Bab II Perencanaan Struktur Sekunder

II - 1

TUGAS STRUKTUR BETON II PERENCANAAN STRUKTUR SEKUNDER

2PERENCANAAN STRUKTUR SEKUNDER

PERENCANAAN STRUKTUR SEKUNDER

Perencanaan stuktur sekunder meliputi struktur pelat, tangga, dan balok anak.

2.1 PERENCANAAN PLAT

Peraturan yang digunakan sebagai patokan menentukan besar beban yang bekerja pada

struktur pelat adalah Peraturan Pembebenan Indonesia untuk Gedung 1983 (PPIUG 1983).

Perletakan pada pelat diasumsikan sebagai perletakan jepit penuh

Pembebanan Plat Atap

1. Beban Mati (DL)

- Berat sendiri = 0,10 x 2400 = 240 kg/m2

- Plafon + penggantung = 11 + 7 = 18 kg/m2

- Finishing (t = 1 cm) = 1 x 21 = 21 kg/m2

- Aspal (t = 1 cm) = 1 x 14 = 14 kg/m2

- Ducting – Plumbing = 40 kg/m2

+

DL = 333 kg/m2

2. Beban Hidup (LL) LL = 120 kg/m2

Kombinasi Pembebanan

Kombinasi pembebanan yang digunakan berdasarkan SNI 03-2847-2002 pasal 11.1(1)

Qu = 1.2 DL + 1.6 LL

Qu = (1.2 x 333) + (1.6 x 120) = 591,6 kg/m2

Pembebanan Plat Lantai

1. Beban Mati (DL)

- Berat sendiri = 0,12 x 2400 = 288 kg/m2

- Ubin (t = 1 cm) = 1 x 24 = 24 kg/m2

- Spesi (t = 2 cm) = 2 x 21 = 42 kg/m2

- Plafon + penggantung = 11 + 7 = 18 kg/m2

- Ducting – Plumbing = 40 kg/m2

+

DL = 412 kg/m2

2. Beban Hidup (LL) LL = 250 kg/m2

Kombinasi Pembebanan

Kombinasi pembebanan yang digunakan berdasarkan SNI 03-2847-2002 pasal 11.1(1)

Qu = 1.2DL + 1.6LL

II - 2


Qu = (1.2 x 412) + (1.6 x 250) = 894,4 kg/m2

2.1.1 Penulangan Pelat

Tahapan yang digunakan dalam menentukan tulangan lentur pelat antara lain:

1. Menentukan data-data d, fy, fc’ dan Mu

2. Menentukan batasan harga tulangan dengan menggunakan rasio tulangan yang

disyaratkan sebagai berikut:

SNI 03-2847-2002 pasal 10.4(3)

SNI 03-2847-2002 pasal 12.3(3)

→ untuk fy = 350 MPa

Hitung rasio tulangan yang dibutuhkan:

Menentukan luas tulangan (As) dari yang didapat

Diambil Contoh Perhitungan Penulangan Plat Atap Tipe B

Adapun data-data perancangan untuk penulangan plat atap:

Dimensi pelat 3,5 x 4 m2

Tebal pelat 100 mm

Tebal decking 40 mm

Diameter tulangan rencana 8 mm

Mutu tulangan baja fy = 350 MPa

Mutu beton fc’ = 35 MPa, β1 = 0.85 - 0,08(fc’-30)

= 0.85 – 0.008 (35-30)

= 0,81

dx = 100-40-1/2(8) = 56 mm

dy = 100-40-8-1/2(8) = 48 mm

100 dx dy

II - 3


Perhitungan Momen Pelat :

Qu = 591,6 kg/m2

dx = 56 mm

dy = 48 mm

Ln = 400 – ( 30/2 + 30/2 ) = 370 cm

Sn = 350 – ( 25/2 + 30/2 ) = 322,5 cm

Penulangan arah x

Mulx → x = 26,41

dipakai x = 61,35

Mutx → x = 61,35

Mulx(+) = Mutx(-) = 0,001 x 591,6 x 3,2252 x 61,35

= 377,487 kgm = 3774870 Nmm PBI 1971 tabel 13.3.2

II - 4


N/mm2

> ρmin

ρ pakai = 0,0044

Asperlu = ρ b d

= 0,0044 x 1000 x 56 = 246,4 mm2

Smaks = 2h = 2.100 = 200

Digunakan tulangan lentur 8-200 ( As Pasang = 251 mm2 )

Penulangan arah y

Muly → x = 20,53

dipakai x = 54,95

Muty→ x = 54,95

Muly (+) = Muty (-) = 0,001 x 591,60 x 3.2252 x 54,95

= 338,107kgm = 3381070 Nmm PBI 1971 tabel 13.3.2

N/mm2

> ρmin

ρ pakai = 0,0054

Asperlu = ρ b d

= 0,0054 x 1000 x 48 = 259,2 mm2

Smaks = 2h = 2.100 = 200

Digunakan tulangan lentur 8-200 ( As Pasang = 251 mm2 )

Tulangan susut dan suhu :

As tulangan bagi = . b . h = 0,002 x 1000 x 100 = 200 mm2

Digunakan tulangan 8 – 240 (Aspakai = 209.5 mm2 )

Diambil Contoh Perhitungan Penulangan Plat Lantai Tipe B

Adapun data-data perancangan untuk penulangan plat atap:

Dimensi pelat 3,5 x 4 m2

Tebal pelat 120 mm

II - 5


Tebal decking 20 mm


Mutu tulangan baja fy = 350 MPa

Mutu beton fc’ = 35 MPa, β1 = 0.85 - 0,008 (fc’-30)

= 0.85 – 0.008 (35-30)

= 0,81

dx = 120-20-1/2(8) = 96 mm

dy = 120-20-8-1/2(8) = 88 mm

120 dx dy

Perhitungan Momen Pelat :

Qu = 894,4 kg/m2

dx = 96 mm

dy = 88 mm

II - 6


Ln = 400 – ( 35/2 + 35/2 ) = 365 cm

Sn = 350 – ( 30/2 + 25/2 ) = 322.5 cm

Penulangan arah x

Mulx → x = 25,96

dipakai x = 60,6

Mutx → x = 60,6

Mulx(+) = Mutx(-) = 0,001 x 894,4 x 3.2252 x 60,6

= 563.720 kgm = 5637200 Nmm PBI 1971 tabel 13.3.2

N/mm2

> ρmin

ρ pakai = 0,0022

Asperlu = ρ b d

= 0,0022 x 1000 x 96 = 211.2 mm2

Smaks = 2h = 2.120 = 240

Digunakan tulangan lentur 8-230 ( As Pasang = 218.5 mm2 )

II - 7


Penulangan arah y

Muly → x = 20,68

dipakai x = 54,64

Muty → x = 54,64

Muly (+) = Muty (-) = 0,001 x 894,4 x 3.2252 x 54,64

= 508.279 kgm = 5082790 Nmm PBI 1971 tabel 13.3.2

N/mm2

> ρmin

ρ pakai = 0,0024

Asperlu = ρ b d

= 0,0024 x 1000 x 88 = 211.2 mm2

Smaks = 2h = 2.120 = 240

Digunakan tulangan lentur 8-230 ( As Pasang = 218.5 mm2 )


As tulangan bagi = . b . d = 0,002 x 1000 x 120 = 240 mm2

Digunakan tulangan 8 – 200 (Aspakai = 251 mm2 )

2.2 PERENCANAAN PLAT LUIVEL

Pembebanan Plat Luivel

1. Beban Mati (DL)

Berat sendiri plat = 0,10 x 2400 = 240 kg/m2

Berat finishing = 1 x 21 = 21 kg/m2

Berat aspal = 1 x 14 = 14 kg/m 2

DL = 275 kg/m2

2. Beban hidup (LL)

LL = 100 kg/m

II - 8


Kombinasi Pembebanan (Qu)

Qu = 1,2 x DL + 1,6 LL

= 1,2 x 275 + 1,6 x 100

= 490 kg/ m

2. Beban LisplanK (p)

P = 0,07 x 0,70 x 2400 = 117,6 kg/ m

Pu = 1,2 x P

= 1,2 x117,6 = 141,12 kg/ m

Pembebanan Plat Luivel

Adapun data-data perencanaan untuk penulangan plat luivel atap dan lantai :

Panjang Plat Luivel atap : 1,10 m

Dimensi lisplank 0,07 x 0,7 m2

Tebal plat 100 mm

Tebal decking 40 mm


Mutu tulangan baja ( fy ) = 350 Mpa

Mutu beton ( fc’ ) = 35 Mpa

β = 0,81

dx = 100 – 40 – ½ (8) = 56 mm

dy = 100 – 40 – ½ (8) -8 = 48 mm

pakai 1,5

II - 9


PENULANGAN ARAH X

Dari table moody didapat = coefisient momen akibat beban merata xq = 0,3304

= coefisient momen akibat beban terpusat xp = 0,9388

Mxq = coefisient xq . Qu . b2 Mxp = coefisient xp . Pu . b

= 0,3304 . 490 . 1,12 = 0,9388 . 141,12 . 1,1

= 195.894 Kg.m = 145.732 Kg.m

Mux = Mxq + Mxp

= 195.894 + 145.732 = 341.626 Kg.m

= 3416260 N.mm

Mnx= = =4270325 Nmm

Rn = = = 1.362 N/mm

II -


= = =0.00398 >

Jadi = 0,00398

As = xbxd = 0,00398 x 1000 x 56 = 222,88 mm

Smax = 2 x h = 2 x 100 = 200 mm

Jadi dipasang tulangan lentur arah x Φ 8 – 200 ( 251 mm2 )

PENULANGAN ARAH Y

Dari table moody didapat = coefisient momen akibat beban merata yq = 0,3508

= coefisient momen akibat beban terpusat yp = 0,8117

Myq = coefisient yq . Qu . b2 Myp = coefisient yp . Pu . b

= 0,3508 . 490 . 1,12 = 0,8117 . 141,12 . 1,1

= 207.989 Kg.m = 126.933 Kg.m

Mux = Mxq + Mxp

= 207.989 + 126.933 = 344.922 Kg.m

= 3449220 N.mm

Mnx= = =4186525 Nmm

Rn = = = 1.335 N/mm

= = =0.00391 >

Jadi = 0,00391

As = xbxd = 0,00391 x 1000 x 56 = 218.96 mm

Smax = 2 x h = 2 x 100 = 200 mm

Jadi dipasang tulangan lentur arah y Φ 8 – 200 ( 251 mm2 )

Tulangan Pembagi :

As tulangan susut = xbxh = 0,0019 x 1000 x 100 = 400 mm

As tulangan bagi = 20 % x As = 0,2 x 457 =77,4 mm

Jadi dipasang tulangan lentur arah y Φ 8 – 100 ( 503 mm2 )

II -


2.3 PERENCANAAN TANGGA UTAMA

Syarat perencanaan injakan dan tanjakan tangga serta kemiringan tangga sebagai berikut :

60 < (2t + i) < 65

direncanakan tinggi tanjakan (t) = 17 cm

sehingga injakan (i) = 28 cm.

Jumlah tanjakan (nt)= 230 cm / 17 cm = 13,53 = 14 buah

Jumlah injakan (ni) = nt - 1 = 14 - 1 = 13 buah

Tebal bordes = 14 cm 0.14 m

Sudut tangga () = arc tan (17/28) = 31,263

Lebar bordes = 125cm

Tebal tangga = 14 cm 0,14 m

Tebal rata-rata = (i / 2) . sin = (0.28 / 2) x sin 31,263 = 0,0726m

Tebal total = 0.14 + 0.0726 = 0.2126 m

II -


2.3.1 Pembebanan

A. Pembebanan Tanggaa. Beban Mati

- Pelat tangga = /cos 31,263 = 587,128 kg/m

- Spesi (t = 2 cm) = = 42.0 kg/m

- Tegel (t = 2 cm) = = 48.0 kg/m +

qDT = 677,128 kg/m

b. Beban Hidup

- Beban Hidup = qLT = 300 kg/m

c. Kombinasi = 1,2 . qDT + 1,6 . qLT

=

= 1292,554 kg/m

B. Pembebanan Bordesa. Beban Mati

- Pelat = = 336 kg/m

- Spesi (t = 2 cm) = = 42 kg/m

- Tegel (t = 2 cm) = = 48 kg/m +

qDT = 426 kg/m

b. Beban Hidup

- Beban Hidup = qLB = 300 kg/m

II -


c. Kombinasi = 1,2 . qDT + 1,6 . qLT

=

= 991,2 kg/m

2.3.2 Penulangan Tangga

A. Data Perencanan

fc’ : 35 MPa

fy : 350 MPa

tul : 16 mm

dx = 140-20-(16/2) = 112 mm

= 0,004

b = = 0,043

max = 0,75 x b = 0,75 x 0,043 = 0,033

Untuk Bordes

fc’ : 35 MPa

fy : 350 MPa

tul : 14 mm

dx = 140-20-(14/2) = 113 mm

= 0,004

b = = 0,043

max = 0,75 x b = 0,75 x 0,043 = 0,033

B. Perhitungan Statika

Analisa Struktur Tangga

Pada proses analisa struktur tangga ini, menggunakan perhitungan statis tak tentu dengan

menggunakan perletakan Sendi-Rol, dimana pembebanan tangga dan output seperti dibawah

ini :

II -


Pembebanan struktur tangga

Bidang D

Bidang M

II -


Perhitungan Gaya –gaya Tangga ( Manual )

Reaksi perletakan

Ra. 5 – {(991.2x1.25) ((1.25/2 )+3.75)} – {(1292.554x3.75) (1/2x3.75)} = 0

Ra =

Ra = 2901.779 kg

-Rb . 5 + {(1292.554x3.75) (3.75/2 + 1.25)} + {(991.2x1.25) (1.25/2)} = 0

Rb =

Rb = 3184.2985 kg

Kontrol

2901.779 + 3184.2985 – (991.2x1.25) – (1292.554x3.75) = 0

Perhitungan Gaya lintang

Potongan X1

Dx1 = RA – q1.x1 = 2901.779 – (991.2 x X1 )

Untuk X1 = 0 m DA = 2901.779 Kg

X1 = 1.25 m DC = 2901.779 – (991.2x1.25) = 1662.779 Kg

Potongan X2

Dx2 = -RB + q2.x2 = -3184.2985 + (1292.554x X2 )

Untuk X2 = 0 m DA = -3184.2985 Kg

X2 = 3.75 m DC = -3184.2985 + (1292.554x3.75)= 1662.779 Kg

Perhitungan Momen

II -


Potongan X1

Mx1 = RA . X1 – q1.x1 . ½ x1

Untuk X1 = 0 m MA = 0

X1 = 1.25 m MC =2901.779 x 1.25 – (991.2x1.25)(1/2.1.25)

=2852.849 Kgm

Potongan X2

Mx2 = RB . X2 – q2.x2 . ½ x2

Untuk X2 = 0 m MA = 0

X2 = 3.75 m MC = 3184.2985 x 3.75 – (1292.554x3.75)(1/2.3.75)

= 2852.849Kgm

Pada Tangga

Momen maksimum terjadi pada saat

3184.2985 X2 –1/2 x 1292.554 .X22

Dx2 = 0 3184.2985 – 1292.554 X2 = 0

X2 = = 2, 464 m

Mmax = 3672.897 X2 –1/2 x 1490.356 X22

= 3184.2985 x 2.464 –1/2 x 1292.554 x 2,4642

= 3922.372 kg m

II -


2.3.3 Perhitungan Tulangan Tangga

2.3.3.1 Penulangan Pelat Tangga

Mu = 3922.372 kgm = 39223720 Nmm

→ ρmin < ρ < ρmax

Asperlu = ρ b d

= 0,012 x 1000 x 112 = 1344 mm2

Digunakan tulangan lentur 16-140 (Aspakai = 1436 mm2 )


As tulangan susut = . b . h = 0,002 x 1000 x 112 =

224 mm2

As tulangan bagi = 20% AS = 0,2 x 1792 = 358,4

mm2


2.3.3.2 Penulangan Pelat Bordes

Mu = 2852,849 kgm = 28528490 Nmm

→ ρ > ρmin

Asperlu = ρ b d

= 0,0084 x 1000 x 113 = 949.2 mm2

Digunakan tulangan lentur 14-140 (Aspakai = 1100 mm2 )


As tulangan susut = . b . h = 0,002 x 1000 x 112 = 224 mm2


2.3.3.3 Penulangan Balok Bordes

Beban Mati (DL)- Berat balok = 0.25 x 0.35 x 2400 = 210 kg/m

II -


- Berat tembok= 1.95 x 250 = 487,5 kg/m---------------+=697,5 kg/m

qDT = 697,5 kg/m

Qu1 = 1,2 x 697,5 = 837 kg/mQu2 = Rau = 2901,779 kg/m

----------------+= 3738,779 kg/m

Mu = -1/10 x Qu x l2= -1/10 x 3738,779 x 42

= 5982,0464 kgmd = 350 – 40 -1/2 x 16 – 8 =294 mm

Mn = = = 74775580 Nmm

=3,46 N/mm2

=0.0105

= 0,004

>

=0.0105

As perlu = x b x d = 0.0105 x 250 x 294 = 771.75 mm2

Pasang 4D16 (As =804 mm2)Dipakai tulangan tekan praktis 2D16 (As = 402 mm2)

S = ≥ 25 mm

= = 30 ≥ 25 mm

LAPANGAN TUMPUAN

II -


2.4 PERENCANAAN BALOK ANAK

Perhitungan q ekuivalen pada bentuk trapesium

½ lx

P1 P2 P3 P4

½ lx (ly-lx) ½ lx

ly

beban equivalent trapesium :

Beban-beban yang bekerja pada balok anak Atap

qD = 333 kg/m2

qL = 120 kg/m2

Lx = 350 – ( 30/2 + 25/2 ) = 322.5 cm

Ly = 400 – ( 30/2 + 30/2 ) = 370 cm

Beban mati

II -


- Beban sendiri balok : 0,25*0,40*2400 kg/m3 = 240,00 kg/m

- Beban mati pelat : = 801.963 kg/m

= 1041.963 kg/m

Beban hidup

Beban hidup pelat : = 288.996 kg/m

qu = 1,2 DL + 1,6 LL

qu = 1,2(1041.963) + 1,6(288.996)

qu = 1712,749 kg/m

Perhitungan momen ultimate pada balok terletak atas 4 atau lebih tumpuan ( PBI ’71 hal 195 )

Mutump = 1/12 . qu . L2

Mulap = 1/12 . qu . L2

Vu = ½ . qu . L

Contoh perhitungan balok anak atap :

b = 250 mm d = 400 – (40 + 8 + ½ (12) ) = 346 mm

h = 400 mm Tulangan utama = D 12 mm

fc’ = 35 Mpa Tul.sengkang = 8 mm

fy = 350 Mpa

= 0,004

balance = β1 = 0,85-0,008(fc’-30)

balance = = 0,043

max = 0,75 x b = 0,75 x 0,043 = 0,032

= 11,765

Penulangan Lentur

II -


Tumpuan

Mu = 1/12 * 1712,749 * 3,702 = 1953,96 kgm = 19539600 Nmm

Mn = = Nmm

= 0,8161

= 0,0024 < min

As perlu = x b x d = 0,004 x 250 x 345 = 345 mm2

Pasang 4 D 12 ( As = 452 mm² )

S = ≥ 25 mm

= = 35.33 mm ≥ 25 mm ………OK

Lapangan

Mu = = 1/12 * 1712,749 * 3,702 = 1953,96 kgm = 19539600 Nmm

Mn = = Nmm

= 0,8161

= 0,0024 < min


Pasang 4 D12 ( As = 452 mm² )

S = ≥ 25 mm

= = 35.33 mm ≥ 25 mm ………OK

II -


Penulangan Geser

V = ½*q*l = ½*1712.749*4 = 3425.49 Kg

Vu = 3425.49 Kg = 34254.9 N

bw = 250 mm

d = 345 mm

Vc = 0,6 x (1/6) x x bw x d

= 0,6 x (1/6) x x 250 x 345 = 51026,19 N

0,5 x Vc = 0,5 x 51026,19 = 25513,09 N

Cek kondisi perencanaan geser :

1. Vu ≤ 0,5 x Vc

34254.9 N > 25513,09 N .......... (tidak memenuhi)

2. 0,5 x Vc ≤ Vu ≤ Vc

25513,09 N < 34254.9 N < 51026,19 N ............(memenuhi)

Jadi termasuk kondisi 2 :

Vs perlu = Vs min

= (1/3) x bw x d

= (1/3) x 250 x 345 = 28750 N

Av = 2 x x .82 = 100,53 mm2

= 422.226 mm

Syarat Smaks < d/2 = 345/2 = 172,5 mm dan

Smaks < 600 mm

Pasang 8 – 140 mm 170 mm

qu = 1712,749 kg/m

II -


Beban-beban yang bekerja pada balok anak Lantai

qD = 412 kg/m2

qL = 250 kg/m2

Lx = 350 – ( 30/2 + 25/2 ) = 322,5 cm

Ly = 400 – ( 35/2 + 35/2 ) = 365 cm

Beban mati

- Beban sendiri balok : 0,25*0,40*2400 kg/m3 = 240 kg/m

- Beban mati pelat : = 982,936 kg/m +

= 1222,936 kg/m

Beban hidup

Beban hidup pelat : = 596.442 kg/m

qu = 1,2 DL + 1,6 LL

qu = 1,2(1222,936) + 1,6(596,442)

qu = 2421,83 kg/m

Perhitungan momen ultimate pada balok terletak atas 4 atau lebih tumpuan ( PBI ’71 hal 195 )

II -


Mutump = 1/12 . qu . L2

Mulap = 1/12 . qu . L2

Vu = ½ . qu . L

Contoh perhitungan balok anak lantai :

b = 250 mm d = 400 – (40 + 8 + ½ (12) ) = 346 mm

h = 400 mm Tulangan utama = D 12 mm

fc’ = 35 Mpa Tul.sengkang = 8 mm

fy = 350 Mpa

Penulangan Lentur

Tumpuan

Mu = 1/12 * 2421,83 * 3,652 = 2688,736 kgm = 26887360 Nmm

Mn = = Nmm

= 1,129

= 0,00328 < min

perlu = 0,004


Pasang 4 D12 ( As = 452 mm² )

S = ≥ 25 mm

= = 35.33 mm ≥ 25 mm ………OK

II -


Lapangan

Mu = 1/12 * 2441,98 * 3,652 = 2711,106 kgm = 27111060 Nmm

Mn = = Nmm

= 1,138

= 0,00332 < min

perlu = 0,004


Pasang 4 D12 ( As = 452 mm² )

S = ≥ 25 mm

= = 35.33 mm ≥ 25 mm ………OK

Penulangan Geser

Pada bentang ½ L

V = ½*q*l = ½ * 2441,98 * 4 = 4883.96 Kg

Vu = 4883.96 Kg = 48839.6 N

bw = 250 mm

d = 345 mm

Vc = 0,6 x (1/6) x x bw x d

= 0,6 x (1/6) x x 250 x 345 = 51026.188 N

qu = 2441,98 kg/m

II -


0,5 x Vc = 0,5 x 51026.188 = 25513.094 N

Cek kondisi perencanaan geser :

1. Vu ≤ 0,5 x Vc

48839.6 N > 25513.094 N .......... (tidak memenuhi)

2. 0,5 x Vc ≤ Vu ≤ Vc

25513.094 N < 48839.6 N < 51026.188 N ............(memenuhi)

Jadi termasuk kategori 2 :

Vs perlu = Vs min

= (1/3) x bw x d

= (1/3) x 250 x 345 = 28750 N

Av = 2 x x .82 = 100,53 mm2

= 422.226

Syarat Smaks < d/2 = 345/2 = 172,5 mm dan

Smaks < 600 mm

Pasang 8 – 140 mm 170 mm

Bab II Perencanaan Struktur Sekunder

Documents

Transcript of Bab II Perencanaan Struktur Sekunder