tugas akhir perencanaan struktur hypermarket … · penyusun, a sompa werune . vi perencanaan...

i

TUGAS AKHIR

PERENCANAAN STRUKTUR HYPERMARKET GIANT

BALIKPAPAN, KALIMANTAN TIMUR

DISUSUN OLEH :

A SOMPA WERUNE

D111 11 005

JURUSAN SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS HASANUDDIN

MAKASSAR

2017

iii

KATA PENGANTAR

Segala puji-pujian bagi Allah Tuhan semesta alam yang melimpahkan

rahmat dan kebaikan bagi setiap insan intelektual, sholawat serta salam

tercurahkan kepada junjungan Nabi Muhammad SAW., sang pembawa pesan

dengan tugas mencerahkan melalui ilmu pengetahuan. Penulisan tugas akhir ini

disusun sebagai salah satu syarat mutlak kepada setiap mahasiswa Jurusan Sipil

Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin dalam penyelesaian studi tugas akhir

yang berjudul “Perencanaan Struktur Hypermarket Giant Balikpapan,

Kalimantan Timur”

Terselesainya karya ilmiah ini tidak hanya dari penulis semata, namun

juga berkat ilmu, bimbingan, arahan, dan bantuan berbagai pihak. Oleh karena itu,

melalui tulisan ini saya curahkan rasa terima kasih kepada:

1. Orang tua saya tercinta, Ayahanda A. Rais Noval,SE yang mendoakan penulis

agar dimudahkan dalam penyelesaian tugas akhir dan Ibunda A. Ina Sugireng

atas segala doa yang tiada hentinya. Semoga Allah limpahkan kebaikan di

dunia dan akhirat dan diaangkat segala kesusahan dan kesedihannya.

2. Bapak Ir. H. Achmad Bakri Muhiddin, M. Sc, Ph. D selaku Pembimbing I

penulis, serta Ibu Dr.Eng. Hj. Rita Irmawaty, ST, MT selaku Pembimbing II

penulis. Berkat beliau atas segala ilmu, bimbingan, dan arahan sehingga Tugas

Akhir ini dapat terselesaikan, dan nasihat-nasihat beliau yang membangun

pribadi penulis serta kesabaran beliau dalam menghadapi kualitas keilmuan

iv

penulis. Semoga segala kebaikan, kesehatan, dan kemudahan dalam hajatnya

Allah limpahkan kepada beliau.

3. Bapak Dr. Ir. Muh. Arsyad Thaha, MT. selaku Ketua Jurusan Sipil Fakultas

Teknik Universitas Hasanuddin.

4. Seluruh dosen Jurusan Sipil Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin atas

ilmu dengan amal yang tiada putusnya.

5. Seluruh staf dan karyawan Jurusan Sipil Fakultas Teknik Universitas

Hasanuddin, khususnya Ibu Ros, Ibu Mina, Pak Udin, Pak Sahar.

6. Si doi Muhammad Akbar Catradi, terima kasih atas segala kesabaran dan doa

nya, semoga Allah senantiasa limpahkan kebaikan tiada putusnya.

7. Saudara-saudara seperjuangan 2011, khusunya teman-teman penulis yang

selalu memberi semangat kebaikan dan motivasi yang membangun, teruntuk

Agung Perjuangan, Asnawi, Jupri, An, Jumrange, Azwarcu, Mirza Panjang,

Imrange, Miftah, Ardange, Febi, La Iki, Onad, Dodi, Rimbets, Onco, Syarif,

Rahadian Pipel, Feto, Che Gue Indra, Wiwin Alwi, Maskur Weh, Ali Chan,

Agung Olahraga, Agung Politik, Baco, Andreas, Carles, Rubi, Cubeks, Arinil.

Terima kasih sudah ditemani di himpunan, ditemani sampai LPJ, menunda

KKN, sudah ditemani asistensi ke gedung sebelah, urus berkas, yang paling

penting selalu diingatkan ke jalan kebaikan. Semoga kebaikan yang telah

diberikan, Allah balas kembali dengan kebaikan yang tak terhingga.

8. Teman-teman cewek 2011, khususnya teruntuk kepada Winar dan Cica atas

segala ilmu dan bantuan referensinya, serta Asmucu dan Ugacu yang selalu

mendoakan yang baik-baik. Teruntuk teman-teman yang masih berjuang di

v

kampus, Dildil, Elif, Maya, Kires, Athy, Dina, jangan bosan-bosan belajar,

rajin-rajin datang ke kampus, selalu jaga semangatnya. Semoga kebaikannya

selama ini dibalas Allah dengan dimudahkan hajatnya.

9. Teman-teman seperjuangan di Laboratorium Mekanika Tanah, Nisa, Awal,

Darni, Ebi, Ummu, Ukhti, Fuah, Ali, Zul, Acca, Syahrun, Kak Ceo, Kak

Amir atas dukungannya untuk rajin asistensi Tugas Akhir.

10. Kanda senior khususnya kak Munawwarah Tahir, ST atas segala bantuannya,

kak Leo, ST atas ilmunya yang sangat bermanfaat, dan kak Aaq Syamsuddin

atas bantuannya dibantu gambar struktur walau dengan keterbatasan

waktunya.

Akhir kata, semoga usaha dan ilmu dari berbagai pihak senantiasa

bermanfaat, karena sejatinya ilmu yang berkah adalah ilmu yang tidak

mengendap untuk diri sendiri, tetapi dapat kita bagikan kepada orang lain.

Terselesaikannya tugas akhir ini bukan berarti tidak ada kekurangan yang

termaktub dalam setiap babnya, oleh karena itu saran dan kritik yang membangun

sangat penulis harapkan agar dapat bermanfaat bagi pengembangan ilmu

pengetahuan.

Makassar, Februari 2017

Penyusun,

A Sompa Werune

vi

PERENCANAAN STRUKTUR HYPERMARKET GIANT

BALIKPAPAN, KALIMANTAN TIMUR

STRUCTURE DESIGN OF GIANT HYPERMARKET BALIKPAPAN,

EAST KALIMANTAN

A Sompa Werune1, Achmad Bakri Muhiddin

2, Rita Irmawaty

2

ABSTRAK Gedung hypermarket Giant merupakan pusat kegiatan usaha perdagangan yang berada di Jalan Mt.

Haryono II Balikpapan, Kalimantan Timur. Struktur atas gedung hypermarket Giant Balikpapan

berupa kolom, balok, dan pelat merupakan konstruksi beton bertulang, sedangkan atapnya

merupakan konstruksi rangka atap baja. Adapun tujuan penggunaan struktur ini adalah sebagai

pusat pertokoan. Untuk menghindari kegagalan struktur yang dapat menimbulkan kerugian jiwa

maupun materi, maka diperlukan perencanaan struktur gedung yang aman dan mengacu pada

kaidah perencanaan struktur gedung tahan gempa. Gedung hypermarket Giant Balikpapan yang

berada pada kelas situs tanah lunak (SE) direncanakan sebagai sistem penahan gaya seismik

SPMM. Berdasarkan perencanaan struktur dengan bantuan program permodelan numerik

ETABS, diperoleh hasil desain masing-masing elemen dan komponen struktur yang memenuhi

syarat kekuatan, kekakuan, dan stabilitas terhadap segala kemungkinan kombinasi beban yang

bekerja.

Kata Kunci: Desain, Struktur, ETABS

ABSTRACT

The Giant hypermarket building is a business center of trade located on Mt. Haryono II

Balikpapan, East Kalimantan. Super structure of the Balikpapan Giant hypermarket building

consist of columns, beams, and plates is a reinforced concrete construction, while the roof is a

steel roof truss construction. The purpose of the use of this structure is as a shopping center. To

avoid the failure of structures that can cause loss of life or material, it is necessary to design a

safe building structure and refers to the rules of earthquake resistant building structure design.

The Giant Balikpapan hypermarket building located on the soft soil site class (SE) is designed as

seismic load retaining system of SPMM. Based on structural design with ETABS numerical

modeling program, the design result of each element and structural component that fulfill the

strength, stiffness and stability requirement for all possible working load combinations.

Keywords: Design, structure, ETABS

vii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL.................................................................................. i

LEMBAR PENGESAHAN ...................................................................... ii

KATA PENGANTAR ............................................................................. iii

ABSTRAK ............................................................................................... vi

DAFTAR ISI ........................................................................................... vii

DAFTAR GAMBAR ............................................................................... ix

DAFTAR TABEL ................................................................................... xii

DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL ....................................................... xv

BAB I PENDAHULUAN ..................................................................... I-1

1.1 Latar Belakang Masalah.................................................................... I-1

1.2 Rumusan Masalah ............................................................................ I-3

1.3 Maksud dan Tujuan Penulisan .......................................................... I-3

1.4 Pembatasan Masalah ......................................................................... I-3

1.5 Metode Penulisan .............................................................................. I-4

1.6 Sistematika Penulisan ....................................................................... I-5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ....................................................... II-1

2.1 Umum ............................................................................................. II-1

2.2 Beton Bertulang ............................................................................... II-2

2.3 Baja .................................................................................................. II-5

viii

2.4 Sistem Struktur Gedung ................................................................. II-10

2.5 Pembebanan Struktur ..................................................................... II-24

2.6 Kombinasi Pembebanan ................................................................. II-26

2.7 Faktor Reduksi Kekuatan ............................................................... II-27

2.8 Perencanaan Elemen Portal ............................................................ II-28

BAB III GAMBARAN UMUM DAN METODOLOGI

PERENCANAAN STRUKTUR ...................................................... III-1

3.1 Gambaran Umum .................................................................................. III-1

3.2 Metodologi Perencanaan ..................................................................... III-12

BAB IV PERENCANAAN STRUKTUR ........................................ IV-1

4.1 Perencanaan Dimensi Elemen Struktur.......................................... IV-1

4.2 Pembebanan Struktur ..................................................................... IV-3

4.3 Permodelan Struktur .................................................................... IV-17

4.4 Output Analisa Numerik .............................................................. IV-29

BAB V PENUTUP ............................................................................... V-1

5.1 Kesimpulan ...................................................................................... V-1

5.2 Saran ................................................................................................ V-1

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

ix

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2. 1 Hubungan antara Tegangan dan Regangan Tekan Beton ................... II-3

Gambar 2. 2 Kurva Hubungan Tegangan ( ) dan Regangan ( ) .............................. II-6

Gambar 2. 3 Bagian Kurva Tegangan – Regangan yang Diperbesar ...................... II-6

Gambar 2. 4 Diagram Alir Desain Tulangan Rangkap Balok Prismatis Lentur .... II-12

Gambar 2. 5 Diagram Alir Desain Tulangan Rangkap Balok T ............................ II-13

Gambar 2. 6 Diagram Alir Desain Tulangan Geser Balok .................................... II-14

Gambar 2. 7 Diagram Alir Desain Tulangan Longitudinal Kolom ....................... II-19

Gambar 2. 8 Diagram Alir Desain Tulangan Geser Kolom ................................... II-20

Gambar 2. 9 Data Ss dan S1 serta parameter-parameter turunannya dan Grafik

Percepatan Batuan Desain (Sa) ......................................................... II-26

Gambar 3. 1 Peta Lokasi Hypermarket Giant Balikpapan, Kalimantan Timur ......III-1

Gambar 3. 2 Denah Lantai 1 Gedung Hypermarket Giant Balikpapan, Kalimantan

Timur ..................................................................................................III-2


Timur ..................................................................................................III-3

Gambar 3. 4 Denah Lantai Atap Gedung Hypermarket Giant Balikpapan,

Kalimantan Timur ..............................................................................III-4

Gambar 3. 5 Elevasi Arah X ...................................................................................III-5

Gambar 3. 6 Elevasi Arah Y ...................................................................................III-5

Gambar 3. 7 Tekanan Angin Desain pada Struktur Penahan Beban Angin

Utama ...............................................................................................III-10

x

Gambar 3. 8 Diagram Alir Perencanaan Struktur Gedung Hypermarket Giant

Balikpapan, Kalimantan Timur ........................................................III-12

Gambar 4. 1 Komponen Tangga ............................................................................. IV-5

Gambar 4. 2 Tampak Atas Tangga ......................................................................... IV-6

Gambar 4. 3 Spektrum Respons Desain pada Gedung Hypermarket Giant

Balikpapan.......................................................................................... IV-9

Gambar 4. 4 Tekanan Angin Desain untuk Sistem Penahan Beban Angin Utama

(SPBAU) .......................................................................................... IV-11

Gambar 4. 6 Input Data Jarak Grid Bangunan ...................................................... IV-18

Gambar 4. 7 Penggambaran Elemen Struktur dengan Autocad ............................ IV-18

Gambar 4. 5 Input Data Jumlah Lantai dan Ketinggian Lantai ............................ IV-18

Gambar 4. 8 Input Data Properti Material ............................................................ IV-19

Gambar 4. 9 Pendefinisian Tumpuan sebagai Jepit .............................................. IV-19

Gambar 4. 10 Input Data Penampang ................................................................... IV-20

Gambar 4. 11 Input Data Pelat .............................................................................. IV-20

Gambar 4. 12 Jenis-jenis Beban yang Bekerja pada Struktur Gedung ................. IV-21

Gambar 4. 14 Denah Rencana Lantai 2 ................................................................ IV-23

Gambar 4. 13 Denah Rencana Lantai 1 ................................................................ IV-23

Gambar 4. 15 Denah Rencana Lantai Atap ........................................................... IV-24

Gambar 4. 16 Elevasi Rencana Arah X ................................................................ IV-25

Gambar 4. 17 Elevasi Rencana Arah Y ................................................................ IV-25

Gambar 4. 18 Elemen Pelat yang Didefinisikan sebagai Diafragma .................... IV-26

Gambar 4. 19 Pengecekan Struktur dengan ETABS.............................................. IV-29

xi

Gambar 4. 20 Diagram Momen dan Gaya Geser Akibat Kombinasi Pembebanan

Tetap ............................................................................................... IV-30


Sementara ....................................................................................... IV-30

Gambar 4. 23 Diagram Gaya Aksial Akibat Kombinasi Pembebanan

Sementara ....................................................................................... IV-31

Gambar 4. 21 Diagram Gaya Aksial Akibat Kombinasi Pembebanan Tetap ....... IV-30

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 2. 1 Tulangan Ulir dan Ukurannya ................................................................ II-4

Tabel 2. 2 Sifat-sifat Mekanis Baja Struktural ......................................................... II-8

Tabel 3. 1 Beban Mati, D ........................................................................................ III-6

Tabel 3. 2 Beban Mati, D (Lanjutan) ..................................................................... III-7

Tabel 3. 3 Beban Hidup Minimum, L ..................................................................... III-7

Tabel 3. 4 Beban Hidup Minimum, L (Lanjutan) ................................................... III-8

Tabel 3. 5 Koefisien Eksposur Tekanan Velositas ................................................. III-9

Tabel 3. 6 Koefisien Tekanan Eksternal Dinding Pada Sumbu X .......................... III-9

Tabel 3. 7 Koefisien Tekanan Eksternal Dinding Pada Sumbu Y .......................... III-9

Tabel 3. 8 Koefisien Tekanan Eksternal Atap Pada Sumbu X ............................. III-10

Tabel 3. 9 Koefisien Tekanan Eksternal Atap Pada Sumbu Y ............................. III-10

Tabel 4. 1 Jenis Profil yang Digunakan Pada Perencanaan ............................... IV-1

Tabel 4. 2 Dimensi Balok yang Digunakan pada Perencanaan ......................... IV-2

Tabel 4. 3 Tebal Pelat yang Digunakan pada Perencanaan ............................... IV-3

Tabel 4. 4 Dimensi Kolom yang Digunakan pada Perencanaan ........................ IV-3

Tabel 4. 5 Beban Hidup yang Bekerja pada Struktur ........................................ IV-7

Tabel 4. 6 Prosedur Analisis yang Boleh Digunakan ...................................... IV-10

Tabel 4. 7 Faktor R, Cd, Ω0 untuk Sistem Penahan Gaya Gempa .................... IV-10

Tabel 4. 8 Tekanan Velositas ........................................................................... IV-12

Tabel 4. 9 Koefisien Tekanan Eksternal Dinding pada Sumbu X ................... IV-12

xiii

Tabel 4. 10 Koefisien Tekanan Eksternal Atap pada Sumbu X....................... IV-13

Tabel 4. 11 Tekanan Eksternal pada Sumbu X ................................................ IV-13

Tabel 4. 12 Beban Angin pada Sumbu X......................................................... IV-14

Tabel 4. 13 Koefisien Tekanan Eksternal Dinding pada Sumbu Y ................. IV-15

Tabel 4. 14 Koefisien Tekanan Eksternal Atap pada Sumbu Y....................... IV-15

Tabel 4. 15 Tekanan Eksternal pada Sumbu Y ................................................ IV-16

Tabel 4. 16 Beban Angin pada Sumbu Y......................................................... IV-16

Tabel 4. 17 Beban Angin pada Sumbu Y (Lanjutan) ....................................... IV-17

Tabel 4. 18 Kombinasi Pembebanan................................................................ IV-21

Tabel 4. 19 Kombinasi Pembebanan (Lanjutan) ............................................. IV-22

Tabel 4. 20 Berat Tiap Lantai .......................................................................... IV-27

Tabel 4. 21 Eksentrisitas Rencana pada Arah X .............................................. IV-28

Tabel 4. 22 Eksentrisitas Rencana pada Arah Y .............................................. IV-29

Tabel 4. 23 Simpangan Antar Tingkat Akibat Beban Gempa Statik EQx ....... IV-31

Tabel 4. 24 Simpangan Antar Tingkat Akibat Beban Gempa Statik EQy ....... IV-32

Tabel 4. 25 Drift Ratio Arah X ........................................................................ IV-32

Tabel 4. 26 Drift Ratio Arah Y ........................................................................ IV-32

Tabel 4. 27 Luas Tulangan Longitudinal Lentur Perlu pada Balok ................. IV-33

Tabel 4. 28 Tulangan Longitudinal Terpasang pada Balok ............................. IV-34

Tabel 4. 29 Kontrol Rasio Tulangan Longitudinal Terpasang pada Balok ..... IV-36

Tabel 4. 30 Tulangan Sengkang Geser dan Torsi Perlu pada Balok................ IV-37

Tabel 4. 31 Spasi Tulangan Sengkang Geser dan Torsi Perlu pada Balok ...... IV-38

xiv

Tabel 4. 32 Luas Tulangan Sengkang Geser dan Torsi Terpasang pada

Balok ......................................................................................... IV-39

Tabel 4. 33 Tulangan Longitudinal Torsi Perlu pada Balok ............................ IV-40

Tabel 4. 34 Tulangan Longitudinal Torsi Terpasang pada Balok.................... IV-40

Tabel 4. 35 Luas Tulangan Longitudinal Lentur Perlu pada Kolom ............... IV-41

Tabel 4. 36 Luas Tulangan Longitudinal Lentur Terpasang pada Kolom ....... IV-41

Tabel 4. 37 Kontrol Rasio Tulangan Longitudinal Lentur Terpasang pada Kolom

.......................................................................................................................... IV-42

Tabel 4. 38 Tulangan Geser Perlu pada Kolom ............................................... IV-42

Tabel 4. 39 Spasi Tulangan Geser Perlu pada Kolom ..................................... IV-43

Tabel 4. 40 Spasi Tulangan Geser Terpasang pada Kolom ............................. IV-44

Tabel 4. 41 Tulangan Geser Terpasang pada Kolom ....................................... IV-44

Tabel 4. 42 Momen Terfaktor pada Pelat ........................................................ IV-45

Tabel 4. 43 Tulangan Pokok dan Tulangan Bagi Terpasang pada Pelat.......... IV-45

Tabel 4. 44 Kontrol Rasio Tulangan Terpasang pada Pelat ............................ IV-47

Tabel 4. 45 Kontrol Kekuatan Rencana pada Pelat ......................................... IV-47

Tabel 4. 46 Momen Terfaktor pada Pelat Badan Tangga ................................ IV-48

Tabel 4. 47 Momen Terfaktor pada Pelat Bordes ............................................ IV-48

Tabel 4. 48 Tulangan Pokok dan Tulangan Bagi Terpasang pada Tangga...... IV-48

Tabel 4. 49 Kontrol Rasio Tulangan Terpasang pada Pelat Badan Tangga ... IV-50

Tabel 4. 50 Kontrol Kekuatan Rencana pada Pelat Badan Tangga ................. IV-50

Tabel 4. 51 Kontrol Rasio Tulangan Terpasang pada Pelat Bordes ............... IV-51

Tabel 4. 52 Kontrol Kekuatan Rencana pada Pelat Bordes ............................. IV-51

xv

DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL

Kuat tekan beton

Regangan maksimal beton

Tegangan leleh

Kuat rencana

Reduksi kekuatan

MN Momen nominal

Momen terfaktor

Tegangan batas proporsional

Tegangan batas elastic

Tegangan putus

Regangan saat mulai terjadi efek strain hardening (penguatan regangan)

Regangan saat tercapainya tegangan putus

Modulus elastisitas

Tinggi blok tegangan beton tekan persegi ekivalen

Faktor pembentuk tegangan beton tekan persegi ekivalen

c Jarak antara garis netral dan tepi serat beton tekan terluar

b Lebar penampang balok

d Tinggi efektif penampang balok

h Tinggi penampang balok

d’ Jarak antara titik berat tulangan tekan dan tepi serat beton tekan

Cc Gaya tekan beton

Cs Gaya tekan baja tulangan

fs Tegangan tarik baja tulangan

fs’ Tegangan tekan baja tulangan

As’ Luas tulangan tekan

As Luas tulangan tarik

Be Lebar ekivalen

tf Tebal pelat

Bw Lebar badan

Rasio tulangan

Vu Gaya geser terfaktor

Vc Gaya geser dukung yang dapat disumbangkan oleh beton sendiri

xvi

Vn Gaya geser nominal

s Spasi tulangan

Tu Momen puntir terfaktor

Luas penampang bruto

Keliling penampang bruto

Luas sengkang untuk torsi

Panjang bentang balok yang dipasang sengkang torsi

Luas batas sengkang luar

Tegangan leleh tulangan sengkang

Luas tulangan longitudinal torsi

Keliling daerah yang dibatasi oleh sengkang tertutup

k Rasio kelangsingan

lu Panjang tak tertumpu kolom

r Jari-jari girasi

Keliling daerah yang dibatasi oleh sengkang tertutup

k Rasio kelangsingan

lu Panjang tak tertumpu kolom

D Beban mati

L Beban hidup

Lr Beban hidup atap

R Beban air hujan

W Beban angin

E Beban gempa

Percepatan batuan dasar pada perioda pendek

Percepatan batuan dasar pada perioda 1 detik

Koefisien situs pada perioda pendek

Koefisien situs pada perioda 1 detik

Parameter spektrum respons percepatan pada perioda pendek

Parameter spektrum respons percepatan pada perioda 1 detik

Parameter percepatan spektral desain pada perioda pendek

Parameter percepatan spektral desain pada perioda 1 detik

Kd Faktor arah angin

Kzt Faktor topografi

G Faktor efek tiupan angin

xvii

GCpi Koefisien tekanan internal

Kz Koefisien eksposur tekanan velositas

Kategori risiko bangunan dan faktor keutamaan

R Koefisien modifikasi respons

Ω0 Faktor kuat-lebih sistem

Cd Faktor pembesaran defleksi

qz Tekanan velositas

SDL Beban mati tambahan

EQx Beban gempa statik arah x

EQy Beban gempa statik arah y

T Perioda fundamental

Cs Koefisien dasar seismik

ed Eksentrisitas rencana

I-1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Seiring perkembangan zaman dan peradaban manusia di berbagai belahan

dunia, pembangunan berjalan tanpa henti untuk menunjang kebutuhan hidup yang

terus meningkat tak terkecuali di Indonesia yang saat ini bergiat memajukan

pertumbuhan ekonominya. Melalui penerapan master plan Percepatan dan

Perluasan Pembangunan Ekonomi Indonesia (P3EI) 2011-2025, wilayah ini

memiliki enam koridor ekonomi dengan masing-masing tema pembangunan yang

saling menunjang, terbagi berdasarkan keunggulan dan potensinya.

Dengan adanya koridor ekonomi tersebut, pembangunan yang terfokus

pun mulai bergulir dan turut mendorong pertumbuhan akan infrastruktur dan salah

satunya adalah fasilitas gedung. Bangunan gedung merupakan wujud fisik hasil

pekerjaan konstruksi berfungsi sebagai tempat manusia melakukan kegiatannya,

baik untuk hunian atau tempat tinggal, kegiatan agama, kegiatan usaha, kegiatan

sosial dan budaya, maupun kegiatan khusus. Mengingat fungsi dari gedung

tersebut, maka diperlukan perencanaan yang aman dan mengikuti kaidah

perencanaan struktur gedung.

Perencanaan struktur bertujuan untuk menghasilkan suatu struktur yang

stabil, cukup kuat, dan memenuhi tujuan-tujuan lainnya seperti keekonomisan dan

kemudahan dalam pelaksanaan. Suatu struktur disebut stabil bila struktur tersebut

tidak mudah terguling, miring atau tergeser selama umur bangunan yang

I-2

direncanakan. Suatu struktur disebut cukup kuat dan mampu layan bila

kemungkinan terjadinya kegagalan struktur dan kehilangan kemampuan layan

selama masa yang direncanakan adalah kecil dan dalam batas yang dapat diterima.

Untuk mencapai tujuan perencanaan tersebut, perencanaan struktur harus

mengikuti peraturan perencanaan yang ditetapkan oleh pemerintah berupa Standar

Nasional Indonesia (SNI).

Prinsip dari perencanaan struktur gedung ini adalah menghasilkan suatu

bangunan yang aman, nyaman, kuat, efisien dan ekonomis. Suatu konstruksi

gedung harus mampu menahan beban dan gaya-gaya yang bekerja pada

konstruksi itu sendiri, sehingga struktur gedung aman dalam jangka waktu yang

direncanakan.

Lemahnya struktur akibat perencanaan struktur yang tidak mengacu pada

kaidah perencanaan struktur tahan gempa serta lemahnya pengawasan pada saat

pelaksanaan pekerjaan bangunan dapat mengakibatkan terjadinya kegagalan

struktur.

Gedung hypermarket Giant yang berada di Jalan Mt. Haryono II

Balikpapan, Kalimantan Timur merupakan pusat kegiatan usaha perdagangan.

Untuk menghindari kegagalan struktur yang dapat menimbulkan kerugian jiwa

maupun materi, maka diperlukan perencanaan struktur gedung yang aman dan

mengacu pada kaidah perencanaan struktur gedung tahan gempa.

Berkaitan dengan latar belakang di atas, penulis mencoba membuat suatu

perencanaan struktur tahan gempa terhadap gedung hypermarket Giant, yang

I-3

kemudian menyusunnya dalam sebuah tugas akhir yang berjudul “Perencanaan

Struktur Gedung Hypermarket Giant Balikpapan, Kalimantan Timur”.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian pada latar belakang di atas, maka permasalahan yang

akan ditinjau adalah bagaimana mendesain struktur bangunan yang berfungsi

sebagai hypermarket.

1.3 Maksud dan Tujuan Penulisan

1.3.1 Maksud Penulisan

Maksud penulisan Tugas Akhir ini adalah menganalisis elemen dan

mendesain struktur berdasarkan peraturan SNI-1726-2002 (Standar Perencanaan

Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung).

1.3.2 Tujuan Penulisan

Tujuan penulisan Tugas Akhir ini adalah untuk mendesain struktur

bangunan yang berfungsi sebagai hypermarket.

1.4 Pembatasan Masalah

Untuk menghindari pembahasan yang terlampau luas, maka penyusunan

Tugas Akhir dengan judul “Perencanaan Struktur Hypermarket Giant

Balikpapan, Kalimantan Timur” akan bertolak pada batasan masalah sebagai

berikut:

I-4

Perencanaan berupa perancangan struktur bangunan dengan fokus pada

perencanaan kolom, balok, dan pelat.

Untuk elemen struktur (balok, pelat, kolom) direncanakan dengan struktur

beton bertulang, sedangkan rangka atap direncanakan dengan struktur

baja.

Perhitungan momen-momen lentur akibat beban vertikal dan horizontal,

baik pada konstruksi baja maupun konstruksi beton diselesaikan dengan

program aplikasi ETABS versi 15.

Peninjauan gempa dilakukan dengan menggunakan analisa gempa statis.

Pedoman-pedoman yang digunakan dalam perencanaan struktur sebagai berikut:

1. SNI 2847-2013 (Persyaratan Beton Struktural untuk Bangunan Gedung)

2. SNI 1726-2012 (Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur

Bangunan Gedung dan Non Gedung)

3. SNI 1729-2015 (Spesifikasi untuk bangunan Gedung Baja Struktural)

4. SNI 1727-2013 (Beban Minimum untuk Perancangan Bangunan Gedung

dan Struktur Lain)

1.5 Metode Penulisan

Metode penulisan yang digunakan adalah bentuk penelitian studi literatur

yang dipakai penulis dengan membaca literatur yang sinergis terhadap penulisan

Tugas Akhir ini.

I-5

1.6 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan Tugas Akhir ini dibagi dalam lima bab yaitu:

BAB I : Pendahuluan

Bab ini menguraikan tentang apa yang menjadi latar belakang maslah,

maksud penulisan, tujuan penulisan, batasan masalah, metode

penulisan serta sistematika penulisan.

BAB II : Tinjauan Pustaka

Bab ini menguraikan teori yang relevan dengan perencanaan struktur

gedung hypermarket Giant Balikpapan, Kalimantan Timur.

BAB II I : Gambaran Umum dan Metodologi Perencanaan Struktur

Bab ini menguraikan secara singkat mengenai data yang dibutuhkan

dalam perencanaan, serta metodologi yang digunakan dalam

mendesain struktur gedung hypermarket Giant Balikpapan,

Kalimantan Timur.

BAB IV : Perencanaan Struktur

Bab ini berisi perencanaan struktur gedung hypermarket Giant

Balikpapan, Kalimantan Timur.

BAB V : Penutup

Bab ini memuat kesimpulan hasil perencanaan dan saran yang

dibutuhkan guna peningkatan mutu desain.

II-1

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Umum

Perencanaan adalah sebuah proses untuk mendapatkan suatu hasil yang

optimum. Suatu struktur dikatakan optimum apabila memenuhi kriteria yang

umum untuk struktur berupa biaya minimum, waktu konstruksi minimum, tenaga

kerja minimum, biaya produksi minimum, serta efisiensi operasi yang maksimum.

Efisiensi yang maksimum adalah kriteria khusus yang paling standar dijadikan

suatu parameter, yaitu keamanan, keandalan, dan keindahan. (Rudi Yudarmawan,

2007)

Hasil desain harus mampu menahan beban atau efek beban yang bekerja

tanpa mengalami tegangan dan deformasi yang berlebihan. Elemen-elemen

struktur harus mampu memberikan respon terhadap semua beban yang bekerja

dan merupakan satu kesatuan agar dapat menerima dan menahan beban-beban

tersebut. (Rudi Yudarmawan, 2007)

Struktur yang didesain pada dasarnya harus memenuhi kriteria-kriteria:

1. Kesesuaian dengan lingkungan sekitar

2. Ekonomis

3. Kuat dalam menahan beban yang direncanakan

4. Memenuhi persyaratan kemampuan layan

5. Memiliki durabilitas yang tinggi

II-2

2.2 Beton Bertulang

Beton didapat dari pencampuran bahan-bahan agregat halus dan kasar

yaitu pasir, batu, batu pecah, atau bahan semacam lainnya, dengan menambahkan

secukupnya bahan perekat semen, dan air sebagai bahan pembantu guna keperluan

reaksi kimia selama proses pengerasan dan perawatan beton berlangsung.

(Istimawan Dipohusodo, 1993)

Sifat utama dari beton, yaitu sangat kuat terhadap beban tekan, tetapi juga

bersifat getas/mudah patah atau rusak terhadap beban tarik. Sifat utama dari baja

tulangan, yaitu sangat kuat terhadap beban tarik maupun beban tekan. Karena baja

tulangan harganya mahal, maka sedapat mungkin dihindari penggunaan baja

tulangan untuk memikul beban tekan. Dari sifat utama tersebut, maka jika kedua

bahan (beton dan baja tulangan) dipadukan menjadi satu-kesatuan secara

komposit, akan diperoleh bahan baru yang disebut beton bertulang.

Kuat tekan beton diberi notasi dengan , yaitu kuat tekan silinder beton

yang disyaratkan pada waktu berumur 28 hari. Mutu beton dibedakan atas tiga

macam menurut kuat tekannya, yaitu:

- Mutu beton dengan kurang dari , digunakan untuk beton non

struktur (misalnya : kolom praktis, balok praktis).

- Mutu beton dengan antara – , digunakan untuk beton

struktur (misalnya : balok, kolom, pelat, maupun pondasi).

- Mutu beton dengan sebesar keatas, digunakan untuk struktur

beton yang direncanakan tahan gempa.

II-3

Hubungan antara tegangan dan regangan tekan beton seperti terlihat pada Gambar

2.1.

Gambar 2. 1 Hubungan antara Tegangan dan Regangan Tekan Beton

Pada Gambar 2.1, tampak perilaku tegangan regangan beton sebagai berikut:

1. Pada saat beban tekan mencapai – , perilaku tegangan regangan

beton pada dasarnya masih linear. Retak-retak lekatan ( ) yang

sebelum pembebanan sudah terbentuk, akan tetap stabil dan tidak berubah

selama tegangan tekan yang bekerja masih dibawah ( merupakan

kekuatan batas tekan beton)

2. Pada saat beban tekan melebihi – , retak-retak lekatan mulai

terbentuk. Pada saat ini mulai terjadi deviasi pada hubungan tegangan-

regangan dari kondisi linear.

3. Pada saat beban tekan mencapai – , retak-retak lekatan tersebut

merambat ke mortar sehingga terbentuk pola retak yang kontinu. Pada kondisi

ini hubungan tegangan-regangan beton semakin menyimpang dari kondisi

linear.

4. Pada saat beton akan runtuh (kuat tekan beton telah mencapai puncak ),

maka tegangan beton turun (menjadi ) sedangkan regangan tekan tetap

naik sampai mencapai batas retak ( sebesar 0,,003). Kedua angka ini

II-4

(tegangan dan regangan batas = 0,003) sangat penting bagi

perencanaan struktur beton bertulang. (Ali Asroni, 2010)

Baja tulangan yang tersedia di pasaran ada dua jenis, yaitu baja tulangan

polos (BJTP) dan baja tulangan ulir atau deform (BJTD). Tulangan polos biasanya

digunakan untuk tulangan geser/sengkang, dan mempunyai tegangan leleh (f )

minimal sebesar , dengan ukuran 6, 8, 10, 12, , dan 16.

Tulangan ulir (deform) digunakan untuk tulangan longitudinal atau tulangan

memanjang, dan mempunyai tegangan leleh ( ) minimal . Ukuran

diameter nominal tulangan ulir yang umumnya tersedia di pasaran dapat dilihat

pada Tabel 2.1.

Tabel 2. 1 Tulangan Ulir dan Ukurannya

(Sumber : Ali Asroni, Balok dan Pelat Beton Bertulang Hal. 19)

Bahan beton bersifat tidak sepenuhnya homogen dan elastik, selama kurun

waktu cukup lama , perencanaan serta analisis didasarkan pada metode elastik,

cara-n, atau metode tegangan kerja.

Anggapan-anggapan yang dipakai sebagai dasar untuk metode kekuatan

ultimit pada dasarnya mirip dengan yang digunakan untuk metode tegangan kerja.

Perbedaannya terletak pada tegangan beton sebanding regangannya hanya sampai

pada tingkat pembebanan tertentu. Pada metode kekuatan ultimit:

Diameter nominal Berat per m

(mm) (kg/m)

D10 10 0.617

D13 13 1.042

D16 16 1.578

D19 19 2.226

D22 22 2.984

D25 25 3.853

D29 29 5.185

D32 32 6.313

D36 36 7.99

Jenis Tulangan

II-5

1. Beban kerja diperbesar, dikalikan suatu faktor beban untuk mengantisipasi

perubahan beban, dinamakan beban terfaktor.

2. Resistance Momen atau kuat rencana merupakan Nominal Momen dikalikan

dengan Φ (reduksi kekuatan).

(II-1)

Tujuan pengalian dengan Φ (reduksi kekuatan) dimaksudkan untuk

mengakumulasi human error, seperti proses pengerjaan,tenaga kerja, ukuran-

ukuran, dan pengendalian mutu.

3. Resistance Momen yang direncanakan harus bernilai lebih besar atau sama

dengan nilai kuat guna atau kuat perlu

2.3 Baja

2.3.1 Material Baja

Baja merupakan elemen penting di dalam dunia konstruksi saat ini. Baja

memiliki kekuatan yang tinggi sehingga dapat mengurangi ukuran struktur. Baja

juga memiliki sifat elastis dan daktalitas yang cukup tinggi sehingga dapat

menerima tegangan tarik yang cukup besar. Kemudahan pengerjaan konstruksinya

dan kemudahan penyambungan antarelemen yang satu dengan yang lainnya

(II-2)

II-6

menggunakan alat sambung las atau baut, menjadi pertimbangan tersendiri

sehingga baja sering digunakan dalam pekerjaan konstruksi.

2.3.2 Sifat Mekanik Baja

Hubungan tegangan dan regangan baja terlihat pada Gambar 2.2 dan

Gambar 2.3.

Gambar 2. 2 Kurva Hubungan Tegangan ( ) dan Regangan ( )

Gambar 2. 3 Bagian Kurva Tegangan – Regangan yang Diperbesar

Keterangan:

: batas proporsional

: batas elastis

II-7

: batas leleh atas dan bawah

: tegangan putus

: regangan saat mulai terjadi efek strain hardening (penguatan regangan)

: regangan saat tercapainya tegangan putus

Titik-titik penting ini membagi kurva tegangan-regangan menjadi

beberapa daerah, yaitu:

a. Daerah linear antara 0 dan fp, dalam daerah ini berlaku Hukum Hooke,

kemiringan dari bagian kurva yang lurus disebut sebagai Modulus Elastisitas

atau Modulus Young, .

b. Daerah elastis antara 0 dan fe, pada daerah ini jika beban dihilangkan maka

benda uji akan kembali ke bentuk semula. Daerah plastis yang dibatasi oleh

regangan antara hingga , pada daerah ini regangan mengalami

kenaikan akibat tegangan konstan sebesar fy.

c. Daerah penguatan regangan (strain-hardening) antara sh dan u. Untuk

regangan lebih besar dari 15 hingga 20 kali regangan elastis maksimum,

tegangan kembali mengalami kenaikan namun dengan kemiringan yang lebih

kecil daripada kemiringan daerah elastis. Daerah ini dinamakan daerah

penguatan regangan (strain-hardening), yang berlanjut hingga tercapainya

tegangan putus. Kemiringan daerah ini dinamkan modulus penguatan

regangan (Est). Sifat-sifat mekanis baja struktural disajikan pada Tabel 2.2.

II-8

Tabel 2. 2 Sifat-sifat Mekanis Baja Struktural

(Sumber : Agus Setiawan, Perencanaan Struktur Baja dengan Metode LRFD

Hal. 20)

2.3.3 Bentuk-Bentuk Baja dalam Teknik Bangunan Gedung

Baja dalam teknik konstruksi bangunan gedung terdapat bermacam-

macam bentuk sebagai berikut :

1. Baja Pelat

Yaitu baja berupa pelat baik pelat lembaran maupun pelat strip dengan tebal

antara . Baja pelat lembaran terdapat dengan lebar antara

dengan panjang . Sedangkan baja pelat strip

biasanya dengan lebar dengan panjang .

2. Baja Profil

Yaitu baja berupa batangan (lonjoran) dengan penampang berprofil dengan

bentuk tertentu dengan panjang pada umumnya , namun dapat dipesan di

pabrik dengan panjang hingga .

3. Baja Beton

Yaitu baja yang digunakan untuk penulangan / pembesian beton (untuk

konstruksi beton).

Tegangan Putus Minimum Tegangan Leleh Minimum Regangan Minimumfu (Mpa ) fy (Mpa ) (%)

BJ 34 340 210 22

BJ 37 370 240 20

BJ 41 410 250 18

BJ 50 500 290 16

BJ 55 550 410 13

Jenis Baja

II-9

2.3.4 Pemberian Notasi (Tanda Gambar) Profil Baja

Nama baja profil ditulis dengan kode profil diikuti dengan ukuran

pokoknya. Berikut ini contoh-contoh penulisan nama baja profil menurut nomor

profil yang bersangkutan :

1. Baja WF 250x125x6x9

Yaitu baja profil WF (Wide Flange = sayap lebar) dengan ukuran tinggi profil

, lebar sayap , tebal badan , dan tebal sayap .

2. Baja KANAL 140x60x7x10

Yaitu baja profil kanal dengan ukuran tinggi profil , lebar sayap

(flens) , tebal badan , dan tebal sayap . Kanal = Saluran =

Parit.

3. Baja L 60.60.6

Yaitu baja profil siku sama kaki dengan ukuran lebar kaki dan tebal

baja .

4. Baja L 65.100.7

Yaitu baja profil siku tidak sama kaki dengan ukuran lebar kaki dan

, tebal baja .

5. Baja LIP C 125x50x20x3,2

Yaitu baja profil dengan ukuran tinggi profil , lebar

sayap , panjang bengkokan sayap , tebal baja .

6. Baja LIGHT C 100x50x50x3,2

II-10

Yaitu baja profil Light Channel dengan tinggi profil , lebar sayap

, tebal baja . Baja ini hampir sama dengan Lip Channel tetapi

tanpa ada bengkokan sayap.

7. Baja Tabung Segi Empat 100x100x3,2

Yaitu baja profil tabung segi empat dengan ukuran sisi luar ,

tebal baja .

8. Baja Tabung Bundar Ø 114,3x4,5

Yaitu baja profil tabung bundar (pipa) dengan ukuran diameter luar

dan tebal baja .

2.4 Sistem Struktur Gedung

2.4.1 Balok

a) Perencanaan Balok Terhadap Lentur

Beban-beban yang bekerja pada struktur, baik yang berupa beban gravitasi

(berarah vertikal) maupun beban-beban lain, seperti beban angin (dapat berarah

horizontal), atau juga beban karena susut dan perubahan temperatur,

menyebabkan adanya lentur dan deformasi pada elemen struktur. Lentur pada

balok merupakan akibar dari adanya regangan yang timbul karena adanya beban

luar. (Edward G. Nawy, 2010)

Berdasarkan SNI 2847-2013 Pasal 10.2, desain kekuatan komponen

struktur untuk beban lentur dan aksial didasarkan pada pemenuhan kondisi

keseimbangan dan kompatibilitas regangan yang sesuai dan asumsi sebagai

berikut ini.

II-11

a. Regangan pada tulangan dan beton harus diasumsikan berbanding lurus

dengan jarak dari sumbu netral.

b. Regangan maksimum yang dapat dimanfaatkan pada serat tekan beton terluar

harus diasumsikan sama dengan 0,003.

c. Tegangan pada tulangan yang nilainya lebih kecil daripada kekuatan leleh fy

d. Harus diperoleh sebesar E dikalikan regangan baja. Untuk regangan yang

nilainya lebih besar dari regangan leleh yang berhubungan dengan fs, tegangan

pada tulangan harus diperoleh sama dengan fy.

e. Dalam perhitungan aksial dan lentur beton bertulang, kekuatan tarik beton

harus diabaikan.

f. Hubungan antara distribusi tegangan tekan beton dan regangan beton boleh

diasumsikan berbentuk persegi, trapesium, parabola, atau bentuk lainnya yang

menghasilkan perkiraan kekuatan yang cukup baik bila dibandingkan dengan

hasil pengujian tekan. Ketentuan ini dapat dipenuhi oleh suatu distribusi

tegangan beton persegi ekivalen sebagai berikut:

Tegangan beton sebesar diasumsikan bekerja disepanjang

zona tekan ekivalen yang berjarak dari serat tekan terluar.

Jarak c dari posisi serat tekan terluar ke sumbu netral diukur tegak

lurus terhadap sumbu netral tersebut.

Nilai diperoleh sebagai berikut:

Untuk , maka = 0,85

Untuk , maka (

) dan

≥ 0,65.

II-12

Langkah-langkah dalam mendesain balok bertulangan rangkap dapat

dilihatn pada Gambar 2.4.

Gambar 2. 4 Diagram Alir Desain Tulangan Rangkap Balok Prismatis Lentur

(Sumber : Abdul Madjid Akkas, dkk, Struktur Beton Tulang I Hal. 24)

Mulai

DATA:

HITUNG:

(

)

Memakai tulangan

tunggal

Y

N

Tidak meleleh

HITUNG:

(

)

Meleleh

Selesai

II-13

Pada suatu struktur lantai beton, maka pelat daan balok pada umumnya

dikonstruksikan secara monolit atau dilengkapi dengan penghubung geser

sehingga kesatuan pelat dan pemikulnya membentuk penampang bentuk T (balok

intern) dan L (balok pinggir). Pelat akan berlaku sebagai lapis sayap tekan (flens)

dan balok sebagai badan.

Langkah-langkah dalam mendesain balok T dan L dapat dilihat pada

Gambar 2.5.

Gambar 2. 5 Diagram Alir Desain Tulangan Rangkap Balok T


Y N

Mulai

DATA:

HITUNG:

(

)

√

BALOK BIASA/PERSEGI

Selesai

( √ )

BALOK T/L

(

)

II-14

b) Perencanaan Balok Terhadap Geser dan Torsi

1. Penulangan Geser

Kekuatan tarik beton jauh lebih kecil dibandingkan dengan kekuatan

tekannya, maka desain balok terhadap geser merupakan hal yang sangat penting

dalam struktur beton. Perilaku beton bertulang pada keadaan runtuh karena geser

sangat berbeda dengan keruntuhan karena lentur. Balok tersebut langsung hancur

tanpa adanya peringatan terlebih dahulu. (Sumber : Edward G. Nawy, 2010)

Langkah-langkah dalam mendesain tulangan geser balok dapat dilihat

pada Gambar 2.6.

Gambar 2. 6 Diagram Alir Desain Tulangan Geser Balok


Satuan N, mm

Revisi dimensi

penampang

√

Mulai

DATA:

HITUNG:

√

Satuan N, mm

Selesai

Y N

Y N

II-15

2. Penulangan Torsi

Torsi terjadi pada konstruksi beton monolit, terutama apabila beban

bekerja pada jarak yang tidak nol dari sumbu memanjang batang struktural. Balok

ujung dari panel lantai, balok tepi yang menerima beban dari satu sisi, atap kanopi

dari halte bus yang ditumpu oleh sistem balok di atas kolom, balok keliling pada

lubang lantai, dan juga tangga melingkar, semuanya merupakan contoh elemen

struktural yang mengalami momen puntir. Dasar perencanaan terhadap torsi yang

digunakan dalam SNI 2847-2013 Pasal 11.5 adalah analogi pipa dinding tipis dan

analogi ruang. Beberapa pertimbangan yang perlu diperhatikan untuk torsi pada

balok adalah sebagai berikut:

1. Tulangan yang dibutuhkan untuk menahan torsi harus ditambahkan pada

tulangan yang dibutuhkan untuk menahan lentur (tulangan longitudinal) dan

untuk menahan geser (beugel)

2. SNI 2847-2013 Pasal 11.5.1, pengaruh torsi dapat diabaikan jika momen

puntir terfaktor memenuhi syarat sebagai berikut:

√

(

)

(II-3)

Dimana:

= luas penampang bruto ( )

= keliling penampang bruto ( )

3. SNI 2847-2013 Pasal 11.5.3.4, kekuatan leleh tulangan torsi

4. SNI 2847-2013 Pasal 11.5.3.1, dimensi penampang harus memenuhi syarat

sebagai berikut:

(II-4)

II-16

a) Penampang solid

√(

)

(

) (

√

) (II-5a)

b) Penampang berongga

(

) (

) (

√

) (II-5b)

5. SNI 2847-2013 Pasal 11.5.3.3, untuk penampang berongga, jika tebal dinding

⁄ , maka:

(

) (

) (

√

) (II-5c)

6. SNI 2847-2013 Pasal 11.5.3.5, tulangan yang dibutuhkan untuk torsi

ditentukan berdasarkan:

(II-6a)

(II-6b)

Dimana:

= kuat torsi rencana ( )

= kuat torsi nominal ( )

= kuat torsi terfaktor ( )

7. SNI 2847-2013 Pasal 11.5.3.6, kebutuhan tulangan sengkang tambahan untuk

torsi per meter panjang balok ( ):

(II-7)

Dimana:

= luas sengkang untuk torsi ( )

= bentang balok yang dipasang sengkang torsi ( )

II-17

= luas batas sengkang luar ( )

= tegangan leleh tulangan sengkang ( )

= sudut retak =

8. SNI 2847-2013 Pasal 11.5.3.7, kebutuhan tulangan longitudinal tambahan

untuk menahan torsi:

(

) (II-8)

Dimana:

= luas tulangan longitudinal torsi ( )

= keliling daerah yang dibatasi oleh sengkang tertutup ( )

= tegangan leleh tulangan longitudinal torsi ( )

= spasi tulangan torsi yang dipasang di sekelilingi perimeter dalam

beugel tertutup ( )

9. SNI 2847-2013 Pasal 11.5.5.1, luas tulangan torsi minimal:

a) SNI 2847-2013 Pasal 11.5.5.2, luas minimum sengkang tertutup

kombinasi geser dan torsi per meter panjang balok ( ):

√

(II-9a)

(II-9b)

b) SNI 2847-2013 Pasal 11.5.5.3, luas total tulangan longitudinal (untuk

tulangan lentur dan torsi):

√

(

)

(II-10a)

(II-10b)

II-18

10. SNI 2847-2013 Pasal 11.5.6.1, spasi tulangan beugel torsi:

(

)

(II-11a)

⁄ dan (II-11b)

11. SNI 2847-2013 Pasal 11.5.6.2, tulangan longitudinal torsi dipasang di

sekeliling perimeter dalam beugel tertutup . (II-12a)

12. SNI 2847-2013 Pasal 11.5.6.2, diameter tulangan longitudinal tors

da ⁄ (II-12b)

2.4.2 Kolom

Menurut Edward G. Nawy, kolom adalah batang tekan vertikal dari rangka

(frame) struktural yang memikul beban dari balok. Kolom meneruskan beban-

beban dari elevasiatas ke elevasi yang lebih di bawah hingga akhirnya sampai ke

tanah melalui pondasi. Karena kolom merupakan komponen tekan, maka

keruntuhan pada satu kolom merupakan lokasi kritis yang dapat menyebabkan

runtuhnya (collapse) lantai yang bersangkutan, dan juga runtuh batas total

(ultimate total collapse) seluruh strukturnya.

a) Asumsi yang Digunakan dalam Perancangan

Kekuatan kolom dievaluasi berdasarkan prinsip-prinsip dasar sebagai

berikut:

1. Distribusi regangannya linier diseluruh tebal kolom

2. Tidak ada gelincir antara beton dengan tulangan baja

3. Regangan beton maksimum yang diizinkan pada keadaan gagal adalah 0,003

4. Kekuatan tarik beton diabaikan dan tidak digunakan dalam perhitungan

II-19

b) Desain Kolom

Langkah-langkah dalam mendesain tulangan longitudinal kolom dengan

alat bantu diagram dapat dilihat pada Gambar 2.7.

Gambar 2. 7 Diagram Alir Desain Tulangan Longitudinal Kolom


Y N

HITUNG:

Portal dengan pengaku,

Portal tanpa pengaku,

Kolom Pendek

Mulai

DATA:

Selesai

Kolom Langsing

Sumbu vertikal,

Sumbu horizontal,

(

)

II-20

Langkah-langkah dalam mendesain tulangan geser kolom dapat dilihat

pada Gambar 2.8.

Gambar 2. 8 Diagram Alir Desain Tulangan Geser Kolom

(Sumber : Ali Asroni, Kolom Fondasi & Balok T Beton Bertulang, Hal. 100)

√

Mulai

DATA:

Perbesar

penampang

√ ; ambil nilai terkecil dari:

(

)√

N Y

√

Ambil nilai yang terbesar dari:

(untuk ); (untuk )

Dengan dan adalah jumlah kaki dan diameter beugel

√ ; ambil nilai terkecil dari:

Selesai

II-21

2.4.3 Pelat

Yang dimaksud pelat beton bertulang yaitu struktur tipis yang dibuat dari

beton bertulang dengan bidang yang arahnya horizontal, dan beban yang bekerja

tegak lurus pada bidang struktur tersebut. Ketebalan bidang pelat ini relatif sangat

kecil apabila dibandingkan dengan bentang panjang/lebar bidangnya. (Ali Asroni,

2010). Sistem perencanaan tulangan pelat pada dasarnya dibagi menjadi dua

macam, yaitu sistem perencanaan pelat dengan satu arah (one way slab) dan

sistem perencanaan pelat dengan tulangan pokok dua arah (two way slab).

1. Pelat Satu Arah

Pelat satu arah adalah pelat yang panjangnya dua kali atau lebih besar dari

pada lebarnya. Pelat dengan tulangan pokok satu arah akan dijumpai jika pelat

beton lebih dominan menahan beban yang berupa momen lentur pada bentang

satu arah saja.

2. Pelat Dua Arah

Persyaratan jenis pelat lantai dua arah jika perbandingan dari bentang

panjang terhadap bentang pendek kurang dari dua. Beban pelat lantai pada jenis

ini disalurkan ke empat sisi pelat atau ke empat balok pendukung, akibatnya

tulangan utama pelat diperlukan pada kedua arah sisi pelat. Permukaan lendutan

pelat mempunyai kelengkungan ganda.

a) Pembatasan Metode Desain Langsung

1. Pada masing-masing arah minimum ada tiga bentang menerus.

II-22

2. Perbandingan antara bentang yang panjang dengan yang pendek pada satu

panel tidak boleh melebihi 2,0.

3. Panjang bentang yang bersebelahan dalam masing-masing arah tidak

boleh berbeda lebih dari sepertiga bentang yang panjang.

4. Kolom dapat mempunyai offset maksimum 10% dari bentang dalam arah

offset dari kedua sumbu antara garis pusat kolom yang bersebelahaan.

5. Semua beban hanya akibat beban gravitasi dan terbagi rata di seluruh

panel. Beban hidup tidak boleh melebihi tiga kali beban mati.

6. Apabila panel tersebut ditumpu oleh balok pada semua sisinya, maka

kekakuan balok dalam arah yang saling tegak lurus tidak boleh kurang

dari 0,2 dan tidak boleh lebih besar dari 5,0.

b) Langkah-langkah Perencanaan Pelat

1. Menentukan dimensi elemen-elemen struktur dan pembebanan sesuai

dengan batasan penggunaan metode desain langsung. Pada awal

perhitungan tebal pelat diperoleh .

Nilai banding panjang terhadap lebar bentang bersih,

(II-13)

Tebal minimum pelat menggunakan persamaan:

(

)

(II-14a)

(

)

(II-14b)

II-23

Karena unsur dalam persamaan tersebut belum diketahui,

digunakan persamaan (

)

Menentukan momen statis total rencana pada kedua arah yang saling

tegak lurus dan lakukan pemeriksaan sekali lagi dengan memasukkan

nilai ke dalam persamaan tebal minimum pelat.

2. Mendistribusikan momen desain total rencana untuk mendesain

penampang terhadap momen negatif dan positif.

3. Mendistribusikan momen desain negatif dan positif ke jalur kolom, jalur

tengah, dan balok (apabila ada). Jalur kolom mempunyai lebar 25% dari

lebar portal ekuivalen pada masing-masing sisi pusat dari kolom,

sedangkang jalur tengah adalah sisanya.

4. Merencanakan ukuran dan distribusi penulangan kedua arah yang saling

tegak lurus tersebut. (Edward G. Nawy, 2010)

2.4.4 Tangga

Tangga merupakan salah satu bagian dari suatu bangunan yang berfungsi

sebagai alat penghubung lantai bawah dan lantai yang ada di atasnya pada

bangunan bertingkat. Tangga terdiri dari bagian-bagian sebagai berikut:

a. Anak tangga (trede) adalah bagian dari tangga yang berfungsi untuk

memijakkan kaki ke arah vertikal maupun horizontal.

b. Ibu tangga (boom) adalah bagian berupa dua batang atau papan miring yang

berfungsi menahan kedua ujung anak tangga (trede).

II-24

c. Bordes adalah bagian dari tangga yang merupakan bidang datar yang tegak

lurus dan berfungsi sebagai tempat istirahat bila lelah.

d. Pelengkap berupa tiang sandaran dan pegangan.

Struktur tangga dianggap dan direncanakan sebagai konstruksi tangga

melayang , diamana tumpuan bawah dan bagian atas adalah sendi. Pelat tangga

pada bagian atas menumpu pada balok bordes yang membagi beda elevasi lantai

atas dua bagian yang sama. Penulangan tangga dalam perencanaan ini sama

dengan penulangan pada pelat.

2.5 Pembebanan Struktur

Berdasarkan Peraturan SNI 1727-2013 tentang Beban Minimum untuk

Perancangan Bangunan Gedung dan Struktur lain, dijelaskan pengertian beban

sebagai berikut:

Beban Mati

Beban mati adalah beban-beban tetap yang disebabkan karena bekerjanya

gaya gravitasi pada elemen struktur. Semua benda yang tetap posisinya selama

struktur berdiri dipandang sebagai beban mati, seperti berat struktur, pipa air, pipa

listrik, saluran pendingin dan pemanas ruangan, lampu, penutup lantai, genteng,

dan plafond.

Beban Hidup

Beban hidup adalah beban yang tidak senantiasa tetap dan timbul akibat

bekerjanya gay-gaya luar pada konstruksi. Contoh dari beban hidup adalah

II-25

manusia, meubel (furniture), peralatan yang dapat bergerak, kendaraan dan

barang-barang dalam gudang.

Beban Angin

Beban angin pada struktur terjadi karena adanya gesekan udara dengan

permukaan struktur dan perbedaan tekanan depan dan belakang struktur

dibandingkan dengan yang lainnya.

Beban Gempa

Beban gempa direncanakan mengacu pada peraturan SNI 1726:2012

tentang tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur bangunan gedung

dan non gedung. Dalam menentukan parameter respon spektra percepatan batuan

dasar periode pendek 0,2 detik (Ss) maupun pada periode 1 detik (S1) perlu

berpatokan pada SNI 1726-2012. Selain dengan menggunakan peta respon spektra

yang ada, percepatan batuan dasar juga dapat ditentukan dengan mengunjungi

situs www.puskim.pu.go.id dimana di dalamnya terdapat aplikasi yang isinya

berupa peta gempa yang lebih detail, dan nilai Ss maupun S1 diperoleh dengan

menginput koordinat dari lokasi dimana bangunan tersebut didirikan.

II-26

(sumber: www.puskim.pu.go.id)

Gambar 2. 9 Data Ss dan S1 serta parameter-parameter turunannya dan Grafik

Percepatan Batuan Desain (Sa)

2.6 Kombinasi Pembebanan

Menurut SNI 1727-2013, struktur dan komponen struktur harus didesain

agar mempunyai kekuatan desain di semua penampang paling sedikit sama

dengan kekuatan perlu yang dihitung untuk beban dan gaya terfaktor dalam

kombinasi sedemikian rupa seperti ditetapkan dalam standar tersebut. Kekuatan

perlu harus paling tidak sama dengan pengaruh beban terfaktor dalam persamaan

(II-18a) sampai (II-18g).

U = 1,4D (II-18a)

U = 1,2D + 1,6L + 0,5(Lr atau R) (II-18b)

II-27

U = 1,2D + 1,6(Lr atau R) + (1,0L atau 0,5W) (II-18c)

U = 1,2D + 1,0W + 1,0L + 0,5(Lr atau R) (II-18d)

U = 1,2D + 1,0E + 1,0L (II-18e)

U = 0,9D + 1,0W (II-18f)

U = 0,9D + 1,0E (II-18g)

kecuali sebagai berikut:

(a) Faktor beban pada beban hidup L dalam persamaan (II-18c) sampai (II-18e)

diizinkan sebesar 0,5 kecuali untuk garasi, ruangan pertemuan dan semua

ruangan yang nilai beban hidupnya lebih besar daripada 500 kg/m2.

(b) Jika pengaruh beban gempa yang ditetapkan E, dikombinasikan dengan

pengaruh beban lainnya, kombinasi beban gempa berikut harus digunakan

sebagai pengganti dari kombinasi beban untuk struktur yang tidak dikenai

banjir :

U = (1,2 + 0,2 SDS)D + ρE + L (II-18e)

U = (0,9 - 0,2 SDS)D + ρE + 1,6H (II-18g)

2.7 Faktor Reduksi Kekuatan

Ketidakpastian kekuatan bahan terhadap pembebanan pada komponen

struktur dianggap sebagai faktor reduksi kekuatan ϕ, yang nilainya ditentukan

menurut Pasal 9.3 SNI 2847-2013 sebagai berikut:

1. Penampang terkendali tarik 0,90

2. Penampang terkendali tekan:

II-28

Komponen struktur dengan tulangan spiral 0,75

Komponen struktur bertulang lainnya 0,65

3. Geser dan torsi 0,75

4. Tumpuan pada beton (kecuali untuk daerah angkur pasca tarik dan model strat

dan pengikat) 0,65

5. Daerah angkur pasca tarik 0,85

6. Model strat dan pengikat, daerah pertemuan (nodal), dan daerah tumpuan

dalam model tersebut 0,75

7. Penampang lentur dalam komponen struktur pratarik dimana penanaman

strand kurang dari panjang penyaluran:

Dari ujung komponen struktur ke ujung panjang transfer 0,75

Dari ujung panjang transfer ke ujung panjang penyaluran ϕ boleh

ditingkatkan secara linier dari 0,75 sampai 0,9

2.8 Perencanaan Elemen Portal

Analisis elemen portal yang meliputi momen, lintang, dan normal akibat

beban vertikal dan pengaruh gempa rencana statik ekivalen sepenuhnya oleh

program aplikasi ETABS dengan perilaku struktur tiga dimensi.

Dalam menghitung respon bangunan terhadap beban-beban yang bekerja,

dibutuhkan dimensi balok, dimensi kolom, tebal pelat, serta data material berupa

mutu beton dan mutu baja. Setelah itu, dilakukan penginputan pembebanan

disertai dengan kombinasi pembebanan. Setelah kombinasi pembebanan dibuat,

program ETABS akan menganalisa struktur secara otomatis.

III-1

BAB III

GAMBARAN UMUM DAN METODOLOGI PERENCANAAN

STRUKTUR

3.1 Gambaran Umum

3.1.1 Deskripsi Lokasi

Gedung hypermarket Giant terletak di Jalan Mt. Haryono II

Balikpapan, Kalimantan Timur. Gedung ini terletak pada koordinat

1 13’13,97” LS dan 116 51’41,89” BT. Lokasi gedung ditunjukkan pada

Gambar 3.1.

Gambar 3. 1 Peta Lokasi Hypermarket Giant Balikpapan, Kalimantan Timur

III-2

3.1.2 Deskripsi Struktur

a) Denah Struktur

Denah struktur gedung hypermarket Giant Balikpapan, Kalimantan

Timur dapat dilihat pada Gambar 3.2 sampai dengan Gambar 3.4.


Timur

III-3


Timur

III-4

Gambar 3. 4 Denah Lantai Atap Gedung Hypermarket Giant Balikpapan,

Kalimantan Timur

III-5

Gambar 3. 5 Elevasi Arah X

Gambar 3. 6 Elevasi Arah Y

III-6

b) Tipe dan Penggunaan Struktur

Gedung hypermarket Giant Balikpapan memiliki luas

dengan jumlah lantai sebesar dua. Struktur atas gedung

hypermarket Giant Balikpapan berupa kolom, balok, dan pelat merupakan

konstruksi beton bertulang, sedangkan atapnya merupakan konstruksi

rangka atap baja. Adapun tujuan penggunaan struktur ini adalah sebagai

bangunan pusat pertokoan.

c) Data Material

Data-data material yang digunakan dalam perencanaan struktur

gedung hypermarket Giant Balikpapan adalah sebagai berikut:

1. Baja tulangan dengan tegangan leleh minimum .

2. Kuat tekan karakteristik beton sebesar .

3. Jenis baja struktural yang digunakan adalah BJ 37 dengan tegangan leleh

minimum .

d) Pembebanan Elemen Struktur

Beban yang bekerja pada struktur diperhitungkan dengan mengacu

pada SNI 1727-2013, yaitu:

Beban Mati, D (Dead Load)

Beban mati yang bekerja pada struktur disajikan pada Tabel 3.1 dan 3.2.

Tabel 3. 1 Beban Mati, D

BAHAN BANGUNAN

Baja 7850

Beton bertulang 2400

Pasir 1600

III-7

Tabel 3. 2 Beban Mati, D (Lanjutan)

KOMPONEN GEDUNG

Dinding pasangan bata ringan 117

Curtain wall dan rangka 60

Plafond dan penggantung 20

Keramik dengan tebal 1 cm 22

Spesi dengan tebal 2 cm 44

Instalasi ME 25

Water Proofing 5

Eskalator Tipe MES 30-3-1000 7500

Beban Hidup, L (Live Load)

Beban hidup minimum yang bekerja pada struktur disajikan pada Tabel

3.3 dan Tabel 3.4.

Tabel 3. 3 Beban Hidup Minimum, L

BEBAN HIDUP MINIMUM

PADA LANTAI GEDUNG Merata ( ) Terpusat ( )

Sistem lantai akses

Ruang kantor 240 890

Ruang computer 479 890

Ruang pertemuan 479

Ruang makan dan restoran 479

Ruang mesin elevator (pada

daerah 2 in x 2 in) 133

Jalur penyelamatan terhadap

kebakaran 479

Pelat atap 96 89

Semua komponen struktur atap

utama lainnya 133

Tangga dan jalan keluar 479 133

Gudang penyimpanan barang 600

(Sumber : SNI 1727-2013)

III-8

Tabel 3. 4 Beban Hidup Minimum, L (Lanjutan)

BEBAN HIDUP MINIMUM

PADA LANTAI GEDUNG Merata ( ) Terpusat ( )

Toko

Eceran 479 445

Grosir di semua lantai 600 445

Pekarangan dan teras, jalur pejalan

kaki 479

(Sumber : SNI 1727-2013)

Beban Angin, W (Wind)

Besarnya beban angin dihitung menggunakan prosedur pengarah SPBAU

SNI 1727-2013. Data yang digunakan dalam penentuan beban angin

adalah sebagai berikut:

a. Pemanfaatan gedung sebagai hypermarket merupakan kategori resiko II.

b. Kecepatan angin dasar

Menurut Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika, kecepatan angin

dasar Balikpapan adalah 12,44 mph. Berdasarkan SNI 1727-2013 Pasal

26.5.3, di luar wilayah rawan badai, bila kecepatan angin dasar

diperkirakan dari data iklim regional, batasan kecepatan angin dasar tidak

boleh kurang dari kesetaraan dengan kecepatan tiupan angin 3 detik pada

10 m di atas tanah pada Eksposur C. Sehingga diperoleh nilai kecepatan

angin dasar 110 mph.

c. Parameter beban angin

- Faktor arah angin, Kd = 0,85

- Kategori eksposur B

- Faktor topografi, Kzt = 1

- Faktor efek tiupan angin, G= 0,85

III-9

- Klasifikasi ketertutupan adalah bangunan tertutup

- Koefisien tekanan internal, GCpi = 0,18

Tanda positif dan negatif menandakan tekanan yang bekerja menuju dan

menjauhi permukaan internal.

d. Koefisien eksposur tekanan velositas, Kz

Penentuan koefisien eksposur tekanan velositas disajikan pada Tabel 3.5.

Tabel 3. 5 Koefisien Eksposur Tekanan Velositas

e. Koefisien tekanan eksternal

Penentuan koefisien tekanan eksternal disajikan pada Tabel 3.6 sampai

dengan Tabel 3.9.

Koefisien tekanan eksternal dinding

Tabel 3. 6 Koefisien Tekanan Eksternal Dinding Pada Sumbu X

Tabel 3. 7 Koefisien Tekanan Eksternal Dinding Pada Sumbu Y

Permukaan Tekanan L/B Cp

P1 seluruh nilai 0,8



P6 1,79 -0,3

P7 1,47 -0,4

P8 1,47 -0,4

P9 seluruh nilai -0,7


Leeward Wall

Side Wall

Windward Wall





P6 0,56 -0,5

P7 0,68 -0,5

P8 0,68 -0,5



Windward Wall

Leeward Wall

Side Wall

Lantai h (m) Kz

Atap 12,47 0,76

Lantai atap 11,00 0,74

2 7,50 0,66

1 2,50 0,57

III-10

Koefisien tekanan eksternal atap

Tabel 3. 8 Koefisien Tekanan Eksternal Atap Pada Sumbu X

Tabel 3. 9 Koefisien Tekanan Eksternal Atap Pada Sumbu Y

Gambar 3.7 menunjukkan tekanan angin desain yang digunakan

pada struktur gedung hypermarket Giant Balikpapan, Kalimantan Timur.

Gambar 3. 7 Tekanan Angin Desain pada Struktur Penahan Beban Angin Utama

Beban Gempa, E (Earthquake)

Pemanfaatan gedung sebagai hypermarket merupakan kategori resiko II

dan faktor keutamaan gempa ( ) sebesar 1. Berdasarkan parameter

Denah Potongan

Permukaan Tekanan h/L

h/2 = 6,23

h = 12,47

L = 100,00

h/2 = 6,23

h = 12,47

L = 100,00

Leeward Roof P5 0,12 -0,3 -0,18

Jarak (m) Cp

Windward Roof P4 0,12 -0,3 -0,18

Permukaan Tekanan h/L

h/2 = 6,23

h = 12,47

L = 56,00

h/2 = 6,23

h = 12,47

L = 56,00

Jarak (m)

Leeward Roof P5 0,22

-0,30,22P4Windward Roof

Cp

-0,18

-0,3 -0,18

III-11

percepatan batuan dasar pada perioda pendek ( ) dan percepatan batuan

dasar pada perioda 1 detik ( ), gedung hypermarket Giant Balikpapan

termasuk dalam Kriteria Desain Seismik (KDS) C. Sistem penahan gaya

yang diizinkan adalah Sistem Rangka Pemikul Momen Menengah

(SRPMM). Data yang digunakan dalam penentuan spektrum respons

desain adalah sebagai berikut:

a. Percepatan batuan dasar pada perioda pendek, = 0,235 g

Percepatan batuan dasar pada perioda 1 detik, = 0,082 g

b. Kelas situs berdasarkan N-SPT rata-rata adalah kelas situs tanah lunak

(SE)

c. Koefisien situs pada perioda pendek , = 2,5

Koefisien situs pada perioda 1 detik, = 3,5

d. Parameter spektrum respons percepatan pada perioda pendek, = 0,575

Parameter spektrum respons percepatan pada perioda 1 detik, = 0,287

e. Parameter percepatan spektral desain pada perioda pendek,

Parameter percepatan spektral desain pada perioda 1 detik,

f. Spektrum Respons Desain

III-12

3.2 Metodologi Perencanaan

Diagram alir perencanaan struktur gedung hypermarket Giant

Balikpapan ditunjukkan pada Gambar 3.8.

Gambar 3. 8 Diagram Alir Perencanaan Struktur Gedung Hypermarket Giant

Balikpapan, Kalimantan Timur

Pembatasan Masalah:

Metode perencanaan struktur beton bertulang

Metode perencanaan struktur baja

Pengumpulan Data Sekunder:

Gambar struktur

Literatur penunjang

Kontrol

Pemilihan Sistem Struktur:

Rangka atap baja

Portal

Struktur tahan gempa

Selesai

Perhitungan dan Perancangan

Mulai

Dimensi dan Penulangan

Ya

Tidak

IV-1

BAB IV

PERENCANAAN STRUKTUR

4.1 Perencanaan Dimensi Elemen Struktur

4.1.1 Struktur Atas

Dari perhitungan elemen struktur atas yang mengacu pada SNI 1729-2015

seperti yang terlampir, diperoleh jenis profil sebagai pendekatan awal

perencanaan yang disajikan pada Tabel 4.1.

Tabel 4. 1 Jenis Profil yang Digunakan Pada Perencanaan

4.1.2 Super Struktur

A. Dimensi Balok

Berdasarkan denah balok, terdapat tiga jenis balok yang digunakan dalam

konstruksi, yaitu balok dengan ujung satu menerus, balok dengan dua ujung

Elemen Struktur Atas Kode Jenis Profil

Gording - C 200.75.20.3,2

Sag Rod - 12 mm

Ikatan Angin - 19 mm

Rafter WF1 WF 200. 200. 8. 12

Batang Atas B.A1 1/2WF 600. 300. 14. 23

B.A2 1/2WF 450. 200. 9. 14

Batang Bawah B.B1 1/2WF 600. 300. 14. 23

B.B2 1/2WF 450. 200. 9. 14

Batang Vertikal B.V 2L 100. 100. 10

Batang Diagonal B.D 2L 50. 50. 5

Kolom HB1 HB 400. 400. 13. 21

HB2 HB 350. 350. 9. 12

IV-2

menerus, dan balok dengan dua tumpuan sederhana. Berdasarkan SNI 2847-2013

Pasal 9.5.2.2, tinggi minimum balok dengan mutu baja selain 420 MPa adalah:

Balok dengan satu ujung menerus

Balok dengan dua ujung menerus

Balok dengan dua tumpuan sederhana

Sedangkan lebar balok dapat dihitung sebagai berikut :

Dari perhitungan dimensi balok yang mengacu pada SNI SNI 2847-2013

seperti yang terlampir, diperoleh dimensi balok sebagai pendekatan awal


Tabel 4. 2 Dimensi Balok yang Digunakan pada Perencanaan

Kode Balok Dimensi Balok (mm2)

B1 350 x 700

B2 200 x 550

B3 200 x 500

B4 400 x 800

BA 300 x 600

BB 300 x 500

BT 250 x 500

IV-3

B. Dimensi Pelat

Pada perencanaan dimensi pelat berdasarkan SNI 2847-2013, terdapat

pelat satu arah dan pelat dua arah. Dari perhitungan dimensi pelat, diperoleh tebal

pelat lantai yang disajikan pada Tabel 4.3.

Tabel 4. 3 Tebal Pelat yang Digunakan pada Perencanaan

C. Dimensi Kolom

Dari perhitungan dimensi kolom yang mengacu pada SNI 2847-2013

seperti yang terlampir, diperoleh dimensi kolom sebagai pendekatan awal


Tabel 4. 4 Dimensi Kolom yang Digunakan pada Perencanaan

4.2 Pembebanan Struktur

4.2.1 Perhitungan Beban Mati

A. Beban Mati pada Pelat Lantai

Beban mati yang bekerja pada pelat lantai gedung meliputi:

- Beban pasir setebal 1 cm,

0,01 . 1600 = 16 kg/m2

Kode Pelat Tebal Pelat (mm)

S2 150

S3 130

S4 120

ST 200

SB 120

Kode Kolom Dimensi Kolom (mm2)

K1 600 x 600

K2 500 x 500

K3 300 x 300

K4 300 x 300

KB 300 x 300

IV-4

- Beban spesi setebal 3 cm,

0,03 . 2200 = 66 kg/m2

- Beban keramik setebal 1 cm, 0,01 . 2200 = 22 kg/m2

- Beban plafond + penggantung,

= 20 kg/m2

- Beban instalasi ME

= 25 kg/m2

B. Beban Mati pada Pelat Lantai Atap

Beban mati yang bekerja pada pelat lantai atap meliputi:

- Beban plafond + penggantung = 20 kg/m2

- Beban instalasi ME

= 25 kg/m2

- Beban Water Proofing

= 5 kg/m2

C. Beban Mati pada Balok

Beban mati yang bekerja pada balok meliputi:

- Beban dinding pasangan bata ringan, 5 . 117 = 585 kg/m

- Beban dinding beton, 5. 0,2 . 2400 = 2400 kg/m

- Beban dinding pasrtisi, 5 . 20 = 100 kg/m

- Beban reaksi pada balok pengatrol mesin lift, R = 6200 kg

- Beban reaksi pada balok akibat lift, R1 = 1815,09 kg

R2 = 1415,09 kg

- Beban Curtain Wall dan rangka, 5 . 60 = 300 kg/m

D. Beban Mati pada Konstruksi Atap

Beban terpusat akibat gording, Pgording = qgording L1 = 74,16 kg

Beban terpusat akibat penutup atap,

Ppenutup atap = qpenutup atap s L1 = 132 kg

Beban terpusat akibat sag rod, Psag rod = ϒbaja A (2s) = 2,66 kg

Beban terpusat akibat track stank,

Ptrack stank = ¼ ϒbaja A Ltrack stank = 35,90 kg

Beban terpusat akibat ME, PDL = 25 kg

IV-5

E. Beban Mati pada Tangga

Beban pada tangga meliputi beban mati yang berupa antrede, optrede, dan

finishing berupa pasangan keramik. Komponen tangga ditunjukkan pada Gambar

4.1.

Gambar 4. 1 Komponen Tangga

Data teknis tangga daalam perencanaan adalah sebagai berikut.

- Tinggi tingkat,

= 5000 mm

- Lebar tangga,

= 1450 mm

- Tinggi anak tangga (optrede), = 200 mm

- Lebar anak tangga (antrede), = 220 mm

- Panjang total antrede,

= 2640 mm

- Lebar pelat bordes,

= 1850 mm

- Panjang pelat bordes,

= 3000 mm

- Tebal pelat bordes,

= 120 mm

- Jumlah optrede (t) dan antrede (l),

Cara menghitung dan menentukan jumlah anak tangga dengan rumus yang

berlaku pada anak tangga adalah 2t + l = 60 cm sampai dengan 65 cm. Rumus ini

didasarkan pada satu langkah arah datar idealnya antara 60 cm sampai dengan 65

cm, sedangkan untuk melangkah naik perlu tenaga 2 kali lebih besar dibandingkan

dengan melangkah datar.

2l + t = 2(22) + 20 = 64 (OK)

IV-6

umlah optrede

umlah antrede

- Tebal rata-rata anak tangga,

α = 42,27ᵒ

Tebal anak tangga, 0,5 x 147,98 mm = 80 mm

1. Beban Mati pada Pelat Tangga

Beban mati yang bekerja pada pelat tangga meliputi :

- Berat anak tangga,

0,08 . 2400 = 192 kg/m2

- Berat finishing lantai setebal 5 cm, 0,05 . 2200 = 110 kg/m2

- Berat besi pegangan (Hand Riil),

= 20 kg/m2

Gambar 4. 2 Tampak Atas Tangga

IV-7

2. Beban Mati pada Pelat Bordes

Beban mati yang bekerja pada pelat tangga meliputi :

- Berat finishing lantai setebal 5 cm, 0,05 . 2200 = 110 kg/m2

4.2.2 Beban Hidup

Beban hidup bergantung pada fungsi ruang yang digunakan. Besarnya

beban hidup yang bekerja pada lantai bangunan disajikan pada Tabel 4.5.

Tabel 4. 5 Beban Hidup yang Bekerja pada Struktur

BEBAN HIDUP Merata

( ) Terpusat ( )

Sistem lantai akses

Ruang kantor 250

Ruang computer 300

Ruang pertemuan 480

Ruang makan dan restoran 480

Ruang mesin elevator (pada daerah 2 in x 2 in)

220

Jalur penyelamatan terhadap kebakaran 480

Pelat atap 100

Semua komponen struktur atap utama lainnya

138

Tangga dan jalan keluar 300

Eskalator 750

Gudang penyimpanan barang 650

Grosir di semua lantai 650

Pekarangan dan teras, jalur pejalan kaki 480

(Sumber : SNI 1727-2013)

IV-8

4.2.3 Perhitungan Beban Gempa

Analisis beban gempa dilakukan dengan cara statik ekivalen. Perhitungan

gempa statik ekivalen dilakukan secara otomatis pada program ETABS. Langkah-

langkah dalam menentukan parameter beban gempa adalah sebagai berikut:

a. Kategori Risiko Bangunan dan Faktor Keutamaan ( )

Pemanfaatan gedung sebagai hypermarket merupakan kategori risiko II

dan faktor keutamaan gempa ( ) sebesar 1.

b. Parameter Percepatan Gempa ( )

Percepatan batuan dasar pada perioda pendek, = 0,235 g

Percepatan batuan dasar pada perioda 1 detik, = 0,082 g

c. Kelas Situs (SA-SF)

Menurut SNI 1726-2012 Pasal 5.1, penetapan kelas situs ditentukan

minimal 2 dari 3 parameter tanah. N-SPT rata-rata diperoleh sebesar 18. Nilai

N-SPT rata-rata berada pada kelas situs tanah sedang (SD), sementara data

tanah lainnya tidak tersedia. Maka lokasi diasumsikan berada pada kelas situs

tanah lunak (SE).

d. Koefisen Situs dan Parameter Respons Spektral Percepatan Gempa

Maksimum yang Dipertimbangkan Risiko-Tertarget (MCER)

Untuk penentuan respons spektral percepatan gempa MCER di permukaan

tanah, diperlukan suatu faktor amplifikasi seismik. Faktor amplifikasi seismik

tersebut adalah sebagai berikut.

Koefisien situs pada perioda pendek , = 2,5

IV-9

Koefisien situs pada perioda 1 detik, = 3,5

Parameter spektrum respons percepatan gempa adalah sebagai berikut.

Parameter spektrum respons percepatan pada perioda pendek,

= 0,575

Parameter spektrum respons percepatan pada perioda 1 detik,

= 0,287

Parameter percepatan spektral desain adalah sebagai berikut.

Parameter percepatan spektral desain pada perioda pendek,

Parameter percepatan spektral desain pada perioda 1 detik,

e. Spektrum Respons Desain

Spektrum respons desain ditunjukkan pada Gambar 4.3.

f. Kategori Desain Seismik

Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan pada

perioda pendek, dan pada perioda 1 detik, adalah kategori C.

Gambar 4. 3 Spektrum Respons Desain pada Gedung Hypermarket

Giant Balikpapan

IV-10

g. Prosedur Analisis

Prosedur analisis yang boleh digunakan berdasarkan SNI 1726-2012

disajikan pada Tabel 4.6.

Tabel 4. 6 Prosedur Analisis yang Boleh Digunakan

h. Pemilihan Sistem Struktur dan Parameter Sistem (R, Cd, Ω0)

Pemilihan sistem struktur dan parameter sistem disajikan pada Tabel 4.7.

Tabel 4. 7 Faktor R, Cd, Ω0 untuk Sistem Penahan Gaya Gempa

Sistem Penahan Gaya

Seismik

Koefisien

Modifikasi

Respons,

Faktor

Kuat-

Lebih

Sistem,

Faktor

Pembesaran

Defleksi,

Batasan Sistem

Struktur,

Kategori

Desain Seismik

R Ω0 Cd C

Rangka baja pemikul

momen menengah 4

3 4 TB

Rangka beton bertulang

pemikul momen

menengah

5 3 4

TB

(Sumber: SNI 1726-2012)

Keterangan :

TB = tidak dibatasi

Ketegori

Desain

Seismik

Karakteristik Struktur

An

ali

sis

Gay

a

Late

ral

Ek

ivale

n

An

ali

sis

Sp

ektr

um

Res

pon

s R

agam

Pro

sed

ur

Riw

ayat

Res

pon

s S

eism

ik

B, C

Bangunan dengan kategori

risiko I atau II dari

konstruksi rangka ringan

dengan ketinggian tidak

melebihi 3 tingkat

I I I

(Sumber: SNI 1726-2012)

Keterangan :

I = diizinkan

IV-11

4.2.4 Perhitungan Beban Angin

Tekanan angin desain menggunakan Sistem Penahan Beban Angin Utama

(SPBAU) dapat dilihat pada Gambar 4.4.

Gambar 4. 4 Tekanan Angin Desain untuk Sistem Penahan Beban Angin Utama

(SPBAU)

Data yang digunakan dalam menentukan beban angin desain adalah

sebagai berikut.

- Rata-rata tinggi atap, h= 12,47 m

- Rata-rata ketinggian lantai atap, h= 11,00 m

- Rata-rata ketinggian lantai 2, h= 7,50 m

- Rata-rata ketinggian lantai 1, h= 2,50 m

- Kategori risiko bangunan, II

- Kecepatan angin dasar, v = 3,09 m/s diperoleh, v = 49,17 m/s

- Parameter beban angin :

Faktor arah angin, Kd = 0,85

Faktor topografi, Kzt = 1

Kategori eksposur,

B

Koefisien tekanan internal, GCpi = 0,18

-0,18

Faktor tiupan angin, G = 0,85

- Tekanan velositas, qz = 0,613 (Kz Kzt Kd) V2

Nilai tekanan velositas disajikan pada Tabel 4.8.

IV-12

Tabel 4. 8 Tekanan Velositas

Lantai h (m) Kz qz

(kg/m2)

Atap 12,47 0,76 96,31

Lantai atap 11,00 0,74 92,81

Lantai 2 7,50 0,66 82,81

Lantai 1 2,50 0,57 71,80

- Tekanan internal, qh = 96,31 kg/m2

qh GCpi= 17,34 kg/m2

-17,34 kg/m

2

4.2.4.1 Angin pada Sumbu X (Angin dari Arah Kiri ke Kanan)

A. Koefisien Tekanan Eksternal Dinding pada Sumbu X

Penentuan koefisien tekanan eksternal dinding pada sumbu X disajikan pada

Tabel 4.9.

Tabel 4. 9 Koefisien Tekanan Eksternal Dinding pada Sumbu X


Windward Wall




Leeward Wall

P6 1,79 -0,32

P7 1,47 -0,35

P8 1,47 -0,35

Side Wall





B. Koefisien Tekanan Eksternal Atap pada Sumbu X

Penentuan koefisien tekanan eksternal atap pada sumbu X disajikan pada Tabel

4.10.

IV-13

Tabel 4. 10 Koefisien Tekanan Eksternal Atap pada Sumbu X

Permukaan Tekanan h/L Jarak (m) Cp

Windward Roof P4 0,12

h/2 = 6,23

-0,3 -0,18 h = 12,47

L = 100,00


h/2 = 6,23

-0,3 -0,18 h = 12,47

L = 100,00

C. Tekanan Eksternal pada Sumbu X

Besarnya tekanan ekseternal pada sumbu X disajikan pada Tabel 4.11.

Tabel 4. 11 Tekanan Eksternal pada Sumbu X

Permukaan Tekanan Cp q (kg/m2)

q G Cp

(kg/m2)

Windward Wall

P1 0,8 71,80 48,83

P2 0,8 82,81 56,31

P3 0,8 92,81 63,11

Windward Roof P4 -0,30 96,31 -24,56

-0,18 96,31 -14,73

Leeward Roof P5 -0,30 96,31 -24,56

-0,18 96,31 -14,73

Leeward Wall

P6 -0,32 92,81 -25,25

P7 -0,35 82,81 -24,63

P8 -0,35 71,80 -21,36

Side Wall

P9 -0,70 71,80 -42,72

P10 -0,70 82,81 -49,27

P11 -0,70 92,81 -55,22

P12 -0,70 96,31 -57,30

D. Beban Angin pada Sumbu X

Besarnya beban angin yang bekerja pada sumbu X disajikan pada Tabel 4.12.

IV-14

Tabel 4. 12 Beban Angin pada Sumbu X

Permukaan Tekanan

Tekanan angin, q (kg/m2)

qmaks (kg/m2) Komb

1

Komb

2

Komb

3

Komb

4

Windward Wall

P1 31,49 31,49 66,16 66,16 66,16 tekan

P2 38,97 38,97 73,64 73,64 73,64 tekan

P3 45,78 45,78 80,45 80,45 80,45 tekan

Windward Roof P4 -41,89 -32,07 -7,22 2,60 -41,89 hisap

Leeward Roof P5 -41,89 -32,07 -7,22 2,60 -41,89 hisap

Leeward Wall

P6

P7

P8

-42,58

-41,97

-38,70

-42,58

-41,97

-38,70

-7,91

-7,30

-4,03

-7,91

-7,30

-4,03

-42,58

-41,97

-38,70

hisap

hisap

hisap

Side Wall

P9 -60,06 -60,06 -25,39 -25,39 -60,06 hisap

P10 -66,61 -66,61 -31,93 -31,93 -66,61 hisap

P11 -72,56 -72,56 -37,89 -37,89 -72,56 hisap

P12 -74,64 -74,64 -39,97 -39,97 -74,64 hisap

Keterangan :

Komb 1: tekanan eksternal maksimum dan tekanan internal positif

Komb 2: tekanan eksternal minimum dan tekanan internal positif

Komb 3: tekanan eksternal maksimum dan tekanan internal negatif

Komb 4: tekanan eksternal minimum dan tekanan internal negatif

4.2.4.2 Angin pada Sumbu Y (Angin dari Arah Depan ke Belakang)

A. Koefisien Tekanan Eksternal Dinding pada Sumbu Y

Penentuan koefisien tekanan eksternal dinding pada sumbu Y disajikan pada

Tabel 4.13.

IV-15

Tabel 4. 13 Koefisien Tekanan Eksternal Dinding pada Sumbu Y


Windward Wall




Leeward Wall

P18 0,56 -0,5

P19 0,68 -0,5

P20 0,68 -0,5

Side Wall





B. Koefisien Tekanan Eksternal Atap pada Sumbu Y

Penentuan koefisien tekanan eksternal atap pada sumbu Y disajikan pada Tabel

4.14.

Tabel 4. 14 Koefisien Tekanan Eksternal Atap pada Sumbu Y

Permukaan Tekanan h/L Jarak (m) Cp

Windward Roof P16 0,22

h/2 = 6,23

-0,3 -0,18 h = 12,47

L = 56,00


h/2 = 6,23

-0,3 -0,18 h = 12,47

L = 56,00

C. Tekanan Eksternal pada Sumbu Y

Besarnya tekanan ekseternal pada sumbu Y disajikan pada Tabel 4.15.

IV-16

Tabel 4. 15 Tekanan Eksternal pada Sumbu Y

Permukaan Tekanan Cp q

(kg/m2)

q G Cp

(kg/m2)

Windward

Wall

P13 0,8 71,80 48,83

P14 0,8 82,81 56,31

P15 0,8 92,81 63,11

Windward

Roof P16

-0,30 96,31 -24,56

-0,18 96,31 -14,73

Leeward Roof P17 -0,30 96,31 -24,56

-0,18 96,31 -14,73

Leeward Wall

P18 -0,50 92,81 -39,45

P19 -0,50 82,81 -35,19

P20 -0,50 71,80 -30,52

Side Wall

P21 -0,70 71,80 -42,72

P22 -0,70 82,81 -49,27

P23 -0,70 92,81 -55,22

P24 -0,70 96,31 -57,30

D. Beban Angin pada Sumbu Y

Besarnya beban angin yang bekerja pada sumbu Y disajikan pada Tabel 4.16.

Tabel 4. 16 Beban Angin pada Sumbu Y

Permukaan Tekanan


qmaks (kg/m2) Komb

1

Komb

2

Komb

3

Komb

4

Windward Wall

P1 31,49 31,49 66,16 66,16 66,16 tekan

P2 38,97 38,97 73,64 73,64 73,64 tekan

P3 45,78 45,78 80,45 80,45 80,45 tekan

Windward Roof P4 -41,89 -32,07 -7,22 2,60 -41,89 hisap

Leeward Roof P5 -41,89 -32,07 -7,22 2,60 -41,89 hisap

IV-17

Tabel 4. 17 Beban Angin pada Sumbu Y (Lanjutan)

Permukaan Tekanan


qmaks (kg/m2) Komb

1

Komb

2

Komb

3

Komb

4

Leeward Wall

P6 -56,78 -56,78 -22,11 -22,11 -56,78 hisap

P7 -52,53 -52,53 -17,86 -17,86 -52,53 hisap

P8 -47,85 -47,85 -13,18 -13,18 -47,85 hisap

Side Wall

P9 -60,06 -60,06 -25,39 -25,39 -60,06 hisap

P10 -66,61 -66,61 -31,93 -31,93 -66,61 hisap

P11 -72,56 -72,56 -37,89 -37,89 -72,56 hisap

P12 -74,64 -74,64 -39,97 -39,97 -74,64 hisap

Keterangan :

Komb 1: tekanan eksternal maksimum dan tekanan internal positif

Komb 2: tekanan eksternal minimum dan tekanan internal positif

Komb 3: tekanan eksternal maksimum dan tekanan internal negatif

Komb 4: tekanan eksternal minimum dan tekanan internal negatif

4.3 Permodelan Struktur

Permodelan struktur gedung dilakukan secara tiga dimensi dengan

program ETABS. Langkah-langkah permodelan struktur dengan program ETABS

adalah sebagai berikut.

4.3.1 Memodelkan Geometri

Pembuatan model geometri pada Gambar 4.5 sampai dengan Gambar 4.7

meliputi pemberian nama file model, penginputan data jumlah lantai, ketinggian,

jarak grid bangunan, pengaturan satuan, dan penggambaran elemen struktur.

Untuk memudahkan penggambaran elemen struktur, digunakan program Autocad,

kemudian dimasukkan ke dalam program ETABS dengan cara Import File.

IV-18

Gambar 4. 6 Input Data Jarak Grid Bangunan

Gambar 4. 7 Penggambaran Elemen Struktur dengan Autocad

4.3.2 Mendefinisikan Properti Material

Definisi jenis material konstruksi gedung ditunjukkan pada Gambar 4.8.

Struktur atap yang meliputi rafter, kolom, batang atas, batang bawah,

batang vertikal, dan batang diagonal direncanakan dengan material baja

struktural.

Gambar 4. 5 Input Data Jumlah Lantai dan Ketinggian Lantai

IV-19

Super struktur yang meliputi balok, kolom, pelat, dan tangga

direncanakan dengan beton bertulang.

Gambar 4. 8 Input Data Properti Material

4.3.3 Mendefinisikan Tumpuan

Tumpuan diasumsikan sebagai jepit, karena kedudukan kolom dianggap

tidak mengalami rotasi dan translasi. Pendefinisian tumpuan ditunjukkan pada

Gambar 4.9.

Gambar 4. 9 Pendefinisian Tumpuan sebagai Jepit

4.3.4 Memasukkan Data Penampang

Data penampang pada Gambar 4.10 yang dimasukkan ke ETABS mengacu

pada hasil perencanaan awal.

IV-20

Gambar 4. 10 Input Data Penampang

4.3.5 Memasukkan Data Pelat

Dalam perencanaan, pelat dimodelkan sebagai shell, sehingga selain

menerima gaya vertikal akibat beban mati dan beban hidup, pelat juga

diasumsikan menerima gaya horizontal atau lateral akibat gempa. Input data pelat

ditunjukkan pada Gambar 4.11.

Gambar 4. 11 Input Data Pelat

4.3.6 Mendefinisikan Pembebanan

Mendefinisikan beban mati sendiri elemen struktur (self weight) dihitung

secara otomatis dalam ETABS dengan memberikan faktor pengali berat sendiri

(self weight multiplier) sama dengan 1, sedangkan beban mati tambahan, beban

hidup, beban angin, dan beban gempa diberikan faktor pengali sama dengan 0,

karena beban tersebut diinput secara manual. Jenis-jenis beban yang yang

dimasukkan ke dalam ETABS ditunjukkan pada Gambar 4.12.

IV-21

Gambar 4. 12 Jenis-jenis Beban yang Bekerja pada Struktur Gedung

4.3.7 Mendefinisikan Kombinasi Pembebanan

Kombinasi pembebanan yang digunakan pada permodelan struktur

ditunjukkan pada Tabel 4.18 dan Tabel 4. 19.

Tabel 4. 18 Kombinasi Pembebanan

Kombinasi Pembebanan Jenis Kombinasi

U = 1,4D + 1,4SDL

Kombinasi pembebanan

tetap (akibat beban mati

dan beban hidup) U = 1,2D + 1,2 SDL + 1,6L + 0,5 Lr

U = 1,2D + 1,2 SDL + 1,6 Lr + 1,0L

U = 1,2D + 1,2 SDL + 1,6 Lr + 0,5Wkiri


sementara (akibat beban

mati, beban hidup, dan

beban angin)

U = 1,2D + 1,2 SDL + 1,6 Lr + 0,5Wkanan

U = 1,2D + 1,2 SDL + 1,6 Lr + 0,5Wdepan

U = 1,2D + 1,2 SDL + 1,6 Lr + 0,5Wbelakang

U = 1,2D + 1,2 SDL + 1,0Wkiri + 1,0L + 0,5 Lr

U = 1,2D + 1,2 SDL + 1,0Wkanan + 1,0L + 0,5 Lr

U = 1,2D + 1,2 SDL + 1,0Wdepan + 1,0L + 0,5 Lr

U = 1,2D + 1,2 SDL + 1,0Wbelakang + 1,0L + 0,5 Lr

U = 0,9D + 0,9 SDL + 1,0Wkiri

U = 0,9D + 0,9 SDL + 1,0Wkanan

U = 0,9D + 0,9 SDL + 1,0Wdepan

U = 0,9D + 0,9 SDL + 1,0Wbelakang

IV-22

Kombinasi Pembebanan Jenis Kombinasi

U = 0,85D + 0,85 SDL + 1,0EQx + 0,3EQy


sementara (akibat beban

mati, beban hidup, dan

beban gempa statik)

U = 0,85D + 0,85 SDL + 1,0EQx - 0,3EQy

U = 0,85D + 0,85 SDL - 1,0EQx + 0,3EQy

U = 0,85D + 0,85 SDL - 1,0EQx -0,3EQy

U = 0,85D + 0,85 SDL + 1,0EQy + 0,3EQx

U = 0,85D + 0,85 SDL + 1,0EQy - 0,3EQx

U = 0,85D + 0,85 SDL - 1,0EQy + 0,3EQx

U = 0,85D + 0,85 SDL - 1,0EQy -0,3EQx

U = 1,25D + 1,25 SDL + 1,0L + 1,0EQx + 0,3EQy

U = 1,25D + 1,25 SDL + 1,0L + 1,0EQx - 0,3EQy

U = 1,25D + 1,25 SDL + 1,0L - 1,0EQx + 0,3EQy

U = 1,25D + 1,25 SDL + 1,0L - 1,0EQx - 0,3EQy

U = 1,25D + 1,25 SDL + 1,0L + 1,0EQy + 0,3EQx

U = 1,25D + 1,25 SDL + 1,0L + 1,0EQy - 0,3EQx

U = 1,25D + 1,25 SDL + 1,0L - 1,0EQy + 0,3EQx

U = 1,25D + 1,25 SDL + 1,0L - 1,0EQy - 0,3EQx

4.3.8 Mendefinisikan Sumber Massa

Sumber massa didefinisikan sebagai berat sendiri elemen struktur, beban

mati tambahan, beban hidup pada atap, dan beban hidup pada pelat lantai.

4.3.9 Menetapkan Elemen pada Sistem Struktur

Untuk memudahkan penetapan elemen pada sistem struktur, terlebih

dahulu dilakukan proses Grouping. Penetapan elemen struktur pada Gambar 4.13

sampai dengan Gambar 4.17 mengacu pada hasil perencanaan awal. Penetapan

elemen struktur dengan ETABS dilakukan dengan memilih elemen struktur - Klik

kanan elemen yang akan digunakan pada Tab Model Explorer - Assign.

Tabel 4. 19 Kombinasi Pembebanan (Lanjutan)

IV-23

Gambar 4. 13 Denah Rencana Lantai 1 Gambar 4. 14 Denah Rencana Lantai 2

IV-24

Gambar 4. 15 Denah Rencana Lantai Atap

IV-25

Gambar 4. 16 Elevasi Rencana Arah X

Gambar 4. 17 Elevasi Rencana Arah Y

IV-26

4.3.10 Menetapkan Pembebanan Struktur

Agar tegangan yang bekerja pada pelat dapat merata, maka pelat dibagi

menjadi pias-pias kecil dengan Automatic Frame Mesh.

4.3.11 Mendefinisikan Lantai Tingkat sebagai Diafragma

Lantai tingkat, atap beton, dan sistem lantai dengan ikatan suatu struktur

gedung dapat dianggap sangat kaku dalam bidangnya dan dianggap bekerja

sebagai diafragma terhadap beban gempa horizontal. Masing-masing lantai

didefinisikan sebagai diafragma kaku pada ETABS dencan cara pilih pelat lantai

beserta joint-Assign-Joint-Diaphragm-From Shell-Rigid. Elemen pelat yang

didefinisikan sebagai diafragma ditunjukkan pada Gambar 4.18.

Gambar 4. 18 Elemen Pelat yang Didefinisikan sebagai Diafragma

4.3.12 Berat Bangunan

Berat bangunan yang disajikan Tabel 4.20 diperoleh secara otomatis pada

ETABS dengan cara Analyze-Set Load Cases to Run-Run-Show Tables-Analysis-

Result-Building Output-pilih Run untuk Lr, LL, DL, dan SDL-Cummulative Mass

Centers of Mass and Centers of Rigidity.

IV-27

Tabel 4. 20 Berat Tiap Lantai

Lantai

Massa

Kumulatif Berat Kumulatif Berat Lantai

kg s²/m kg kg

LANTAI ATAP 104053,06 1020760,519 1020760,519

LANTAI 2 217897,04 2137569,962 1116809,444

LANTAI 1 298460,71 2927899,565 790329,6027

4.3.13 Mendefinisikan Beban Gempa Statik Ekuivalen

Beban gempa statik ekuivalen adalah penyederhanaan dari perhitungan

beban gempa yang sebenarnya dengan asumsi tanah dasar dianggap tetap (tidak

bergetar), sehingga beban gempa diekuivalensikan menjadi beban lateral statik

yang bekerja pada pusat massa struktur tiap lantai bangunan. Beban gempa

didefenisikan sebagai User Coefficient dengan menginput koefisien dasar seismik

(Cs) dan eksentrisitas rencana.

a. Perioda fundamental, (T)

Berdasarkan SNI 1727:2012 Pasal 7.8.2, perioda fundamental tidak boleh

melebihi hasil koefisien batasan atas pada perioda yang dihitung (Cu) dan

perioda fundamental struktur, diizinkan menggunakan perioda bangunan

pendekatan (Ta) dengan persamaan sebagai berikut.

Ta = T = Ct hnx (IV-2)

Keterangan:

Ct dan x = nilai parameter perioda pendekatan

Dari hasil Running program ETABS dengan menggunakan Modal Case Eigen,

diperoleh nilai perioda fundamental struktur (Tc) sebesar 1,741 detik.

IV-28

Ta = 0,046 x 150,9

= 0,526 detik

Cu Ta = 1,582 x 0,526 = 0,832 detik

Karena nilai Ta lebih besar dari Cu Ta, maka nilai perioda fundamental (T)

yang digunakan adalah 0,832 detik.

b. Koefisien dasar seismik, (Cs)

( )

( )

c. Eksentrisitas Rencana, (ed)

Besarnya eksentrisitas rencana diinput pada ETABS dengan cara Define-

Static Load Case-Pilih EQx atau EQy-Modify Lateral Load-Override.

Berdasarkan SNI 1727-2012, jika nilai eksentrisitas lebih dari 0,1 b, namun

kurang dari 0,3 b, maka beban geser rencana harus dihitng mempunyai jarak

terhadap pusat kekakuan atas eksentrisitas rencana (ed). Perhitungan eksentrisitas

rencana disajikan pada Tabel 4. 21 dan Tabel 4. 22.

Tabel 4. 21 Eksentrisitas Rencana pada Arah X

Lantai

Pusat

Massa

Pusat

Rotasi

Eksentrisitas,

ec b Eksentrisitas

Rencana, ed (arah y)

m m m m - m

LANTAI SATU 36,07 37,40 -1,33 108,15 0,1<e 0,3b -12,37

LANTAI DUA 39,01 37,23 1,78 108,15 0,1<e 0,3b 8,08

IV-29

Tabel 4. 22 Eksentrisitas Rencana pada Arah Y

Lantai

Pusat

Massa

Pusat

Rotasi

Eksentrisitas,

ec

b Eksentrisitas, ed

(arah x)

m m m m - m

LANTAI SATU 52,91 52,08 0,83 74,16 0,1<e 0,3b 8,52

LANTAI DUA 58,85 53,69 5,16 74,16 0,1<e 0,3b 11,45

4.3.14 Analisis dan Pengecekan Keamanan Struktur

Setelah dilakukan pengecekan struktur terhadap struktur atas dan super

struktur melalui program ETABS, seluruh elemen struktur dinyatakan aman.

Tampilan pengecekan struktur pada ETABS ditunjukkan pada Gambar 4.19.

Gambar 4. 19 Pengecekan Struktur dengan ETABS

4.4 Output Analisa Numerik

4.4.1 Gaya-gaya Dalam

Output gaya-gaya dalam berupa momen, gaya geser, dan gaya aksial

akibat kombinasi pembebanan tetap dan pembebanan sementara ditunjukkan pada

Gambar 4.20 sampai dengan Gambar 4.23.

IV-30


Tetap


Sementara

Gambar 4. 21 Diagram Gaya Aksial Akibat Kombinasi Pembebanan

Tetap

IV-31

Gambar 4. 23 Diagram Gaya Aksial Akibat Kombinasi Pembebanan Sementara

4.4.2 Simpangan Antar Tingkat

Simpangan antar tingkat yang terjadi dikalikan dengan suatu faktor pengali

untuk membatasi kemungkinan terjadinya keruntuhan struktur gedung yang dapat

menimbulkan korban jiwa manusia dan untuk mencegah benturan berbahaya antar

gedung atau antar bagian struktur gedung yang dipisah dengan sela pemisah (sela

dilatasi). Kontrol simpangan antar tingkat akibat beban gempa statik disajikan

pada Tabel 4.23 dan Tabel 4.24.

Tabel 4. 23 Simpangan Antar Tingkat Akibat Beban Gempa Statik EQx

Lantai

Tinggi

Tingkat

hi

Simpangan

Lantai

Simpangan

yang

Diperbesar

( n- n-1) Cd/Ie

Simpangan

Antartingkat

yang Diizinkan

izin = 0,02 hi / ρ

Kontrol

mm mm mm mm

LANTAI DUA 5000 0,01593 0,021688 100 OK

LANTAI SATU 5000 0,007255 0,018138 100 OK

IV-32

Tabel 4. 24 Simpangan Antar Tingkat Akibat Beban Gempa Statik EQy

Lantai

Tinggi

Tingkat

hi

Simpangan

Lantai

Simpangan

yang

Diperbesar

( n- n-1) Cd/Ie

Simpangan

Antartingkat

yang Diizinkan

izin = 0,02 hi / ρ

Kontrol

mm mm mm mm

LANTAI DUA 5000 0,0155 0,02188 100 OK

LANTAI SATU 5000 0,006748 0,01687 100 OK

4.4.3 Drift Ratio

Drift ratio merupakan pergeseran tingkat dibagi dengan tinggi

antartingkat. Menurut AISC 2005, besarnya drift ratio berkisar antara 0,002

sampai 0,0025. Nilai drift ratio pada Tabel 4.25 dan Tabel 4.26 diperoleh dari

analisis struktur dengan program ETABS.

Tabel 4. 25 Drift Ratio Arah X

Tabel 4. 26 Drift Ratio Arah Y

Nilai story drift pada tabel di atas menunjukkan bahwa nilai story drift

tidak melebihi 0,0025 sehingga kinerja struktur bangunan memenuhi ketentuan

yang disyaratkan.

DRizin

mm

LANTAI DUA 0,000566 0,00049 0,0025 OK

LANTAI SATU 0,000076 0,000076 0,0025 OK

Lantai DR ∆DR Kontrol

DR izin

mm

LANTAI DUA 0,00182 0,000175 0,0025 OK

LANTAI SATU 0,00007 0,00007 0,0025 OK

Lantai DR ∆DR Kontrol

IV-33

4.4.3 Perencanaan Penulangan

4.4.3.1 Perencanaan Penulangan Balok

A. Desain Tulangan Longitudinal Lentur pada Balok

Berdasarkan hasil desain program ETABS, diperoleh output berupa luas

tulangan longitudinal lentur yang diperlukan. Luas tulangan yang diperlukan pada

Tabel 4.27 diperoleh dari kebutuhan tulangan maksimum pada serat tarik dan

tekan berdasarkan masing-masing kode balok.

Tabel 4. 27 Luas Tulangan Longitudinal Lentur Perlu pada Balok

Kode

Balok

Dimensi Letak Tulangan

Luas Tulangan Perlu, Asp (mm2)

mm2 Tum Lap Tum

B1 350 x 700 Atas 2326 1648 2326

350 x 700 Bawah 1648 2326 1648

B2 200 x 550 Atas 582 338 582

200 x 550 Bawah 338 582 338

B3 200 x 500 Atas 832 303 832

200 x 500 Bawah 303 832 303

B4 400 x 800 Atas 2305 1758 2305

400 x 800 Bawah 1758 2305 1758

BA 300 x 600 Atas 1346 1120 1346

300 x 600 Bawah 1120 1346 1120

BB 300 x 500 Atas 806 666 806

300 x 500 Bawah 666 806 666

BT 250 x 500 Atas 487 365 487

250 x 500 Bawah 365 487 365

Berdasarkan Tabel 4. 28, tampak bahwa di daerah lapangan dipasang

tulangan bawah yang lebih banyak daripada tulangan atas. Hal ini karena di

daerah lapangan terjadi momen positif, berarti penampang beton daerah tarik

berada di bagian bawah, sedangkan di tumpuan terjadi sebaliknya, yaitu momen

negatif. Tulangan tarik dipasang lebih banyak daripada tulangan tekan. Keadaan

IV-34

ini disebabkan oleh kekuatan beton pada daerah tarik diabaikan, sehingga semua

beban tarik ditahan oleh tulangan longitudinal tarik. Pada daerah beton tekan,

beban tekan sebagian ditahan oleh beton, dan sisa beban tekan yang masih ada

ditahan oleh tulangan longitudinal tekan, sehingga jumlah tulangan longitudinal

tekan lebih sedikit.

Tabel 4. 28 Tulangan Longitudinal Terpasang pada Balok

Kode

Balok

Dimensi Letak

Tulangan

Luas Tulangan

Terpasang, Ast (mm2)

as Jumlah Tulangan

mm2 Tum Lap Tum mm

2 Tum Lap Tum

B1 350 x 700 Atas 2550,47 1700,31 2550,47 283,39 9 D 19 6 D 19 9 D 19

350 x 700 Bawah 1700,31 2550,47 1700,31 283,39 6 D 19 9 D 19 6 D 19

B2 200 x 550 Atas 1205,76 803,84 1205,76 200,96 6 D 16 4 D 16 6 D 16

200 x 550 Bawah 803,84 1205,76 803,84 200,96 4 D 16 6 D 16 4 D 16

B3 200 x 500 Atas 1205,76 803,84 1205,76 200,96 6 D 16 4 D 16 6 D 16

200 x 500 Bawah 803,84 1205,76 803,84 200,96 4 D 16 6 D 16 4 D 16

B4 400 x 800 Atas 3039,52 1899,70 3039,52 379,94 8 D 22 5 D 22 8 D 22

400 x 800 Bawah 1899,70 3039,52 1899,70 379,94 5 D 22 8 D 22 5 D 22

BA 300 x 600 Atas 1700,31 1133,54 1700,31 283,39 6 D 19 4 D 19 6 D 19

300 x 600 Bawah 1133,54 1700,31 1133,54 283,39 4 D 19 6 D 19 4 D 19

BB 300 x 500 Atas 1416,93 850,16 1416,93 283,39 5 D 19 3 D 19 5 D 19

300 x 500 Bawah 850,16 1416,93 850,16 283,39 3 D 19 5 D 19 3 D 19

BT 250 x 500 Atas 1004,80 401,92 1004,80 200,96 5 D 16 2 D 16 5 D 16

250 x 500 Bawah 401,92 1004,80 401,92 200,96 2 D 16 5 D 16 2 D 16

Tulangan longitudinal terpasang dikontrol dengan rasio tulangan minimum

dan rasio tulangan maksimum, agar tulangan yang terpasang tidak terlalu sedikit

dan penampang beton dapat mendekati keruntuhan seimbang.

ρmin

ρ

ρ

(

)

IV-35

ρ

ρ ρ

Prinsip perencanaan balok beton bertulang tidak mengharuskan semua

tulangan tekan meleleh. Kondisi tulangan tekan meleleh dapat diketahui dengan

menghitung tinggi blok tegangan tekan beton persegi ekivalen (a), kemudian

dibandingkan dengan nilai a min leleh. Kontrol rasio tulangan longitudinal terpasang

pada balok disajikan pada Tabel 4.29.

IV-36

Tabel 4. 29 Kontrol Rasio Tulangan Longitudinal Terpasang pada Balok

Kode

Balok

Dimensi Letak

Tulangan

Luas Tulangan Terpasang,

Ast (mm2)

Tinggi Efektif

(mm) ρmin ρ-ρ'

Kontrol, a amin

leleh a>amin

leleh

abaru fs' ρ-

(ρ'fs'/fy) ρmaks

Kontrol,

mm2 Tum Lap Tum d d'

ρmin <

ρ-ρ' mm mm mm Mpa

ρ-(ρ'fs'/fy) <

ρmaks

B1 350 x 700 Atas 2550,47 1700,31 2550,47 608,5

0,0035 0,0040 OK 38,102 229,40 tidak 93,49 109,25 0,0098 0,0244 OK 350 x 700 Bawah 1700,31 2550,47 1700,31 91,5

B2 200 x 550 Atas 1205,76 803,84 1205,76 441


B3 200 x 500 Atas 1205,76 803,84 1205,76 391


B4 400 x 800 Atas 3039,52 1899,70 3039,52 705,5

0,0035 0,0040 OK 44,699 178,00 tidak 86,32 187,59 0,0076 0,0244 OK 400 x 800 Bawah 1899,70 3039,52 1899,70 71

BA 300 x 600 Atas 1700,31 1133,54 1700,31 508,5


BB 300 x 500 Atas 1416,93 850,16 1416,93 408,5


BT 250 x 500 Atas 1004,80 401,92 1004,80 411,5

0,0035 0,0059 OK 37,828 170,48 tidak 178,22 408,68 0,0058 0,0244 OK 250 x 500 Bawah 401,92 1004,80 401,92 68

IV-37

Berdasarkan Tabel 4.29, tampak bahwa kondisi semua tulangan tekan

belum meleleh, sehingga nilai tegangan tulangan tekan lebih kecil daripada

tegangan lelehnya (fs’ < fy). Rasio tulangan terpasang juga telah memenuhi

syarat, yaitu melebihi rasio tulangan minimum dan tidak melebihi rasio tulangan

maksimum.

B. Desain Tulangan Sengkang Geser dan Torsi pada Balok

Luas tulangan sengkang per jarak perlu (Avt p / sp) pada Tabel 4.30

diperoleh dari kebutuhan tulangan geser dan torsi maksimum berdasarkan masing-

masing kode balok pada output ETABS.

Tabel 4. 30 Tulangan Sengkang Geser dan Torsi Perlu pada Balok

Kode

Balok

Luas Tulangan Sengkang Perlu,

Avt/sperlu (mm2

/mm)

Tum Lap Tum

B1 2 1,65 2

B2 0,51 0,17 0,51

B3 0,81 0,65 0,81

B4 2,96 2,95 2,96

BA 1,12 0,99 1,12

BB 2,95 0,89 2,95

BT 0,85 0,22 0,85

Berdasarkan SNI 2847-2013, spasi beugel tidak melebihi nilai berikut:

ika Vu < φVc, maka

ika Vu > φVc, maka

IV-38

Keterangan:

Vu = gaya geser terfaktor (N)

Vc = gaya geser yang dapat disumbangkan oleh beton (N)

= faktor reduksi kuat geser penampang beton

d = tinggi efektif penampang beton (mm)

Perhitungan spasi beugel yang diperlukan disajikan pada Tabel 4.31.

Tabel 4. 31 Spasi Tulangan Sengkang Geser dan Torsi Perlu pada Balok

Kode

Balok

d Vu φVc smaks smaks=Av/ (Avt/sperlu) Spasi Beugel Perlu, sp (mm)

mm mm mm mm Tum Lap Tum Tum Lap Tum

B1 608,5 354076,54 145814,01 152,125 78,50 95,15 78,50 78,50 95,15 78,50

B2 441 141182,30 60386,41 110,25 307,84 923,53 307,84 110,25 110,25 110,25

B3 391 106775,48 53539,88 97,75 193,83 241,54 193,83 97,75 97,75 97,75

B4 705,5 477272,80 193209,13 176,375 79,56 79,83 79,56 79,56 79,83 79,56

BA 508,5 182106,86 104443,85 127,125 140,18 158,59 140,18 127,13 127,13 127,13

BB 408,5 307014,90 83904,25 102,125 53,22 176,40 53,22 53,22 102,13 53,22

BT 411,5 45460,16 70433,70 205,75 184,71 713,64 184,71 184,71 205,75 184,71

Beugel yang terpasang pada balok meliputi beugel geser dan torsi. Spasi

beugel harus melebihi spasi beugel yang diperlukan. Luas tulangan sengkang per

jarak terpasang pada balok (Avt / s) harus memenuhi syarat berikut ini:

Avt / s > Avt p / sp

Keterangan:

Avt / s = luas tulangan sengkang geser dan torsi longitudinal per jarak yang

terpasang (mm2/mm)

Avt p /sp= luas tulangan sengkang geser dan torsi longitudinal per jarak yang

diperlukan (mm2/mm)

IV-39

Luas tulangan sengkang geser dan torsi yang terpasang pada balok disajikan pada

Tabel 4.32.

Tabel 4. 32 Luas Tulangan Sengkang Geser dan Torsi Terpasang pada Balok

Kode

Balok

Jumlah

kaki

Diameter

Tul

Geser

Luas Tulangan Geser

Terpasang, Avt / 1

(mm2)

Spasi Beugel, s

(mm)

Luas Tulangan

Terpasang/jarak, Avt / s

(mm2/mm)

T L T mm Tum Lap Tum Tum Lap Tum Tum Lap Tum

B1 2 2 2 10 157,00 157,00 157,00 50 75 50 3,14 2,09 3,14

B2 2 2 2 10 157,00 157,00 157,00 100 150 100 1,57 1,05 1,57

B3 2 2 2 10 157,00 157,00 157,00 100 150 100 1,57 1,05 1,57

B4 3 3 3 10 235,50 235,50 235,50 50 75 50 4,71 3,14 4,71

BA 2 2 2 10 157,00 157,00 157,00 100 150 100 1,57 1,05 1,57

BB 2 2 2 10 157,00 157,00 157,00 50 100 50 3,14 1,57 3,14

BT 2 2 2 10 157,00 157,00 157,00 100 150 100 1,57 1,05 1,57

Berdasarkan Tabel 4.32, tampak bahwa spasi tulangan sengkang pada

daerah tumpuan lebih rapat dibandingkan daerah lapangan, hal ini terjadi karena

gaya geser yang terjadi pada daerah tumpuan lebih besar. Spasi beugel telah

memenuhi syarat, karena tidak melebihi spasi maksimum yang disyaratkan. Luas

tulangan sengkang geser dan torsi terpasang per jarak (Avt / s) juga melebihi luas

tulangan sengkang geser dan torsi yang diperlukan (Avt p / sp).

C. Desain Tulangan Longitudinal Torsi pada Balok

Luas tulangan longitudinal torsi yang diperlukan pada Tabel 4.33

diperoleh dari output kebutuhan tulangan maksimum program ETABS berdasarkan

masing-masing kode balok.

IV-40

Tabel 4. 33 Tulangan Longitudinal Torsi Perlu pada Balok

Kode

Balok Dimensi

Luas

Tulangan

Perlu,

Astorsi p

Luas

Tulangan

Terpasang,

Astorsi

Luas

tulangan,

as Jumlah

Tulangan

mm2 mm

2 mm

2 mm

2

B1 350 x 700 1654 1700,31 283,39 6 D 19

B2 200 x 550 0

B3 200 x 500 485 803,84 200,96 4 D 16

B4 400 x 800 2208 2279,64 379,94 6 D 22

BA 300 x 600 0

BB 300 x 500 772 803,84 200,96 4 D 16

BT 250 x 500 719 803,84 200,96 4 D 16

Berdasarkan Tabel 4.34, tampak bahwa luas tulangan longitudinal torsi

terpasang pada balok telah memenuhi syarat, karena luas tulangan longitudinal

torsi yang terpasang melebihi luas tulangan longitudinal yang diperlukan.

Tabel 4. 34 Tulangan Longitudinal Torsi Terpasang pada Balok

Kode

Balok Dimensi

Luas Tulangan

Perlu,

Astorsi p

Luas

Tulangan

Terpasang,

Astorsi

Kontrol,

mm2 mm

2 mm

2 Astorsi p < Astorsi

B1 350 x 700 1654 1700,31 OK

B2 200 x 550 0 0 OK

B3 200 x 500 485 803,84 OK

B4 400 x 800 2208 2279,64 OK

BA 300 x 600 0 0 OK

BB 300 x 500 772 803,84 OK

BT 250 x 500 719 803,84 OK

IV-41

4.4.3.2 Perencanaan Penulangan Kolom

A. Desain Tulangan Longitudinal Lentur pada Kolom

Luas tulangan longitudinal lentur yang diperlukan pada Tabel 4.35

diperoleh dari output kebutuhan tulangan maksimum program ETABS berdasarkan

masing-masing kode kolom.

Tabel 4. 35 Luas Tulangan Longitudinal Lentur Perlu pada Kolom

Kode

Kolom

Dimensi Luas Tulangan

Perlu, Asp (mm2)

mm2

K1 600 x 600 3600

K2 500 x 500 2500

K3 300 x 300 1305

K4 300 x 300 900

KB 300 x 300 900

Berdasarkan hasil perhitungan, luas tulangan longitudinal terpasang pada

kolom yang terlampir pada Tabel 4.36 berikut telah memenuhi syarat, dimana luas

tulangan longitudinal yang terpasang melebihi luas tulangan longitudinal yang

diperlukan. Hasil perencanaan penulangan longitudinal kolom disajikan pada tabel

berikut.

Tabel 4. 36 Luas Tulangan Longitudinal Lentur Terpasang pada Kolom

Kode

Kolom

Dimensi

Luas

Tulangan

Perlu, Asp

Luas

Tulangan

Terpasang,

As

Luas

tulangan,

as Jumlah

Tulangan

Kontrol,

mm2 mm

2 mm

2 mm

2 As>As p

K1 600 x 600 3600 4559,28 379,94 12 D 22 OK

K2 500 x 500 2500 3400,62 283,39 12 D 19 OK

K3 300 x 300 1305 1607,68 200,96 8 D 16 OK

K4 300 x 300 900 1607,68 200,96 8 D 16 OK

KB 300 x 300 900 1607,68 200,96 8 D 16 OK

IV-42

Berdasarkan hasil perhitungan penulangan longitudinal kolom, tampak

bahwa rasio tulangan yang terpasang telah memenuhi syarat, karena melebihi

rasio tulangan minimum dan kurang dari rasio tulangan maksimum. Kontrol rasio

tulangan longitudinal lentur terpasang pada kolom disajikan pada Tabel 4.37.

Tabel 4. 37 Kontrol Rasio Tulangan Longitudinal Lentur Terpasang pada Kolom

Kode

Kolom

Dimensi

Luas

Tulangan

Terpasang,

As

Diameter

Tul

Longitudinal

Diameter

Tul

Geser

Tinggi

Efektif,

d ρmin ρ ρmaks Kontrol, Kontrol,

mm2 mm

2 mm mm mm ρ>ρmin ρ<ρmaks

K1 600 x 600 4559,28 22 10 529 0,0035 0,0144 0,0240 OK OK

K2 500 x 500 3400,62 19 10 430,5 0,0035 0,0158 0,0240 OK OK

K3 300 x 300 1607,68 16 10 232 0,0035 0,0231 0,0240 OK OK

K4 300 x 300 1607,68 16 10 232 0,0035 0,0231 0,0240 OK OK

KB 300 x 300 1607,68 16 10 232 0,0035 0,0231 0,0244 OK OK

B. Desain Tulangan Geser pada Kolom

Luas tulangan sengkang per jarak perlu (Avt p / sp) pada Tabel 4.38

diperoleh dari kebutuhan tulangan geser maksimum berdasarkan masing-masing

kode kolom pada output ETABS.

Tabel 4. 38 Tulangan Geser Perlu pada Kolom

Kode

Kolom

Dimensi

Luas Tulangan

Perlu/jarak,

Avt p / sp

mm2 mm

2/mm

K1 600 x 600 0,52

K2 500 x 500 0,43

K3 300 x 300 0,26

K4 300 x 300 0

KB 300 x 300 0,26

IV-43

Berdasarkan SNI 2847-2013, spasi beugel tidak melebihi nilai berikut:

Keterangan:

Vu = gaya geser terfaktor (N)

Vc = gaya geser yang dapat disumbangkan oleh beton (N)

= faktor reduksi kuat geser penampang beton

d = tinggi efektif penampang (mm)

= diameter tulangan longitudinal (mm)

= diameter tulangan sengkang (mm)

Spasi tulangan geser yang diperlukan disajikan pada Tabel 4.39.

Tabel 4. 39 Spasi Tulangan Geser Perlu pada Kolom

Kode

Kolom

Dimensi Pu Tinggi

Efektif, d Vu/φ Vc smaks

mm2 N mm N N mm

K1 600 x 600 1646313,15 529,00 179308,03 384390,35 264,5

K2 500 x 500 945448,75 430,50 126244,91 249574,44 215,25

K3 300 x 300 225486,26 232,00 60253,56 74906,02 116

K4 300 x 300 25080,87 232,00 9111,63 64800,53 116

KB 300 x 300 6275,56 232,00 25589,19 63852,26 116

Spasi beugel harus melebihi spasi beugel yang diperlukan. Spasi beugel

yang terpasang disajikan pada Tabel 4.40.

s 16 s 48 3 mm

ika Vu < φVc, maka

ika Vu > φVc, maka

IV-44

Tabel 4. 40 Spasi Tulangan Geser Terpasang pada Kolom

Kode

Kolom

Dimensi Spasi Beugel, s (mm)

mm2 T L T

K1 600 x 600 75 100 75

K2 500 x 500 75 100 75

K3 300 x 300 75 100 75

K4 300 x 300 75 100 75

KB 300 x 300 75 100 75

Berdasarkan Tabel 4.41, tampak bahwa spasi tulangan sengkang tidak

melebihi spasi maksimum yang disyaratkan. Luas tulangan sengkang geser

terpasang juga melebihi luas tulangan sengkang geser perlu. Kontrol luas tulangan

sengkang terpasang disajikan pada tabel berikut.

Tabel 4. 41 Tulangan Geser Terpasang pada Kolom

Kode

Kolom

Dimensi Jumlah

kaki

Diameter

Tul

Geser

Spasi Begel, s (mm)

Luas Tulangan

Terpasang/jarak,

Avt / s (mm2/mm)

Kontrol,

Avt/s > Avt p/sp

mm2 mm T L T Tum Lap Tum Tum Lap Tum

K1 600 x 600 2 10 75 100 75 2,09 1,57 2,09 OK OK OK

K2 500 x 500 2 10 75 100 75 2,09 1,57 2,09 OK OK OK

K3 300 x 300 2 10 75 100 75 2,09 1,57 2,09 OK OK OK

K4 300 x 300 2 10 75 100 75 2,09 1,57 2,09 OK OK OK

KB 300 x 300 2 10 75 100 75 2,09 1,57 2,09 OK OK OK

4.4.3.3 Perencanaan Penulangan Pelat

Nilai momen lentur yang digunakan dalam perencanaan penulangan pelat

diperoleh setelah running program ETABS. Momen lentur yang digunakan dalam

perencanaan penulangan adalah momen lentur terfaktor maksimum dari masing-

IV-45

masing kode pelat. Pada perhitungan, bentang terpendek dinyatakan dalam arah x

dan bentang terpanjang dinyatakan dalam arah y. Momen terfaktor pada pelat

disajikan pada Tabel 4.42.

Tabel 4. 42 Momen Terfaktor pada Pelat

Kode

Pelat

Tebal

Pelat

Momen Terfaktor, Mu (N mm)

Mu x Mu y

mm Mt x(-)

Ml x(+)

Mt x(-)

Mt y(-)

Ml y(+)

Mt y(-)

S2 150 31124000 12372000 31124000 19336000 8054000 19336000

S3 130 16003000 7376000 16003000 - - -

S4 120 9938000 2616000 9938000 - - -

Pada Tabel 4.42, tampak bahwa momen lentur arah x (Mu x) lebih besar

daripada momen lentur arah y (Mu y). Hal ini terjadi karena pada saat terjadi

lendutan maksimum, bentang yang paling besar terbebani adalah bentang

terpendek (lx).

Tabel 4. 43 Tulangan Pokok dan Tulangan Bagi Terpasang pada Pelat

Kode

Pelat

Tebal

Pelat Jenis Tulangan Arah x (mm) Arah y (mm)

mm Tum Lap Tum Lap

S2 150 Tulangan Pokok φ 10 - 100 φ 10 - 150 φ 10 - 150 φ 10 - 150

Tulangan Bagi φ 8 - 150

φ 8 - 150

S3 130 Tulangan Pokok φ 10 - 150 φ 10 - 200

Tulangan Bagi φ 8 - 200 φ 8 - 200

S4 120 Tulangan Pokok φ 10 - 150 φ 10 - 200


Pada Tabel 4.43, tampak bahwa pada pelat dua arah (S2) daerah lapangan

digunakan tulangan pokok pada dua arah yang saling tegak lurus dan tidak

digunakan tulangan bagi. Hal ini karena pada daerah lapangan bekerja momen

lentur pada dua arah, maka tulangan pokok yang dipasang pada dua arah yang

IV-46

saling tegak lurus tidak memerlukan tulangan bagi. Pada daerah tumpuan,

digunakan tulangan pokok dan tulangan bagi, karena pada daerah tumpuan hanya

bekerja momen lentur satu arah saja.

Pada pelat satu arah (S3 dan S4), tampak bahwa tulangan pokok dipasang

searah bentang lx. Hal ini karena momen lentur bekerja pada satu arah saja. Untuk

memperkuat kedudukan tulangan pokok dan menahan retak beton akibat susut dan

perbedaan suhu pada beton, maka digunakan tulangan bagi yang dipasang tegak

lurus terhadap tulangan pokok.

Tulangan yang terpasang pada pelat dikontrol dengan nilai momen rencana

( n) harus melebihi momen terfaktor ( u . Rasio tulangan terpasang (ρ) juga

harus melebihi rasio tulangan minimum (ρmin

) dan tidak melebihi rasio tulangan

maksimum (ρmaks

). Kontrol rasio tulangan pelat dan kekuatan rencana pelat

disajikan pada Tabel 4.44 dan Tabel 4. 45.

IV-47

Tabel 4. 44 Kontrol Rasio Tulangan Terpasang pada Pelat

Kode

Pelat Arah

Luas Tulangan Terpasang, As

mm2

Panjang

mesh,b

Tinggi

efektif,

d ρmin ρ

ρmaks Kontrol, ρ>ρmin Kontrol, ρ<ρmaks

Tum Lap Tum mm mm Tum Lap Tum Tum Lap Tum Tum Lap Tum

S2 x 785,00 523,33 785,00 1000 125 0,0035 0,0063 0,0042 0,0063 0,0240 OK OK OK OK OK OK

y 523,33 523,33 523,33 1000 115 0,0035 0,0046 0,0046 0,0046 0,0240 OK OK OK OK OK OK

S3 x 523,33 392,50 523,33 1000 105 0,0035 0,0050 0,0037 0,0050 0,0240 OK OK OK OK OK OK

y

S4 x 523,33 392,50 523,33 1000 95 0,0035 0,0055 0,0041 0,0055 0,0240 OK OK OK OK OK OK

y

Tabel 4. 45 Kontrol Kekuatan Rencana pada Pelat

Kode

Pelat

Tebal

Pelat

Momen Terfaktor, Mu (kN m) Momen Rencana, φMn (kN m) Kontrol, φMn> Mu

Mu x Mu y φMn x φMn y Arah x Arah y

mm Mt x(-)

Ml x(+)

Mt x(-)

Mt y(-)

Ml y(+)

Mt y(-)

φMnt x(-)

φMnl x(+)

φMnt x(-)

φMnt y(-)

φMnl y(+)

φMnt y(-)

Tum Lap Tum Tum Lap Tum

S2 150 31,124 12,372 31,124 19,336 8,054 19,336 33,585 22,777 33,585 20,893 20,893 20,893 OK OK OK OK OK OK

S3 130 16,003 7,376 16,003 - - - 19,009 14,402 19,009 - - - OK OK OK - - -

S4 120 9,938 2,616 9,938 - - - 17,125 12,989 17,125 - - - OK OK OK - - -

Keterangan:

Mt x = momen lentur terfaktor daerah tumpuan arah x

Ml x = momen lentur terfaktor daerah lapangan arah x

Mt y = momen lentur terfaktor daerah tumpuan arah y

Ml y = momen lentur terfaktor daerah lapangan arah y

φ nt x = momen rencana daerah tumpuan arah x

φ nl x = momen rencana daerah lapangan arah x

φMnt y = momen rencana daerah tumpuan arah y

φ nl y = momen rencana daerah lapangan arah y

IV-48

4.4.3.4 Perencanaan Penulangan Tangga

Nilai momen lentur yang digunakan dalam perencanaan penulangan pelat

badan tangga dan penulangan bordes diperoleh setelah running program ETABS.

Momen lentur yang digunakan dalam perencanaan penulangan adalah momen

lentur terfaktor maksimum dari kode pelat ST (pelat badan tangga) dan SB (pelat

bordes). Momen terfaktor pada pelat badan tangga dan pelat bordes disajikan pada

Tabel 4.46 dan Tabel 4.47.

Tabel 4. 46 Momen Terfaktor pada Pelat Badan Tangga

Kode

Pelat

Tebal

Pelat

Momen Terfaktor, Mu (kN m)

Mu x Mu y

mm Mt x(-)

Ml x(+)

Mt x(-)

Mt y(-)

Ml y(+)

Mt y(-)

ST 200 33,386 19,507 33,386 - - -

Tabel 4. 47 Momen Terfaktor pada Pelat Bordes

Kode

Pelat

Tebal

Pelat

Momen Terfaktor, Mu (kN m)

Mu x Mu y

mm Mt x(-)

Ml x(+)

Mt x(-)

Mt y(-)

Ml y(+)

Mt y(-)

SB 120 29,372 29,372 29,372 - - -

Tabel 4. 48 Tulangan Pokok dan Tulangan Bagi Terpasang pada Tangga

Kode

Pelat

Tebal

Pelat Jenis Tulangan Arah x (mm)

mm Tum Lap

ST 200 Tulangan Pokok φ 12 - 120 φ 12 - 120


SB 120 Tulangan Pokok φ 12 - 120 φ 12 - 120


IV-49

Tulangan yang terpasang pada pelat seperti yang telah disajikan pada

Tabel 4.47 dan Tabel 4.48 dikontrol dengan nilai momen rencana ( n) harus

melebihi momen terfaktor ( u . Rasio tulangan terpasang (ρ) juga harus melebihi

rasio tulangan minimum (ρmin

) dan tidak melebihi rasio tulangan maksimum

(ρmaks

). Kontrol rasio tulangan pelat dan kekuatan rencana pelat disajikan pada

Tabel 4. 49 sampai dengan Tabel 4. 52.

IV-50

Tabel 4. 49 Kontrol Rasio Tulangan Terpasang pada Pelat Badan Tangga

Kode

Pelat Arah


As

mm2

Panjang

mesh,

b

Tinggi

efektif,

d ρmin ρ



ST x 942,00 942,00 942,00 1000 105 0,0035 0,0090 0,0090 0,0090 0,0240 OK OK OK OK OK OK

y

Tabel 4. 50 Kontrol Kekuatan Rencana pada Pelat Badan Tangga

Kode

Pelat

Tebal

Pelat



mm Mt x(-)

Ml x(+)

Mt x(-)

Mt y(-)

Ml y(+)

Mt y(-)

φMnt x(-)

φMnl x(+)

φMnt x(-)

φMnt y(-)

φMnl y(+)

φMnt y(-)


ST 200 33,386 19,507 33,386 - - - 56,501 56,501 56,501 - - - OK OK OK - - -

IV-51

Tabel 4. 51 Kontrol Rasio Tulangan Terpasang pada Pelat Bordes

Kode

Pelat Arah


As

mm2

Panjang

mesh,

b

Tinggi

efektif,

d ρmin ρ



SB x 942,00 942,00 942,00 1000 94 0,0035 0,0100 0,0100 0,0100 0,0240 OK OK OK OK OK OK

y

Tabel 4. 52 Kontrol Kekuatan Rencana pada Pelat Bordes

Kode

Pelat

Tebal

Pelat



mm Mt x(-)

Ml x(+)

Mt x(-)

Mt y(-)

Ml y(+)

Mt y(-)

φMnt x(-)

φMnl x(+)

φMnt x(-)

φMnt y(-)

φMnl y(+)

φMnt y(-)


SB 120 15,029 4,618 15,029 - - - 29,372 29,372 29,372 - - - OK OK OK - - -

V-1

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Gedung hypermarket Giant Balikpapan yang berada pada kelas situs tanah

lunak (SE) direncanakan sebagai sistem penahan gaya seismik SPMM.

Berdasarkan perencanaan struktur dengan bantuan program permodelan numerik

ETABS, diperoleh hasil desain masing-masing elemen dan komponen struktur

yang memenuhi syarat kekuatan, kekakuan, dan stabilitas terhadap segala

kemungkinan kombinasi beban yang bekerja.

5.2 Saran

Beberapa saran dari penulis yang erlu diperhatikan dalam perencanaan

struktur adalah sebagai berikut.

1 Perencanaan menggunakan program bantu permodelan numerik

hendaknya dicek ulang, sehinngga kesalahan dapat diminimalisir.

2 Untuk memperoleh hasil yang akurat, maka dibutuhkan pemahaman yang

menyeluruh tentang proses perencanaan.

DAFTAR PUSTAKA

Akkas, Abdul Madjid, dkk. (2008). Struktur Beton Bertulang I. Makassar: Jurusan

Sipil Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin.

ASCE/SEI. (2010). Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures

(ASCE/SEI 7-10). United States of America: ASCE/SEI.

Asroni, Ali. (2010). Balok dan Pelat Beton Bertulang. Surakarta: Graha Ilmu.

Asroni, Ali. (2010). Kolom Fondasi dan balok T Beton Bertulang. Surakarta:

Graha Ilmu.

Badan Standarisasi Nasional. (2012). Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa

untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung (SNI 03-1726-2012).

Jakarta: BSN.

Badan Standarisasi Nasional. (2013). Beban Minimum untuk Perancangan

Bangunan Gedung dan Struktur Lain (SNI 03-1727-2013). Jakarta: BSN.

Badan Standarisasi Nasional. (2013). Persyaratan Beton Struktural untuk

Bangunan Gedung (SNI 2847-2013). Jakarta: BSN.

Badan Standarisasi Nasional. (2015). Spesifkasi untuk Bangunan Gedung Baja

Struktural (SNI 03-1729-2015). Jakarta: BSN.

CSI. (2014). Steel Frame Design Manual AISC 360-10 for ETABS 2015.

Berkeley: CSI.

Dewobroto, Wiryanto. (2007). Aplikasi Rekayasa Konstruksi dengan SAP 2000.

Jakarta: PT. Elex Media Komputindo.

Imran, Iswandi. (2012). Struktur Beton II. Bandung: ITB.

Indarto, Himawan, dkk. (2013). Aplikasi SNI Gempa 1726:2012. Semarang:

Teknik Sipil UNNES.

Mulia, Rezky. (2011). https://rezkymulia.wordpress.com/2011/07/22/

perencanaan-beban-gempa-sesuai-asce-7-10/. 24 Oktober 2016.

Nasution, Amrinsyah. (2009). Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang.

Bandung: ITB.

Nawy, E, G.,. (2010). Beton Bertulang Suatu Pendekatan Dasa, terjemahan

Bambang Suryoatmono. Bandung: Refitama Aditama.

Pamungkas, Anugrah, dkk. (2013). Gedung Beton Berttulang Tahan Gempa.

Surabaya: ITSPRESS.

Riza, Muhammad Miftakhur. (2013). Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung

dengan ETABS. Yogyakarta: ARSGROUP.

Riza, Muhammad Miftakhur. (2013). Laporan Perhitungan Struktur Kuda-kuda

Lengkung. Yogyakarta: ARSGROUP.

Setiawan, Agus. (2008). Perencanaan Struktur Baja dengan Metode LRFD.

Jakarta: Erlangga.

https://rezkymulia.wordpress.com/2011/07/22/%20perencanaan-beban-gempa-sesuai-asce-7-10/

https://rezkymulia.wordpress.com/2011/07/22/%20perencanaan-beban-gempa-sesuai-asce-7-10/

Sunggono Kh. (1995). Buku Teknik Sipil. Jakarta: Nova.

Tambusay, Asdam. (2012). Tugas Akhir Tinjauan Perencanaan Super Struktur

Gedung Universitas Partia Artha. Makassar: Jurusan Sipil Fakultas

Teknik Universitas Hasanuddin.

Yudarmawan, Rudi. (2007). Tugas Akhir Perencanaan Struktur Puskesmas

Piyungan Kabupaten bantuul Yogyakarta. Makassar: Jurusan Sipil

Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin.

Quimby, T. Bartlett. (2007). Wind Loads.

http://www.bgstructuralengineering.com/BGASCE7/BGASCE7007/

BGASCE7070401.htm. 24 Oktober 2016.

http://www.bgstructuralengineering.com/BGASCE7/BGASCE7007/%20BGASCE7070401.htm

http://www.bgstructuralengineering.com/BGASCE7/BGASCE7007/%20BGASCE7070401.htm

tugas akhir perencanaan struktur hypermarket … · penyusun, a sompa werune . vi perencanaan...

Documents