kolom adalah kehilangan stabilitas lateral

akibat tekuk. Apabila panjang kolom bertambah (kolom langsing) maka

kemungkinan kolom runtuh karena tekuk akan semakin besar.

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

20000

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

Pn(K

N)

Mn(KNm)

1%

2%

3%

4%

Adapun tahap-tahap perencanaan kolom langsing adalah sebagai berikut :

Menentukan tingkat kelangsingan kolom

Untuk komponen struktur tekan yang ditahan terhadap goyangan ke samping

34 12

.................................................................. (3.107)

Untuk komponen struktur tekan yang tidak ditahan terhadap goyangan ke

samping

22 ......................................................................... (3.108)

M1b dan M2b adalah momen pada ujung-ujung yang berlawanan pada

kolom, dengan M2b adalahmomen yang lebih besar dan M1b adalah momen

yang lebih kecil. Sedangkan lu merupakan panjang tak tertumpu kolom, k

adalah faktor panjang efektif yang ditentukan berbagai kondisi pengekangan

ujung terhadap rotasi dan translasi, sedangkan r adalah jari-jari girasi kolom.

Nilai M1b/M2b adalah positif untuk kelengkungan tunggal (single curvature)

dan negatif untuk kelengkungan ganda (double curvature).

Nilai k untuk berbagai kondisi ujung pada kolom :

Kedua ujung sendi, tidak bergerak lateral k = 1,0

Kedua ujung sendi k = 0,5

Satu ujung jepit, ujung yang lain bebas k = 2,0

Kedua ujung jepit, ada gerak lateral k = 1,0

Untuk kolom yang erupakan bagian dari portal, dalam SNI (1991) belum

mengatur secara jelas cara menentukan besarnya nilai faktor panjang efektif K

(Sudarmoko). Menurut Wang (1986), prosedur yang paling umum digunakan

untuk mendapatkan faktor panjang efektif adalah dengan menggunakan grafik

alinyemen dari Structural Stability Research Council Guide yaitu diagram

Jackson dan Moreland.

Faktor panjang efektif merupakan fungsi dari factor kekangan ujung

A dan B untuk masing-masing titik ujung atas dan bawah yang didefinisikan

sebagai :

=

. ..(3.109)

Untuk mendapatkan nilai jari-jari girasi r :

Untuk kolom persegi dengan lebar b dan tinggi h, yaitu :

r =

= .

. = 0,288.h 3h ..(3.110)

Untuk kolom bundar dengan diameter D yaitu :

r = .

.

= 0,25D ..(3.111)

Menganalisis kekuatan kolom panjang

Apabila angka kelangsingan Klu/r melebihi persyaratan seperti yang

tercantum dalam persamaan 3.107 dan 3.108, maka digunakan dua metode

stabilitas, yaitu :

A. Metode Pembesaran Momen (Momen Magnification Method)

Metode analisis ini didasarkan atas momen yang diperbesar yang

dinyatakan sebagai :

Mc = M2 = bM2b + sM2s ..(3.112)

Dengan :

.

..(3.113)

.

..(3.114)

Pu dan Pc adalah penjumlahan gaya tekan dari semua kolom dalam

satu tingkat.

1. Untuk rangka yang tidak tahan terhadap goyangan kesamping, nilai b

dan s harus dihitung, serta nilai k harus lebih besar dari 1.

2. Sedangkan untuk rangka yang ditahan terhadap goyangan kesamping,

nilai s harus diambil sebesar 0 dan nilai k lebih kecil dari satu.

3. Untuk komponen struktur yang ditahan terhadap goyangan kesamping

dan tanpa beban transversal diantara tumpuannya, Cm boleh diambil

Cm = 0,6 + 0,4.

0,4 ..(3.115)

4. Untuk kasus lain Cm harus diambil sebesar :

Menurut SNI-1991, bila perhitungannya menunjukkan bahwa pada

kedua ujung suatu komponen struktur tekan yang tidak tertahan tidak

terdapat momen atau bahwa eksentrisitas ujung yang diperoleh dari

perhitungan kurang dari

(15 + 0,03.h) mm, M2b dalam persamaan 3.112 harus didasarkan pada

suatu eksentrisitas minimum (15 + 0,03.h) mm, Rasio dari M1b/M2b

dalam persamaan 3.115 harus ditentukan dari salah satu ketentuan

sebagai berikut :

a. Bila eksentrisitas ujung yang didapat dari perhitungan kurang dari

(15 + 0,03.h) mm, momen ujung yang didapat dari perhitungan

boleh digunakan untuk menghitung M1b/M2b dalam persamaan

3.113.

b. Bila perhitungan menunjukkan bahwa pada dasarnya dikedua ujung

dari suatu komponen struktur tekan tidak terdapat momen, rasio

M1b/M2b harus diambil sama dengan 1.

Sedangkan bila perhitungan menunjukkan bahwa pada kedua

ujung dari suatu komponen struktur tekan yang tidak tertahan

terhadap goyangan kesamping tidak terdapat momen atau bahwa

eksentrisitas ujung yang diperoleh dari perhitungan kurang dari

(15 + 0,03.h) mm, maka M2b dalam persamaan 3.112 harus

didasarkan pada suatu eksentrisitas minimum sebesar (15 + 0,003.h)

mm.

Untuk mendapatkan nilai EI digunakan hitungan yang lebih

konservatif :

EI = ./,

..(3.116)

Dengan :

Ec = 4700. ..(3.117)

Es = 2.10 Mpa ..(3.118)

Ig =

bh .......(3.119)

d =

= , ,,

.(3.120)

B. Analisis Orde Kedua

Pendekatan analisis orde kedua diperlukan apabila angka

kelangsingan K.lu/r melebihi 100. Pada analisis ini efek defleksi

harus diperhitungkan. Menurut pengamatan Nawy (1990), bahwa

kebanyakan kolom pada bangunan beton bertulang tidak

memerlukan analisis orde kedua karena biasanya kolom-kolo

tersebut mempunyai angka kelangsingan di bawah 100

3.4 PERENCANAAN BEBAN GEMPA

3.4.1 Perencanaan Struktur Portal dengan Daktilitas Penuh

Untuk menentukan gaya gempa pada tiap tingkat, perencanaan ini

menggunakan Metode Ekuivalen Statik. Menurut Pedoman Pembebanan

Ketahanan Gempa Untuk Rumah Dan Gedung (PPKGURDG, 1987) gaya

geser dasar (V) dinyatakan dalam :

V = C.I.K.Wt ..(3.121)

Gaya geser yang harus dibagi pada setiap tingkat dihitung dengan rumus :

.

.. ..........................................(3.122)

Dengan : V = Gaya geser dasar horizontal akibat beban gempa (ton)

C = Koefisien gempa dasar

I = Faktor keutamaan struktur

K = Faktor jenis struktur

Wi = Berat bangunan pada tingkat-i

Hi = Tinggi tingkat-i

Fi = Gaya geser dasar pada tingkat-i (ton)

3.4.2 Waktu Getar Struktur (T)

T = 0,06. ..(3.123)

3.4.3 Koefisien Gempa Dasar (C)

Dalam perencanaan ulang ini bangunan berada di wilayah gempa tiga

(3) daerah Yogyakarta, pada kondisi tanah sedang.

3.4.4 Faktor Keutamaan Gedung (I)

Nilai (I) diambil dari table 2.4 buku beton seri 3 Gideon Kusuma. Dalam

perencanaan ulang ini digunakan nilai I = 1

3.4.5 Faktor Jenis Bangunan (K)

Dalam perencanaan ulang ini bangunan direncanakan dengan

daktilitas tingkat III (penuh), dengan nilai K=1

3.5 PERENCANAAN BALOK DAN KOLOM PORTAL

3.5.1 Perencanaan Balok Portal Terhadap Beban Lentur

Kuat lentur perlu balok portal (Mu,b) harus ditentukan berdasarkan

kombinasi pembebanan tanpa atau dengan beban gempa, sebagai berikut :

Mu,b = 1,2MD,b + 1,6ML,b ..(3.124)

Mu,b = 1,05.(MD,b + ME,bR + ME,b) ..(3.125)

Mu,b = 0,9 MD,b + ME,b ..(3.126)

Dengan :

MD,b = Momen lentur balok portal akibat beban mati tak berfaktor

ML,b = Momen lentur balok portal akibat beban hidup tak berfaktor

ME,b = Momen lentur balok portal akibat beban gempa tak berfaktor

Dalam perencanaan kapasitas balok portal, omen tumpuan negatif

akibat kombinasi beban gravitasi dan beban gempa balok boleh

diredistribusikan dengan menambah atau mengurangi dengan persentase

yang tidak melebihi :

30 1

% .(3.127)

Dengan syarat apabila tulangan balok portal telah direncanakan

sehingga (-) tidak boleh melebihi 0,5b. Momen lapangan dan tumpuan

pada bidang muka kolom yang diperoleh dari hasil redistribusi momen

selanjutnya digunakan untuk menghitung penulangan lentur yang

diperlukan. Untuk portal dengan daktilitas penuh perlu dihitung kapasitas

lentur sendi plastis yang besarnya ditentukan sebagai berikut :

Mkap,b = . , (3.128)

Dengan :

Mkap,b : Kapasitas lentur actual balok pada pusat pertemuan balok kolom

dengan memperhitungkan luas tulangan sebenarnya terpasang.

Mnak,b : Kuat lentur nominal balok berdasarkan luas tulangan yang

terpasang sebenarnya.

: Faktor pertambahan kekuatan yang ditetapkan sebesar 1,25 untuk

fy < 400 Mpa dan 1,4 untuk fy > 400 Mpa.

3.5.2 Perencanaan Balok Portal Terhadap Beban Geser

Kuat geser balok portal yang dibebani oleh beban gravitasi sepanjang

bentangnya harus dihitung dalam kondisi terjadi sendi-sendi plastis pada

kedua ujung balok portal tersebut dengan tanda yang berlawanan (positif,

negatif), menurut persamaan berikut :

Vu,b = 0,7

+ 1,05Vg ..(3.129)

Teatapi tidak perlu lebih besar dari :

Vu,b = 1,05. , , ,

.(3.130)

Dengan :

Mkap : Momen kapasitas balok berdasarkan tulangan yang sebenarnya

terpasang pada salah satu ujung balok atau bidang muka kolom

Mkap : Momen kapasitas balok berdasarkan tulangan yang sebenarnya

terpasang pada ujung balok atau bidang muka kolom yang lain

, : Gaya geser balok akibat beban mati

, : Gaya geser balok akibat beban hidup

, : Gaya geser balok akibat beban gempa

: Bentang bersih balok

3.5.3 Perencanaan Kolom Portal Terhadap Beban Lentur dan Aksial

Kuat lentur kolom portal dengan daktilitas penuh yang ditentukan

pada bidang muka balok Mu,k harus dihitung berdasarkan terjadinya

kapasitas lentur sendi pada kedua ujung balok yang bertemu dengan kolom

tersebut yaitu :

, 0,7. . , ....(3.131)

:

, 0,7. . . , , ..(3.132)

Tetapi dalam segala hal tidak perlu lebih besar dari :

Mu,b = 1,05.(, ,

, ..(3.133)

Sehingga : Mu,k = Mkap,ki + Mkap,ka ..(3.134)

Dengan :

d : Faktor pembesar dinamis yang memperhitungkan pengaruh

terjadinya sendi plastis pada struktur secara keseluruhan, diambil

nilai d = 1,3

k : Faktor distribusi momen kolom portal yang ditinjau sesuai dengan

kekakuan relatif kolom atas dan bawah

Mkap,ki : Momen kapasitas lentur balok disebelah kiri bidang muka kolom

Mkap,ka : Momen kapasitas lentur balok disebelah kanan bidang muka

kolom

Sedangkan beban aksial rencana Nu,k yang bekerja pada kolom portal

dengan daktilitas penuh dihitung dengan :

Nu,k = ,..,

+ 1,05 Ng,k ..(3.135)

Tetapi dalam segala hal tidak perlu lebih besar dari :

Nu,k = 1,05.(Ng,k +

. Ng,k) ..(3.136)

Dengan : Rn = Faktor reduksi yang ditentukan sebesar :

1,0 untuk 1 < n < 4

1,1-0,024 untuk 4 < n < 20

0,6 untuk n > 20

Dengan : n = Jumlah lantai diatas kolom yang ditinjau

lb = Bentang balok dari as ke as kolom

Ng,k = Gaya aksial kolom akibat beban gravitasi

, = Gaya aksial kolom akibat beban gempa

3.5.4 Perencanaan Kolom Portal Terhadap Beban Geser

Kuat geser kolom portal dengan daktilitas penuh berdasarkan sendi-

sendi plastis pada ujung-ujung balok yang bertemu pada kolom tersebut

harus dihitung dengan cermat sebagai berikut :

Vu,k = , ,

..(3.137)

Dan dalam segala hal tidak perlu lebih besar dari :

Vu,k = 1,05.(, , ,

...(3.138)

Kapasitas lentur sendi plastis kolom dapat dihitung :

Mkap,kbawah =. ,

Dengan :

Mu,k atas = momen rencana kolom ujung atas dihitung pada muka balok

Mu,k bawah = momen rencana kolom ujung bawah dihitung pada muka

balok

hk = tinggi bersih kolom

, = Gaya geser kolom akibat beban mati

, = Gaya geser kolom akibat beban hidup

, = Gaya geser kolom akibat beban gempa

Mkap,k bawah = Kapasitas lentur ujung dasar kolom lantai dasar

Mkap,k atas = Kapasitas lentur nominal aktual ujung dasar kolom lantai

dasar

3.5.5 Perencanaan Panel Pertemuan Balok-Kolom

Panel pertemuan balok kolom portal harus diproporsikan sedemikian

rupa, sehingga memenuhi persyaratan kuat geser horizontal perlu (Vu,h) dan

kuat vertical perlu (Vu,v) yang berkaitan dengan terjadinya momen kapasitas

pada sendi plastis pada kedua ujung balok yang bertemu dengan kolom. Gaya-

gaya yang membentuk keseimbangan pada join rangka,dimana gaya geser

horizontal

Vjh = Cki + Tka Vkol ..(3.139)

Ck = Tki = 0,7.,

..(3.140)

Tk = Cka = 0,7.,

..(3.141)

Vkol = ,. ,

,

,,

.....(3.142)

Gambar 3.2 Panel pertemuan balok dan kolom dalam kondisi terjadinya

sendi-sendi plastis pada kedua ujung balok

Tegangan horizontal nominal dalam joint adalah :

Vjhaktual = .

1,5 (Mpa) ...(3.143)

Dengan : bj = Lebar efektif joint (mm)

hc = Tinggi total penampang kolom dalam arah geser yang ditinjau

(mm)

Vjv

Vjh

Vjv

Vjh

C ka

T ka

T ki

C ki

Vkol

Vkol

0,70 Mkap.ka

0,70 Mkap.ki

hc

bjZ kaZ ki

Gaya geser horizontal Vjh ini ditahan oleh dua mekanisme kuat geser

inti joint, yaitu :

Strat beton diagonal yang melewati daerah ujung tekan joint yang

memikul gaya geser Vch.

Mekanisme panel rangka yang terdiri dari sengkang horizontal dan strat

beton diagonal daerah tarik joint yang memikul gaya geser Vsh.

Sehingga : Vsh + Vch = Vjh ..(3.144)

Besarnya Vch yang dipikul oleh strat beton harus sama dengan nol kecuali

bila :

1. Tegangan tekan minimal rata-rata minimal pada penampang bruto

kolom diatas join, terasuk tegangan prategang (apabila ada), melebihi

nilai 0,1 fc maka :

Vch =

,

- 0,1.fc.bj.hj ....(3.145)

2. Balok diberi gaya prategang yang melewati join, maka :

Vch = 0,7.Pcs . (3.146)

Dengan Pcs adalah gaya permanen prategang yang terletak di sepertiga

bagian tinggi kolom.

3. Seluruh balok pada join dirancang sehingga penampang kritis dari sendi

plastis terletak pada jarak yang lebih kecil dari tinggi penampang balok

yang diukur dari muka kolom, maka :

Vch = 0,5.

. . 1 ,,..

.(3.147)

Dimana rasio

tidak boleh lebih besar dari satu (1)

Dengan memindahkan lokasi sendi plastis agak jauh dari muka kolom,

maka kemampuan strat tekan tidak berkurang akibat beban bolak-balik

dimana sebagian besar tegangan akan dipindahkan ke tulangan tekan.

Pelelehan tulangan dapat juga mengakibatkan penetrasi kerusakan ikatan

yang masuk ke inti join, sehingga ikatan antara tulangan dan strat tekan

berkurang. Akibat kedua fenomena ini serta tekan pada join, sendi

plastisnya terletak bersebelahan dengan muka kolom, tidak bekerja sehingga

seluruh gaya geser Vjh dipikul oleh Vsh.

Bila tegangan rata-rata minimum pada penampang bruto kolom diatas

join kurang dari 0,1.fc (c < 0,1.fc), maka :

Vsh = Vjh -

,

- (0,1.fc).bjh ....(3.148)

Pada join rangka dengan melakukan relokasi sendi plastis :

Vsh = Vjh 0,5.

.Vjh.(1 + ,

,.. ) ..(3.149)

Luas total efektif dari tulangan geser horizontal yang melewati bidang

kritis diagonal dengan yang diletakkan di daerah tekan join efektif (bj) tidak

boleh kurang dari :

Ajh =

..(3.150)

Kegunaan sengkang horizontal ini harus didistribusikan secara merata

diantara tulangan balok longitudinal atas dan bawah.

Geser join vertikal (Vjv) dapat dihitung dengan rumus :

Vjv = Vjh.

..(3.151)

Tulangan join geser vertikal didapat dari :

Vsv = Vjv Vcv ..(3.152)

Menjadi :

Vcv = Asc.

.0,6 ,.

.....(3.153)

Dengan : Asc = Luas tulangan longitudinal tekan

Asc = Luas tulangan longitudinal tarik

Sehingga luas tulangan join vertikal :

Ajv =

...(3.154)

Persyaratan perencanaan proporsi rangka beton bertulang penahan

gaya gempa dengan daktilitas 3 (penuh) dapat dilihat pada SK-SNI T-15-

1991-03 pasal 3.14.2 sampai dengan 3.14.8, sedangkan persyaratan untuk

tingkat daktilitas 2 (terbatas) dapat dilihat pada pasal 3.14.9

3.6 PONDASI

3.6.1 Perencanaan Dimensi Penampang Pondasi

Langkah-langkah perencanaan pondasi adalah sebagai berikut :

1. Menentukan data mutu beton, baja tulangan, ukuran kolom dan data tanah.

2. Menentukan dimensi luas telapak pondasi.

Dalam perencanaan yang digunakan sebagai acuan untuk memperoleh

dimensi pondasi adalah daya dukung tanah ijin (qall) yang besarnya :

Qall = ,

(3.155)

Dengan : SF = Safety factor (faktor keamanan), diambil nilai : 1,5-3

Dalam hal ini nilai yang digunakan untuk qall diambil dari besarnya

tahanan conus (qc) dari data sondir.

1. Untuk beban aksial sentries (e = 0)

..(3.156)

2. Untuk beban aksial dan momen eksentris (e0)

qall max =

. 1 .

..(3.157)

qall min =

. 1 .

..(3.158)

pada kondisi dimana e < 1/6.b qall min bernilai negatif (-).

pada kondisi dimana e = 1/6.b qall min bernilai nol (0).

pada kondisi dimana e > 1/6.b qall netto min bernilai positif

Eksentrisitas kolom menyebabkan tegangan tanah dibawah

pondasi tidak merata, tetapi diasumsikan berubah secara linier

sepanjang tapak, sehingga :

qall rata-rata = .(qall max + qall min) ..(3.159)

Sehingga untuk dimensi penampang tapak, digunakan nilai qall

terbesar :

Aperlu =

. 1 .

.(3.160)

Setelah Aperlu diketahui lebar (B) dan panjang (N) sisi tapak

pondasi bisa dicari dan diperoleh nilai Aada, sehingga tegangan

kontak yang terjadi didasar pondasi adalah :

.(3.161)

3. Kontrol kapasitas daya dukung tanah (

Kapasitas daya dukung tanah yang terjadi di dasar pondasi adalah :

..(3.162)

Dengan : q = h. ..(3.163)

Untuk memperoleh qult bruto digunakan rumus mayerhorf

(1963) karena akan didapat nilai qult yang lebih besar, sehingga

dimensi tapak akan lebih kecil disamping untuk kondisi dimana

kedalaman pondasi lebih besar dari lebar pondasi. Df > b rumus ini

lebih tepat

qult bruto = C.Nc.Sc.dc.ic + q.(Nq-1).Sq.dq.iq + 0,5.B.N.S.d.i(3.164)

dengan mensubsidi persamaan, maka diperoleh

qult netto = C.Nc.Sc.dc.ic + q.(Nq-1).Sq.dq.iq + 0,5.B.N.S.d.i(3.165)

sehingga didapatkan tegangan ijin tanah dengan rumus mayerhorf (1963) :

qall =

= .... .... ,.....

..(3.166)

Dengan : Nq = . 45

...(3.167)

Qult bruto = Kapasitas daya dukung kotor tanah (kg/cm)

Qult netto = Kapasitas daya dukung bersih tanah (kg/cm)

B = Lebar efektif pondasi (m)

Q = Beban merata tanah di atas pondasi permukaan tanah (kg/cm)

= Berat volume tanah (kg/cm)

h = Kedalaman tanah di atas pondasi (m)

Df = Kedalaman pondasi (m)

Nc,Nq,N = Faktor daya dukung tanah (depth faktor)

Sc,Sq,S = Faktor untuk pondasi (shape factor)

dc,dq,d = Faktor kemiringan beban (inclination factor)

Untuk masing-masing nilai faktor daya dukung, bentuk pondasi dan

kemiringan beban tergantung dari nilai sudut geser dalam () adalah sebagai

berikut :

Nilai sudut geser

dalam ()

Faktor bentuk

(shape factor)

Faktor kedalaman

(depth factor)

Faktor kemiringan

(inclination factor)

= 0 Sq = S = 1,0 Dq = d = 1,0 I = 1,0

0 < < 10 Sc = 1 + 0,2Kp.

B/L

Dc = 1 + 0,2.

x D/B

Ic = (1 /90)

10 Sc = S = 1 +

0,2Kp.B/L

Dq = D +

0,2. x D/B

I = (1-/90)

Tabel 3.1 Nilai faktor daya dukung dan nilai sudut geser dalam

Dengan nilai koefisien pasif tanah (Kp) adalah :

Kp = tan.(45 + /2) ..(3.168)

Kontrol tegangan ijin yang terjadi :

qu qall Mayerhorf ..(3.169)

3.6.2 Perencanaan Geser Pondasi

3.6.2.1 Geser Satu Arah

Tebal pelat (h) diasumsikan terlebih dahulu, sehingga nilai d dapat dicari :

d = h Penutup beton (Pb) tulangan ..(3.170)

Gaya geser akibat beban luar (Vu) yang bekerja pada penampang kritis :

Vu = m.L.qu pada arah x ..(3.171)

Dengan : m =

..(3.172)

Vu = n.P.qu pada arah y ..(3.173)

Dengan : n =

...(3.174)

Kekuatan beton menahan gaya geser (Vc) :

Arah x : Vcx = 1/6 L.d

...(3.175)

Arah y : Vcy = 1/6 P.d

..(3.176)

Gambar 3.3 Pondasi dengan geser satu arah

3.6.2.2 Geser Dua Arah / Pons

Gaya geser akibat beban luar yang bekerja pada penampang kritis :

Vu = qu.((P.L) (x.y)) ..(3.177)

x = hk + d ..(3.178)

y = bk + d ..(3.179)

Kekuatan beton menahan gaya geser (Vc), diambil nilai terbesar diantara :

Vc = 4..bo.D ...(3.180)

Atau : Vc = (1 +

).(2.).bo.D ..(3.181)

bo = 2.(x+y) = 2.((hk + d) + (bk + d)) (3.182)

c = . .

1,0 .(3.183)

Dengan : bo = keliling penampang kritis (mm)

c = rasio sisi panjang dengan sisi pendek

kontrol gaya geser yang terjadi

bila V, ,

, maka tegangan geser aman

bila , ,

, maka tebal pelat perlu diperbesar

Gambar 3.4 Pondasi dengan geser dua arah

3.6.3 Perecanaan Tulangan Lentur Pondasi

Diambil nilai lebar (b) pondasi tiap 1 meter = 1000 mm

Tulangan arah x : = (P hk) ..(3.184)

= qu. ..(3.185)

Tulangan arah y : = (P bk) ..(3.186)

= qu. ..(3.187)

Diambil nilai atau yang terbesar. Untuk Mu yang besar

letak tulangan di bawah sedangkan Mu yang kecil letak tulangan di atas.

Untuk pondasi diambil nilai penutup beton (Pb) 70 mm.

D = h + Pb tulangan bawah untuk tulangan bawah

D = h + Pb tul.bawah tul atas untuk tulangan atas

M =

,. ...(3.188)

.....(3.189)

1 .. ..(3.190)

min ,

..(3.191)

Persyaratan : 1. Bila > min digunakan perlu =

2.Bila < min, 1,33. < min digunakan perlu = 1,33

3. Bila < min, 1,33. > min digunakan perlu = min

Luas tulangan perlu : Asperlu = perlu.b.d ..(3.192)

Luas tulangan susut : .= 0,002.b

re design gedung

Documents