3-13 | Page

BAB 3ANALISIS PERHITUNGAN

3.1 ANALISA PEMBEBANANAnalisa pembebanan membahas gaya-gaya yang bekerja pada struktur bangunan rumah tinggal, meliputi perhitungan beban akibat gaya gravitasi dan perhitungan beban akibat gaya gempa, hasil dari analisa perhitungan pembebanan tersebut dijadikan input pada analisis struktur dengan program SAP2000 v11.

3.1.1BEBAN GRAVITASIA.Analisa Pembebanan Pada Pelat LantaiBeban Mati Tambahan (Super Imposed Dead Load/SIDL)1. Berat Sendiri Pelat lantai= auto program SAP20002. Keramik lantai ( t = 1 cm) = 24 kg/m23. Adukan ( t = 2 cm) = 21 kg/m2 x 2 = 42 kg/m24. Plafond + Penggantung = (7+11) Kg/m2 = 18 Kg/m25. ME= 25 Kg/m2Total Beban Mati Tambahan (SIDL)= 109 kg/m2

Gambar 3.1 Pembebanan Super Imposed Dead Load (SIDL) pada pelat lantai 1

Beban Hidup (Live Load/LL)= 250 kg/m2

Gambar 3.2 Beban Hidup (Live Load) pada pelat lantai

Gambar 3.3 Input beban mati tambahan (SIDL) dan beban hidup (LL) pada pelat lantai

B.Analisa Pembebanan Pada BalokPas.dinding bata (t = 3,4 m) = 250 Kg/m2 x 3,4 m x 60%= 540 kg/m

Gambar 3.4 Input beban dinding

3.1.2BEBAN AKIBAT GAYA GEMPAIndonesia ditetapkan terbagi kedalam 6 wilayah gempa, dimana wilayah gempa 1 adalah wilayah dengan kegempaan paling rendah dan wilayah gempa 6 adalah wilayah dengan kegempaan paling tinggi. Rumah tinggal 2 lantai terletak di Kota Bandung Jawa Barat, sehingga termasuk dalam wilayah gempa 4.

Gambar 3.5 Input respon spektrumBeban gempa dibagi menjadi dua, yaitu beban gempa Ex (arah utama sumbu x koordinat global), dan beban gempa Ey (arah utama sumbu y koordinat global). Load case untuk gempa arah x adalah sebagai berikut :

Gambar 3.6 Input beban gempa Ex

Gambar 3.7 Input beban gempa Ey

Arah U1 merupakan arah yang sama dengan arah x dalam koordinat global. Scale factor = I x g/R dimana I adalah faktor keutamaan struktur (rumah tinggal, I = 1,4), g = satuan percepatan gravitasi (g = 9,8 m/s2 ) dan R adalah faktor reduksi gaya gempa (struktur rangka pemikul momen menengah, maks nilai R = 5,5). Nilai ordinat respon spektrum merupakan nilai pseudo percepatan struktur (Sa) yang telah dinormalisasi dalam satuan g. Untuk menjadikannya komponen dari gaya luar yang bekerja pada struktur maka nilai c harus dikalikan satuan gravitasi. Nilai I/R merupakan nilai modifikasi berdasarkan peraturan kegempaan indonesia. Untuk semua mode, redaman diasumsikan memiliki nilai konstan yaitu 5%.

3.2 PRELIMINARY DESIGNPreliminary Design dilakukan sebagai langkah awal untuk menentukan dimensi penampang struktur yang terdiri dari balok, kolom dan pelat lantai. Preliminary Design untuk struktur balok dan pelat lantai dihitung berdasarkan persyaratan tebal minimum (hmin), sedangkan Preliminary Design kolom dilakukan dengan mengasumsikan dimensi terlebih dahulu, untuk selanjutnya dihitung kekuatan terhadap beban aksial maksimum.

3.2.1 PRELIMINARY DESIGN BALOKTebal minimum (hmin) balok dapat ditentukan berdasarkan komponen penahannya, seperti terlihat pada Tabel 3.1.Tabel 3.1 Tebal minimum balok non-prategang atau pelat satu arah bila lendutan tidak dihitungTebal minimum, h

Komponen strukturDua tumpuan sederhanaSatu ujung menerusKedua ujung menerusKantilever

Komponen yang tidak menahan atau tidak disatukan dengan partisi atau konstruksi lain yang mungkin akan rusak oleh lendutan yang besar

Pelat masif satu arah/20/24/28/10

Balok atau pelat rusuk satu arah/16/18,5/21/8

CATATANPanjang bentang dalam mm.Nilai yang diberikan harus digunakan langsung untuk komponen struktur dengan beton normal (Wc = 2400 kg/m3) dan tulangan BJTD 40. Untuk kondisi lain, nilai diatas harus dimodifikasikan sebagai berikut :(a) Untuk struktur beton ringan dengan berat jenis diantara 1500 kg/m3 sampai 2000 kg/m3, nilai tadi harus dikalikan dengan [1,65(0.0003)Wc] tetapi tidak kurang dari 1,09, dimana Wc adalah berat jenis dalam kg/m3.(b) Untuk fy selain 400 MPa, nilainya harus dikalikan dengan (0,4 + fy /700)

Sumber : SNI 03-2847-2002Dimensi balok dihitung berdasarkan acuan bentang terpanjang, yaitu bentang 5,5 m (gambar 3.8).

Gambar 3.8 Denah Pembalokan Lantai 2

Berdasarkan Tabel 3.1 didapat :

Tebal minimum balok (hmin) = = = 297,3 mm 400 mmdicoba lebar balok (b) = 200 mmDimensi balok B1 adalah 200/400Asumsi : diameter tulangan, D = 13 mmdiameter sengkang, = 8 mmselimut beton = 25 mm

d = h ( sel.beton + sengkang + ) = 400 (25 + 8 +6,5) = 400 39,5 = 360,5 mm

r = = = 0,55

Gambar 3.9 Distribusi Pembebanan Pada Balok Induk (B1)

Tinggi ekivalen 1 (q1) =

= = 0,5 m

Tinggi ekivalen 2 (q2) =

= = 0,8 m Tinggi Ekivalen = 1,3 mMenghitung Beban Yang Diterima Balok IndukBeban Mati (Dead Load) 11.b.s pelat lantai (t asumsi = 0,12 m) = 0,12 2400 1,3= 374,4kg/m2.Keramik (t = 1 cm) = 1 24 1,3= 31,2 kg/m3. Adukan (t = 2 cm) = 2 21 1,3= 54,6 kg/m

4. Penggantung langit-langit+plafond = (7+11) 1,3= 23,4kg/m5. Utilitas = 25 1,3= 32,5 kg/mTotal DL 1= 516,1 kg/m

Beban Mati (Dead Load) 21. b.s balok (200/400) = 0,4 0,2 2400 = 192 kg/m2. Dinding = 250 3,4 x 60%= 510 kg/m3. Plesteran dinding = 2 21 x 3,4= 142,8 kg/mTotal DL2= 844,8 kg/mBeban mati total = 516,1 + 844,8 = 1361 kg/m

Beban Hidup (Live Load) LL total= 250 1,3 = 325 kg/m

Beban terfaktor (W)= 1,2 DL + 1,6 LL = (1,2 1361) + (1,6 325)= 2153 kg/m

Mencari Beban Terpusat Dari Balok AnakSebelum mencari beban terpusat dari balok anak, terlebih dahulu kita tentukan tinggi ekivalen.

Gambar 3.10 Distribusi Beban Yang Diterima Balok Anak

Tinggi ekivalen (q1) = = = 1,224 m

Beban Mati (Dead Load)1. b.s pelat lantai (t asumsi = 0,12 m) = 0,12 2400 1,2= 350,21 kg/m2. b.s balok anak (200/150)= 0,3 0,15 2400= 108 kg/m3. Keramik (t = 1 cm) = 1 24 1,2= 29,184 kg/m4. Adukan (t = 2 cm) = 2 211,2= 51,072 kg/m5. Penggantung langit-langit+plafond = (7+11) 1,2= 21,89 kg/m6. Utilitas = 25 1,216= 30,4kg/mTotal DL= 590,756 kg/m

Beban Hidup (Live Load) LL total= 250 1,2 = 304 kg/mBeban terfaktor (W)= 1,2 DL + 1,6 LL = (1,2 590,756) + (1,6 304)= 1195,3 kg/m

Mencari Reaksi Perletakan Pada Balok Anak

P=1494,125 kgq =2153 Kg.m5,5P = = 1494,125 kg

Gambar 3.11 Beban-beban pada balok induk

Mmaks= q.l2 + P.l

= 2153 5,52 + 1494,125 5,5= 10195,45 kg.m = 99,92 kN.mDipakai beton dengan c = 25 Mpa, y = 400 Mpa. Berdasarkan SNI 03-2847-2002 pasal 12.2(7(3)), nilai 1 untuk 0 < c < 30 Mpa adalah 0,85.Rasio tulangan pada keadaan seimbang (b )

b == = 0,03 asumsi = 0,7b= 0,7 0,03= 0,022

= = = 0,303k = . c (1 0,59) = 0,303 25 (1 0,59 0,303) = 6,228

d perlu = = = 0,307 m = 370 mmsyarat : (d 20%d ) < d perlu < (d + 20%d )288,4 mm < 307 mm < 432,6 mm..OK!!!Dengan demikian dimensi balok 200/400 dapat digunakan !!3.2.2PRELIMINARY DESIGN KOLOMRencana Pendahuluan dilakukan dengan mengecek gaya normal yang bekerja pada kolom, sedangkan untuk mengecek momen lenturnya diabaikan.

Gambar 3.12 Luas Daerah Pembebanan Kolom (K1)

Luas daerah pembebanan= 16,275 m2Pembebanan pada pelat lantai 11. B.s pelat lantai= 288 kg/m22. Finishing (keramik+adukan)= 66 kg/m23. Plafound+penggantung= 18 kg/m24. Utilitas= 25 kg/m2Total= 397 kg/m2

Pembebanan keseluruhanBeban Mati (DL)1. Pelat lantai 1= 6461,175 kg2. Balok 1 (0,4 x 0,2)= 1373 kg3. Kolom asumsi (400 x 150)= 489,6 kgTotal DL= 8323,575 kg

Beban Hidup (LL)= 4068,75 kgPu= 1,2 DL + 1,6 LLPu= 16498,29 kg= 164,9829 kNAg perlu=

Ag perlu= 9729 mm2Ag penampang(400 x 150)= 60.000 mm2Ag penampang > Ag perlu.OK!!

3.2.3PRELIMINARY DESIGN PELAT LANTAITebal Minimum Pelat Lantai (hmin)Untuk menghitung hmin diambil panel yang mempunyai luas terbesar, yaitu :

Gambar 3.13 Panel Terbesar

Berdasarkan SNI 03-2847-2002, tabel 10 halaman 66 mengenai tebal minimum pelat tanpa balok interior untuk tegangan leleh fy=320 MPa adalah dengan cara interpolasi.

Jadi didapat

Momen inersia penampang balokDimensi Balok 1 200 x 400

Momen inersia penampang pelat

Menentukan m dan h

Berdasarkan SNI 03-2847-2002, (11.5(3(3)) untuk 2 > m>0.2, ketebalan pelat min adalah

dan tidak boleh kurang dari 120 mm.h3 min= 120 mmJadi diambil h yang paling besar yaitu 120 mm.

3.3 ANALISA STRUKTUR3.3.1 PERHITUNGAN MOMEN LENTURPerhitungan momen dilakukan dengan bantuan program SAP2000, yaitu dengan input hasil perhitungan pada sub bab analisa pembebanan dan preliminary design.

Gambar 3.14 Momen maksimum pada balok B1 Portal arah y

Gambar 3.15 Momen maksimum pada balok B1 Portal arah x

3.3.2 PERHITUNGAN PENULANGANA. Perhitungan Penulangan Balok

Penulangan Tumpuan Kiri dan Kanan Balok (0-1375 mm dan 4125-5500 mm)

Gambar 3.16 Luas tulangan perlu pada daerah tumpuan

Tulangan geser

Dipakai jarak tulangan geser minimum sk 8-100

Penulangan Lapangan Balok (1375 4125 mm)

Gambar 3.17 Luas tulangan perlu pada daerah lapangan

Tulangan Geser

Dipakai jarak tulangan geser minimum untuk daerah lapangan sk 8-150

B. Perhitungan Penulangan Kolom

Gambar 3.18 Luas tulangan perlu pada kolom

C. Perhitungan Penulangan Pelat LantaiMenghitung Beban Ultimate (Wu)hmin= 120 mm, maka berat sendiri pelat lantai (DL2) = 0,12 m x 2400 kg/m3 = 288 kg/m2DL= DL1 + DL2 = 109 + 288 = 397 kg/m2Wu= 1,2 DL + 1,6 LL = (1,2 x 397) + (1,6 x 250) = 876,4 kg/m2 = 8,76 kN/m2

Menghitung Luas Tulangan (As) Type panel = III

Daerah lapangan sisi terpendekMlx= 0,001 x Wu x Ix22 x koef

Mlx= 0,001 x 8,764 x 2,52 x 45= 2,5 kN.m/m

Daerah lapangan sisi terpanjangMly= 0,001 x Wu x Ix22 x koefMly= 0,001 x 8,764 x 2,52 x 26= 2,8 kN.m/m

Derah tumpuan sisi terpendekMtx= -0,001 x Wu x Ix22 x koef

Mtx= -0,001 x 8,764 x 2,52 x 98= -5,4 kN.m/m

Daerah tumpuan sisi terpanjangMty= -0,001 x Wu x Ix22 x koef

Mty= -0,001 x 8,764 x 2,52 x 77= -8,3 kN.m/m

Menghitung Jarak Antar TulanganDia.8 mm, As = 50,24 mm2

Diambil jarak tulangan yang terkecil yaitu 126 mm ~ 100 mm

Nota Design