Post on 20-Jun-2019
MODIFIKASI PERENCANAAN GEDUNG SEKOLAH TERANG BANGSA SEMARANG MENGGUNAKAN
STRUKTUR KOMPOSIT BAJA BETON
Oleh :Insan Wiseso
3105 100 097
Dosen Pembimbing :Ir. R. Soewardojo, MSc
Ir. Isdarmanu, MSc
SEMINAR TUGAS AKHIR
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAANINSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
PENDAHULUAN
LATAR BELAKANG• Modifikasi desain menggunakan baja beton komposit
dimana kolom menggunakan profil kingcross dibungkus beton dan balok menggunakan profil WF dengan lantai dari beton menggantikan struktur awal yang menggunakan beton bertulang
• Keistimewaan yang nyata dalam sistem komposit adalah pengurangan berat baja, penampang balok baja yang digunakan lebih kecil, kekakuan lantai meningkat, kapasitas menahan beban lebih besar, Menghasilkan panjang bentang lebih besar ( Charles G. Salmon,1991 ).
• Selain itu, dari beberapa penelitian, struktur komposit mampu memberikan kinerja struktur yang baik dan lebih efektif dalam meningkatkan kapasitas pembebanan, kekakuan dan keunggulan ekonomis ( Vebriano Rinaldy & Muhammad Rustailang, 2005 ).
PERMASALAHAN• Bagaimana merencanakan struktur sekunder yang
meliputi pelat lantai, balok anak, tangga dan lift ?•
Bagaimana merencanakan struktur utama yang meliputi balok dan kolom.
•
Bagaimana pemodelan dan menganalisa struktur dengan menggunakan program bantu ETABS 9.2 ?
•
Bagaimana merencanakan pondasi yang sesuai dengan besarnya beban yang dipikul ?
•
Bagaimana menuangkan hasil perencanaan dan perhitungan dalam bentuk gambar teknik ?
TUJUAN• Merencanakan struktur sekunder yang meliputi
pelat lantai, balok anak, tangga dan lift.• Merencanakan struktur utama yang meliputi
balok dan kolom. • Memodelkan dan menganalisa struktur dengan
menggunakan program bantu ETABS 9.2.• Merencanakan pondasi yang sesuai dengan
besarnya beban yang dipikul.• Menuangkan hasil modifikasi perencanaan dan
perhitungan dalam bentuk gambar teknik.
BATASAN MASALAH• Perencanaan struktur utama, meliputi balok induk dan
kolom dan struktur sekunder, meliputi pelat lantai, balok anak, tangga dan lift.
• Perhitungan sambungan meliputi balok-kolom serta kolom-kolom.
• Struktur direncanakan terletak di zona 2 SNI-2002.• Perhitungan struktur pondasi hanya pada kolom dengan
beban terbesar.• Tidak meninjau dari segi metode pelaksanaan, analisa
biaya, arsitektural, dan manajemen konstruksi.• Permodelan dan analisa struktur dilakukan dengan
program bantu ETABS 9.2.
TINJAUAN PUSTAKA
Sistematika
Komposit
Komposit
Sistem Distribusi Tegangan Sistem Komposit
Elastis Penuh ParsialPlastis
AKSI KOMPOSIT
Aksi non komposit Aksi komposit
Pada
dasarnya
aksi
komposit
pada balok
komposit
dapat
tercapai
atau
tidaknya tergantung
dari
penghubung
gesernya. Biasanya
penghubung
geser diletakkan
disayap
atas
profil
baja. Hal ini
bertujuan
untuk
mengurangi
terjadinya
slip pada
pelat
beton
dengan
balok
baja
(Qing
Quan Liang,2004).
Gelincir horizontal yang terjadi karena bagian bawah slab dalam tarik dan bagian atas balok dalam tekan juga terlihat.
METODOLOGI
DIAGRAM ALIRMulai
Pengumpulan Data
Studi Literatur
Preliminary Desain dan Pembebanan
Perencanaan Struktur Sekunder
Pemodelan dan Analisa Struktur
Kontrol Desain
Penggambaran Hasil Perencanaan
Selesai
Perencanaan Pondasi
Ok
Not Ok
DATA UMUM BANGUNAN• Nama Gedung : Terang Bangsa• Lokasi : Semarang• Fungsi : Gedung Persekolahan• Struktur Utama : Komposit Baja-Beton• Jumlah Lantai : 10 lantai• Panjang Bangunan : 48 m• Lebar Bangunan : 48 m• Tinggi Bangunan : 40 m• Sistem Struktur : SRPMB
DATA BAHANMutu bahan yang akan digunakan sebagai berikut :- Beton : f’c = 25 Mpa- Baja :
Kolom (BJ-41) : fy = 250 Mpa ; fu = 41 MpaBalok (BJ-41) : fy = 250 Mpa ; fu = 41 Mpa
TAMPAK DEPAN
TAMPAK SAMPING
4000
4000
4000
4000
4000
4000
4000
4000
4000,0
4000
6000 8000 6000 8000 6000 8000 6000
POT. MELINTANG
4000
4000,0
4000
4000
4000
4000
4000
4000
4000
4000
8000 8000 8000 8000 8000 8000
POT. MEMANJANG
SM
A
TEACH
ER &
MEETIN
G
RO
OM
(20 x
6 m
)
SM
A
CLA
SSRO
OM
4
(8 x 6
m)
SM
A
CLA
SSRO
OM
3
(8 x 6
m)
SM
A
CLA
SSRO
OM
1
(8 x 6
m)
GIR
L
(4 x 6
m)
BO
Y
(4 x 6
m)
SM
A
AD
MIN
ISTRATIO
N
OFFIC
E
(8 x 6
m)
SM
A
CLA
SSRO
OM
2
(8 x 6
m)
8 0 0 0
8 0 0 0
8 0 0 0
8 0 0 0
8 0 0 0
8 0 0 0
4 8 0 0 0
6 0 0 0 8 0 0 0 6 0 0 0
HALL
(8 x 8
m)
± 0
.00
MU
LTIFUN
CTIO
N H
ALL
+0.00SM
P
TEACH
ER &
MEETIN
G
RO
OM
(20 x
6 m
)
SM
P
CLA
SSRO
OM
4
(8 x 6
m)
SM
P
CLA
SSRO
OM
3
(8 x 6
m)
SM
P
CLA
SSRO
OM
1
(8 x 6
m)
GIR
L
(4 x 6
m)
BO
Y
(4 x 6
m)
SM
P
CLA
SSRO
OM
2
(8 x 6
m)
6 0 0 08 0 0 06 0 0 0
MU
LTIFUN
CTIO
N H
ALL
+0.00
SM
P
AD
MIN
ISTRATIO
N
OFFIC
E
(8 x 6
m)
A
6 0 0 06 0 0 0
± 4
.00
7891011
1413 15 16 17 18 19 20 21 22
12
MU
LTI-
FUN
CTIO
N
RO
OM
(4 x 8
m)
± 4
.00
7 8 9 10 11
14 131516171819202122
12
LABO
RATO
RIU
M
(8 x 8
m)
LABO
RATO
RIU
M
(8 x 8
m)
MED
IA
RO
OM
(8 x 1
0 m
)
B
8 0 0 0
± 4
.00
7891011
1413 15 16 17 18 19 20 21 22
12
± 4
.00
7 8 9 10 11
14 131516171819202122
12
DENAH LANTAI DASAR
SM
A
CLA
SSRO
OM
9
(8 x 6
m)
SM
A
CLA
SSRO
OM
8
(8 x 6
m)
SM
A
CLA
SSRO
OM
6
(8 x 6
m)
GIR
L
(4 x 6
m)
BO
Y
(4 x 6
m)
SM
A
CLA
SSRO
OM
5
(8 x 6
m)
SM
A
CLA
SSRO
OM
7
(8 x 6
m)
8 0 0 0
8 0 0 0
8 0 0 0
8 0 0 0
8 0 0 0
8 0 0 0
4 8 0 0 0
6 0 0 0 8 0 0 0 6 0 0 0
10 00
void
void
± 4
.00
7891011
1413 15 16 17 18 19 20 21 22
12
500
SM
P
CLA
SSRO
OM
6
(8 x 6
m)
GIR
L
(4 x 6
m)
BO
Y
(4 x 6
m)
SM
P
CLA
SSRO
OM
5
(8 x 6
m)
SM
P
CLA
SSRO
OM
12
(8 x 6
m)
MU
LTI-
FUN
CTIO
N
RO
OM
(4 x 8
m)
6 0 0 08 0 0 06 0 0 0
MU
LTIFUN
CTIO
N H
ALL
+0.00
± 4
.00
7 8 9 10 11
14 131516171819202122
12
500
SM
A
CLA
SSRO
OM
11
(8 x 6
m)
SM
A
CLA
SSRO
OM
12
(8 x 6
m)
SM
P
CLA
SSRO
OM
7
(8 x 6
m)
SM
P
CLA
SSRO
OM
8
(8 x 6
m)
SM
P
CLA
SSRO
OM
9
(8 x 6
m)
SM
P
CLA
SSRO
OM
11
(8 x 6
m)
A
± 4
.00
7891011
1413 15 16 17 18 19 20 21 22
12
± 4
.00
7 8 9 10 11
14 131516171819202122
12
SM
A
CLA
SSRO
OM
12
(8 x 6
m)
SM
P
CLA
SSRO
OM
12
(8 x 6
m)
LABO
RATO
RIU
M
(8 x 8
m)
LABO
RATO
RIU
M
(8 x 8
m)
MED
IA
RO
OM
(8 x 1
0 m
)
B
8 0 0 0
void
voidDENAH LANTAI 2-10
PERENCANAAN STRUKTUR SEKUNDER
Perencanaan Tangga
Anchor Bolt 2D19 mm
Data perencanaan :
Tinggi Tangga = 400 cmPanjang tangga = 390 cmPanjang Bordes = 340 cmTinggi injakan = 15 cmLebar injakan = 30 cmBordes (Pelat bondek) t = 9 cmBalok Utama Tangga WF 150x100x6x9Balok Bordes WF 150x100x6x9Balok Penumpu Tangga WF 250x125x5x8
Perencanaan Pelat Lantai
Pada perencanaan struktur lantai direncanakan pelat lantai menggunakan bondek,
• Tebal Pelat Lantai Atap : 9 cm• Tebal Pelat lantai 1 – 9 : 9 cm
Balok
Plat Bondex
t = 0,53 mm90 mm
Tulangan
Ø
8 –
250mm
Perencanaan Balok Anak
T A N G G A
B A
B A
B A
B I 2
B I 1
B I 1
6 m 8 m 6 m 8 m 6 m 8 m 6 m
8 m
8 m
8 m
8 m
8 m
8 mB I 2
B I 2
B A
B A
B A
B I 1B I 1B A
B A
B A
B I 2
B I 1
B I 1B A
B A
B A
B I 2
B I 1
B A
B AB I 1
B A
B I 2
B A
B A
B AB I 1
B I 2
B I 1
B A
B AB I 1
B A
B I 2
B A
B AB I 2
B A
B A
B AB I 1
B A
B A
B AB I 2
B A
B I 1
B I 1
B AB I 2
B A
B A
B I 1
B AB I 2
B A
B A
B A
B AB I 2
B A
B I 1
B I 1B A
B I 1 B A
B A
B A
B A
B A
B I 1
B I 1
B I 1
B I 1
B A
B A
B A
B AB A
B I 1B A
B I 1
T A N G G A
B I 1B A
B I 1
B A
B A
B I 1
B I 1B A
B A
B A
T A N G G A
B I 1
B I 1B A
B A
B I 1
B AB I 1
B A
B A
B A
B A B A
B A
B A
B I 1
B I 1
B I 1B A
B I 1
B A
B A
B A
B AB I 1
B A
B I 1
B A
B AB I 1
B A
B I 1
B A
B AB I 1
B A
B I 1
B A
B A
B I 1
B AB I 1
B A
B A
B I 1
B AB I 1
B A
B A
B I 1
B AB I 1
B A
T A N G G A
B I 1
B AB I 1
B A
B A
B I 1
B I 1B A
B A
B A
B I 1
B I 1
B A
B A
B A
B I 1
B I 1
B A
B A
B A
B I 1
B I 1B A
B A
B A
B I 1
B AB I 1
B AB A
B A
B A
B I 1
B I 1B A
B A
B A
B I 1
B I 1B A
B A
B A
B I 1
B AB I 1
B I 1
B AB I 1
B A
B A
B A
B A
B A
B I 2 B I 2 B I 2 B I 2 B I 2 B I 2 B I 2
L IF T
4 8 m
4 8 m
2 m
B I 2
B I 2
B I 2
B I 2
B I 2
B I 2
2 m
2 m
2 m
Direncanakan menggunakan profil WF 350.175.6.9 dengan data sebagai berikut :
• A = 52,68 cm2 ix = 14,5 cm Zx = 689 cm3• w = 41,4 kg/m iy = 3,88 cm Zy = 139 cm3• Ix = 11100 cm4 Sx = 641 cm3 bf = 174 mm• Iy = 792 cm4 Sy = 91 cm3 d = 346 mm• tf = 9 mm tw = 6 mm r = 14 mm• h = d – 2(tf + r) = 346 – 2(9 + 14) = 300 mm• Panjang balok (span) L = 8000 mm = 8 m
• Balok Penggantung lift : WF 200 x 200 x 8 x 12• Balok Penumpu lift : WF 300 x 200 x 8 x 12
Perencanaan Balok Lift
PEMBEBANAN GEMPA
Analisa Struktur
Arah
X
Arah
Y
Simpangan
Antar
Lantai
Analisa
∆m
akibat
gempa
arah
x
Lantai hx (m) Drift ∆s antar tingkat Drift ∆m antar tingkat
Syarat drift ∆m (mm) Ket
(mm) (mm)
10 40 4,3 13,55 80 OK
9 36 6,8 21,42 80 OK
8 32 9,5 29,93 80 OK
7 28 12,1 38,12 80 OK
6 24 14,4 45,36 80 OK
5 20 16,4 51,66 80 OK
4 16 17,7 55,76 80 OK
3 12 18,1 57,02 80 OK
2 8 16,3 51,35 80 OK
1 4 8,5 26,78 80 OK
Simpangan
Antar
Lantai
Analisa
∆m
akibat
gempa
arah
y
Lantai hx
(m) Drift ∆s
antar
tingkat Drift ∆m
antar
tingkatSyarat
drift ∆m
(mm) Ket
(mm) (mm)
10 40 4,5 14,18 80 OK
9 36 7,1 22,37 80 OK
8 32 9,9 31,19 80 OK
7 28 12,8 40,32 80 OK
6 24 15,2 47,88 80 OK
5 20 17,2 54,18 80 OK
4 16 18,7 58,91 80 OK
3 12 19,1 60,17 80 OK
2 8 16,9 53,24 80 OK
1 4 8,7 27,41 80 OK
PERENCANAAN STRUKTUR UTAMA
Perencanaan Balok Induk• Balok Induk Eksterior : WF 500x200x9x14• Balok Induk Interior : WF 600x200x12x20
Contoh perhitungan pada balok induk interior :• A = 152,5 cm2 ix = 24,3 cm r = 22 mm• W = 120 kg/m tw = 12 mm Zx = 3317 cm3• d = 606 mm tf = 20 mm Zy = 424 cm3• b = 201 mm Ix = 90400 cm4 Sx = 2980 cm3• iy = 4,22 cm Iy = 2720 cm4 Sy = 271 cm3• h = 517mm• Panjang Balok = 8 m
•
Kondisi Balok Utama Sebelum Komposit
Dari hasil output ETABS v9.2.0 untuk batang B-60, didapatkan :Mmax (-) = 2122387,4 KgcmVu (-) = 11558,45
KgL = 800 cm
•
Kontrol Kekuatan Penampang (Local Buckling)Pelat Sayap :
bf/2tf < λp ...............OK5,025 < 10,75
Pelat badan :h/tw < λp..............OK43,08 <106,25
Jadi, termasuk penampang kompak, maka Mnx = Mpx•
Kontrol Lateral BucklingJarak Penahan Lateral Lb = 200 cmBerdasarkan tabel untuk BJ 41 profil WF 600.200.12.20 didapatkan :Lp = 210,073 cm, Lr = 644,200 cmJadi, Lb < Lp → bentang Pendek, Untuk komponen struktur yang memenuhi Lb < Lp, kuat nominal komponen struktur adalah :Mn = Mp = Zx.fy
= 3317 . 2500= 8292500 kgcm
•
Persyaratan :Mu ≤ φMn2122387,4
Kgcm < 7463250 kgcm............OKJadi Penampang profil baja sebelum komposit mampu menahan beban yang terjadi.
Kondisi Balok Utama Setelah Komposit
–
Zona momen Positif•
Dari hasil output ETABS v9.2.0 didapatkan momen positif adalah Mmaks = 3563142 Kgcm (batang B-60).
•
Menghitung kekuatan nominal penampang kompositMn
= As.fy
(d/2 + ts
-
a/2)= 13273218,75 kgcm
•
Persyaratan :Mu ≤ φMn3563142
Kgcm ≤
0,85. 13273218,75
kgcm3563142
Kgcm < 11282235,95
kgcm............OK
–
Zona momen Negatif•
Dari hasil output ETABS v9.2.0 didapatkan momen positif adalah Mmaks = 6000140
Kgcm (batang B-60).
•
Menghitung kekuatan nominal penampang kompositMn = Tc (d1+ d2) + Pyc(d3 –
d2)= 18849,56 (6,5
+ 7,435) + 381250
(30,3–
7,435)= 8979949,869 Kgcm
•
Persayaratan :Mu ≤ φMn6000140 Kgcm ≤
0,85 . 8979949,869 Kgcm6000140
Kgcm ≤
7632957,38 Kgcm.......OK
Jadi, Profil WF 600.200.12.20 dapat digunakan
Perencanaan Kolom Komposit
Kolom direncanakan dengan menggunakan profil K500.200.10.16
KC 500 x 200 x 10 x 16
sengkang Ų12-200 mm
4Ų22mm
Perencanaan Sambungan
•
Sambungan
Balok
Induk
–
Kolom•
Sambungan
Kolom
–
Kolom
•
Sambungan
Balok
Anak
–
Balok
Induk•
Sambungan
Kolom
–
Base Plate
K 500.200.10.16
WF 600.200.12.20
T 400.400.20.35
L 80.80.8
Baut φ 24
Baut φ 24
K 500.200.10.16
WF 600.200.12.20
T 400.400.20.35
L 80.80.8
90
606
294
500
80808080
320 32080808080
DETAIL SAMBUNGAN B. INDUK INTERIOR DENGAN KOLOM
DETAIL SAMBUNGAN KOLOM DENGAN KOLOM
A A
Kolom 700 x 700
Baut φ 30
Baut φ 24
Pelat t = 16 mm
Pelat t = 16 mm
K 500.200.10.16
408040
Balok Induk WF 500.200.9.14
Balok Anak WF 350.175.6.9
L 70.70.7 Baut φ 1490
496
DETAIL SAMBUNGAN B. INDUK EKSTERIOR DENGAN B. ANAK
DETAIL SAMBUNGAN BASEPLATE
tul. longitudinal, Ų 22mm
sengkang Ų12-200 mm
POTONGAN A - A
tebal las , t = 18mm
baut angkur, Ų 31.75mm
A
SAMBUNGAN BASEPLATE DENGAN KOLOM
A
900
700
tebal baseplate , t = 30mm
500
KC 500 x 200 x 10 x 16
900
700
500
tebal las, t =18mmtebal baseplate , t = 30mm
KC 500 x 200 x 10 x 16
baut angkur, Ų 31.75mm
1000
Kolom beton 700.700
100100
sengkang Ų12-200 mm
4Ų22mm
PERENCANAAN PONDASIPondasi direncanakan memakai pondasi tiang pancang produk dari PT. WIKA Beton.
• Diameter : 500 mm• Tebal : 90 mm• Type : A3• Allowable axial : 166,21 ton• Bending Momen crack : 14 ton m• Bending Momen ultimate : 21 ton m
DENAH PENULANGAN POER
D25-150
D19-150
D19-150
D25-150
A
B B
800
1300
1300
800
800 1300 800
4200
2900
- 01.80
- 02.10
20 m
- 02.10
- 01.80- 01.70
+00.00
+00.50tebal las, t =18mm tebal las, t =18mm
POTONGAN A - A POTONGAN B - B
- 00.70
+00.00
+00.50
20 m
D19 - 150 D25 - 150
+00.50
+00.00
- 01.70
D25 - 150 D19 - 150
KESIMPULAN
• Dari hasil pehitungan didapatkan data-data perencanaan sebagai berikut :
• Tebal Pelat Atap : 9 cm • Tebal Pelat Lantai : 9 cm• Dimensi Kolom : 70 x 70 cm• Profil kolom : K 500.200.10.16• Profil Balok Induk Eks. : WF 500.200.9.14• Profil Balok Induk Int. : WF 600.200.12.20• Profil Balok Anak : WF 350.175.6.9• Struktur bawah bangunan menggunakan tiang
pancang diameter 50 cm dengan kedalaman 20 m.
SARAN•
Perlu dilakukan studi yang lebih mendalam untuk menghasilkan perencanaan struktur dengan mempertimbangkan aspek teknis, ekonomi, dan estetika. Sehingga diharapkan perencanaan dapat dilaksanakan mendekati kondisi sesungguhnya di lapangan dan hasil yang diperoleh sesuai dengan tujuan perencanaan yaitu kuat, ekonomi, dan tepat waktu dalam pelaksanaannya.
TERIMA KASIH