studi perbandingan perilaku struktur dan...

33
1 STUDI PERBANDINGAN PERILAKU STRUKTUR DAN BIAYA FLAT PLATE-SHEARWALL DENGAN OPEN FRAME SRPMM PADA GEDUNG SEKOLAH TERNAG BANGSA SEMARANG DI WILAYAH GEMPA 4 Nama Mahasiswa : Arjito Fajar Pamungkas NRP : 3105 100 021 Jurusan : Teknik Sipil FTSP-ITS Dosen Pembimbing : Ir. Aman Subakti MS. Abstrak Pembangunan konstruksi gedung beton bertulang dewasa ini terus mengalami peningkatan. Sampai saat ini pembangunan gedung – gedung di Indonesia masih menggunakan metode yang konvensional (balok-kolom). Sejalan dengan teknologi yang semakin maju, inovasi rekayasa Teknik Sipil sangatlah diperlukan dengan salah satunya adalah pemanfaatan sistem struktur flat plate untuk bangunan gedung bertingkat. Flat plate merupakan sistem pelat lantai dua arah yang memikul beban kerja langsung kekolom tanpa distribusi kearah tributary dari balok panelnya. Flat plate mempunyai beberapa kelebihan dibandingkan sistem konvesional yaitu : bentuk struktur yang lebih sederhana dan fungsional, lebih ekonomis karena bekisting yang digunakan lebih sedikit, mempunyai tinggi ruang bebas yang lebih besar karena tidak adanya pengurangan akibat balok dan komponen pendukung struktur lainnya, dan kemudahan dalam pemasangan instalasi mechanical dan electrical. Dalam perencanaan gedung bertingkat yang mahal terdapat kecenderungan untuk melakukan penghematan, agar memperoleh keuntungan yang maksimal. Penghematan boleh dilakukan asalkan tidak mengurangi unsur kekuatan gedung tersebut, oleh karena itu diperlukan suatu perbandingan antara suatu sistem struktur untuk mengetahui korelasi biaya dan perilaku strukturnya. Pada studi ini akan dibandingkan perencanaan gedung yang menggunakan balok dengan gedung yang tidak menggunkan balok. Analisa dimulai dari penentuan dua buah model yakni open frame SRPMM ( gedung menggunakan balok) dan flat plate dengan shearwall ( gedung tanpa balok ), kemudian menentukan pembebanan masing –masing model dilanjutkan ke analisa mekanika pembebanan dan pendetailan elemen – elemen struktur masing – masing model . Evaluasi dilakukan untuk mengetahui tiap – tiap model , setelah itu dihitung volume penggunaan beton dan tulangan dalam 1 buah portal yang bekerja agar dapat dilihat efisiensi dari tiap – tiap system . dari hasil evaluasi tersebut di bandingkan satu sama lain sistem mana yang paling baik (ekonomis). Kata kunci : Flat Plate, Shear Wall, Open Frame, SRPMM, Ekonomis LATAR BELAKANG Sejak digunakannya beton sebagai unsur bahan utama dari suatu struktur/konstruksi, lambat laun perencanaan konstruksi yang menggunakan beton semakin mengalami peningkatan. Pada umumnya sampai saat ini pembangunan gedung-gedung di Indonesia masih menggunakan metode beton konvesional sehingga flat plate merupakan sistem yang relative masih baru di Indonesia karena aplikasinya masih sedikit dibandingkan system konvesional. Adapun sistem flat plate merupakan sistem strukrur tanpa menggunakan balok. Sistem flat plate tanpa balok ini mulai banyak digunakan karena mempunyai kelebihan dibandingkan dengan struktur beton konvesional antara lain : waktu pelaksanaan proyek dengan menggunakan sistem flat plate lebih cepat dibandingkan sistem konvesional, bentuk struktur yang lebih sederhana dan fungsional, lebih ekonomis karena bekisting yang digunakan lebih sedikit, mempunyai tinggi ruang bebas yang lebih besar karena tidak adanya pengurangan akibat balok dan komponen pendukung struktur lainnya, dan kemudahan dalam pemasangan instalasi mechanical dan electrical. Secara umum, perencanaan struktur bangunan gedung beton bertulang tahan gempa selalu menggunakan pedoman standar peraturan gempa Indonesia (SNI 03- 1726-2002) dan standar peraturan beton Indonesia (SNI 03-2847-2002) demikian juga dengan sistem flat plate ( tanpa balok ) dan sistem open frame ( dengan balok ). Efisiensi penggunaan sistem flat plate tergantung dari beberapa faktor, diantaranya adalah beban gempa. Sistem flat plate lebih efisien diterapkan pada struktur dalam wilayah gempa kecil atau menengah dengan pemberian penambahan detailing yang diatur pada (SNI 03-2847- 2002 pasal 23.10.6 ). Kedua konsep perencanaan ini akan menghasilkan jumlah luas tulangan nominal dan volume beton untuk desain yang berbeda. Karena biaya perancangan struktur gedung cukup mahal, maka

Upload: phungdang

Post on 04-Feb-2018

256 views

Category:

Documents


2 download

TRANSCRIPT

Page 1: STUDI PERBANDINGAN PERILAKU STRUKTUR DAN …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-10696-Paper.pdf · Pembangunan konstruksi gedung beton bertulang ... Beton Bertulang, Jakarta,

1

STUDI PERBANDINGAN PERILAKU STRUKTUR DAN BIAYA FLAT PLATE-SHEARWALL DENGAN OPEN FRAME SRPMM PADA GEDUNG SEKOLAH TERNAG BANGSA SEMAR ANG DI WILAYAH GEMPA 4

Nama Mahasiswa : Arjito Fajar Pamungkas NRP : 3105 100 021 Jurusan : Teknik Sipil FTSP-ITS Dosen Pembimbing : Ir. Aman Subakti MS.

Abstrak

Pembangunan konstruksi gedung beton bertulang dewasa ini terus mengalami peningkatan. Sampai saat ini

pembangunan gedung – gedung di Indonesia masih menggunakan metode yang konvensional (balok-kolom). Sejalan dengan teknologi yang semakin maju, inovasi rekayasa Teknik Sipil sangatlah diperlukan dengan salah satunya adalah pemanfaatan sistem struktur flat plate untuk bangunan gedung bertingkat. Flat plate merupakan sistem pelat lantai dua arah yang memikul beban kerja langsung kekolom tanpa distribusi kearah tributary dari balok panelnya. Flat plate mempunyai beberapa kelebihan dibandingkan sistem konvesional yaitu : bentuk struktur yang lebih sederhana dan fungsional, lebih ekonomis karena bekisting yang digunakan lebih sedikit, mempunyai tinggi ruang bebas yang lebih besar karena tidak adanya pengurangan akibat balok dan komponen pendukung struktur lainnya, dan kemudahan dalam pemasangan instalasi mechanical dan electrical.

Dalam perencanaan gedung bertingkat yang mahal terdapat kecenderungan untuk melakukan penghematan, agar memperoleh keuntungan yang maksimal. Penghematan boleh dilakukan asalkan tidak mengurangi unsur kekuatan gedung tersebut, oleh karena itu diperlukan suatu perbandingan antara suatu sistem struktur untuk mengetahui korelasi biaya dan perilaku strukturnya.

Pada studi ini akan dibandingkan perencanaan gedung yang menggunakan balok dengan gedung yang tidak menggunkan balok. Analisa dimulai dari penentuan dua buah model yakni open frame SRPMM ( gedung menggunakan balok) dan flat plate dengan shearwall ( gedung tanpa balok ), kemudian menentukan pembebanan masing –masing model dilanjutkan ke analisa mekanika pembebanan dan pendetailan elemen – elemen struktur masing – masing model . Evaluasi dilakukan untuk mengetahui tiap – tiap model , setelah itu dihitung volume penggunaan beton dan tulangan dalam 1 buah portal yang bekerja agar dapat dilihat efisiensi dari tiap – tiap system . dari hasil evaluasi tersebut di bandingkan satu sama lain sistem mana yang paling baik (ekonomis).

Kata kunci : Flat Plate, Shear Wall, Open Frame, SRPMM, Ekonomis

LATAR BELAKANG

Sejak digunakannya beton sebagai unsur bahan utama dari suatu struktur/konstruksi, lambat laun perencanaan konstruksi yang menggunakan beton semakin mengalami peningkatan.

Pada umumnya sampai saat ini pembangunan gedung-gedung di Indonesia masih menggunakan metode beton konvesional sehingga flat plate merupakan sistem yang relative masih baru di Indonesia karena aplikasinya masih sedikit dibandingkan system konvesional. Adapun sistem flat plate merupakan sistem strukrur tanpa menggunakan balok. Sistem flat plate tanpa balok ini mulai banyak digunakan karena mempunyai kelebihan dibandingkan dengan struktur beton konvesional antara lain : waktu pelaksanaan proyek dengan menggunakan sistem flat plate lebih cepat dibandingkan sistem konvesional, bentuk struktur yang lebih sederhana dan fungsional, lebih ekonomis karena bekisting yang

digunakan lebih sedikit, mempunyai tinggi ruang bebas yang lebih besar karena tidak adanya pengurangan akibat balok dan komponen pendukung struktur lainnya, dan kemudahan dalam pemasangan instalasi mechanical dan electrical.

Secara umum, perencanaan struktur bangunan gedung beton bertulang tahan gempa selalu menggunakan pedoman standar peraturan gempa Indonesia (SNI 03-1726-2002) dan standar peraturan beton Indonesia (SNI 03-2847-2002) demikian juga dengan sistem flat plate ( tanpa balok ) dan sistem open frame ( dengan balok ). Efisiensi penggunaan sistem flat plate tergantung dari beberapa faktor, diantaranya adalah beban gempa. Sistem flat plate lebih efisien diterapkan pada struktur dalam wilayah gempa kecil atau menengah dengan pemberian penambahan detailing yang diatur pada (SNI 03-2847-2002 pasal 23.10.6 ). Kedua konsep perencanaan ini akan menghasilkan jumlah luas tulangan nominal dan volume beton untuk desain yang berbeda. Karena biaya perancangan struktur gedung cukup mahal, maka

Page 2: STUDI PERBANDINGAN PERILAKU STRUKTUR DAN …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-10696-Paper.pdf · Pembangunan konstruksi gedung beton bertulang ... Beton Bertulang, Jakarta,

2

diperlukan suatu perbandingan antara sistem struktur untuk mengetahui efisiensi biaya hasil penulangan dan volume beton yang diperlukan sehingga hal ini mempunyai korelasi dengan biaya.

Pada Tugas akhir ini, akan dilakukan studi perbandingan biaya struktur gedung dengan flat plate-shearwall dan open frame dalam hal ini menggunakan metode SRPMM dan dianalisa pada wilayah zona gempa 4. Tujuan struktur flat plate dikombinasikan dengan shear wall untuk memperoleh kekakuan yang lebih baik akibat pembebanan gempa dimana diketahui sistem flat plate kurang stabil terhadap beban lateral.

Objek yang akan dijadikan study sendiri adalah Gedung Sekolah Terang Bangsa Semarang yang mempunyai tingkat 8 lantai yang diubah menjadi 6 lantai. Hal-hal yang akan dibahas adalah hasil pendetailan komponen struktur dari kedua sistem tersebut. Dari hasil perancangan komponen struktur tersebut akan terlihat sejauh apa perbedaan biaya dari segi materialnya dan keefektifan struktur terhadap beban gempa.. Diharapkan, dari hasil studi ini didapatkan jenis sistem struktur apa yang tepat dan ekonomis untuk diguankan sebagai bahan pertimbangan perencanaan suatu gedung bertingkat. RUMUSAN MASALAH

Dari latar belakang diatas dapat dirumuskan beberapa masalah yang akan dibahas dalam penulisan tugas akhir ini. Beberapa masalah yang akan dibahas dalam tugas akhir ini adalah : 1. Bagaimana mendesain struktur beton tahan gempa

dengan flat plate - shear wall dan sistem open frame dalam hal ini menggunakan metode SRPMM pada wilayah gempa menengah?

2. Sistem manakah yang paling tepat digunakan demi kenyamanan penghuni gedung ditnjau dari segi

kestabilan gedung dalam memikul beban gravitasi dan gaya gempa rencana ?

3. Bagaimana perbandingan volume beton dan tulangan pada sistem open frame dengan flat plate – shearwall?

4. Bagaimanakah perbedaan biaya antara sistem open frame SRPMM dengan flat plate-shearwall?

TUJUAN

Adapun tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah :

1. Dapat mendesain struktur beton tahan gempa dengan flat plate - shear wall dengan sistem open frame dalam hal ini menggunakan metode SRPMM pada wilayah gempa menengah.

2. Sebagai bahan pertimbangan dalam perencanaan struktur menggunakan sistem flat plate – shear wall

atau dengan menggunakan sistem open frame dalam hal ini menggunakan metode SRPMM

3. Membandingkan kebutuhan volume beton dan tulangan pada sistem open frame dengan plate – shear wall

4. Mendapatkan prosentasi kebutuhan biaya antara sistem flat plate – shear wall dengan sistem open frame dalam hal ini menggunakan metode SRPMM.

BATASAN MASALAH

Untuk mencapai tujuan pembahasan, maka perlu adanya penentuan pokok bahasan masalah, identifikasi permasalahan akan diperjelas dengan batasan - batasan sebagai berikut : 1. Struktur gedung yang dibahas gedung tingkat 6 2. Tidak memperhitungkan pondasi.. 3. Tidak meninjau gaya angin dalam perencanaan gaya

lateral. 4. Tidak meninjau segi arsitektural. 5. Meninjau analisa bahan dan biaya hanya berdasarkan

pada kebutuhan volume baja dan beton. 6. Tidak membahas metode pelaksanaan METODOLOGI

Start

Pengumpulan Data

Studi Pustaka

Preliminary SRPMM Preliminary Flat Plate-Shear Wall

Analisa Pembebanan Analisa Pembebanan

Permodelan dan Running Program

Permodelan dan Running Program

Analisa Struktur

Analisa Struktur

Penabelan Hasil Struktur atas Penabelan Hasil Struktur atas

No No

Page 3: STUDI PERBANDINGAN PERILAKU STRUKTUR DAN …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-10696-Paper.pdf · Pembangunan konstruksi gedung beton bertulang ... Beton Bertulang, Jakarta,

3

Data Umum Bangunan

Data Umum : - Fungsi bangunan : Gedung Sekolah - Bahan Struktur : Beton bertulang - Lokasi gempa : - Zone gempa 2 - Tinggi bangunan : 31.30(Asli) - Jenis Tanah : Lunak - Sistem Struktur : - SRPMM (Asli)

SRPMM dan Flat Plate-Shear Wall (Modifikasi)

- Mutu Beton : f’c = 35Mpa - Mutu Tulangan Baja : - Tulangan Lentur Kolom : fy = 400 Mpa - Tulangan lentur Balok : fy = 400 Mpa - Tulangan pelat dan tangga : fy = 400 Mpa - Tulangan sengkang : fy = 400 Mpa

STUDI LITERATUR

Mempelajari literatur/pustaka yang berkaitan dengan perencanaan diantaranya tentang :

Peraturan yang membahas perencanaan struktur , antara lain :

1.1 Badan Standarisasi Nasional. Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Bangunan Gedung (SNI 03-1726-2002).

1.2 Badan Standarisasi Nasional. Tata Cara Perhitungan struktur Beton Untuk Bangunan Gedung (SNI 03-2847-2002).

1.3 Departemen Pekerjaan Umum. Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung (PPIUG) 1983.

literatur yang berkaitan

2.1 Chu-Kia Wang & C.G. Salmon, 1990, Desain Beton Bertulang, Jakarta, Erlangga, Jilid I & II, Edisi Keempat

2.2 Jack C. McCormac, 2001, Desain Beton Bertulang, Jakarta, Erlangga, Jilid II, Edisi Kelima

2.3 Rachmat Purwono, 2005, Perencanaan Struktur Beton Bertulang Tahan Gempa, Surabaya, ITS Press, dan

2.4 Jurnal – jurnal ACI 2.5 Dasar-Dasar Beton Bertulang versi S1 edisi

keempat (Phil M.Ferguson, 1991). 2.6 Perencanaan Struktur Beton Bertulang (George

Winter ; Arthur H Nilson. 1993). 2.7 Beton Bertulang Suatu Pendekatan Dasar

(Edward G Nawy, 1998). KONSEP DESAIN

Open Frame SRPMM dirancang pada zona gempa menegah 4 dimana komponen tersebut 100 % memikul beban gravitasi dan beban lateral.

Flat plate dengan menggunakan shearwall gaya lateralnya dipikul seluruhnya oleh shearwall sedangkan komponen yang lainnya hanya memikul beban gravitasi dan didetail sesuai ketentuan SNI 2847 pasal 23.9 . Walaupun tidak ikut memikul gaya lateral, deformasi dari shearwall pada slab-column perlu diperhitungkan , karena deformasi tersebut menimbulkan gaya dalam yang berpengaruh dalam perencanaan . ANALISA STRUKTUR (dengan bantuan progam ETABS Versi.09 ) Analisa pembebanan Jenis pembebanan yang diperhitungkan dalam analisa struktur Gedung ini adalah :

Beban-beban yang bekerja pada struktur gedung menurut PPIUG 1983 yaitu : 1 Beban Mati Beban mati adalah berat semua bagian dari suatu gedung yang bersifat tetap, termasuk segala unsur tambahan yang tak terpisahkan dari gedung itu.Berikut ini merupakan beban mati yang akan digunakan:

- dinding pasangan batu merah setengah bata : 250 kg/m2

- plafon (eternit) : 11 kg/m

- penggantung langit-langit :

Penabelan Hasil Struktur atas Penabelan Hasil Struktur atas

Perhitungan Volume Perhitungan Volume

Hasil Perbandingan volume

Kesimpulan dan Saran

Finish

Page 4: STUDI PERBANDINGAN PERILAKU STRUKTUR DAN …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-10696-Paper.pdf · Pembangunan konstruksi gedung beton bertulang ... Beton Bertulang, Jakarta,

4

- penutup lantai dari ubin,keramik,tanpa adukan per cm tebal :

24 kg/m2 - Plesteran per cm tebal :

21 kg/m2 - Plumbing :

30 kg/m2 - beton bertulang :

2400 kg/m3

2. Beban Hidup Beban hidup adalah semua beban yang terjadi akibat penghunian atau penggunaan suatu gedung, dan kedalamnya termasuk beban-beban pada lantai yang berasl dari barang-barang yang dapat berpindah, mesin-mesin serta peralatan yang tidak merupakan bagian yang tak terpisahkan dari gedung dan dapat diganti selama masa hidup dari gedung itu. Untuk gedung sekolah, beban hidup pada lantai diambil sebesar 250 kg/m2. 3. Beban Gempa

Beban gempa statik ekivalen adalah suatu cara analisa 3 dimensi linier dengan meninjau beban-beban gempa statik ekivalen, sehubungan dengan sifat struktur gedung beraturan yang praktis berperilaku sebagai dua dimensi sehingga respon dinamiknya hanya ditentukan oleh respon ragam yang pertama dan dapat ditampilkan sebagai akibat dari beban statik ekivalen. Beban geser nominal yang terjadi di tekanan dasar dapat dihitung dengan persamaan 2.2 (SNI-03-1726-2002): :

WtR

ICV

×= 1

Dimana C1 : nilai Faktor Respon Gempa dari Respon

Spektrum Gempa Rencana. T1 : waktu getar alami fundamental. Wt : berat total gedung termasuk beban hidup

yang sesuai. I : Faktor Keutamaan menurut tabel 1 SNI 03-

1726-2002. R : Faktor reduksi gempe representatif dari

struktur yang bersangkutan.

4. Kontrol T-Rayleigh

T1 = 6.3

=

=n

i

n

i

diFig

diWi

1

1

2

.

.

Wi = berat lantai tingkat ke-i, termasuk beban hidup yang sesuai

Fi = beban-beban gempa nominal di = simpangan horisontal lantai tingkat ke-i g = percepatan gravitasi

• Waktu getar alami fundamental T1 struktur gedung untuk penentuan Faktor Respon Gempa C1 ditentukan dengan rumus-rumus empiris atau didapat dari hasil vibrasi bebas 3 dimensi, nilainya tidak boleh menyimpang lebih dari 20% dari nilai yang dihitung dengan perumusan diatas.

5. Kontrol Drift Kinerja batas layan (∆s) struktur gedung

ditentukan oleh simpangan antar tingkat akibat pengaru hgempa rencana , yaitu untuk membatasi terjadinya pelelehan baja dan peretakan beton yang berlebihan , disamping untuk mencegah kerusakan non struktural dan ketidaknyamanan penghuni . Menurut SNI 1726 pasal 8.1.1 tidak boleh melampaui :

∆s < hiR

×03,0atau 30 mm (yang terkecil)

Sedangkan kinerja batas ultimatum (∆m) struktur gedung ditentukan oleh simpangan antar tingkat maksimum struktur gedung diambang keruntuhan , yaitu untuk untuk membatasi kemungkinan terjadinya keruntuhan struktur yang dapat menimbulkkan korban jiwa . Faktor pengali berdasarkan ketentuan SNI 1726 pasal 8.2.1 untuk bangunan tidak beraturan , yakni ;

Sehingga , ∆m = ξ x ∆s < 0 ,02 x 6. .Kombinasi Pembebanan Kombinasi pembebanan didasarkan pada SNI 03 – 2847 – 2002 tentang Tata Cara Perencanaan

Page 5: STUDI PERBANDINGAN PERILAKU STRUKTUR DAN …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-10696-Paper.pdf · Pembangunan konstruksi gedung beton bertulang ... Beton Bertulang, Jakarta,

5

B alok 1

B alok 4 B alok 3

Dinding Geser 1 D inding G eser 2

B alok 3 B alok 3 B alok 3

B alok 4

B alok 4

Dinding G eser 1

D inding G eser 1 D inding Geser 1

B alok 1 B alok 1

B alok 1

B alok 3 B alok 3 B alok 3 B alok 3 B alok 4

Balok Induk 1

Balok Induk 2

Balok Anak 1

BA 1 BA 1 BA 1 BA 1 BA 1 BA 1

BA 2 BA 2 BA 2 BA 2 BA 3

BA 1 BA 1 BA 1 BA 1 BA 1 BA 1BA 1

BI 3

BI 3 BI 3

BI 2 BI 2 BI 2 BI 2 BI 2 BI 2

BI 2 BI 2 BI 2 BI 2 BI 2 BI 2 BI 2

BI 4

BI 1 BI 1 BI 1 BI 1 BI 1 BI 1

BI 4 BI 4 BI 4 BI 4

BI 5 BI 5 BI 5 BI 5

BI 4 BI 4 BI 4 BI 4 BI 4 BI 4

BI 1 BI 1 BI 1 BI 1 BI 1 BI 1BI 1

BI 5

Struktur Beton untuk Bangunan Gedung pada Bab 11.2. adalah sebagai berikut :

Combo 1 : 1.4 D Combo 2 : 1.2 D + 1.6 L Combo 3 : 1.2 D + 1.0 L + 1.0 E Combo 4 : 1.2 D + 1.0 L - 1.0 E Combo 5 : 0.9 D + 1.0 E mbo 6 : 0.9 D - 1.0 E

Dimana : D : Beban mati L : Beban hidup E : Beban gempa

Denah Flat Plate-ShearWall Denah Open Frame SRPMM

Page 6: STUDI PERBANDINGAN PERILAKU STRUKTUR DAN …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-10696-Paper.pdf · Pembangunan konstruksi gedung beton bertulang ... Beton Bertulang, Jakarta,

6

DESAIN FLAT PLATE

1. Perencanaan Pelat Lantai Dalam perencanaan dimensi pelat digunakan acuan SNI 03-2847-2002 (Pasal 11.5.3). Pada tugas akhir ini digunakan bentang terpanjang = 800 mm, dari tabel SNI 03-2847-2002 (Pasal 11.5.3) sehinga diperoleh tebal pelat dengan adanya balok tepi: h = λn / 33 = 8000-(2 x (600/2))

33 = 224,24mm ≈ 22,42 cm Dari perhitungan diatas tebal pelat minimum yang didapatkan ialah 22,42 cm akan tetapi untuk kemudahan dan keamanan maka pelat yang dipakai dalam perancangan struktur ialah 25 cm. � Penulangan Jalur Kolom ( Arah Melintang ) a. Penulangan Tumpuan Dalam pada Jalur Kolom Mu

- = 29.158,2 Kg.m Mu = 291.582.000 Nmm

Digunakan tulangan D 19

β1 = 0.85- 0.05

−7

35'fc= 0.81

ρbalance = )600(

600'85.01 fyfy

xfc

= )400600(

600

400

3581.085.0

+x

xx = 0,036

ρmax = 0.75 x ρbalance = 0.75 x 0.036 = 0.027 ρmin = 0,0018

Rnmelintang = 2)5,220(*1000*8,0

0291.582.00 = 7,49 Nmm2

m = 45,1335*85,0

400

'*85,0==

fc

fy

ρperlu =fy

Rnm

m

**211

1 −−

=400

49,7*45,13*211

45,13

1 −−

= 0,022 ρmin < ρperlu < ρmax

ρpakai = ρperlu = 0,0022 As perlu = ρmin x b x d = 0,022x 1000 x 220,5= 4.851 mm2 maka tulangan terpasang gunakan Ф19-50 (As = 5.673 mm2) b. Penulangan Daerah Lapangan pada Jalur Kolom Mu

+ = 5.287,62 Kg.m

Mu = 52.876.200 Nm

Digunakan tulangan D 16

β1 = 0.85- 0.05

−7

35'fc= 0.81

ρbalance = )600(

600'85.01 fyfy

xfc

= )400600(

600

400

3581.085.0

+x

xx = 0,036

ρmax = 0.75 x ρbalance = 0.75 x 0.036 = 0.027 ρmin = 0,0018

Rnmelintang = 2)222(*1000*8,0

52.876.200 = 1,35 Nmm2

m = 45,1335*85,0

400

'*85,0==

fc

fy

ρperlu =fy

Rnm

m

**211

1 −−

=400

35,1*45,13*211

45,13

1 −−

= 0,0035 ρmin < ρperlu < ρmax

ρpakai = ρperlu = 0,0035 As perlu = ρmin x b x d = 0,0035 x 1000 x 222 = 777 mm2 maka tulangan terpasang gunakan Ф16-250 (As = 805 mm2) � Penulangan Jalur Tengah a. Penulangan Tumpuan Dalam pada Jalur Tengah Mu

- = -3.221,31 Kg.m Mu = 32.213.100 Nm

Digunakan tulangan D 16

β1 = 0.85- 0.05

−7

35'fc= 0.81

ρbalance = )600(

600'85.01 fyfy

xfc

= )400600(

600

400

3581.085.0

+x

xx = 0,036

ρmax = 0.75 x ρbalance = 0.75 x 0.036 = 0.027 ρmin = 0,0018

Rnmelintang = 2)222(*1000*8,0

32.213.100 = 0,82 Nmm2

m = 45,1335*85,0

400

'*85,0==

fc

fy

Page 7: STUDI PERBANDINGAN PERILAKU STRUKTUR DAN …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-10696-Paper.pdf · Pembangunan konstruksi gedung beton bertulang ... Beton Bertulang, Jakarta,

7

ρperlu =fy

Rnm

m

**211

1 −−

=400

82,0*45,13*211

45,13

1 −−

= 0,0021 ρmin < ρperlu < ρmax

ρpakai = ρperlu = 0,0021 As perlu = ρmin x b x d = 0,0021 x 1000 x 222 = 466,2 mm2 maka tulangan terpasang gunakan Ф16-250 (As = 805 mm2 b. Penulangan Daerah Lapangan pada Jalur Tengah Mu

+ = 5.037,58 Kg.m Mu = 50.375.800 Nm

Digunakan tulangan D 16

β1 = 0.85- 0.05

−7

35'fc= 0.81

ρbalance = )600(

600'85.01 fyfy

xfc

= )400600(

600

400

3581.085.0

+x

xx = 0,036

ρmax = 0.75 x ρbalance = 0.75 x 0.036 = 0.027 ρmin = 0,0018

Rnmelintang = 2)222(*1000*8,0

50.375.800 = 1,3 Nmm2

m = 45,1335*85,0

400

'*85,0==

fc

fy

ρperlu =fy

Rnm

m

**211

1 −−

=400

3,1*45,13*211

45,13

1 −−

= 0,0033 ρmin < ρperlu < ρmax

ρpakai = ρperlu = 0,0033 As perlu = ρmin x b x d = 0,0033 x 1000 x 222 = 732,6 mm2 maka tulangan terpasang gunakan Ф16-250 (As = 805 mm2)

� Perencanaan Pelat Eksterior Flat Plate-ShearWall

Contoh penulangan diambil pelat interior 6 x 6 ( lantai 2 ) as D-E dan 1-2. Data – data :

• Mutu beton ( fc’ ) = 35 Mpa • Mutu baja tulangan ( fy = 400 Mpa • h pelat = 25 cm • Kolom = 60 cm x 60cm • L1 = 600 cm • L2 = 600 cm • Ln = 540 cm

Tulangan pokok = D 19 d = h pelat – selimut – ½ φ Tulangan pokok = 250 – 20 – 19/2 = 220,5 mm d’ = selimut + ½ φ Tulangan pokok = 20 + 19/2 = 29,5 mm � Penulangan Jalur Kolom a. Penulangan Tumpuan Dalam pada Jalur Kolom Mu

- = 10.812,2 Kg.m Mu = 108.122.000 Nmm

Digunakan tulangan D 19

β1 = 0.85- 0.05

−7

35'fc= 0.81

ρbalance = )600(

600'85.01 fyfy

xfc

= )400600(

600

400

3581.085.0

+x

xx = 0,036

ρmax = 0.75 x ρbalance = 0.75 x 0.036 = 0.027 ρmin = 0,0018

Rnmelintang = 2)5,220(*1000*8,0

0108.122.00 = 2,8 Nmm2

m = 45,1335*85,0

400

'*85,0==

fc

fy

ρperlu =fy

Rnm

m

**211

1 −−

=400

8,2*45,13*211

45,13

1 −−

= 0,0074 ρmin < ρperlu < ρmax

ρpakai = ρperlu = 0,0074 As perlu = ρmin x b x d = 0,0074x 1000 x 220,5= 1.631,7 mm2 maka tulangan terpasang gunakan Ф19-150 (As = 1.891 mm2) b. Penulangan Tumpuan Luar pada Jalur Kolom Mu

- = 4.240,57 Kg.m Mu = 42.405.700 Nmm

Digunakan tulangan D 16

Page 8: STUDI PERBANDINGAN PERILAKU STRUKTUR DAN …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-10696-Paper.pdf · Pembangunan konstruksi gedung beton bertulang ... Beton Bertulang, Jakarta,

8

β1 = 0.85- 0.05

−7

35'fc= 0.81

ρbalance = )600(

600'85.01 fyfy

xfc

= )400600(

600

400

3581.085.0

+x

xx = 0,036

ρmax = 0.75 x ρbalance = 0.75 x 0.036 = 0.027 ρmin = 0,0018

Rnmelintang = 2)222(*1000*8,0

42.405.700 = 1,1 Nmm2

m = 45,1335*85,0

400

'*85,0==

fc

fy

ρperlu =fy

Rnm

m

**211

1 −−

=400

1,1*45,13*211

45,13

1 −−

= 0,003 ρmin < ρperlu < ρmax

ρpakai = ρperlu = 0,003 As perlu = ρmin x b x d = 0,003x 1000 x 222= 666 mm2 maka tulangan terpasang gunakan Ф16-250 (As = 805 mm2) c. Penulangan Daerah Lapangan pada Jalur Kolom Mu

+ = 1.867,66 Kg.m Mu = 18.676.600 Nm

Digunakan tulangan D 16

β1 = 0.85- 0.05

−7

35'fc= 0.81

ρbalance = )600(

600'85.01 fyfy

xfc

= )400600(

600

400

3581.085.0

+x

xx = 0,036

ρmax = 0.75 x ρbalance = 0.75 x 0.036 = 0.027 ρmin = 0,0018

Rnmelintang = 2)222(*1000*8,0

18.676.600 = 0,48Nmm2

m = 45,1335*85,0

400

'*85,0==

fc

fy

ρperlu =fy

Rnm

m

**211

1 −−

=400

48,0*45,13*211

45,13

1 −−

= 0,0012 ρperlu < ρmin < ρmax

ρpakai = ρperlu = 0,0018 As perlu = ρmin x b x d = 0,0018 x 1000 x 222 = 399,6 mm2 maka tulangan terpasang gunakan Ф16-250 (As = 805 mm2) � Penulangan Jalur Tengah a. Penulangan Tumpuan pada Jalur Tengah Mu

-= 5.000,48 Kg.m Mu = 50.004.800 Nm

Digunakan tulangan D 16

β1 = 0.85- 0.05

−7

35'fc= 0.81

ρbalance = )600(

600'85.01 fyfy

xfc

= )400600(

600

400

3581.085.0

+x

xx = 0,036

ρmax = 0.75 x ρbalance = 0.75 x 0.036 = 0.027 ρmin = 0,0018

Rnmelintang = 2)222(*1000*8,0

50.004.800 = 1,28 Nmm2

m = 45,1335*85,0

400

'*85,0==

fc

fy

ρperlu =fy

Rnm

m

**211

1 −−

=400

28,1*45,13*211

45,13

1 −−

= 0,0032 ρmin < ρperlu < ρmax

ρpakai = ρperlu = 0,0032 As perlu = ρmin x b x d = 0,0032 x 1000 x 222 = 710,4 mm2 maka tulangan terpasang gunakan Ф16-250 (As = 805 mm2)

b. Penulangan Daerah Lapangan pada Jalur Tengah Mu

+ = 1.369.02 Kg.m Mu = 13.690.200 Nm

Digunakan tulangan D 16

Page 9: STUDI PERBANDINGAN PERILAKU STRUKTUR DAN …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-10696-Paper.pdf · Pembangunan konstruksi gedung beton bertulang ... Beton Bertulang, Jakarta,

9

β1 = 0.85- 0.05

−7

35'fc= 0.81

ρbalance = )600(

600'85.01 fyfy

xfc

= )400600(

600

400

3581.085.0

+x

xx = 0,036

ρmax = 0.75 x ρbalance = 0.75 x 0.036 = 0.027 ρmin = 0,0018

Rnmelintang = 2)222(*1000*8,0

13.690.200 = 0,35 Nmm2

m = 45,1335*85,0

400

'*85,0==

fc

fy

ρperlu =fy

Rnm

m

**211

1 −−

=400

35,0*45,13*211

45,13

1 −−

= 0,00089 ρperlu < ρmin < ρmax

ρpakai = ρmin = 0,0018 As perlu = ρmin x b x d = 0,0018 x 1000 x 222 = 399,6mm2 maka tulangan terpasang gunakan Ф16-250 (As = 805 mm2) Kontrol Lendutan Pelat

Kontrol lendutan ini berfungsi sebagai kenyamanan dalam pemakaian struktur tersebut , dimana struktur beton bertulang yang mengalami lentur harus memiliki kekakuan yang cukup untuk mengatasi lendutan yang besar , adapun ketentuannya untuk pelat dua arah ini ialah SNI2847 pasal 11.5 tabel 9 , dengan rumusan :

∆c = IE

W

..384

..5 2l

dimana W = beban merata

(kN/m’) l = bentang as kolom

(m) E = Modulus Elastisitas (kN/m2) I = Momen Inertia (m4) Karena pembebanan , panjang bentang , modulus Elastisitas ,dan momen inersia kedua sistem sama maka lendutannya juga sama , maka : W = qd + ql + q dinding=(( 8 (754 + 250))+( 250 x 3,75 ) = 8969,95 Kg/m’ = 89,6965 kN/m’

l = 8 m (bentang terpanjang)

E =4700 'fc =4700 '35 =27805,57

Mpa=27805574,98 kN/m2 I = 1/12.b h3 = 1/12(8 )(0,25)3= 0,0104 m4 Sehingga lendutan untuk bentang 4,5 m kedua sistem tersebut :

∆c =IE

W

..384

..5 2l

=)0104,0)(.98,27805574.(384

)8).(6965,89.(5 2

=

0,00026 Pada pasal 11.5 tabel 9 persyaratan lendutan yang diijinkan untuk pelat lantai yang menahan beban naon struktural ialah sebesar :

∆ijin = = 480

λ480

)6008000( −= 15,42 mm = 0,0154 m >

∆c Dari kontrol lendutan ini dapat dipastikan bila terjadi lendutan maka lendutan tersebut tidak tampak karena nilainya lebih kecil dari yang disyaratkan . Transfer Momen Tak Berimbang Sebagai Lentur Pada Pelat Bagian dari momen tak seimbang yang dipikul oleh eksentrisitas geser Mv = γv.Mu sesuai SNI 03-2847-2002 pasal 13.12.6

γv.= 1 – γf γf =

dc

dc

+

+−

+2

13

21

11

a. kolom tengah b. Kolom tepi Perhitungan untuk kolom tengah gambar (a) c1+d = 60 + 22,05 = 82,05 cm ( b1 ) c2+d = 60 + 22,05 = 82,05 cm ( b2 )

γf =

2

1

3

21

11

b

b+− = 0,60

Page 10: STUDI PERBANDINGAN PERILAKU STRUKTUR DAN …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-10696-Paper.pdf · Pembangunan konstruksi gedung beton bertulang ... Beton Bertulang, Jakarta,

10

γf =

05,80

05,80

3

21

11

+− = 0,60

γv = 1 – 0,6 γv = 0,4 b. Perhitungan untuk kolom tepi gambar (b) c1+d = 60 + 22,05 = 82,05 cm c2+d/2 = 60 + 0,5.22,05 = 71,025 cm

γf =

025,71

05,82

3

21

11

+− = 0.58

γv = 1 – 0,58 γv = 0,42 menurut SNI 2847 pasal 13.12.6 sebagian momen tidak berimbang tersebut γf (Mu) harus disalurkan sebagai lentur dan sisanya γv (Mu) disalurkan melalui eksetrisitas geser terhadap pusat penampang kritis , sehingga γf (Mu) = ф Mn Dari momen kombinasi diatas yang ditransferkan ke kolom interior dalam bentuk lentur sebesar : γf (Mu) = 0.60 x 29.158,2 = 17.494,92 Kg.m

Mn = 8.0

92,494.17 = 21.868,65 kg m = 21.868,65 x104

N.mm

a = xbxfc

Asxfy

'85.0=

10003585.0

400

xx

Asx= 0,0134 As

Mn = As x fy

−2

ad

21.868,65 x104 = As x 400

−2

)(0134,05,220

As

2,68 As2 – 88.200 As + 218.686.500 = 0 As1 = 30.209,3 mm2 (tidak masuk akal) As2 = 2.701,14 mm2 (masuk akal berdasarkan perhitungan Mu

- int jalur kolom didapat tulangan Ф19-75

(As = 3.782 mm2 ) dan Ф19-50 ( As = 5.673 mm2 ). Sedangkan pada pertemuan pelat kolom butuh As = 2.701,14 mm2 sebagai akibat dari transfer momen tak berimbang, akan tetapi jalur kolom memiliki Ф19-75 (As = 3.782 mm2 ) dan Ф19-50 ( As = 5.673 mm2 )maka diarasa cukup aman.

� Dengan penampang pada gambar (b) Dari momen kombinasi diatas yang ditransferkan ke kolom eksterior dalam bentuk lentur sebesar : γf (Mu) = 0.58 x 4.240,57 = 2.459,54 Kgm

Mn = 8.0

54,459.2 = 3.074,42 kg m =.3.074,42 x104 N.mm

a = xbxfc

Asxfy

'85.0=

10003585.0

400

xx

Asx= 0.0134As

Mn = As x fy

−2

ad

3.074,42 x104 = As x 400

−2

)(0134,05,220

As

2,68 As2 – 88.200 As + 30.744.200 = 0 As1 = 32.558,1 mm2 (tidak masuk akal) As2 = 352,35 mm2 (masuk akal karena berdasarkan perhitungan Mu

- ekst jalur kolom didapat tulangan Ф16-

250 ( As = 805 mm2). Sedangkan pada pertemuan pelat kolom butuh As = 352,35 mm2 sebagai akibat dari transfer momen tak berimbang, akan tetapi jalur kolom memiliki Ф16-250 ( As = 805 mm2). maka diarasa cukup aman. Sedangkan transfer momen tak imbang sisanya disalurkan sebagai tegangan geser sebesar : γv (Mu) = 0,4 (29.158,2) = 11.663,28 Kg.m (Interior) γv (Mu) = 0,42 (4.240,57) = 1.781,04 Kg.m (Eksterior Transfer momen tak berimbang sebagai geser Transfer momen tak imbang digunakan momen dari hasil ETABS 3D yaitu : γv (Mu) = 0,4 (29.158,2) = 11.663,28 Kg.m (Interior) γv (Mu) = 0,42 (4.240,57) = 1.781,04 Kg.m (Eksterior

� Dengan penampang pada gambar (a) Didapatkan properti untuk penampang kritis , sebagai berikut: a = c2+d = 60 + 22,05 = 82,05 cm b = c1+d = 60 + 22,05 = 82,05 cm Ac = d(2a+b) = (0,2205){2(0,8205)+0,8205} = 0,55 m2

Cab = a/2 = 82,025/2 = 41,0125 cm

Jc = d 6

.

26

323 dabaa +

+ dimana:

a = c1+d = 60+22,05 = 82,05 cm b = c2+d = 60+22,05 = 82,05 cm Jc =

22,05 ( )6

)05,22.(05,82

2

)05,82(05,82

6

05,82 323

+

+

= 8.266.551,36 cm4 = 0,083 m Gaya geser akibat beban gravitasi dan beban lateral • Beban gravitasi

Page 11: STUDI PERBANDINGAN PERILAKU STRUKTUR DAN …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-10696-Paper.pdf · Pembangunan konstruksi gedung beton bertulang ... Beton Bertulang, Jakarta,

11

VD = 21 ll ××Dw = 754 x 7 x 8 = 42.224 Kg

VL = 21 ll ××Lw = 250 x 7 x 8 = 14.000 Kg • Beban Lateral

Berdasarkan analisa geser pelat pada analisa ETABS, tidak didapatkan gaya geser gempa yang berpengaruh terhadap pelat ( E = 0 )

KombinasiVu(kg) komb 1 komb 2

1.2D+1L±1E 64.668,8 36.668,8

0.9D±1E 38.001,6 38.001,6 Dipilih Vu 64.668,8 kg Vu akibat 1.2D+1,6L= 73.068,8 Kg > 64.668,8 Kg Tegangan kombinasi :

vu = Jc

CMuv

Ac

Vu ab..γ±

= 083,0

)2

315,0)(28,663.11(

55,0

8,068.73±

vu1 = 154.984,49 Kg/m2 ( menentukan ) vu2 = 110.720,23 Kg/m2 Sedangkan Vc maksimum yang diizinkan pada beton adalah :

'4 cf = '354 c = 23,66 N/mm2 = 2.366.000 Kg/m2

Jadi beton mampu menahan geser yang terjadi dikarenakanVu < Vc maksimum = 154.984,49 Kg/m2 < 2.366.000 Kg/m2 ( OK!! )

� Dengan penampang pada gambar (b) Didapatkan properti untuk penampang kritis , sebagai berikut: Didapatkan properti untuk penampang kritis , sebagai berikut: a= c2+d/2 = 60 + 0,5.22,05/2 = 71,025 cm b = c1+d = 60 + 22,05 = 82,05 cm Ac = d (2a+b) = (0,2205){2(0,71025)+0,8205} = 0,494 m2

Cab = Ac

ada

×××2

2

= 4940

2

025,7105,22025,712

×××

= 22,52 cm

Jc = d 6

.

26

323 dabaa +

+ dimana:

Jc =

22,05 ( )6

)05,22(025,71

2

)025,71(05,82

6

025,71 323

+

+

= 6.006.926,71 cm4 = 0,06 m

Gaya geser akibat beban gravitasi dan beban lateral • Beban gravitasi

VD =2

21 ll ××Dw=

2

1x 754 x 6 x 8= 18.096

kg

VL = 2

21 ll ××Lw=

2

1x 250 x 6 x 8 = 6.000

kg • Beban Lateral

Berdasarkan analisa geser pelat pada analisa ETABS, tidak didapatkan gaya geser gempa yang berpengaruh terhadap pelat ( E = 0 )

KombinasiVu(kg) komb 1 komb 2

1.2D+1L±1E 27.715,2 15.715,2

0.9D±1E 16.286,4 16.286,4 Dipilih Vu = 27.715,2kg Vu akibat 1.2D+1,6L= 31.315,2 Kg > 27.715,2 Kg Tegangan kombinasi :

vu = Jc

CMuv

Ac

Vu ab..γ±

= 06,0

)2

2252,0)(04,781.1(

494,0

2,315.31±

vu1 = 67.131,29 Kg/m2 ( menentukan ) vu2 = 59.650,9 Kg/m2 Sedangkan Vc maksimum yang diizinkan pada beton adalah :

'4 cf = '354 c = 23,66 N/mm2 = 2.366.000 Kg/m2

Jadi beton mampu menahan geser yang terjadi dikarenakanVu < Vc maksimum = 67.131,29 Kg/m2 < 2.366.000 Kg/m2 ( OK!! )

Page 12: STUDI PERBANDINGAN PERILAKU STRUKTUR DAN …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-10696-Paper.pdf · Pembangunan konstruksi gedung beton bertulang ... Beton Bertulang, Jakarta,

12

AD

BC

b1=c1+d

b2=c2+dkolom

800

ln

AD

BC

b1=c1+d

b2=c2+dkolom

800

700

Transfer Geser ke Kolom Sesuai SNI 03-2847-2002 pasasl 13.12.1

menentukan kebutuhan akan tulangan geser harus ditinjau dengan kontrol geser satu arah (aksi balok lebar) maupun dua arah (geser punching) , akan tetapi aksi balok lebar pada umumnya jarang menentukan sebab resiko dari aksi balok lebar yakni pelat sebagai balok lebar pemikul beban tidak seburuk resiko kegagalan geser punching yaitu pelat sobek karena tertembus oleh kolom .

� Perencanaan Geser Kolom Interior Geser satu arah qD = 754 Kg/m2

qL = 250 Kg/m2 qU = 1,2 qD + 1,6 qL

= 1,2(754) +1,6 (250) = 1.304,8 Kg/m2 d = 22,05 cm Ln = 0,5 L – 0.5 (dimensi kolom arah x) – d = 0,5(8) – 0,5(0,6) – 0,2205 = 4,4795 m (tiap satu meter lebar )

Gambar: geser satu arah Vu1 = qU.Ln = 1.304,8 (1 x 3,4795) = 4.540,052 Kg (per satu meter) vn = vu/ф

vn = φ

1Vu=

)55,0(

052,540.4 = 8.254,64 Kg = 82.546,4

N

Tegangan izin beton untuk gaya geser satu arah menurut SNI 2847 pasal 13.12.3.1 menyatakan kuat geser beton tanpa tulangan tidak lebih besar dari :

φ Vc =φ x xbwxdfcx '6

1

= 0,6 x 2221000356

1xxx

=131.336,97 N φ Vc > vn 131.336,97 N > 82.546,4 N Geser dua arah

Ln = ( )( )[ ]21))(( bbs −l

= ( )( )[ ]8205,08205,0)7)(8( − = 55,327 m2

Gambar: geser dua arah Vu2 = qU.Ln = 1.304,8 (55,327) = 72.190,67 Kg

vn = .φ

Vu=

)85,0(

67,190.72

= 84.930,2 Kg =849.302 N

))2205,02205,0(2())6,06,0(2( xxbo +=

= 3,282 m = 3.282 mm Tegangan izin beton untuk geser dua arah menurut (SNI 03-2847-2002 Pasal 13.12.2.1) menyatakan :

• vc = dbofc

c..

6

'21

+

β =

5,22032826

35

1

21 xx

+

= 2.140.677,27 N

Page 13: STUDI PERBANDINGAN PERILAKU STRUKTUR DAN …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-10696-Paper.pdf · Pembangunan konstruksi gedung beton bertulang ... Beton Bertulang, Jakarta,

13

• vc = dbofc

bo

ds ..12

'2

+ α =

5,220328212

35

400

)5,220(402 xx

+ =

= 8.580.548,044 N

• vc = dbofc

..3

'= 5,2203282.

3

35x =

1.427.118,18 N Diambil vc = 1.427.118,18 N = 1.427,119 N Menurut SNI 03-2847-2002 pasal 11.3.2.3 faktor koreksi ф untuk SPBL diambil sebesar ф = 0,75 sehingga :

• Ф vc = 0,75 (1.427.118,18 N ) = 1.070.338,635 N

• 0.5 Ф vc = 0,5 (1.070.338,635) = 535.169,317 N

Sehingga : 0.5 Ф vc < vu < Ф vc ( beton aman dari geser punching) 535.169,317 N < 849.302N <1.070.338,635N Karena Фvc < vu2 < Фvn , maka direncanakan tulangan geser sengkang minimum untuk memikul kelebihan tegangan beton Фvc. Untuk perencanaan tulangan geser SNI 2847 pasal 13.5.6 menjelaskan perumusan berikut ini :

Vs = s

dfyAv .. ,

Untuk jarak maksimum SNI 2847 pasal 13.5.4 memberi batasan, yakni 0,50 d atau 600 mm , maka: Smax = 0,50 (0,2205) = 0,11025 m = 110,25 mm Direncanakan tulangan sengkang ф12-100 Vs =

kNNxx

s

Avxfyxd701,9928,701.99

5,22040004,113

100===

Vsunbalanced = dbo

Vs

.=

2205,0).8205,08205,0(2

701,99

+=

137,78 kN/m2

vsijin= 0,55x ...353

1dbw = 236,766 kN

vs pasang < vs ijin ,tulangan geser dapat digunakan dan struktur aman dari kegagalan geser punching

Panjang tulangan geser pelat

Panjang kebutuhan geser sengkang pelat ditentukan terhadap besarnya kebutuhan pelat dalam memikul momen geser dari momen tak imbang , sebesar γv (Mu) = 0,4 (29.158,2) = 11.663,28 Kg.m (Interior) γv (Mu) = 0,42 (4.240,57) = 1.781,04 Kg.m (Eksterior )

Agar memperoleh panjang penghentian terbesar , harus dipakai kombinasi beban 1.2D+1.6L+ kemungkinan kuat memen nominal diujung komponen .

( )

( )

s

s

c

ys

A

A

bf

fAa

034,0

4003585,0

400

'85,0

=××

×=

×××

=

28,6200.88

2

034,05,220400

2

ss

ss

ys

AA

AA

adfAMn

−=

−×=

−×=

Maka : As1 = 5.673 mm2 (Ф19-50 , tulangan negatif interior)

Mn1 = 256738,65673200.88 xx − = 281.514.682,8 Nmm = 28.151,47 Kg.m As2 = 805 mm2 (Ф16-250 , tulangan negatif eksterior)

Mpr2 = 28058,6805200.88 xx −

= 66.594.430 N.mm = 6.659,44 Kg.m

Page 14: STUDI PERBANDINGAN PERILAKU STRUKTUR DAN …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-10696-Paper.pdf · Pembangunan konstruksi gedung beton bertulang ... Beton Bertulang, Jakarta,

14

+=

db

Kcfc

fy

db

ld

tr

λγβα ....

'10

.9

Gambar : diagram momen untuk menentukan

batas tulangan geser (sistem flat plate-shearwall)

Sehingga : 1.304,8.(1/2)x2 – 7.751,26x + 28.151,47 = 11.663,28 652,4x2 – 7.751,26 x + 16.488,2 = 0 x 1 = 9,1 m x 2 = 2,7 m (masuk akal) Berdasarkan SNI 03-2847 Pasal 14.10.3 panjang yang digunakan sebesar : l = x + d = 2,7 + 0,2205 = 2,9205 m atau l = x + 12(db) = 2,7 + 12(0,019) = 2,928 m (menentukan) maka gunakan l = 3 m Panjang ld = 3 m harus lebih panjang dari ld sesuai SNI 03-2847-2002 Ps. 14.2.2 Tabel 11 Dimana : α = 1,3 (tulangan horizontal yang ditempatkan

sedemikian hingga lebih dari 300 mm beton segar dicor pada komponen dibawah panjang penyaluran atau sambungan yang ditinjau.

β = 1,0 (tulangan tanpa pelapis) γ = 1,0 (Ukuran tulangan horizontal D25) λ = 1,0 (beton dengan berat normal) Ktr = 0 (asumsi awal perencanaan) c = 20 + 12 + 19/2 = 41,5 mm

db

Ktrc + =

19

05,41 += 2,18

Jadi :

= 18,23510

1113,14009

xx

xxxxx= 36,29

ld = 36,29 x 19 = 689,51 mm, diambil nilai ld ≈ 700 mm = 0,7 m. Ternyata ld = 3 m > 0,7 m, maka digunakan ld sepanjang 3 m dari muka kolom. Jadi digunakan

jarak penulangan geser sebesar l -21c

= 3000 -

2

600= 2700 mm ≈ 2,7 mm dari tepi luasan kritis

2. Perencanaan Kolom Pendesainan kolom menggunakan program bantu PCACOL v 3 Berdasarkan Tabel 4.28 diperoleh gaya-gaya dalam pada kolom interior yang terbesar adalah : Gaya Aksial : -564.059.97Kg = - 5.640,6 kN Momen : -20.049,538Kg.m = - 200,495 kN.m

Berdasarkan kombinasi beban di atas, ternyata untuk semua lantai kolom memerlukan tulangan memanjang yang sama sebanyak 1,64 % atau 12 D25. Seperti terlihat pada gambar di atas, sebuah diagram interaksi yang dibuat dengan program PCACOL. Prosentase kolom ini sesuai syarat SNI 03-2847-2002 pasal 23.4.3.1 yaitu antara 1 % - 6 % telah dipenuhi.

1.2D+1.6L = 1.304,8 Kg/m

6.659,44 Kg.m 28.151,47 Kg.m

7.751,26 Kg 5.141,67 Kg

6.659,44 Kg

28.151,47 Kg

5,4 m

2,328 m

+=

db

Kcfc

fy

db

ld

tr

λγβα ....

'10

.9

3574

820

Page 15: STUDI PERBANDINGAN PERILAKU STRUKTUR DAN …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-10696-Paper.pdf · Pembangunan konstruksi gedung beton bertulang ... Beton Bertulang, Jakarta,

15

Menurut SNI 03-2847-2002 Pasal 12.3.5.2 : kapasitas beban aksial kolom tidak boleh kurang dari beban aksial terfaktor hasil analisa struktur.

( )[ ]tsytsgcn AfAAfP ×+−××××= '85,08,0max φφ

( )[ ]892.5400892.5000.3603585,065,.08,0max ×+−××××=nPφkNNPn 9,703.676,586.703.6max ==φ > 5.640,6

kN... OK Jadi berdasarkan kombinasi perhitungan pembebanan kolom didapatkan harga kebutuhan luasan tulangan sebesar : As = ρ Ag = 1,64 % x 6002 = 5.892 mm2 Dipasang 12 D 25 (As = 5.892 mm2) Penulangan Geser Kolom Interior

Sesuai SNI 03-2847-2002 pasal 23.10.5.1, penulangan transversal khusus ( snedi plastis ) dibutuhkan sejarak lo dari kedua ujung kolom, dimana :

Panjang lo > 1/6 l = 1/6 (4000 - 250) = 625 mm

(menentukan )

> h = 600 mm 500 mm

Sehingga lo akan diambil sejarak 625 mm dari muka

joint.

Dan sesuai SNI 03-2847-2002 pasal 23.10.5.1, spasi

maksimum yang diijinkan untuk tulangan transversal

dalam jarak 700 mm tersebut adalah : - 8 d tul longitudinal terkecil = 8x 25 = 200 mm (menentukan) - 24 Φs = 24 x 12 = 288 mm -1/2 dimensiterkecil=0.5(600)=300 mm - 300 mm

Kuat geser rencana kolom untuk struktur harus memenuhi persyaratan SNI 03-2847-2002 Ps. 20.10.3.2, yaitu: 1. Jumlah gaya lintang akibat termobilisasinya kuat

lentur nominal komponen struktur pada setiap ujung bentang bersihnya dan akibat beban gravitasi terfaktor.

2. Gaya lintang maksimum yang diperoleh dari

kombinasi beban rencana termsuk pengaruh beban gempa E, dengan E sebesar dua kali. U = 1,2D + 1,0L + 2,0E

Sehingga dari diagram interaksi diatas didapatkan nilai momen nominal sebesar 820 KN

Sehingga 820== nbnt MM

kNVe 33,43775,3

820820 =+=

Dan dengan menggunakan program bantu ETABS V.09 maka didapatkan akibat kombinasi beban adalah = 1.485,36 kN. Sehingga nilai yang menentukan adalah = 1.485,36 kN

� Pengekangan Pada Sendi Plastis

Kontribusi beton dalam memikul geser sebesar sesuai dengan SNI 03-2847-2002 Ps. 13.3.1.2 untuk komponen struktur yang dibebani tekan aksial adalah sebagai berikut,

Vc = bwdfc

Ag

Nu

6

'

141

+

= 5,5356006

35

60014

10562.31

2

3

xx

x

+

= 540.707,5 N = 540,7 kN φVc = 0,75 x 540,7 = 405,525 kN 0.5φVc = 0.5x 405,525 = 202,77 kN Kondisi 0.5φVc < φVc < Vu berarti memerlukan tulangan geser.

Vn = 48,980.175,0

36,485.1 ==φ

uV kN

Dicoba pada sendi plastis digunakan tulangan sengkang 4 φ14 – 75 mm (Av = 615,44 mm2).

kNs

dfAV ys

s 7,757.175

5,53540044,615 =××=××

=

( ) ( ) kNVV cs 8,723.17,5407,757.175,0 =+=+φ

> Vu = 1.485,36 kN Sehingga sengkang 4 φ14-75 dapat digunakan, So = 75 mm < 200 mm ( OK !!!) Sengkang pertama harus dipasang tidak lebih dari 0,5 so dari muka HBK. � Pengekangan Pada Luar Sendi Plastis

Berdasarkan SNI 03-2847-2002 Ps. 20.10.5.2, persyaratan untuk penulangan kolom bahwa spasi sengkang ikat pada sebarang penampang kolom tidak boleh melebihi,

mmSo 1507522 =×=

Dipasang mmSo 125=

Tulangan geser 14 – 125 mm dapat dipasang

Page 16: STUDI PERBANDINGAN PERILAKU STRUKTUR DAN …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-10696-Paper.pdf · Pembangunan konstruksi gedung beton bertulang ... Beton Bertulang, Jakarta,

16

3. Perencanaan Dinding Geser Menentukan DS perlu komponen batas khusus bila:

c ≥

×

whu

wl

δ600

dengan 007,0>w

u

h

δ

Sedangkan nilai c ditentukan berdasarkan panjang daerah serat tekan akibat momen nominal yang bekerja , untuk itu perlu terlebih dahulu didesain kebutuhan tulangan vertikal komponen batas DS di kedua sisi berukuran 60 x 60 cm2

Gambar : diagram interaksi disain kekuatan dinding strutur 1

Gambar 4.20 menunjukkan dinding struktur dapat menampung kombinasi beban tersebut di Tabel 4.30 dengan pemasangan 36φ25 pada komponen batas dan 2 tirai tulangan vertikal 2φ14, s = 150 mm pada badan dinding geser. Nilai c ditentukan konsisten dengan terjadinya δu (idem ∆m) dan harus diperoleh dari 2 kombinasi beban aksial tersebut. Di Tabel 5.42 dari kombinasi momen nominal maksimum Mn’ yang menghasilkan c yang lebih besar yaitu:

Pu = 1,2D + 0,5 L

= 1,2 x 4.168,9 kN+ 0,5 x 647,64

= 5.326,5 kN.m

dan

Pu’ = 0,9D

= 0,9 x 7613,77

= 3.752,01 kN.m

Mn’ dari beban aksial berfaktor ini diperoleh dengan bantuan diagram interaksi di gambar 4.21 yang dibuat untuk Dinding struktur dengan tulangan tersebut diatas.

Momen dengan φ = 1 dan fs = fy. Dengan bantuan program komputer PCACOL pula , nilai c diperoleh.

Gambar Diagram Pn-Mn Untuk Dinding Struktur 1 dengan φφφφ = 1 dan fs = fy

didapatkan Mu = 100817,4 kN β1 = 0,796 As = 50.136 mm2

a = bfc

fyAs

'..85,0

. =

)600)(35.(85,0

)400)(50136(= 1.123,5 mm

a = β1 c

c = 796,0

5,123.1= 1.411,42 mm

)/(600 wu

w

hδl

=)007,0(600

)8600(=2.047,6 mm > 1.411,42

mm Dari perumusan SNI 2847 pasal 23.6.6.2a diatas menunjukkan bahwa dinding geser 1 tersebut tidak membutuhkan komponen batas , hal ini disebabkan baban aksial yang bekerja pada dinding geser relatif kecil. Maka komponen batas dinding geser yang terpasang dimensinya dan detailingnya disamakan dengan desain kolom untuk flat plate- Shearwall . Dinding struktural tanpa komponen batas sendiri diatur dalam Pasal 23.6.6.5 mengatur persyaratan , yaitu :

ρg >fy

8,2

rasio penulangan ρg untuk kasus diatas seharga:

5326,

100817.4

Page 17: STUDI PERBANDINGAN PERILAKU STRUKTUR DAN …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-10696-Paper.pdf · Pembangunan konstruksi gedung beton bertulang ... Beton Bertulang, Jakarta,

17

ρg = Ac

As=

)600600(

)491(36

×= 0,0491 >

400

8,2= 0,007

,dan

Vu = 5.194,32 kN< (320x8600) 35= 16.281 kN Maka hanya ketentuan dari pasal 23.6.6.5a yang harus dipenuhi , yaitu : 1. Syarat type sengkang sesuai Pasal 23.4.4.1c dan s ≤

200 mm 2. Syarat jarak spasi tulangan pengikat silang sesuai

dengan pasal 23.4.4.3.yaitu ≤ 350 mm . 3. Ketentuan dari butir 1 dan 2 berlaku dilokasi sesuai

dengan pasal 23.6.6.4a yaitu

(c – 0,1 wl ) = (1.411,42 – 0,1(8.600)) = 551,42 mm ,

atau

2

c=

2

42,411.1= 705,71 mm

Gunakan nilai terbesar yakni 705,71 mm ≈ 700 mm Untuk memenuhi pasal 9.10.5 dipasang tulangan dengan diameter 4φ12-150 dengan komposisi, pada komponen batas ini .

4. Perencanaan Balok Tepi Sebagai contoh perhitungan balok Induk Lantai

memanjang 1:

Dari analisa didapatkan momen yang terbesar dari

Balok Lantai Memanjang :

- Tumpuan Kiri negative = -29541.9 Kg m

- Tumpuan kiri positive = 22.992,5 Kg m

- Lapangan = 3.228,61 Kg m

- Tumpuan Kanan negative = -30.789, 1 Kg m

- Tumpuan Kanan postive = 25.132,54 Kg m

Data Perancangan

cf ' = 35 MPa

yf = 400 MPa

h = 400 mm b = 600 mm Tul.longitudinal = D 22 Tul.geser = φ 12 mm d’ = 40+12+ (½) (25) = 64,5 mm d = h - d’ = 600 – 64,5= 535,5 mm

Berdasar SNI 03-2847-2002 Pasal 23.10.2 , komponen lentur SRPMM harus memenuhi :

Gaya aksial tekan terfaktor ≤ 10'cfAg×

(sangat kecil ) Kg ≤ ≤ 840.000 N = 84.000 Kg Dari hasil analisa dengan Etabs V 09 didapat gaya aksial tekan terfaktor = (sangat kecil ) Kg ≤ 84.000 Kg

β1 = 0,81

+=

fyfy

cfb

600

600'185.0 βρ

= 036,0400600

600

400

3581.085.0 =

+xx

bρρ 75.0max = = 0.75 x 0.036 = 0,027

dfy

xb .600

600

+=

mmxb 3,3215,535.400600

600 =+

=

Ambil nilai x ≤ 0,75 Xb

x ≤ 0,75 321,3 mm

x ≤ 240,975 mm

ρmin tidak boleh kurang dari fy

cf

4

' dan tidak boleh

lebih kecil dari fy

4,1 ( SNI 03-2847-2002 pasal

12.5.1)

0037,04004

35

4

'min

==fy

cfρ

0035,0400

4,14,1min

===fy

ρ diambil yang

terbesar 0,0037

45,133585.0

400

'85.0===

xcf

fym

Daerah Tumpuan Kanan M u negatif = -30.789,1 Kg m = -307.891.000 Nmm (yang terbesar) Mn perlu =

750.863.3848,0

0307.891.00 ==φ

Mu Nmm

Diasumsikan tulangan tarik saja

1035600400 ××

Page 18: STUDI PERBANDINGAN PERILAKU STRUKTUR DAN …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-10696-Paper.pdf · Pembangunan konstruksi gedung beton bertulang ... Beton Bertulang, Jakarta,

18

x direncanakan 75 mm ≤ 240,975 mm

fy

xbfcAsc

.'..1.85,0 β=

231,807.1400

75.400.35.81,0.85,0mm==

−=2

.1.

xdfyAscMnc

β

Nmm5,985.166.3652

75.81,05,53540031,807.1 =

−×=

mmNMncMn −=−=− 5,764.696.195,985.166.365750.863.384

( ) ( ) Ndd

MncMnTCs 023,819.41

5,645,535

5,764.696.19

'2' =

−=

−−==

fyx

dfs ≤

−= 600'

1'

MPafyMPa 4008460075

5,641 =<=

−=

( Tulangan tekan belum leleh, digunakan f ‘ s ) tidak leleh

Tulangan tekan perlu dan tulangan tarik tambahan

( )'.85,0'

''

fcfs

CsAs

−=

( )284,770

35.85,084

023,819.41mm=

−=

fy

TAss

2=

255,104400

023,41819mm==

Tulangan perlu

• As = Asc + Ass

• As’ = As’

Sehingga :

As= 1.807,31 + 104,55 = 1.911,86 mm2

As’= 770,84 mm2

Pemilihan Tulangan Pada sisi yang tertarik dipasang tulangan 4 D-25( A

=1.964 mm2 )

Pada sisi yang tertekan dipasang ulangan tekan :

2' 84,770 mmAs =

Maka Dipakai tulangan 2 D - 25 ( 982 mm2 ) Periksa lebar balok : Jarak minimum yang disyaratkan antara lebar balok yang diperlukan akan diperoleh sebagai berikut : - 2 x penutup beton ( 40 mm ) = 2x40 mm = 80

mm - 2 x sengkang = 2x12mm = 24 mm - 4 x D 25 = 4 x25 mm =

100mm - 3 x jarak min antar tulangan = 3 x 25 m = 75

mm Total = 329 mm > bw balok 400 mm........ OK! Jadi Tulangan 4 D-25 dipasang 1 baris tulangan dengan ketentuan : - jarak baris tulangan atas & bawah = 30 mm > db atau

25 mm - jarak antar tulangan > db atau minimal 25 mm - Kontrol : - 2 x penutup beton ( 40 mm ) = 2x40 mm = 80

mm - 2 x sengkang = 2x12mm = 24

mm - 4 x D 25 = 4 x25 mm = 100

mm - 3 x jarak min antar tulangan = 3 x 65,33= 196

mm

Total = 400 mm = bw balok 400 mm........ OK! Cek Momen Nominal tulangan terpasang:

bfc

fsAsfyAsa

××−=

'85,0

''.

mmxx

085,594003585,0

)84.982400.964.1( =−=

Page 19: STUDI PERBANDINGAN PERILAKU STRUKTUR DAN …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-10696-Paper.pdf · Pembangunan konstruksi gedung beton bertulang ... Beton Bertulang, Jakarta,

19

x

( )'''2

'85,0 ddfsAsa

dbacfMn −×+

−×××=

( )5,645,53584.9822

085,595,535400085,593585,0 −+

−= xxxMn

M u positif = 25.132,54 kNm = 251.325.400 Nmm

Mn perlu =

750.156.3148,0

0251.325.40 ==φ

MuNm

m Diasumsikan hanya tulangan tarik saja

mmxb 3,3245,540.400600

600 =+

=

x direncanakan 75 mm ≤ 240,975 mm

fy

xbfcAsc

.'..1.85,0 β=

234,566.1400

65.400.35.81,0.85,0mm==

−=2

.1.

xdfyAscMnc

β

Nmm63,958.015.3192

65.81,05,53540034,566.1 =

−×=

mmNMncMn −−=−=− 63,208.859.463,958.015.319750.156.314 ( Tidak perlu tulangan tekan )

Tulangan perlu

• As = Asc

• As’ = Tulangan tekan = As’ = 31 Asc sesuai SNI

03-2847-2002 Pasal 23.10 (4(1)) Sehingga :

As = 1.566,34mm2

As’= 31 Asc = 3

1 1.566,34 mm2

= 522,11 mm2

Pemilihan Tulangan Pada sisi yang tertarik dipasang tulangan 4 D-25( A

=1.964 mm2 )

Pada sisi yang tertekan dipasang ulangan tekan :

2' 11,522 mmAs =

Maka Dipakai tulangan 2 D - 25 ( 982 mm2 ) Periksa lebar balok : Jarak minimum yang disyaratkan antara lebar balok yang diperlukan akan diperoleh sebagai berikut : - 2 x penutup beton ( 40 mm ) = 2x40 mm = 80

mm - 2 x sengkang = 2x12mm = 24 mm - 4 x D 25 = 4 x25 mm =

100mm - 3 x jarak min antar tulangan = 3 x 25 m = 75

mm Total = 329 mm > bw balok 400 mm........ OK! Jadi Tulangan 4 D-25 dipasang 1 baris tulangan dengan ketentuan : - jarak baris tulangan atas & bawah = 30 mm > db atau

25 mm - jarak antar tulangan > db atau minimal 25 mm - Kontrol : - 2 x penutup beton ( 40 mm ) = 2x40 mm = 80

mm - 2 x sengkang = 2x12mm = 24

mm - 4 x D 25 = 4 x25 mm = 100

mm - 3 x jarak min antar tulangan = 3 x 65,33= 196

mm

OKNmm

Nmm

MuMn

...Nmm 0307.891.007,611.474.315

Nmm 000.891.073 4,6394.343.268,0

>→

≥×→≥φ

Page 20: STUDI PERBANDINGAN PERILAKU STRUKTUR DAN …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-10696-Paper.pdf · Pembangunan konstruksi gedung beton bertulang ... Beton Bertulang, Jakarta,

20

Total = 400 mm = bw balok 400 mm........ OK! Cek Momen Nominal tulangan terpasang:

bfc

fsAsfyAsa

××−=

'85,0

''.

mmxx

085,594003585,0

)84.982400.964.1( =−=

( )'''2

'85,0 ddfsAsa

dbacfMn −×+

−×××=

( )5,645,53584.9822

085,595,540400085,593585,0 −+

−= xxxMn

Rekapitulasi tulangan lentur pada daerah tumpuan kiri Akibat momen negatif

• Tulangan atas = 4 D25 (As = 1.964 mm2 ) • Tulangan bawah = 2 D25 (As’ = 982 mm2 )

Akibat momen positif

• Tulangan atas = 2 D25 (As’ = 982 mm2 ) • Tulangan bawah = 4 D25 (As = 1.964 mm2 )

Maka tulangan yang dipakai adalah yang terbesar

• Tulangan atas = 4D25 (As = 1.964 mm2 ) • Tulangan bawah = 4 D25 (As = 1.964 mm2 )

DESAIN OPEN FRAME SRPMM

1. Perencanaan Pelat Adapun data-data perencanaan untuk penulangan

atap: - Dimensi plat : (4 x 6 ) m2 - Tebal plat : 150 mm - Tebal decking : 40 mm - Diameter tulangan rencana : 10 mm - Mutu tulangan baja : 400 Mpa - Mutu beton : 35 MPa, β1 = 0.81dx = 150 – 40 – ½

(10) = 105 mm dy = 150 – 40 – 10 – ½ (10) = 95 mm qu = 728,8 Kg/m2

dx = 105 mm dy = 95 mm

+=

fyfy

cfb

600

600'185.0 βρ

= 036.0400600

600

400

3581.085.0 =

+xx

bρρ 75.0max= = 0.75 x 0.036 = 0.027

ρmin tidak boleh kurang dari fy

cf

4

' dan tidak boleh lebih

kecil dari fy

4,1 ( SNI 03-2847-2002 pasal 12.5.1)

0037,04004

35

4

'min

==fy

cfρ

0035,0400

4,14,1min

===fy

ρ

45.133585.0

400

'85.0===

xcf

fym

I x= 400 -

+2

30

2

40 = 365 cm

Iy = 8600 -

+2

30

2

40 = 560 cm

β = Ix

Iy =

365

560= 1,53 < 2 ( pelat 2 arah )

Dengan menggunakan koefisien momen PBI 1971 tabel 13.3.2 didapat persamaan momen sebagai berikut : (Ly/Lx = 2,09) Mlx= 0.001 . qu . Lx2 . X= 0.001 x 728,8 x 3652 x 56,6 = 5.495.541,2 Nmm Mtx= -0.001 . qu . Lx2 . X= 0.001 x 728, x 3652 x 56,6 = -5.495.541,2 Nmm Mly = 0.001 . qu . Lx2 . X= 0.001 x 728,8 x 3652 x 36,6 = 3.553.654,31 Nmm Mty = -0.001 . qu . Lx2 . X= 0.001 x 728,8 x 3652 x 36,6 = 3.553.654,31 Nmm Dimana : Mlx = Momen lapangan arah x Mly = Momen lapangan arah y Mtx = Momen tumpuan arah x Mty = Momen tumpuan arah y X = Nilai konstanta dari perbandingan Ly/Lx

� Perhitungan penulangan tumpuan arah X Mu = 5.495.541,2 Nmm

Mn = φ

Mu =

8,0

25.495.541, = 6.869.426,5 Nmm

OKNmm

Nmm

MuMn

...Nmm 0251.325.407,611.474.315

Nmm400.325.251 4,6394.343.268,0

>→

≥×→≥φ

Page 21: STUDI PERBANDINGAN PERILAKU STRUKTUR DAN …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-10696-Paper.pdf · Pembangunan konstruksi gedung beton bertulang ... Beton Bertulang, Jakarta,

21

Rn =2dx x b x

Mn

φ =

2105 x 1000

56.869.426, = 0,779

Nmm2 = 0,779MPa

ρperlu =

×−−fy

Rn2m11

m

1

=

××−−400

779.045.13211

45.13

1 = 0.002

ρperlu < ρmin < ρmax

ρpakai = ρmin = 0,0035 Asperlu = ρ . b . d = 0.0035 x 1000 x 105 = 367,5 mm2

Menurut SNI 03 – 2847 – 2002 Dilengkapi Penjelasan Ps.12.5.4 disebutkan : Jarak tulangan ≤ 3 × tebal pelat = 3 × 150 = 450 mm ≤ 450 mm Dipasang tulangan lentur φ 10–200 ( As pakai = 393mm2 )

� Perhitungan penulangan tumpuan arah Y Mu = 3.553.654,31 Nmm

Mn = φ

Mu =

8,0

313.553.654,

=4.442.067,89Nmm

Rn =2dx x b x

Mn

φ =

295 x 1000

894.442.067, = 0,615 N/mm2

= 0.615MPa

ρperlu =

×−−fy

Rn2m11

m

1

=

××−−400

615,045.13211

45.13

1 = 0.0016

ρperlu < ρmin < ρmaxρpakai = ρmin = 0,0035

Asperlu = ρ . b . d = 0.0035 x 1000 x 95 = 332,5 mm2

Menurut SNI 03 – 2847 – 2002 Dilengkapi Penjelasan Ps.12.5.4 disebutkan : Jarak tulangan ≤ 3 × tebal pelat = 3 × 150 = 450 mm ≤ 450 mm Dipasang tulangan lentur φ 10–225 ( As pakai = 349 mm2 )

2. Perhitungan Balok Anak Contoh Perhitungan Tulangan Lentur Tumpuan Balok

Anak bentang 6 m :

Data-data : - b = 300 mm

- d = 450 – (40 +10 + 1/2 * 19) = 390,5 mm

- h = 450 mm Tulangan Utama = D 19

mm

- fc’ = 35 MPa Tulangan Sengkang =

D10 mm

- fy = 400 MPa

Dari perhitungan analisa progam ETABS momen pada

balok anak untuk bentang 6 m adalah 13.660,3 Kg.m

+=

fyfy

fcb

600

600'185.0 βρ =

036.0400600

600

400

3581.085.0 =

+xx

bρρ 75.0max= = 0.75 x 0.036 = 0.027

fy

4.1min =ρ = 0035.0

400

4.1 =

45.133585.0

400

'85.0===

xfc

fym

o Tumpuan

Mn = φ

Mu =

8.0

1000 10 13.660,3 ×× = 170.753.750

N-mm

Rn =2bd

Mn =

25,390300

0170.753.75

x = 3,73N/mm2

ρperlu =

×−−fy

Rn2m11

m

1

=

××−−400

73,345.13211

45.13

1

= 0.01

ρpakai = ρmin < ρperlu < ρmax

Page 22: STUDI PERBANDINGAN PERILAKU STRUKTUR DAN …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-10696-Paper.pdf · Pembangunan konstruksi gedung beton bertulang ... Beton Bertulang, Jakarta,

22

= ρperlu = 0,01

Asperlu = ρ . b . d = 0.01 x 300 x 390,5

= 1.171,5 mm2

Maka dipasang tulangan 5 D-19 ( 1.418 mm2 )

Tulangan tekan : As’= 0,5 x As perlu sesuai SNI 03-2847-2002 Pasal 23.3 (2(2)) = 0,5 x 1.175,5585,75 mm2 = 585,75 mm2 Maka Dipakai tulangan 3 d 19 ( 851 mm2 ) Periksa lebar balok : Jarak minimum yang disyaratkan antara lebar balok yang diperlukan akan diperoleh sebagai berikut : - 2 x penutup beton ( 40 mm ) = 2x40 mm = 80

mm - 2 x sengkang = 2x10 mm = 20

mm - 5 x D 19 = 5 x19 mm = 95

mm - 4x jarak min antar tulangan = 4 x25 mm =

100 mm Total = 295 mm > bw balok 300 mm........Not OK! Tulangan 5 D-19 dipasang 1 baris

Perencanaan Tulangan Geser o Tumpuan

Dari perhitungan analisa progam ETABS pada gaya geser

V balok anak untuk bentang 6 m adalah 8.057,3 Kg. =

80.573 N

Vc = 1/6 ⋅ fc' ⋅ bw ⋅ d

= 1/6 ⋅ 35 ⋅ 300 ⋅ 390,5

= 115.511,46 N

Vutump = 80.573 N

φVc = 0,6 x Vc = 0,6 x 115.511,46 N = 69.306,88 N 0,5φVc = 0,5 x 69.306,88 N = 34.653,44 N Vu > 0,5φVc Karena Vu > 0,5φVc, maka memerlukan tulangan geser. Kuat geser sengkang :

Vs = φ

Vutump- Vc = 46,511.151

6,0

80.573 −

= 18.776,88 N Dipakai sengkang : φ 10 Av = 2 x ¼ x 3,14 x d2 = ¼ x 3,14 x 102 = 78,5mm2 Perhitungan jarak sengkang :

Smax = Vs

Avxfyxd=

88,776.18

5,3904005,78 xx =

653,02 mm Smax = ½ x d = ½ x 390,5 = 195,25 mm Smax = 400 mm Jadi dipasang tulangan sengkang φ10- 150 mm pada daerah tumpuan.

o Lapangan

Dari perhitungan analisa progam ETABS pada gaya geser

V balok anak untuk bentang 6 m adalah 3.582,73 Kg. =

35.827,3 N

Vu > 0,5φVc, maka memerlukan tulangan geser. Kuat geser sengkang :

Vs = φV

- Vc = 46,511.1156,0

3,827.35 −

= - 55.799,3 N ( tidak perlu tulangan geser ) Dipakai tulangan geser minimum. Jadi dipasang tulangan sengkang φ 10 sejarak 175 mm pada daerah lapangan.

2. Perhitungan Balok Induk Contoh Perhitungan balok Induk memanjang 1 :

Dari analisa didapatkan momen yang terbesar dari Balok

Memanjang 82:

- Tumpuan Kiri negative = -98822,19 Kg m

- Tumpuan Kiri positive = 46.342,87 Kg m

- Lapangan = 30.541,15 Kg m

- Tumpuan Kanan negative = -101.176,96 Kg m

- Tumpuan Kanan postive = 47.575.64 Kg m

Page 23: STUDI PERBANDINGAN PERILAKU STRUKTUR DAN …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-10696-Paper.pdf · Pembangunan konstruksi gedung beton bertulang ... Beton Bertulang, Jakarta,

23

Data Perancangan

cf ' = 35 MPa

yf = 400 MPa

h = 500 mm b = 650 mm Tul.longitudinal = D 22 Tul.geser = φ 12 mm d’ = 40+12+ (½) (25) = 64,5 mm d = h - d’ = 650 – 64,5= 585,5 mm

Berdasar SNI 03-2847-2002 Pasal 23.10.2 , komponen lentur SRPMM harus memenuhi :

Gaya aksial tekan terfaktor ≤ 10'cfAg×

(sangat kecil ) Kg ≤ ≤ 840.000 N = 84.000 Kg Dari hasil analisa dengan Etabs V 09 didapat gaya aksial tekan terfaktor = ( sangat kecil ) Kg ≤ 84.000 Kg β1= 0,81

+=

fyfy

cfb

600

600'185.0 βρ

= 036,0400600

600

400

3581.085.0 =

+xx

bρρ 75.0max = = 0.75 x 0.036 = 0,027

dfy

xb .600

600

+=

mmxb 3,3515,585.400600

600 =+

=

Ambil nilai x ≤ 0,75 Xb

x ≤ 0,75 351,3 mm

x ≤ 263,475 mm

ρmin tidak boleh kurang dari fy

cf

4

' dan tidak boleh

lebih kecil dari fy

4,1 ( SNI 03-2847-2002 pasal 12.5.1)

0037,04004

35

4

'min

==fy

cfρ

0035,0400

4,14,1min

===fy

ρ diambil yang

terbesar 0,0037

45,133585.0

400

'85.0===

xcf

fym

Daerah Tumpuan Kanan M u negatif = -101.176,96 Kg m = -1.011.769.600 Nmm ( yang terbesar ) Mn perlu =

875.211.264.18,0

6001.011.769. ==φ

Mu Nmm

Diasumsikan tulangan tarik saja x direncanakan 200 mm ≤ 240,975 mm

fy

xbfcAsc

.'..1.85,0 β=

238,024.6400

200.500.35.81,0.85,0mm==

−=2

.1.

xdfyAscMnc

β

Nmm875.718.215.12

200.81,05,58540038,024.6 =

−×=

NmmMncMn 125.993.48875,718.215.1875.211.264.1 =−=−

( ) ( ) Ndd

MncMnTCs 7,306.94

5,645,585

125.993.48

'2' =

−=

−−==

fyx

dfs ≤

−= 600'

1'

MPafyMPa 4005,406600200

5,641 =>=

−=

( Tulangan tekan leleh.digunakan f ’s = fy )

Tulangan tekan perlu dan tulangan tarik tambahan

( )'.85,0'

''

fcfs

CsAs

−=

( )271,254

35.85,0400

7,306.94mm=

−=

fy

TAss

2=

209,235400

7,306.94mm==

Tulangan perlu

1035600400 ××

Page 24: STUDI PERBANDINGAN PERILAKU STRUKTUR DAN …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-10696-Paper.pdf · Pembangunan konstruksi gedung beton bertulang ... Beton Bertulang, Jakarta,

24

• As = Asc + Ass

• As’ = As’

Sehingga :

As= 6.024,38 + 235,71 = 6.260,09 mm2

As’= 254,71 mm2

Pemilihan Tulangan Pada sisi yang tertarik dipasang tulangan 13 D-25 ( A =

6.383 mm2 )

Pada sisi yang tertekan dipasang ulangan tekan :

2' 71,254 mmAs =

Maka Dipakai tulangan 2 D - 25 ( 982 mm2 ) Periksa lebar balok : Jarak minimum yang disyaratkan antara lebar balok yang diperlukan akan diperoleh sebagai berikut : - 2 x penutup beton ( 40 mm ) = 2x40 mm = 80

mm - 2 x sengkang = 2x12mm = 24 mm - 13 x D 25 = 13 x25 mm = 325

mm - 12 x jarak min antar tulangan = 12 x 25 m =

300 mm Total = 729 mm > bw balok 500 mm........ NOT OK! Jadi Tulangan 12 D-25 dipasang 2 baris tulangan dengan baris pertama 8 buah tulangan dan baris kedua 4 buah tulangan dengan ketentuan : - jarak baris tulangan atas & bawah = 30 mm > db atau

25 mm - jarak antar tulangan > db atau minimal 25 mm - Kontrol : - 2 x penutup beton ( 40 mm ) = 2x40 mm = 80

mm - 2 x sengkang = 2x12mm = 24

mm - 8 x D 25 = 8 x25 mm = 200

mm - 7 x jarak min antar tulangan = 7 x 28= 196mm

Total = 500mm = bw balok 500 mm........ OK!

Cek Momen Nominal tulangan terpasang:

bfc

fsAsfyAsa

××−=

'85,0

''.

mmxx

23,1455003585,0

)400.982400.383.6( =−=

( )'''2

'85,0 ddfsAsa

dbacfMn −×+

−×××=

( 5,538400.9822

23,1455,58550023,1453585,0 +

−= xxxMn

M u positif = -46.342,87 Kg m = -463.428.700 Nmm Mn perlu =

875.285.5798,0

0463.428.70 ==φ

Mu Nmm

Diasumsikan tulangan tarik saja x direncanakan 80 mm ≤ 240,975 mm

fy

xbfcAsc

.'..1.85,0 β=

275,409.2400

80.500.35.81,0.85,0mm==

−=2

.1.

xdfyAscMnc

β

Nmm090.133.5332

80.81,05,58540075,409.2 =

−×=

NmmMncMn 785.152.46090.133.533875.285.579 =−=−

( ) ( ) Ndd

MncMnTCs 585.88

5,645,585

785.152.46

'2' =

−=

−−==

fyx

dfs ≤

−= 600'

1'

OKNmm

Nmm

MuMn

...Nmm 600.769.011.1874.105.050.1

Nmm 600.769.011.1342.632.312.18,0

>→

≥×→≥φ

Page 25: STUDI PERBANDINGAN PERILAKU STRUKTUR DAN …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-10696-Paper.pdf · Pembangunan konstruksi gedung beton bertulang ... Beton Bertulang, Jakarta,

25

MPafyMPa 40025,11660080

5,641 =>=

−=

( Tulangan tekan belum leleh.digunakan f ’s ) tidak leleh

Tulangan tekan perlu dan tulangan tarik tambahan

( )'.85,0'

''

fcfs

CsAs

−=

( )21,024.1

35.85,0400

585.88mm=

−=

fy

TAss

2=

246,221400

585.88mm==

Tulangan perlu

• As = Asc + Ass

• As’ = As’

Sehingga :

As= 2.409,75 + 221,46 = 2.631,21 mm2

As’= 1.024,1 mm2

Pemilihan Tulangan Pada sisi yang tertarik dipasang tulangan 6D-25( A =

2.946 mm2 )

Pada sisi yang tertekan dipasang ulangan tekan :

2' 1,024.1 mmAs =

Maka Dipakai tulangan 3 D - 25 ( 1.473 mm2 ) Periksa lebar balok : Jarak minimum yang disyaratkan antara lebar balok yang diperlukan akan diperoleh sebagai berikut : - 2 x penutup beton ( 40 mm ) = 2x40 mm = 80

mm - 2 x sengkang = 2x12mm = 24

mm - 6 x D 25 = 6 x25 mm = 150

mm - 5 x jarak min antar tulangan = 5 x 25 m = 125

mm Total = 379 mm < bw balok 500 mm........ OK! Jadi Tulangan 12 D-25 dipasang 2 baris tulangan dengan baris pertama 8 buah tulangan dan baris kedua 5 buah tulangan dengan ketentuan : - jarak baris tulangan atas & bawah = 30 mm > db atau

25 mm - jarak antar tulangan > db atau minimal 25 mm

- Kontrol : - 2 x penutup beton ( 40 mm ) = 2x40 mm = 80

mm - 2 x sengkang = 2x12mm = 24

mm - 6 x D 25 = 6 x25 mm = 150

mm - 5 x jarak min antar tulangan = 5 x 49,2=

246mm

Total = 500mm = bw balok 500 mm........ OK! Cek Momen Nominal tulangan terpasang:

bfc

fsAsfyAsa

××−=

'85,0

''.

mmxx

71.675003585,0

)400.473.1400.964.2( =−=

( )'''2

'85,0 ddfsAsa

dbacfMn −×+

−×××=

(58525,116.9822

71,675,58550071,673585,0 +

−= xxxMn

Rekapitulasi tulangan lentur pada daerah tumpuan kanan Akibat momen negatif

• Tulangan atas = 13 D25 (As = 6.383 mm2 ) • Tulangan bawah = 3 D25 (As’ = 1.473 mm2 )

Akibat momen positif • Tulangan atas = 2 D25 (As’ = 982 mm2 ) • Tulangan bawah = 6 D25 (As = 2.946 mm2 )

Maka tulangan yang dipakai adalah yang terbesar

• Tulangan atas = 13D25 (As = 6.383 mm2 ) • Tulangan bawah = 6 D25 (As = 2.94 6mm2 )

OKNmm

Nmm

MuMn

...Nmm 700.428.4638,355.849.515

Nmm 600.769.011.18,694.811.6448,0

>→

≥×→≥φ

Page 26: STUDI PERBANDINGAN PERILAKU STRUKTUR DAN …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-10696-Paper.pdf · Pembangunan konstruksi gedung beton bertulang ... Beton Bertulang, Jakarta,

26

Cek Momen Nominal tulangan terpasang dalam menahan momen negatif : Mencari d’ dari tulangan terpasang :

• Tulangan atas = 13D25 (As = 6.383 mm2 ) • Tulangan bawah = 6 D25 (As = 2.946 mm2 )

� Penentuan gaya geser

Sesuai dengan SNI 03-2847-2002 Pasal 23.10.3, Gaya geser rencana (Ve) pada komponen struktur tidak boleh kurang dari :

- Jumlah gaya lintang yang timbul akibat termobilisasinya kuat lentur nominal komponen struktur pada setiap ujung bentang bersihnya dan akibat beban gravitasi terfaktor.

2

LW

L

MMV u

n

nrnle ±

+=

beban gravitasi Wu = 1,2D + 1,0 L atau

- Gaya lintang maksimum yang diperoleh dari kombinasi beban dengan pengaruh nilai E, dimana nilai E diambil sebesar dua kali dari nilai gempa rencana. U = 1,2D + 1,0L + 2,0E

Sebagai contoh perhitungan digunakan balok 1

Contoh Perhitungan Gaya geser pada balok 1 :

87,076.1 Nmm 074.873.076.1 kNmM nl ==

87,076.1 Nmm074.873.076.1 kNmM nr ==

Mencari Wu pada pelat lantai :

Beban pelat lantai Beban mati Berat sendiri = 0,15 x 2400 = 360 kg/m2 Spesi = 2 x 21 = 42 kg/m2 Tegel = 1 x 24 = 24 kg/m2 Penggantung + plafon = 7 + 11 = 18 kg/m2 Ducting dan plumbing = 30 kg/m2 Partisi = 40 kg/m2 +

Total beban mati = 514 kg/m2

a. Beban Hidup Beban hidup lantai = 250 kg/m2

Distribusi beban mati pelat ke balok 82 Beban mati :

85143

1xx = 1370,67 Kg/m = 13,70 kN/ m

Beban Hidup :

82503

1xx = 666,67 Kg/m = 6,67 kN/m

Kombinasi Wu = LD 12,1 +

= 67,1670,13 + = 23,11kN/m

Wu = 23,11 kN

kNVe 22,3712

6,711,23

6,7

87,076.187,076.1 =×++=

kNVe 582.1952

6,711,23

6,7

87,076.187,076.1 =×−+=

Ve hasil analisa struktur akibat U = 1,2D + 1,0L + 2,0E

= 548,87kN … ..menentukan

� Pengekangan sengkang pada sendi plastis

kNdbfV wcc 66,2885,585500356

1'

6

1 =××=××=

kNVV

V cu

s 17,44384,28875,0

87,548 =−=−=φ

Dengan menggunakan tulangan geser 2 kakiφ12 mm (fy = 400 Mpa; Av = 226,08 mm2 ) diperoleh s sebesar :

mmV

dfAs

s

yv 47.1191017,443

5,58540008,2263

××=××

=

= maka digunakan s = 100 mm Berdasarkan 2φ12-100 , maka

kNs

dfAV

yss 48,529

100

5,58540008,226 =××=××

=

( ) ( ) kNVV cs 74,61384,28848,52975,0 =+=+φ

> Vu = 548,87 kN Menurut SNI 03-2847-2002 Pasal 23.10.4.2, Jarak maksimum antar sengkang tertutup tidak boleh melebihi :

1. mmd 375,1464 585,5

4 ==

2. Delapan kali diameter terkecil tulangan memanjang = 8 x 25 = 200 mm

3. 24 kali diameter batang tulangan sengkang tertutup = 24 x 12 = 288 mm

4. 300 mm Maka, jarak antar sengkang maksimum di dalam sendi Plastis = 146,375 mm > s = 100 mm Untuk kemudahan, sengkang dipasang sejarak 110 mm

Page 27: STUDI PERBANDINGAN PERILAKU STRUKTUR DAN …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-10696-Paper.pdf · Pembangunan konstruksi gedung beton bertulang ... Beton Bertulang, Jakarta,

27

- s max sepanjang sendi plastis di ujung Balok 2h = 2 x 650 = 1300 mm

- Sengkang tertutup pertama harus dipasang tidak lebih dari 50 mm dari dimuka kolom..

Kontrol kuat geser Vs tidak boleh diambil lebih besar dari Vs max . Berdasarkan SNI 03-2847-2002 Pasal 13.5.6.9 :

kNfdbV cws 38,155.135 5,58550032'3

2max =×××=×××=

2,253.148,529100

5,58540008,226 <=××=××

= kNs

dfAV

yss

Maka sengkang 2 φ 12-100 dapat digunakan.

� Pengekangan sengkang pada luar sendi plastis

Pemasangan sengkang diluar daerah sendi plastis (2h = 1300 mm) Vu max pada 1300 mm = 535,75 kN. Kekuatan geser beton dapat diperhitungkan

kNdbfV wcc 84,2885,585500356

1'

6

1 =××=××=

kNVV

V cu

s 48,42566,28875,0

75,535 =−=−=φ

Dengan menggunakan tulangan geser 2 kakiφ12 mm (fy = 400 Mpa; Av = 226,08 mm2 ) diperoleh s sebesar :

mmV

dfAs

s

yv 04,1241048,425

5,58540008,2263

××=××

=

= maka digunakan s = 100 mm Berdasarkan 2 φ12-120, maka

kNs

dfAV

yss 48,529

100

5,58540008,226 =××=××

=

( ) ( ) kNVV cs 75,61384,28848,52975,0 =+=+φ >

Vu = 535,7 kN Jarak sengkang di luar sendi Plastis Menurut (2847) Pasal 23.3.3.4, Jarak maksimum antar sengkang yang tidak memerlukan sengkang tertutup tidak boleh melebihi :

mmd 75,2925,58521

21 =×=

Karena s menurut perhitungan 120 mm < dari s menurut peraturan , maka digunakan s menurut perhitungan 125 mm. Kontrol kuat geser Vs tidak boleh diambil lebih besar dari Vs

max Berdasarkan SNI 03-2847-2002 Pasal 13.5.6.9 :

kNfdbV cws 38,155.135 5,58540032'3

2max =×××=×××=

38,155.148,529100

5,58540008,226 <=××=××

= kNs

dfAV

ys

s

Maka sengkang 2 φ 12-100 dapat digunakan.

3. Perencanaan Kolom

Data – data yang akan digunakan dalam

merancang kolom pada Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut, - Mutu beton (fc’ ) : 35 MPa - Mutu baja (fy) : 400 MPa - Dimensi kolom : - Lebar (B) : 700 mm - Tinggi (H) : 700 mm Pendesainan kolom menggunakan program bantu PCACOL v 3 Berdasarkan Tabel 5.16 diperoleh gaya-gaya dalam pada kolom interior yang terbesar adalah : Gaya Aksial : -520.261,41 Kg = - 5.202,62 kN Momen : - 118.508,8 Kg.m = - 1.185,1 kN.m

Berdasarkan kombinasi beban di atas, ternyata untuk semua lantai kolom memerlukan tulangan memanjang yang sama sebanyak 2 % atau 20 D25. Seperti terlihat pada gambar di atas, sebuah diagram interaksi yang dibuat dengan program PCACOL. Prosentase kolom ini sesuai syarat SNI 03-2847-2002 pasal 23.4.3.1 yaitu antara 1 % - 6 % telah dipenuhi.

Menurut SNI 03-2847-2002 Pasal 12.3.5.2 : kapasitas beban aksial kolom tidak boleh kurang dari beban aksial terfaktor

3373

1370

Page 28: STUDI PERBANDINGAN PERILAKU STRUKTUR DAN …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-10696-Paper.pdf · Pembangunan konstruksi gedung beton bertulang ... Beton Bertulang, Jakarta,

28

hasil analisa struktur.

( )[ ]tsytsgcn AfAAfP ×+−××××= '85,08,0max φφ

( )[ ]820.9400820.9000.4903585,065,.08,0max ×+−××××=nPφkNNPn 95,470.96,944.470.9max ==φ > 5.202,62

kN... OK Jadi berdasarkan kombinasi perhitungan pembebanan kolom didapatkan harga kebutuhan luasan tulangan sebesar : As = ρ Ag = 2 % x 7002 = 9.800 mm2 Dipasang 20 D 25 (As = 9.820 mm2) Penulangan Geser Kolom Interior

Sesuai SNI 03-2847-2002 pasal 23.10.5.1, penulangan transversal khusus ( snedi plastis ) dibutuhkan sejarak lo dari kedua ujung kolom, dimana :

Panjang lo > 1/6 lnko lom= 1/6 (4000 - 650) =

558,33mm

> h = 700 mm (menentukan)

> 500 mm

Sehingga lo akan diambil sejarak 700 mm dari muka

joint.

Dan sesuai SNI 03-2847-2002 pasal 23.10.5.1, spasi

maksimum yang diijinkan untuk tulangan transversal

dalam jarak 700 mm tersebut adalah : - 8 d tul longitudinal terkecil = 8x 25 = 200 mm (menentukan ) - 24 Φs = 24 x 12 = 288 mm -1/2 dimensiterkecil=0.5(700)=350 mm - 300 mm

Kuat geser rencana kolom untuk struktur dengan SRPMM harus memenuhi persyaratan SNI 03-2847-2002 Ps. 20.10.3.2, yaitu: 4. Jumlah gaya lintang akibat termobilisasinya kuat

lentur nominal komponen struktur pada setiap ujung bentang bersihnya dan akibat beban gravitasi terfaktor.

5. Gaya lintang maksimum yang diperoleh dari

kombinasi beban rencana termsuk pengaruh beban gempa E, dengan E sebesar dua kali. U = 1,2D + 1,0L + 2,0E

Sehingga dari diagram interaksi diatas didapatkan nilai momen nominal sebesar 1.370 KN, maka

Sehingga 370.1== nbnt MM

kNVe 91,81735,3

370.1370.1 =+=

Dan dengan menggunakan program bantu ETABS V.09 maka didapatkan akibat kombinasi beban adalah = 1096 kN. Sehingga nilai yang menentukan adalah = 1.096 kN

� Pengekangan Pada Sendi Plastis

Kontribusi beton dalam memikul geser sebesar sesuai dengan SNI 03-2847-2002 Ps. 13.3.1.2 untuk komponen struktur yang dibebani tekan aksial adalah sebagai berikut,

Vc = bwdfc

Ag

Nu

6

'

141

+

= 5,6357006

35

70014

10373.31

2

3

xx

x

+

= 654.297,45 N = 654,3 kN φVc = 0,75 x 654,3 = 490,725 kN 0.5φVc = 0.5x 490.725 = 245,36 kN Kondisi 0.5φVc < φVc < Vu berarti memerlukan tulangan geser.

Vn = 55,090.175,0

91,817 ==φ

uV kN

Dicoba pada sendi plastis digunakan tulangan sengkang 4 φ12 – 150 mm (Av = 452,39 mm2).

kNs

dfAV ys

s 65,766150

5,63540039,452 =××=××

=

( ) ( ) kNVV cs 71,065.165,7663,65475,0 =+=+φ

> Vu = 817,91 kN Sehingga sengkang 4 φ12-150 dapat digunakan, So = 150 mm < 200 mm ( OK !!!) Sengkang pertama harus dipasang tidak lebih dari 0,5 so dari muka HBK. � Pengekangan Pada Luar Sendi Plastis

Berdasarkan SNI 03-2847-2002 Ps. 20.10.5.2, persyaratan untuk penulangan kolom SRPMM bahwa spasi sengkang ikat pada sebarang penampang kolom tidak boleh melebihi,

Dipasang Tulangan geser 12 – 250 mm dapat dipasang Perencanaan Hubungan Balok-Kolom Interior

Sesuai SNI 03-2847-2002 Ps. 20.10.5.3, bahwa tulangan hubungan balok – kolom untuk struktur SRPMM harus memenuhi persyaratan pada SNI 03-2847-2002 Ps. 13.11.2, dimana pada sambungan elemen portal ke kolom harus disediakan tulangan lateral dengan luas tidak kurang dari :

Page 29: STUDI PERBANDINGAN PERILAKU STRUKTUR DAN …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-10696-Paper.pdf · Pembangunan konstruksi gedung beton bertulang ... Beton Bertulang, Jakarta,

29

y

wcv f

sbfA

.

1200

75 ' ×= , dicoba s = 100 cm

222,46400

100.500

1200

3575mmAv =×=

Tetapi nilai tidak boleh kurang dari,

67,41400

100.500

3

1.

3

1 =×=×y

w

f

sb< 46,22 ( OK!!!)

Maka cukup digunakan sengkang 4 φ 12-100 mm (fy = 400Mpa; Av = 314mm2 ) untuk dipasang didalam HBK.

Rekapitulasi Biaya Rekapitulasi Biaya Flat Plate-Shearwall � Biaya Pembetonan = 2494,86 x Rp 766.145,00

= Rp 1.911.424.515,00 � Biaya Tulangan Ulir = (140.163,6 Kg + 46.234,032 Kg + 42.103,6 Kg + 46.023,964 Kg + 22.215,96 Kg) x Rp 13.050,00 = ( 309.791,156 Kg ) x Rp 13.050,00 = Rp 4.042.774.586,00 � Biaya Tulangan polos = (14431,74 Kg+10698,6 Kg+ 8701 Kg+7421,41 ) x Rp 12.750,00 = Rp 525.972.562,50 Total = Rp 1.911.424.515,00+ Rp 4.042.774.586,00 + Rp525.972.562,50 = Rp 6.480.171.663,00 Rekapitulasi Biaya Open Frame SRPMM � Biaya Pembetonan = 2253,3 x Rp 766.145,00

= Rp 1.726.354.529,00

� Biaya Tulangan Ulir = (150. 340,352 Kg + 67297.12) x Rp 13.050,00 = ( 217.637,5 Kg ) x Rp 13.050,00 = Rp 2.840.169.375,00 � Biaya Tulangan polos = (42.293,18 Kg+ 26.661,94 Kg+13058.265Kg) x Rp 12.750,00 = Rp 1.045.670.659,00 Total = Rp 1.726.354.529,00+ Rp 2.840.169.375,00+ Rp 1.045.670.659,00 = Rp 5.612.194.563,00 Selisih Biaya Rp 6.480.171.663,00- Rp 5.612.194.563,00= Rp 867.977.100,3

Perbandingan Flat Plate-Shearwall

Open frame

SRPMM

Volume veton (m3) 2494.86 2253.3

Tulangan Pelat (Kg) 126571.62 42293.18

Sengkang pelat (Kg) 14431.74 -

Tulangan Balok (Kg) 46234.032 150340.352

Sengkang Balok (Kg) 10698.6 26661.94

Tulangan Kolom (Kg) 42103.6 67297.12

Sengkang Kolom (Kg) 8701 13058.265

Dinding geser (Kg) 75661.334 -

Rekapitulasi perbandingan material flat plate-shearwall dengan open frame SRPMM

Page 30: STUDI PERBANDINGAN PERILAKU STRUKTUR DAN …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-10696-Paper.pdf · Pembangunan konstruksi gedung beton bertulang ... Beton Bertulang, Jakarta,

30

Kesimpulan dan Saran Dimensi Struktur Untuk kesimpulan dari dimensi struktur ini meliputi dimensi penampang baik kolom , pelat , balok dan shearwall

Dimensi struktur diatas digunakan sama menyeluruh pada setiap lantai gedung. Untuk sistem yang menggunakan shearwall akan dihasilkan penampang kolom dan balok yang lebih kecil. Sedangakan tebal pelat untuk gedung tanpa balok lebih tebal daripada system pelat yang oleh balok. Hasil Perilaku Struktur Terhadap Gaya Gempa

Pada analisa perhitungan beban gempa, digunakan beban gempa statik ekuivalen dimana beban didistribusikan 100% kea rah utama dan 30 % untuk arah sebaliknya. Pada system flat plate-shearwall direncanakan 100% gaya gempa dipikul oleh shearwall dengan toleransi rangka memikul gaya gempa sebesar 5%. Sementara itu, struktur open frame SRPMM direncanakan 100% gempa dipikul oleh rangka.

Untuk kontrol drift , hasil analisa dari masing-masing kedua sistem menunjukkan bahwa selisih nilai drift local (s) dan nilai selisih drift global (m) tidak menunjukkan penyimpangan yang lebih besar dari persyaratan drift . Berikut ini adalah nilai control drift dari masing-masing kedua system :

Tebal Pelat

Tebal shearwall

Sistem Penampang kolom

(mm) (mm)

Penampang balok

b(mm) h(mm) b(mm) h(mm) Flat plate-Shearwall 600 600 250 320 400 600

Open Frame

SRPMM

700 700 150 _ 500 650

Page 31: STUDI PERBANDINGAN PERILAKU STRUKTUR DAN …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-10696-Paper.pdf · Pembangunan konstruksi gedung beton bertulang ... Beton Bertulang, Jakarta,

31

Kontrol Kinerja Batas Layan dan Kinerja Batas Ultimate Flat Plate-Shearwall

Kontrol Kinerja Batas Layan dan Kinerja Batas Ultimate Open Frame SRPMM

Lantai Hx

( m )

Drift

∆s

arah

x

(mm)

∆s

antar

tingkat

( mm )

Batasan

Drift ∆s

(mm)

Drift ∆m

arah x

(mm)

∆m

antar

tingkat

(mm)

Batasan

Drift

∆m

(mm)

Keterangan

6 22.75 22.1 3.6 20.45 85.085 13.86 75 OK

5 19 18.5 4.1 20.45 71.225 15.785 75 OK

4 15.25 14.4 4.2 20.45 55.44 16.17 75 OK

3 11.5 10.2 4.2 20.45 39.27 16.17 75 OK

2 7.75 6 3.6 20.45 23.1 13.86 75 OK

1 4 2.4 2.4 21.82 9.24 9.24 80 OK

Lantai Hx

( m )

Drift

∆s

arah

y

(mm)

∆s

antar

tingkat

( mm )

Batasan

Drift ∆s

(mm)

Drift ∆m

arah x

(mm)

∆m

antar

tingkat

(mm)

Batasan

Drift ∆s

(mm)

Keterangan

6 22.75 23.4 4 20.45 90.09 15.4 75 Ok

5 19 19.4 4.4 20.45 74.69 16.94 75 Ok

4 15.25 15 4.5 20.45 57.75 17.325 75 Ok

3 11.5 10.5 4.4 20.45 40.425 16.94 75 Ok

2 7.75 6.1 3.7 20.45 23.485 14.245 75 Ok

1 4 2.4 2.4 21.82 9.24 9.24 80 Ok

Lantai Hx

( m )

Drift

∆s

arah

x

(mm)

∆s

antar

tingkat

( mm )

Batasan

Drift ∆s

(mm)

Drift ∆m

arah x

(mm)

∆m

antar

tingkat

(mm)

Batasan

Drift

∆m

(mm)

Keterangan

6 22.75 67.8 4.6 20.45 261.03 17.71 75 OK

5 19 63.2 8.5 20.45 243.32 32.725 75 OK

4 15.25 54.7 12.2 20.45 210.595 46.97 75 OK

3 11.5 42.5 15 20.45 163.625 57.75 75 OK

2 7.75 27.5 15.7 20.45 105.875 60.445 75 OK

1 4 11.8 11.8 21.82 45.43 45.43 80 OK

Lantai Hx

( m )

Drift

∆s

arah

y

(mm)

∆s

antar

tingkat

( mm )

Batasan

Drift ∆s

(mm)

Drift

∆m

arah x

(mm)

∆m

antar

tingkat

(mm)

Batasan

Drift ∆s

(mm)

Keterangan

6 22.75 82.5 5.6 20.45 317.625 21.56 75 Ok

5 19 76.9 10.5 20.45 296.065 40.425 75 Ok

4 15.25 66.4 15.1 20.45 255.64 58.135 75 Ok

3 11.5 51.3 18.5 20.45 197.505 71.225 75 Ok

2 7.75 32.8 19.4 20.45 126.28 74.69 75 Ok

4 13.4 13.4 21.82 51.59 51.59 80 Ok

Page 32: STUDI PERBANDINGAN PERILAKU STRUKTUR DAN …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-10696-Paper.pdf · Pembangunan konstruksi gedung beton bertulang ... Beton Bertulang, Jakarta,

32

Kesimpulannya ialah bahwa saat gempa terjadi adalah drift flat plate-shearwall lebih kecil daripada sistem open frame SRPMM , hal ini karena pengaruh shearwall yang memperkaku sistem struktur. Shearwall bekerja memikul 95% gaya gempa yang bekerja pada struktur. Hasil Analisa Biaya

Analisa biaya karena biaya perancangan struktur gedung cukup mahal, maka diperlukan suatu perbandingan antara sistem struktur untuk mengetahui efisiensi biaya hasil penulangan dan volume beton yang diperlukan sehingga hal ini mempunyai korelasi dengan biaya. Pada tugas akhir ini dibatasi hanya meninjau analisa biaya berdasarkan penggunaan beton dan tulangan.

Selisih Biaya Rp 6.480.171.663,00- Rp 5.612.194.563,00 = Rp 867.977.100,00

Kesimpulannya adalah system flat plate-shearwall lebih membutuhkan biaya yang lebih mahal daripada system open frame SRPMM karena memerlukan penggunaan tulangan yang lebih banyak .

Saran

Mengingat tujuan awal dari studi ini adalah perbandingan analisa perilaku struktur dan biaya dua struktur yang ditempatkan daerah gempa menengah (zone 4) , maka dari hasil seluruh analisa perbandingan baik drift sejauh ini sistem Flat plate-Shearwall yang disarankan untuk dipilih , sebab kekakuan struktural sistem ini jauh lebih baik untuk pembebanan gempa. Akan tetapi dipertegas lagi dari hasil perhitungan volume juga, pembuatan sistem tersebut lebih mahal daripada pembuatan sistem open frame SRPMM.

Sistem Biaya beton

K-350

Biaya tulangan

ulir

Biaya tulangan

polos

Biaya total

Flat plate-Shearwall

Rp

1.911.424.515

Rp

4.042.774.586

Rp 525.972.562 Rp 6.480.171.663

Open Frame SRPM

M

Rp

1.726.354.529

Rp

2.840.169.375

Rp

1.045.670.659

Rp 5.612.194.563

Page 33: STUDI PERBANDINGAN PERILAKU STRUKTUR DAN …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-10696-Paper.pdf · Pembangunan konstruksi gedung beton bertulang ... Beton Bertulang, Jakarta,

33

Akan tetapi pilihan tersebut belum tentu sebagai pilihan terbaik bila kita memperluas perbandingannya sebagai contoh pemakaian jumlah bekisting dimana pembuatan gedung tanpa balok lebih sedikit memerlukan penggunaan bekisting, metode pelaksanaannya , fungsi arsitektural mana yang lebih indah, pengaruh reduksi ketinggian gedung pada sistem flat plate untuk tingkat gedung yang banyak dan lain –lain.

Segala perhitungan dan perbandingan dalam studi ini hanya berlaku untuk zona menengah dan pada bentang yang relative panjang yaitu 8m Tentu akan mendapatkan hasil berbeda jika dilaksanakan perhitungan pada wilayah gempa 1, wilayah gempa 2, dan wilayah gempa 3 serta dilakukan anlisa gedung tanpa balok dengan gedung dengan balok pada bentang yang lebih pendek.

Perlu dilakukan analisa pengaruh reduksi ketinggian gedung yang terjadi pada system flat plate terhadap analisa biaya apabila semakin banyal lantai mungkin merupakan keuntungan tersendiri jika menggunakan system flat plate-shearwall.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Badan Standarisasi Nasional. SNI 03-1726-2002

Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Bangunan Gedung.

[2] Badan Standarisasi Nasional. SNI 03-2847-2002 Tata Cara Perhitungan struktur Beton Untuk Bangunan Gedung.

[3] Departemen Pekerjaan Umum.1983. Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung ( PPIUG ) 1983. Bandung :Yayasan Penyelidikan Masalah Bangunan Gedung.

[4] Ferguson, Phil M; Budianto Sutanto; Kris Setianto 1991. Dasar - dasar Beton Bertulang versi S1 edisi keempat.

[5] Nawy, Edward G,Dr.P.E 1998 .Beton Bertulang Suatu Pendekatan Dasar. Jakarta : Erlangga.

[6] Purwono, Rachmat. 2006. Perencanaan Struktur Beton Bertulang Tahan Gempa Edisi Kedua. Surabaya: ITS Press.

[7] Purwono, Rachmat; Tavio. 2007. Evaluasi Cepat Sistem Rangka Pemikul Momen.

[8] Mc Cormack, Jack. 2002. Dasar - dasar Beton Bertulang edisi kedua. Jakarta:Erlangga.

[9] Wang, Chu-Kia; Charles G. Salmon 1992. Binsar Hariandja. Disain Beton Bertulang. Jakarta : Erlangga.

[10] W.H.Mosley; J.H Bungey 1984 . Perencanaan Beton Bertulang Edisi Kedua.

[11] Winter, George; Nilson, Arthur H.1993. Perencanaan Struktur Beton Bertulang.