BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 PERENCANAAN ATAP · 2019. 1. 9. · Tegangan dasar = 160 Mpa...
Transcript of BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 PERENCANAAN ATAP · 2019. 1. 9. · Tegangan dasar = 160 Mpa...
47
BAB IV
PERHITUNGAN STRUKTUR
4.1 PERENCANAAN ATAP
Perencanaan atap adalah hal pertama yang dihitung dalam merencanakan
sebuah struktur bangunan gedung.Pada perencanaan struktur gedung ini rangka
atap yang digunakan adalah kuda-kuda baja konvensional menggunakan bentuk
atap sudut untuk bagian penutup atap.Mutu baja yang digunakan dalam perencaan
ini adalah baja mutu BJ 37 dengan profil siku dan gording dengan profil kanal
sebagai pendukung atap.Perencanaan konstruksi atap ini berdasarkan atas beban-
beban yang bekerja sesuai dengan pedoman standar perhitungan atap di Indonesia.
4.1.1 Pedoman Perhitungan
Dalam perencanaan atap, adapun pedoman yang dipakai, sebagai berikut:
1. Pedoman Perencanaan Pembangunan Untuk Rumah dan Gedung
(PPPURG 1987)
2. Gunawan, Rudy. 1988. Tabel Profil Kontruksi Baja. Penerbit Kanisius :
Yogyakarta
3. Setiawan, Agus. 2013. Perencanaan Struktur Baja dengan Metode
LRFD. Penerbit Erlangga : Jakarta.
4. SNI 03- 1729- 2002. Tata Cara Perencanaan Struktur Baja untuk
Bangunan Gedung.
5. Sunggono. 1984. Teknik Sipil. Penerbit Nova : Bandung.
48
4.1.2 Perhitungan Atap
Sumber : Data Pribadi (Program Autocad)
Gambar 4.1 Permodelan Kuda-Kuda Utuh
Sumber : Data Pribadi (Program Autocad)
Gambar 4.2 Permodelan 1/2 Kuda-Kuda
Dalam Perencanaan atap , pedoman yang kami pakai :
1) Tata Cara Perencanaan Struktur BajaUntuk Bangunan Gedung (SNI 03 –
1729 – 2002)
2) Pedoman Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah dan Gedung 1987
(PPURGI 1987)
49
4.1.3 Perhitungan Gording
1) Data perencanaan gording profil CNP 150.75.20.4,5
h = 150mm = 15 cm wx =65,2cm³
b =75mm = 7,5cm wy =19,8cm³
c =20mm =2cm Ix =489cm⁴
t =4.5 mm =0,45 cm Iy =99,2cm⁴
q = 11 kg/m
Sumber : Tabel Profil Konstruksi Baja Ir. Rudy Gunawan
Gambar 4.3 Gording CNP
a. Perencanaan jarak gording
Cos = Sin =
Cos 30° = Sin 30° =
r = y = Sin 30° 10,392
r = 10,392 y = 5,196 m
b. Jarak gording rencana (g) = 1,73 m
c. Gording yang dibutuhkan (g’)= = + 1= 7 Buah
d. Jarak gording sebenarnya ( = = = 1,73 m
50
2) Perhitungan Pembebanan
Bentang Kuda-kuda = 18 m
Jarak Kuda-kuda = 4 m
Jarak Gording = 1,73 m
Sudut kemiringan atap = 30°
Sambungan = Baut
Mutu Baja = BJ 37
fy = 240 Mpa
fu = 370 Mpa
E = 200.000 Mpa
G = 800.000 Mpa
Poisson ratio (m) = 30 %
Koefisien Muai (at) = 1.2 x 10-6
Peregangan Minimum = 20%
Penutup atap genteng = 50 kg/m²
Berat Per Unit Volume = 7850 Kg/m³
Plafong gypsumboard + penggantung = 11 + 7 = 18 kg/m²
Beban hidup Gording = 100 Kg
Tekanan tiup angin = 25 kg/m²
4.1.4 Beban Mati
Sumber : dokumen pribadi
Gambar 4.4 Pemodelan Beban Mati
51
1. Berat gording Channel C150.75.20.4.5 = 11,0 kg/m
2. Berat atap = 50 kg/m2 x 1,73 m = 86,5 kg/m
3. Berat trackstang (10% x 25,3) = 2,53 kg/m
q total = 100,03 kg/m
qx = q . sin α = 100,03 sin 30˚ = 50,015 kg/m
qy = q . cos α = 100,03 cos 30˚ = 86,628 kg/m
Sumber : dokumen pribadi
Gambar 4.5 Pembebanan Beban Mati
52
4.1.5 Beban Hidup
Beban hidup adalah beban terpusat dan terjadi karena beban manusia yang
bekerja pada pekerjaan atap dengan berat P = 100 kg.
Sumber : dokumen pribadi
Gambar 4.6 Pemodelan Beban Hidup
Px = P .sin α = 100 sin 30˚ = 50 kg
Py = P .cos α = 100 cos 30˚ = 86,603 kg
53
Sumber : dokumen pribadi
Gambar 4.7 Pembebanan Beban Hidup
0,8
0,8
4.1.6 Beban Angin
Beban angina adalah beban yang timbul dari hembusan angin yang
diasumsikan pada daerah dataran dengan besaran minimum W = 25 kg/m2
(PPPURG 1987, hal 18 )
Sumber : dokumen pribadi
Gambar 4.8 Pemodelan Beban Angin
Koefisien angin tekan = ((0,02 .300) – 0,4) = 0,2
Koefisien angin hisap = - 0,4
(PPPURG 1987, hal21 )
Beban angin tekan = 0,2 .25 . 1,73 = 8,65 kg/m
Beban angin hisap = -0,4 .25 . 1,73 = -17,3 kg/m
54
Sumber : dokumen pribadi
Gambar 4.9 Pembebanan Beban Angin
(Teknik Sipil, hal 68)
Tabel 4.1 Tabel Rekap Hasil Perhitungan Momen
Momen Beban Mati(D)
(kgm)
Beban Hidup
(kgm)
Beban Angin (W)
(kgm)
Tekan Hisap
Mx 80,024 40 - -
My 138,605 69,282 13,84 -27,68
Sumber : dokumen pribadi
4.1.7 Kombinasi pembebanan Gording
1. U = 1,4 D
Ux = 1,4 ( 80,024 ) =112,034 kgm
Uy = 1,4 ( 138,605 ) =194,04 kgm
2. U = 1,2 D + 1,6 La
w =8,65 kg/m
w =8,65 kg/m
55
Ux = 1,2 (80,024) + 1,6 (40) = 160,023kgm
Uy =1,2 ( 138,605 ) + 1,6 (69,282) = 277,177kgm
3. U = 1,2 D + 1,6 La + 0,5 W
Ux = 1,2 (80,024) + 1,6 (40) + 0,5 (0) = 160,029kgm
Uy = 1,2 (138,605) + 1,6 (69,282)+ 0,5 (13,84) =284,097kgm
4. U = 1,2 D + 1,3 W + 0,5 La
Ux = 1,2 (80,024)+ 1,3(0) + 0,5 (40) =116,029 kgm
Uy = 1,2 (138,605) + 1,3(13,84) + 0,5 (69,282) =218,959 kgm
5. U = 0,9 D ± 1,3 W
Ux = 0,9 (80,024) + 1,3 (0) =72,022 kgm
= 0,9 (80,024) – 1,3 (0) =72,022 kgm
Uy = 0,9 (138,605) + 1,3 (13,84) =142,736 kgm
= 0,9 (138,605) – 1,3 (13,84) =06,753 kgm
(pasal 6.2.2, SNI 03- 1727- 2002, hal 11-12)
Kombinasi maksimum arah sumbu x yaitu pada kombinasi pembebanan
ke-3 sebesar = 160,029 Kg.m. Kombinasi maksimum arah sumbu y yaitu pada
kombinasi pembebanan ke-3 sebesar = 284,097 Kg.m.
4.1.8 Kontrol Pada Gording
a. Kontrol Penampang
Dengan menggunakan mutu baja profil
fy = 2400 Kg/cm²
Fu = 3700 Kg/cm²
E = 2x105 Kg/cm²
Dipakai kombinasi pembebanan adalah :
Mux= 160,029 Kg.m
Muy = 284,097 Kg.m
Profil baja CNP 150.75.20.4,5
56
h = 150mm = 15 cm wx = 65,2cm³
b = 75mm = 7,5cm wy = 19,8 cm³
c = 20 mm = 2 cm Ix = 489 cm⁴
t = 4.5 mm =0,45 cm Iy = 99,2 cm⁴
q = 11 kg/m
A = 13,97 cm²
A/2 = 13,97 /2 = 6.985 cm²
A₁ = (h . t) = 15 . 0.45 = 6,75 cm²
Y₁ = ½ . h = ½ . 15 = 7,5 cm
A₂ = (A-A₁)/2 = (13,97 -6,75)/2 =3,61 cm²
Y₂ = ½ . t = ½ . 0,45 =0,225 cm
A₃ = (A-A₁)/2 = (13,97-6,75)/2 =3,61 cm²
Y₃ = h – t = 15 – 0,45 =14,55 cm
y =
=
= 7,442 cm
d = 2.y
= 2. 7,442
= 14,884 cm
Zᵪ = 2. (A₁.Y₁+A₂.Y₂)
= 2. (6,75.7,5+3,61.0,225)
= 102,874 cm
Zy = (A₁.Y₁+A₂.Y₂+A₃.Y₃)
= (6,75.7,5+3,61.0,225+3,61.14,55)
= 103,963 cm
untuk sayap
≤
≤
8,333 ≤ 10,97
(ok)
57
untuk badan
≤
≤
33,333 ≤ 108.443
(ok)
Penampang Profil Kompak, maka Mnx = Mpx
b. Kontrol Terhadap Momen
1) Momen arah sumbu x (Mux)
Mux = 160,029 Kg.m
2) Momen arah sumbu y (Muy)
Muy = 284,097 Kg.m
c. Momen nominal pada penampang
Mnx = Zx . fy = 102,874 . 2400 =246897,6 kg.cm = 2468,97
Kg.m
Mny = Zy .fy = 103,963 . 2400 = 249511.2 kg.cm = 2495,11
Kg.m
d. Menghitung momen interaksi
..............OK
e. Kontrol momen terhadap batas lekuk lokal dengan
ɸ Mn Mu
ɸ Mnx Mux
0,9×2468,97 160,029 Kg.m
2222,073 160,029 Kg.m (OK)
58
ɸ Mny Muy
0,9×2495,11 284,097 Kg.m
2245,599 284,097 Kg.m (OK)
f. Kontrol Momen Terhadap Batas Tekuk Global
Lb = L = 4 m = 4000 m
iy = 2,66 cm
Lp = 1,76
= 1,76 ×26,6× = 3631,04 mm
G = 8.105
J = . b . t³
= . [(75 . 4,5³) + (150-4,5) . 4,5³ ]
= 20093,06 mm⁴
Mn = Mp
= fy + Zᵪ
Zᵪ = 65,2 x103 mm3
Mn = 240 x 65,2 x103
= 1,56 x 107 Nmm
Iw = Iy (h²/4)= 9,92 105 . [(150-4,5)²/4)]
=5,25 109 mm⁴
X₁ =
= 72168,96 kg/mm²
X₂ = 4 . . (
= 3,48 x 10⁻7 kg/mm⁴
59
Lr = .F F = fy-fr = 240 – 70 = 170 Mpa
=
= 15989,76 mm > Lb (4000 mm)
Karena Lp (3631,04 mm) < Lb (4000 mm) < Lr (15989,76 mm),
maka termasuk bentang menengah (inelastis LTB)
g. Kontrol Lendutan
.
L = 4 m = 400 cm
Mux = 160,029 kg.m = 16002,9 kgcm
E = 2 x 10⁶ kg/cm²
Ix = 489 cm⁴
Ymax =
=
= 0,327 cm
= 1,667 cm Ymax = 0,404 cm OK
g.1 Akibat beban mati
g.2 Akibat beban hidup
60
g.3 Akibat beban angin
(Struktur Baja, hal 87)
g.4 Lendutan kombinasi
fx total = 0,672 + 0,0033 + 0 = 0,675 cm
fy total = 0,295 + 0,0012 + 0,0295 = 0,326 cm
Syarat lendutan
(ok)
(SNI 03- 1729- 2012, hal 15)
4.1.9 Perhitungan Trackstang
Beban mati qx = 50,015 kg/m
Beban hidup Px = 50 kg/m
Total beban P = (50,015x2) + 50 = 150,03kg
Penggunaan 3 trackstang, maka : P/3150,03 /3 = 50,01 kg
Maka dalam perencanaan kuda-kuda ini menggumaan trackstang dengan
diameter minimal =8 mm
61
4.1.10 Perencanaan Kuda-kuda
Pada perencanaan kuda-kuda, tahapan dalam perencanaan meliputi : data-
data teknis, pembebanan kuda-kuda, dan kontrol kekuatan profil pada kuda-kuda.
4.1.11 Data-data Kuda-kuda
Bentang kuda-kuda = 18 m
Jarak kuda-kuda = 4 m
Jarak gording = 1,73 m
Sudut kemiringan atap = 30°
Penutup atap = Genteng
Plafond = Gypsumboard
Sambungan = Baut
Berat gording = 11,0 kg/m
Modulus Elastisitas (E) = 200000 Mpa
Modulus geser ( G ) = 80000 Mpa
Poisson ratio ( m ) = 30%
Koefisien muai ( at) = 1,2 * 10-5
(SNI 03- 1729- 2012)
Mutu baja = BJ 37
Tegangan leleh ( fy ) = 240 Mpa
Tegangan Ultimit ( fu ) = 370 Mpa
Tegangan dasar = 160 Mpa
Peregangan minimum = 20 %
(SNI 03- 1729- 2012,hal.11)
Penutup genteng = 50 kg/m2
Berat per unit volume = 7850 kg/m3
(PPURG 1987, hal 5)
Plafond eternit + penggantung = 11+7 =18 kg/m2
(PPURG1987,hal 6)
Beban hidup gording = 100 kg
(PPURG 1987, hal 7)
Tekanan tiup angin = 25 kg/m2
62
(PPURG 1987, hal 18)
4.1.12 Pembebanan kuda-kuda
1. Akibat berat atap
Beban permanen yang bekerja pada kuda-kuda akibat dari benda yang
berada diatasnya berupa atap yang diasumsikan dengan menggunakan
penutup genting.
BA = Berat atap x jarak gording x jarak kuda-kuda
BA = 50 x 1,73 x 4 = 346 kg
2. Akibat berat sendiri kuda-kuda
Beban permanen yang timbul dari berat profil baja yang difungsikan
sebagai kuda-kuda.Beban terhitung secara manual dalam Program SAP,
dalam perencanaan menggunakan profil baja Double Angle Shape.Pada
pembebanan akibat berat sendiri disimbulkan dengan huruf (BK).
Sumber : dokumen pribadi
Gambar 4.10 Penampang Profil Siku
3. Akibat berat gording
Beban permanen yang timbul dari berat profil baja yang difungsikan
sebagai gording.
BG = berat profil baja x jarak kuda-kuda
BG = 11,0 x 4 = 44,0 kg
63
4. Akibat Berat Plafon
Beban yang timbul akibat adanya berat dari plafon yang digantungkan
pada dasar kuda-kuda.
Bp = beban plafond x jarak kuda-kuda x panjang kuda-kuda
Bp = 18 x 4 x 18/12 = 108 kg
5. Beban Hidup
Beban hidup adalah beban terpusat yang terjadi karena beban manusia
yang bekerja pada saat pembuatan atau perbaikan kuda-kuda dan atap
dengan berat P = 100 kg.
6. Beban Angin
Beban angin adalah beban yang timbul dari hembusan angin yang
diasumsikan pada daerah perbukitan dengan besaran W = 25 kg/m2
a. Akibat angin tekan
Cq = 0,02 ά – 0,4
= 0,02 (20) – 0,4 = 0 (PPPURG, hal 21 )
W tekan = Cq x W x panjang sisi miring kuda-kuda x jarak kuda-
kuda
= 0,2 x 25 x 10,392 x 4 = 207,84 kg
P = 207,84 /6 = 34,64 kg
Vertikal = 34,64 x cos 30 = 29,999 kg
Horisontal = 34,64 x sin 30 = 17,32 kg
b. Akibat angin hisap
W hisap = Cq x W x panjang sisi miring kuda-kuda x jarak kuda-
kuda
= -0,4 x 25 x 10,392 x 4 = -415,68 kg
P = -415,68/ 6 = -69,28 kg
Vertikal = -69,28 x cos 30 = -59,998 kg
Horisontal = -69,28 x sin 30 = -34,64 kg
64
4.1.13 Input Data Pada Program SAP
Sumber : Data Pribadi (Program SAP)
Gambar 4.11 Pemodelan Rangka Atap
Sumber : dokumentasi pribadi
Gambar 4.12 Frame Properties
Sumber : dokumentasi pribadi
Gambar 4.13 Material Propety Data
65
Sumber : dokumentasi pribadi
Gambar 4.14 Define Load Patterns
Kombinasi Pembebanan
a. U = 1,4 D
Sumber : program SAP
Gambar 4.15 Beban kombinasi 1
66
b. U = 1,2 D + 1,6 La
Sumber : program SAP
Gambar 4.16 Beban kombinasi 2
c. U = 1,2 D + 1,6 La + 0,5 W
Sumber : program SAP
Gambar 4.17 Beban kombinasi 3
67
d. U = 1,2 D + 1,3 W + 0,5 La
Sumber : program SAP
Gambar 4.18 Beban kombinasi 4
e. U = 0,9 D ± 1,3 W
Sumber : program SAP
Gambar 4.19 Beban kombinasi 5
68
4.1.14 Beban Mati Tambahan (SIDL)
a. Beban Atap
- Akibat Berat Atap BA = 50 x 1,73 x 4 = 346 Kg
- Akibat Berat Gording BG = 11,0 x 4 = 44,0 Kg +
- Total = 390 Kg
b. Akibat Berat Plafon Bp = 18 x 4 x 18/12 = 108 kg
Sumber : Data Aplikasi SAP
Gambar 4.20 PembebananBerat Atap dan Berat Plafond (SIDL)
4.1.15 Beban hidup
P = 100 kg
Sumber : Data aplikasi SAP
Gambar 4.21 Pembebanan Beban Hidup (Live Load)
69
4.1.16 Beban Angin
a. Akibat angin tekan
W tekan = 0,2 x 25 x 10,392 x 4 = 207,84 kg
P = 207,84 /6 = 34,64 kg
Vertikal = 34,64 x cos 30 = 29,999 kg
Horisontal = 34,64 x sin 30 = 17,32 kg
b. Akibat angin hisap
W hisap = -0,4 x 25 x 10,392 x 4 = -415,68 kg
P = -415,68/ 6 = -69,28 kg
Vertikal = -69,28 x cos 30 = -59,998 kg
Horisontal = -69,28 x sin 30 = -34,64 kg
Sumber : Data aplikasi SAP
Gambar 4.22 Pembebanan Beban Angin(Wind Load)
4.1.17 Data Hasil Peritungan Kuda-kuda
Dalam peritungan kuda-kuda menggunakan Program SAP dan didapat
data-data sebagai berikut, data lengkap terlampir :
1. Gaya aksial yang dihasilkan data terlampir
2. Gaya momen yang dihasilkan data terlampir
3. Gaya geser yang dihasilkan data terlampir
4. Kontrol kekuatan baja yang dihasilkan data terlampir
5. Baja yang digunakan Double Angle Shape :
70
a. Batang Diagonal Atas (batang a) : 2L 60.60.5
b. Batang Diagonal Tengah (batang d) : 2L 50.50.6
c. Batang Vertikal Tengah (batang v) : 2L 60.60.5
d. Batang Horisontal Bawah (batang b) : 2L 60.60.5
Sumber : Data aplikasi SAP
Gambar 4.23 Pemodelan Rangka Kuda-Kuda
4.1.18 Kontrol Gaya Batang
Sumber : Data aplikasi SAP
Gambar 4.24 Pengaruh gaya batang pada program SAP
71
4.1.19 Batang Tekan Diagonal bagian Atas (Batang a1 – a12)
Sumber : Data Aplikasi SAP
Gambar 4.25 Hasil Gaya Batang Maksimal Batang Atas (batang a1-a12)
Panjang batang (L) = 1,73 m = 1730 mm
Gaya Tekan maksimum (Nu) = 9474,37 kg
Profil 2L 60.60.6 :
b = 60 mm
t = 6 mm
Ix = Iy = 22,8 x 104 mm4
rx = ry = 18,2 mm
BJ 37 (fy = 240 MPa , fu = 370 MPa ) a = 10 mm (tebal plat buhul)
Ag = 691 mm2 e = 16,9 mm
Kontrol kelangsingan elemen penampang:
137,16240
250250
106
60
fy
rt
b
r
“Penampang Memenuhi Syarat”
Kontrol kelangsingan profil:
72
200
05,952,18
1730
r
L
“Penampang Memenuhi Syarat”
et
XX
Y
b be
a
t
Sumber : Dokumentasi pribadi
Gambar 4.26 Penampang Profil Siku Ganda
Profil gabungan
Ix = 2 x 22,8 x 104
= 45,6 x 104 mm4
mmA
Ixix 16,18
1382
10^4 x 45,6
2
Iy = 2.Iy + 2A (0,5a + e)2
= 2 . 22,8 x 104 + 2 . 691 (0,5 . 10 + 16,9)2
= 51,65x104 mm4
mmA
Iyiy 33,19
1382
51,65x10^4
2
Panjang tekuk: Lk = kc x L = 1 x 1730 = 1730 mm
Kontrol tegangan
Tekuk arah tegak lurus sumbu x
26,9516,18
1730
ix
lkx
1 =cx .
E
fyx 05,1
200000
24026,95
1
hasil λcx > 1,2 maka:
73
225,1
205,125,1 x = 1,379
fyAgNn .2
1,379
2406912 xx
= 240495,31 N = 24049,53 kg
Φ Nn = 0,85 x 24049,53 = 20442,10 kg
ΦNn = 20442,10 kg > Nu = 9474,37 kg . . . . OK
Tekuk arah tegak lurus sumbu y
20092,8924,19
1730
iy
lky
1=cy
. E
fyy 992,0
200000
24092,89
1
hasil λcx > 1,2 maka:
225,1
2992,025,1 x = 1,23
fyAgNn .2
23,1
2402,5802 xx
= 226419,51 N = 22641,95 kg
Φ Nn = 0,85 x 22641,95 = 19245,66 kg
ΦNn = 19245,66 kg > Nu = 9474,37 kg. . . . OK
74
4.1.20 Batang Tarik bagian bawah (Batang b1 – b12)
Sumber : Data aplikasi SAP
Gambar 4.27 Hasil Gaya Batang Maksimal Batang Bawah (batang b1-b12)
Panjang batang (L) = 1,5 m = 1500 mm
Gaya Tarik maksimum (Nu) = 8341,80 kg
Profil 2L 60.60.6 :
b = 60 mm
t = 6 mm
Ix = Iy = 22,8 x 104 mm4
rx = ry = 18,2 mm
BJ 37 (fy = 240 MPa , fu = 370 MPa ) a = 10 mm (tebal plat buhul)
Ag = 691 mm2 e = 16,9 mm
Kontrol kelangsingan elemen penampang:
240
42,822,18
1500
r
L
“Penampang Memenuhi Syarat”
Profil gabungan
Ix = 2 x 22,8 .104
= 45,6 x 104 mm4
75
mmx
A
Ixix 16,18
1382
4^106,45
2
Iy = 2.Iy + 2A (0,5a + e)2
= 2 . 22,8 x 104 + 2 . 691 (0,5 . 10 + 16,9)2
= 51,65x104 mm4
mmA
Iyiy 33,19
1382
51,65x10^4
2
Tinjauan terhadap keruntuhan leleh :
N149256240 6919,09,0 ygn fAN
Tinjauan terhadap keruntuhan fraktur :
Ae = A x U 9,01
_
L
xU
Direncanakan digunakan baut diameter ½” = 12,7 mm
Sumber : Dokumentasi pribadi
Gambar 4.28 Rencana Pemasangan Baut Batang Tarik Bawah
Syarat penempatan baut : (SNI 03-1729-2012 hal 104)
mms
mmts
mmds
p
b
150
7261212
05,197,125,15,1
1
1
1
diambil s1 = 30 mm
mms
mmts
mmds
p
b
200
9061515
1,387,1233
diambil s = 60 mm
Sehingga :
s1 = 30 mm
s = 60 mm
Nu
s
s1
s1Nu
76
A = Ant Pot. 1 - 2
28,614
67,121691
mmA
A
tdnAA
nt
nt
gnt
A = 614,8 mm
mmex 1,139,16302
60_
9,078,060
1,131
9,01
_
U
L
xU
Ae = A x U = 691 x 0,78 = 538,98 mm2
N95,14956637098,53875,075,0 uen fAN
Tinjauan terhadap keruntuhan blok ujung :
Geser Murni
Sumber : Dokumentasi Pribadi
Gambar 4.29 Skema gaya geser pada batang Tarik
As = 2*(3*60*6)
= 2160 mm2
N3596402160*)370*6,0(75,0*)*6,0(75,0 AsfN un
Kombinasi Geser Tarik
Sumber : Dokumentasi Pribadi
Gambar 4.30 Skema kombinasi gaya geser pada batang Tarik
Ags = 3*60*6 = 1080 mm2
30
60 60 60
30
30
60 60 60
30
77
Ans = (3*60-2,5*14,7)*6 = 859,5 mm2
Agt = 30*6 = 180 mm2
Ant = (30-0,5*14,7)*6 = 135,9 mm2
fu*Agt = 370*180 = 66600 N
0,60*fu*Ans = 0,60*370*859,5 = 190809 N
Karena fu*Ant < 0,60*fu*Ans, maka terjadi fraktur pada permukaan geser
dan leleh pada permukaan tarik sehingga :
)***6,0(75,0 AgtfyAnsfN un
= 0,75*(0,6*370*859,5 + 240*180)
= 175506,75 N (Keruntuhan Blok Ujung menentukan)
Nu = 83418,0 N < nN = 175506,75 NOK
4.1.21 Batang Tarik diagonal (Batang d1 – d10)
Sumber : Data aplikasi SAP
Gambar 4.31 Hasil Gaya Batang Maksimal Batang Diagonal (batang d1-d10)
Panjang batang (L) = 2,291 m = 5412 mm
Gaya Tarik maksimum (Nu) = 2799,46 kg
Profil 2L 50.50.5 :
b = 50 mm
t = 5 mm
Ix = Iy = 11,0 x 104 mm4
rx = ry = 15,1 mm
78
Nu
s
s1
s1Nu
BJ 37 (fy = 240 MPa , fu = 370 MPa ) a = 10 mm (tebal plat buhul)
Ag = 480 mm2 e = 14,0 mm
Kontrol kelangsingan elemen penampang:
240
41,3581,15
5412
r
L
“Penampang Memenuhi Syarat”
Profil gabungan
Ix = 2 x 11,0.104
= 22,0 . 104 mm4
mmx
A
Ixix 14,15
960
4^100,22
2
Iy = 2.Iy + 2A (0,5a + e)2
= 22,0 x 104 + 960 (5+14)2
= 25,65 x104 mm4
mmx
A
Iyiy 34,16
960
1065,25
2
4
Tinjauan terhadap keruntuhan leleh :
N103680240 4809,09,0 ygn fAN
Tinjauan terhadap keruntuhan fraktur :
Ae = A x U 9,01
_
L
xU
Direncanakan digunakan baut diameter ½” = 12,7 mm
Sumber : Dokumentasi Pribadi
Gambar 4.32 Rencana Pemasangan Baut Batang Tarik Bawah
Syarat penempatan baut : (SNI 03-1729-2012 hal 104)
79
30
60 60 60
30
mms
mmts
mmds
p
b
150
6051212
05,197,125,15,1
1
1
1
diambil s1 = 30 mm
mms
mmts
mmds
p
b
200
7551515
1,387,1233
diambil s = 60 mm
Sehingga :
s1 = 30 mm
s = 60 mm
A = Ant Pot. 1 - 2
25,416
57,121480
mmA
A
tdnAA
nt
nt
gnt
A = 416,5 mm
mmex 1614302
60_
9,0733,060
161
9,01
_
U
L
xU
Ae = A x U = 416,5 x 0,733 = 305,29 mm2
N22,8471937029,30575,075,0 uen fAN
Tinjauan terhadap keruntuhan blok ujung :
Geser Murni
Sumber : Dokumentasi Pribadi
Gambar 4.33 Skema gaya geser pada batang Tarik
As = 2*(3*60*6)
= 2160 mm2
80
N3596402160*)370*6,0(75,0*)*6,0(75,0 AsfN un
Kombinasi Geser Tarik
Sumber : Dokumentasi Pribadi
Gambar 4.34 Skema kombinasi gaya geser pada batang Tarik
Ags = 3*60*6 = 1080 mm2
Ans = (3*60-2,5*14,7)*6 = 859,5 mm2
Agt = 30*6 = 180 mm2
Ant = (30-0,5*14,7)*6 = 135,9 mm2
fu*Agt = 370*180 = 66600 N
0,60*fu*Ans = 0,60*370*859,5 = 190809 N
Karena fu*Ant < 0,60*fu*Ans, maka terjadi fraktur pada permukaan geser
dan leleh pada permukaan tarik sehingga :
)***6,0(75,0 AgtfyAnsfN un
= 0,75*(0,6*370*859,5 + 240*180)
= 175506,75 N (Keruntuhan Blok Ujung menentukan)
Nu = 27994,6 N< nN = 175506,75 N
30
60 60 60
30
81
4.1.22 Batang Tekan Vertikal (Batang v1 – v11)
Sumber : Data aplikasi SAP
Gambar 4.35 Hasil Gaya Batang Maksimal Batang Vertikal (batang v1-v11)
Panjang batang (L) = 0,866 m = 4327 mm
Gaya Tekan maksimum (Nu) = 2497,52 kg
Profil 2L 60.60.6 :
b = 60 mm
t = 6 mm
Ix = Iy = 22,8 x 104 mm4
rx = ry = 18,2 mm
BJ 37 (fy = 240 MPa , fu = 370 MPa ) a = 10 mm (tebal plat buhul)
Ag = 691 mm2 e = 16,9 mm
Kontrol kelangsingan elemen penampang:
137,16240
250250
106
60
fy
rt
b
r
“Penampang Memenuhi Syarat”
Kontrol kelangsingan profil:
200
75,2372,18
4327
r
L
“Penampang Memenuhi Syarat”
82
et
XX
Y
b be
a
t
Sumber : Dokumentasi Pribadi
Gambar 4.36 Penampang Profil Siku Ganda
Profil gabungan
Ix = 2 x 22,8 x 104
= 45,6 x 104 mm4
mmA
Ixix 16,18
1382
10^4 x 45,6
2
Iy = 2.Iy + 2A (0,5a + e)2
= 2 . 22,8 x 104 + 2 . 691 (0,5 . 10 + 16,9)2
= 51,65x104 mm4
mmA
Iyiy 33,19
1382
51,65x10^4
2
Panjang tekuk: Lk = kc x L = 1 x 4327 = 4327 mm
Kontrol tegangan
Tekuk arah tegak lurus sumbu x
27,23816,18
4327
ix
lkx
1 =cx .
E
fyx 62,2
200000
24027,238
1
hasil λcx > 1,2 maka:
225,1
262,225,1 x = 8,58
83
fyAgNn .2
58,8
2406912 xx
= 38657,34 N = 3865,73 kg
Φ Nn = 0,85 x 3865,73= 3285,87 kg
ΦNn = 3285,87 kg > Nu = 2497,52 kg . . . . OK
Tekuk arah tegak lurus sumbu y
20085,22333,19
4327
iy
lky
1=cy
. E
fyy 47,2
200000
24085,223
1
hasil λcy > 1,2 maka:
225,1
247,225,1 x = 7,63
fyAgNn .2
63,7
2406912 xx
= 43470,5 N = 4347,05 kg
ΦNn = 0,85 x 4347,05 = 3694,99 kg
ΦNn = 3694,99 kg > Nu = 2497,52. . . .OK
4.1.23 Perencanaan Baut
Mutu baja ST-37 Fub = 825 Mpa , fy = 240 Mpa
Kekuatan 1 baut berdasarkan tipe tumpu (menggunakan baut Ø12,7
dengan ulir pada bidang geser)
Kuat Geser
Rn = Tn = Øf x 0.4mAbFub
= 0,75 x 0,4 x 2 (0,25π x 12,72 x 825
= 62,705 kN
Profil 2L.60.60.6
84
Kuat Tumpu
Profil 2∟60.60.6ØRn = Ø2,4db tpfu
= 0,752,412,76370
= 50749,2 kN
Profil 2L.60.60.6
b = 60 mm ; tebal plat = 10 mm
Abruto = 691 mm²
Anetto = Abruto – n x d x t plat
= 691 – 1 x 12,7 x 10
= 564 mm2
Amaks = 0,85Anetto
= 0,85 x 564
= 479,4 mm2
Ø Tn = ØfuAmaks
= 0,75370479,4 = 133033,5 kN
n baut = Rn
Tn
50749,2
5,133033
= 2,62 ≈ 3 buah (Diambil minium pemasangan baut)
Profil 2L.50.50.5
Kuat Tumpu
Profil 2∟50.50.5 ØRn = Ø2,4db tpfu
= 0,752,412,75370
= 42291 kN
Profil 2L.50.50.5
b = 40 mm ; tebal plat = 10 mm
Abruto = 480 mm²
Anetto = Abruto – n x d x t plat
= 480 – 1 x 12,7 x 10
=353 mm2
Amaks = 0,85Anetto
85
= 0,85 x 353
= 300,05 mm2
Ø Tn = ØfuAmaks
= 0,75370300,05 = 83263,875 kN
n baut = Rn
Tn
42291
875,83263
= 1,97 ≈ 2 buah
Tabel 4.2 Tabel Rekap Hasil Dimensi Gaya Batang
No Batang Gaya Maximal Profil Ø Baut n
(kg) (mm) (mm) Pakai
a1 – a12 9474,37 2L.60.60.6 12,7 3
b1 – b12 8341,80 2L.60.60.6 12,7 3
d1 – d10 2799,46 2L.50.50.5 12,7 2
v1 – v11 2497,52 2L.60.60.6 12,7 3
Sumber : Data Pribadi
4.1.24 Perencanaan Baseplate
Data Teknis :
a. Mutu Baja = BJ 37
b. Baja Profil siku profil 60. 60. 6
c. Beban Aksial = 18783 N
Sumber :Data aplikasi SAP
Gambar 4.37 Gaya Reaksi Yang Timbul
86
d. Mutu Beton (kolom) = 35 Mpa
e. Tebal Las ditentukan = 5,2 mm = 0,197 in
Perencanaan Baseplate
P = 49754,56 N
Luasan pelat (A1) = cf
P
'..7,1
= 268,139335.6,0.7,1
56,49754mm
a. Perhitungan dimensi pelat ( N x B )
N = 30 cm
B = 40 cm
b. Perhitungan ketebalan pelat (tp)
m = 2
95,0 dL
= 2
27,1.95,06
= 2,397
Tp = m.NBFy
P
...9,0
.2
= 2,39740.30.37.9,0
4975,4562x
= 1,196 cm dipakai tebal baseplate min 12 mm
c. Perencanaan Las untuk menyambung profil siku dengan baseplat
Ln 1 = bf – 2t
= 9 – (2 x 0,197)
= 8,6 in
Ln 2 = d – 2t
87
= 25 – (2 x 0,197)
= 24,6 in
Ln 3 = ( ½ .bf – ½ . tf ) – 2 t
= 4,3 – ( 2 x 0,197)
= 3,9 in
Alas = t. Ln
= ( 2 x 0,197 x 8,6 ) + ( 2 x 0,197 x 24,6 ) + ( 2 x 0,197 x 3,9 )
= 14,62 in2
d. Menentukan panjang baut angkur (L) yang dibutuhkan, didasarkan pada
luas permukaan pelat sebagai berikut :
cf
PL psf
'..4
35.75,0.4
456,4975
psfL
= 280,335 mm dipakai panjang min 300 mm
88
4.2 PERHITUNGAN STRUKTUR PELAT LANTAI
4.2.1 Perhitungan Penulangan Pelat Lantai dan Dak Atap
Analisa dan desain tulangan pelat lantai dan dak atap dihitung dengan
bantuan software SAP2000. Hasil dari analisa berupa besaran momen yang terjadi
akibat beban yang selanjutnya digunakan untuk menghitung tulangan pelat lantai
dan dak atap.
4.2.2 Karakteristik Material Beton
f’c = 29 MPa (K-350)
fy Tulangan Utama = 240 MPa
4.2.3 Analisa Penulangan Dak Atap
Sumber : Data Pribadi (Program Autocad)
Gambar 4.38 Tampak Atas Pelat Lantai
ℓ𝑦
ℓ𝑥 =
4
4 = 1, dengan asumsi tumpuan bebas sederhana.
Direncanakan menggunakan penulangan dua arah (two way
slab).
Data – Data Perencanaan :
Tebal Pelat (h) = 12 cm = 120 mm
Selimut Beton (p) = 2 cm = 20 mm (SNI 03-2847-2002)
89
Ø Tulangan Utama arah x = 10 mm
Ø Tulangan Utama arah y = 10 mm
Tinggi Efektif arah x (dx) = h – p – ∅𝑥
2 (dy) = h – p – ∅𝑥 –
∅𝑦
2
= 120 – 20 – 10
2 = 120–20 –10 –
10
2
= 95 mm = 0.095 m = 85 mm = 0.085
m
Rasio tulangan didapat :
ρ min = 0.0034 (Tabel 6, Gideon)
ρ maks = 0.0468 (Tabel 8, Gideon)
Momen yang terjadi dihitung menggunakan SAP2000 Version 14.2.2
didapat:
Mlx = 691,5 Kgm = 6,915 kNm
Mly = 646,2 Kgm = 6,462 kNm
Mtx = -459,9 Kgm = 4,599 kNm
Mly = -372,7 Kgm = 3,727 kNm
a. Tulangan Lapangan Arah x
Mlx = 691,5 Kgm = 6,915 kNm
𝜇𝑢
𝑏𝑑𝑥² =
6,915
1.0 𝑥 0.095² = 766,2 kN/m²
Dari tabel 5.1.d, Ir. Gideon, didapat :
𝜇𝑢
𝑏𝑑² = 700 → 𝜌 = 0.0037
𝜇𝑢
𝑏𝑑² = 800 → 𝜌 = 0.0043
ρ interpolasi = 0.0037 + 0,0043−0,0037
800−700 x ( 766,2 − 700 ) = 0.0039
ρ min < ρ interpolasi < ρ maks, dipakai ρ = 0.0039
Ast = ρ x b x dx
= 0,0039 x 1,0 x 0,095 x 106
= 370,5 mm²
As min = 0.25 % x b x h = 0,0025 x 1000 x 120 = 300 mm²
Digunakan As = 370,5 mm²
90
Jarak (S) =
1
4 𝜋 𝑥 (Ø 𝑡𝑢𝑙)² 𝑥 𝑏
𝐴𝑠 =
1
4 𝜋 𝑥 (10)² 𝑥 1000
370,5 = 212 mm ≈ 200 mm
Digunakan Tulangan Utama arah x Ø 10 – 200.
b. Tulangan Lapangan Arah y
Mly = 646,2 Kgm = 6,462 kNm
𝜇𝑢
𝑏𝑑𝑦² =
6,462
1.0 𝑥 0,085² = 894,39 kN/m²
ρ interpolasi = 0.0043 + 0,0048−0,0043
900−800 x ( 894,39 − 800 ) = 0.0047
ρ min < ρ interpolasi < ρ maks, dipakai ρ = 0,0047
Ast = ρ x b x dy
= 0,0047 x 1,0 x 0,085 x 106
= 399,5 mm²
As min = 0.25 % x b x h = 0.0025 x 1000 x 120 = 300 mm²
Digunakan As = 399,5 mm²
Jarak (S) =
1
4 𝜋 𝑥 (Ø 𝑡𝑢𝑙)² 𝑥 𝑏
𝐴𝑠 =
1
4 𝜋 𝑥 (10)² 𝑥 1000
399,5 = 196,6 mm ≈ 200 mm
Digunakan Tulangan Utama arah y Ø 10 – 200.
c. Tulangan Tumpuan Arah x
Mtx = -459,9 Kgm = 4,599 kNm
𝜇𝑢
𝑏𝑑𝑥² =
4,599
1.0 𝑥 0.095² = 509,6 kN/m²
ρ min > ρ interpolasi < ρ maks, dipakai ρ = 0.0034
Asl = ρ x b x dx
= 0.0034 x 1.0 x 0.095 x 106
= 323 mm²
As min = 0.25 % x b x h = 0.0025 x 1000 x 120 = 300 mm²
Digunakan As = 323 mm²
Jarak (S) =
1
4 𝜋 𝑥 (Ø 𝑡𝑢𝑙)² 𝑥 𝑏
𝐴𝑠 =
1
4 𝜋 𝑥 (10)² 𝑥 1000
323 = 243,16 mm ≈ 200 mm
Digunakan Tulangan Utama arah x Ø10 – 200.
d. Tulangan Tumpuan Arah y
Mly = 370,57 Kgm = 3,706 kNm
91
𝜇𝑢
𝑏𝑑𝑦² =
3,706
1,0 𝑥 0,085² = 512,94 kN/m²
ρ min > ρ interpolasi < ρ maks, dipakai ρ = 0,0034
Asℓ = ρ x b x dy
= 0,0034 x 1.0 x 0,085 x 106
= 289 mm²
As min = 0.25 % x b x h = 0.0025 x 1000 x 120 = 300 mm²
Digunakan As = 289 mm²
Jarak (S) =
1
4 𝜋 𝑥 (Ø 𝑡𝑢𝑙)² 𝑥 𝑏
𝐴𝑠 =
1
4 𝜋 𝑥 (10)² 𝑥 1000
289 = 271,76 mm ≈ 200 mm
Digunakan Tulangan Utama arah y Ø10 – 200
Dari perhitungn diatas didapat hasil perhitungan berikut :
Tabel 4.3 Tulangan Pelat
A 12 cmTulangan
RangkapØ10 - 200 Ø10 - 200
Tipe
PelatPenulangan Arah yPenulangan Arah xJenisSatuanTebal
Sumber : Data Pribadi
Sumber : Data Pribadi (Program Autocad)
Gambar 4.39 Penulangan Pelat
92
4.3 PERHITUNGAN STRUKTUR PORTAL
4.3.1 Portal (Balok dan Kolom)
Sumber : Data Tugas Akhir (program SAP)
Gambar 4.40 Perspektif Rangka Portal Struktur Beton
4.3.2 Pedoman Perhitungan Balok dan Kolom
Dalam perencanaan Balok dan Kolom, pedoman yang dipakai:
1. Pedoman Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah dan Gedung
(PPPURG 1987)
2. SNI 03-1726-2012. Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk
Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung.
3. SNI 03-2847-2002. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk
Bangunan Gedung.
4. Kusuma, Gideon. 1993. Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang.
Penerbit Erlangga : Jakarta.
5. Sunggono. 1984. Teknik Sipil. Penerbit Nova : Bandung.
93
4.3.3 Data Teknis Portal
1. Material beton
Berat per unit volume = 2400 Kg/m3
f.c ( kolom ) = 29 (K-300) Mpa
Modulus elastisitas = 25310,27 Mpa
𝐄𝐜 = 𝟒𝟕𝟎𝟎√𝐟𝐜 → 𝟒𝟕𝟎𝟎√𝟐𝟗 = 𝟐𝟓𝟑𝟏𝟎, 𝟐𝟕 𝐌𝐩𝐚
(SNI -03 -2847 -2002, pasal 10.5(1), hal 54 )
f.c ( balok ) = 29 Mpa
Modulus elastisitas = 25310,27 Mpa
𝐄𝐜 = 𝟒𝟕𝟎𝟎√𝐟𝐜 → 𝟒𝟕𝟎𝟎√𝟐𝟗 = 𝟐𝟓𝟑𝟏𝟎, 𝟐𝟕 𝐌𝐩𝐚
(SNI -03 -2847 -2002, pasal 10.5(1), hal 54 )
2. Material tulangan
Besi ulir , Fy = 400 Mpa
Fu = 520 Mpa
Besi polos , Fy = 240 Mpa
Fu = 370 Mpa
Berat per unit volume = 7850 kg/m3
Modulus elastisitas = 200000 Mpa
4.3.4 Menentukan Dimensi
1. Pada perencanaan dimensi balok menggunakan acuan dengan asumsi awal,
1/10 dari jarak kolom.
BI1 = 40 x 80 cm RINGBALK = 25 x 35 cm
BI2 = 40 x 60 cm
BA = 20 x 50 cm
Pada perencanaan dimensi kolom dengan menyesuaikan beban yang
terjadi dengan asumsi awal.
K1 = 85 x 85 cm (lantai 1-3)
K2 = 65 x 65 cm (lantai 4-5)
4.3.5 Pembebanan Portal
Sesuai dengan Peraturan Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan
Gedung ( PPPURG 1987 ), ada empat pembebanan yang ditinjau dalam portal,
94
yaitu beban mati, beban hidup, beban angin dan beban gempa. Sesuai dengan
kegunaannya, diperoleh beban sebagai berikut :
4.3.5.1 Beban pada pelat lantai
1. Beban mati (WD)
Berat spasi lantai = 0,03 x 1800 = 54 Kg/m2 (PPURG
1987)
Penutup lantai = 24 Kg/m2 (PPURG 1987)
Berat plafond = 18 Kg/m2 (PPURG 1987)
Beban tambahan (ME) = 30 Kg/m2
Total pembebanan (WD) = 126 Kg/m2 ~ 130 Kg/m2
Sumber : Data Tugas Akhir (program SAP)
Gambar 4.41 Beban Mati Pelat
2. Beban hidup (WL)
Beban hidup ruang kantor = 250 Kg/m2 (PPURG 1987)
Beban hidup rung aula = 500 Kg/m2 (PPURG 1987)
Beban hidup tangga = 300 Kg/m2 (PPURG 1987)
Beban hidup atap = 100 Kg/m2
Sumber : Data Tugas Akhir (program SAP)
Gambar 4.42. Beban Hidup Pelat
95
4.3.5.2 Beban pada balok
Berat dinding ( batu bata merah) = 1 x 4 m x 250 Kg/m2 (PPURG
1987)
= 1000 kg.m
Berat kuda-kuda = 5976 kg / 4 penumpu kolom
= 1500 kg (data terlampir SAP
2000)
Sumber : Data Tugas Akhir (program SAP)
Gambar 4.43 Beban Kuda-kuda Ditransfer Ke Kolom
Sumber : Data Tugas Akhir (program SAP
Gambar 4.44 Beban Pada Balok
96
4.3.6 Analisis dan Desain Penulangan Balok
Analisis struktur balok dilakukan dengan software SAP2000, dari hasil
analisa tersebut diperoleh besarnya luasan tulangan yang dibutuhkan pada balok
sebagai berikut :
Tabel 4.4 Tabel Luas Tulangan Pokok Balok Arah X
Tumpuan Lapangan Tumpuan Tumpuan Lapangan Tumpuan
ATAS 1559 512 1670
BAWAH 1016 1588 1020
ATAS 1670 537 1549
BAWAH 1020 1527 1010
ATAS 1015 250 961
BAWAH 502 812 476
ATAS 951 236 957
BAWAH 471 865 474
ATAS 952 243 987
BAWAH 471 797 489
ATAS 1555 538 1673
BAWAH 1014 1531 1020
ATAS 166 536 1573
BAWAH 1020 1585 1020
0.904 0.957
0.973 0.872 0.938
0.939 0.842 0.944
LANTAI 2 - 3
Tipe
Balok
Letak
Tulanga
Luas Tulangan Pokok (mm²) Luas Tul. Sengkang (mm²/mm)
BI-1
0.979 0.914 1.021
1.011
1.017 0.91 0.978
0.927 0.849 0.95
0.96 0.907 1.014
Tumpuan Lapangan Tumpuan Tumpuan Lapangan Tumpuan
ATAS 1863 587 1753
BAWAH 896 1708 846
ATAS 1816 559 1767
BAWAH 875 1688 852
ATAS 969 342 1057
BAWAH 634 902 690
ATAS 972 317 980
BAWAH 636 898 641
ATAS 1065 311 961
BAWAH 695 911 629
ATAS 1771 560 1814
BAWAH 854 1686 874
ATAS 1742 592 1878
BAWAH 840 1707 903
LANTAI 4 - 5
Tipe
Balok
Letak
Tulanga
Luas Tulangan Pokok (mm²) Luas Tul. Sengkang (mm²/mm)
BI-2
1.854 1.74 1.957
2.119 1.936 2.085
1.469 1.339 2.208
2.083 1.934 2.117
1.954 1.771 1.854
1.584 1.456 1.587
2.217 1.342 1.472
97
Tumpuan Lapangan Tumpuan Tumpuan Lapangan Tumpuan
ATAS 303 168 168
BAWAH 195 349 525
ATAS 189 303 593
BAWAH 530 303 303
ATAS 592 303 189
BAWAH 303 303 496
ATAS 158 212 429
BAWAH 491 303 280
ATAS 335 155 109
BAWAH 220 109 303
ATAS 110 157 339
BAWAH 303 110 222
ATAS 329 132 107
BAWAH 216 134 303
ATAS 110 139 338
BAWAH 303 130 222
ATAS 360 165 117
BAWAH 236 117 303
ATAS 114 158 350
BAWAH 303 114 229
ATAS 431 215 158
BAWAH 282 303 490
ATAS 188 303 590
BAWAH 495 303 303
ATAS 590 303 188
BAWAH 303 303 530
ATAS 168 168 303
BAWAH 525 348 197
1.444 1.475
1.459 1.428 1.35
1.238 1.316 1.348
LANTAI 2 - 5
Tipe
Balok
Letak
Tulanga
Luas Tulangan Pokok (mm²) Luas Tul. Sengkang (mm²/mm)
BA
1.172 1.141 1.063
1.366
1.016 0.98 0.927
0.935 0.988 1.024
1.11 1.075 1.023
0.886 0.94 0.976
1.142 1.173
1.31 1.279 1.201
1.346 1.424 1.455
0.982 0.946 0.892
0.969 1.018 1.054
1.476 1.445 1.367
1.064
Tumpuan Lapangan Tumpuan Tumpuan Lapangan Tumpuan
ATAS 168 42 129
BAWAH 83 49 64
ATAS 126 31 127
BAWAH 63 62 63
ATAS 130 41 166
BAWAH 65 49 83
0 0
0 0 0
BAGIAN ATAP
Tipe
Balok
Letak
Tulanga
Luas Tulangan Pokok (mm²) Luas Tul. Sengkang (mm²/mm)
RING
BALK
0 0 0
0
Sumber : Data Tugas Akhir (program SAP)
98
Tabel 4.5 Tabel Luas Tulangan Pokok Balok Arah Y
TumpuanLapanganTumpuanTumpuanLapanganTumpuan
ATAS 1544 544 1694
BAWAH 1007 1584 1020
ATAS 1652 532 1574
BAWAH 1020 1521 1020
ATAS 1020 252 1020
BAWAH 549 910 506
ATAS 654 235 962
BAWAH 472 859 476
ATAS 983 237 963
BAWAH 486 872 476
ATAS 1020 286 1020
BAWAH 555 1020 573
LANTAI 2 - 3
Tipe
Balok
Letak
Tulanga
Luas Tulangan Pokok (mm²)Luas Tul. Sengkang (mm²/mm)
BI-1
1.029
1.002
0.844 0.946
0.964 0.862
0.991
0.94
0.896 0.968
1.006 0.907
0.92
0.949
1.091 0.886
0.8710.978
TumpuanLapanganTumpuanTumpuanLapanganTumpuan
ATAS 1814 573 1784
BAWAH 874 1714 860
ATAS 1767 559 1768
BAWAH 852 1646 853
ATAS 961 325 1005
BAWAH 629 885 657
ATAS 976 318 983
BAWAH 639 903 643
ATAS 1028 320 988
BAWAH 672 932 646
ATAS 1132 365 1268
BAWAH 738 1052 745
Lantai 4 - Lantai 5
Tipe
Balok
Letak
Tulanga
Luas Tulangan Pokok (mm²)Luas Tul. Sengkang (mm²/mm)
1.874
1.944
1.519 1.877
1.874 1.516
1.991 2.492
1.967
2.577
1.453 1.81
1.482 1.84
1.821
BI-2
2.434 1.933 2.611
99
TumpuanLapanganTumpuanTumpuanLapanganTumpuan
ATAS 429 208 208
BAWAH 280 408 653
ATAS 235 342 746
BAWAH 658 335 359
ATAS 734 335 232
BAWAH 354 335 653
ATAS 207 303 623
BAWAH 652 360 303
ATAS 474 237 153
BAWAH 303 153 320
ATAS 122 155 376
BAWAH 320 148 246
ATAS 397 152 129
BAWAH 260 280 369
ATAS 133 164 410
BAWAH 368 174 268
ATAS 417 173 135
BAWAH 273 164 360
ATAS 117 127 361
BAWAH 357 186 237
ATAS 344 136 113
BAWAH 225 164 346
ATAS 113 113 281
BAWAH 348 223 139
Lantai 2 - Lantai 5
Tipe
Balok
Letak
Tulanga
Luas Tulangan Pokok (mm²)Luas Tul. Sengkang (mm²/mm)
1.097 1.175 1.206
0.905 0.869 0.822
BA
1.082 1.05 0.972
1.355 1.433 1.464
1.418 1.387 1.309
0.81 0.864 0.899
0.905 0.869 0.816
0.775 0.829 0.865
0.893 0.857 0.804
0.732 0.78 0.815
0.781 0.77 0.752
0.604 0.621 0.633
TumpuanLapanganTumpuanTumpuanLapanganTumpuan
ATAS 175 43 106
BAWAH 87 63 53
ATAS 227 56 227
BAWAH 112 112 112
ATAS 222 59 241
BAWAH 110 111 119
ATAS 104 42 169
BAWAH 52 67 84
ATAS 17 17 69
BAWAH 24 26 34
ATAS 67 17 17
BAWAH 23 28 25
ATAS 152 38 109
BAWAH 76 62 54
ATAS 120 37 151
BAWAH 59 60 75
BAGIAN ATAP
Tipe
Balok
Letak
Tulanga
Luas Tulangan Pokok (mm²)Luas Tul. Sengkang (mm²/mm)
RING BALK
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
Sumber : Data Tugas Akhir (program SAP)
100
Contoh Perhitungan Mencari Jumlah Tulangan Balok dan Sengkang
Balok, sebagai berikut :
Dari hasil luas tulangan yang dibutuhkan, dapat ditentukan jumlah
tulangan balok yang akan dipasang. Contoh perhitungan jumlah tulangan untuk
balok BI-1 (400x800) adalah sebagai berikut :
a. Perhitungan Tulangan Pokok
As𝓁 atas = 512 mm²
As𝓁 bawah = 1588 mm²
Ast atas = 1559 mm²
Ast bawah = 1016 mm²
Ø Tulangan Pokok = D22 (As = 380.133 mm²)
Jumlah tulangan pokok lapangan atas = 𝐴𝑠𝓁 atas
𝐴𝑠 Ø𝑝 =
512
380.133 = 1,35 ≈ 2
Jumlah tulangan pokok lapangan bawah = 𝐴𝑠𝓁 bawah
𝐴𝑠 Ø𝑝 =
1588
380.133 = 4,18 ≈ 5
Jumlah tulangan pokok tumpuan atas = 𝐴𝑠t atas
𝐴𝑠 Ø𝑝 =
1559
380.133 = 4,1 ≈ 5
Jumlah tulangan pokok tumpuan bawah = 𝐴𝑠t bawah
𝐴𝑠 Ø𝑝 =
1016
380.133 = 3,67 ≈ 4
b. Perhitungan Tulangan Sengkang
Av tumpuan = 1,021 mm²/mm
Av lapangan = 0,914 mm²/mm
Ø Tulangan Sengkang = Ø12 (As = 113,1 mm²)
ns tumpuan = 𝐴𝑣 tumpuan x 1000
𝐴𝑠 Ø𝑠 =
1,021 𝑥 1000
113,1 = 9 buah/mm.
ns lapangan = 𝐴𝑣 lapangan x 1000
𝐴𝑠 Ø𝑠 =
0,914 𝑥 1000
113,1 = 8 buah/mm.
Jarak Sengkang Tumpuan (S) = 1000
𝑛𝑠 𝑡𝑢𝑚𝑝𝑢𝑎𝑛 =
1000
9 = 111,1 mm. ≈ 100 mm.
Jarak Sengkang Lapangan (S) = 1000
𝑛𝑠 𝑙𝑎𝑝𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 =
1000
8 = 125 mm.
Untuk sengkang dengan luas tulangan 0.000, maka dipasang sengkang
praktis yaitu Ø10-100 pada tumpuan dan Ø10-150 pada lapangan.
c. Cek Terhadap Puntir (Torsi)
Dari hasil analisa struktur menggunakan SAP 2000 Version 14.2.2
diperoleh,
101
Tu = -702299,16 Nmm
Tc = √𝑓′𝑐
15 x b² x h =
√29
15 x 400² x 800 = 45953406,35 Nmm
ϕ Tc = 0.75 x 45953406,35 = 34465054,77 Nmm
Tu = -702299,16 Nmm < ϕ Tc = 34465054,77 Nmm → tidak perlu
tulangan torsi.
Pada balok dengan tinggi penampang 500 < h < 700 digunakan tulangan
pinggang 2 Ø10 sedangkan balok dengan tinggi penampang 700 ≤ h < 900
digunakan tulangan pinggang 4 Ø10.
Sumber : Data Pribadi (Program Autocad)
Gambar 4.45 Detail Balok BI-1
102
Hasil perhitungan untuk ukuran balok yang lain dapat dilihat pada tabel
berikut :
Tabel 4.6 Tabel Penulangan Balok Arah X
TumpuanLapanganTumpuanTumpuanLapanganTumpuan
ATAS 5.0 2.0 5.0
BAWAH 3.0 5.0 3.0
ATAS 5.0 2.0 5.0
BAWAH 3.0 4.0 3.0
ATAS 3.0 2.0 3.0
BAWAH 2.0 3.0 2.0
ATAS 3.0 2.0 3.0
BAWAH 2.0 3.0 2.0
ATAS 3.0 2.0 3.0
BAWAH 2.0 3.0 2.0
ATAS 5.0 2.0 5.0
BAWAH 3.0 4.0 3.0
ATAS 5.0 2.0 5.0
BAWAH 3.0 5.0 3.0
125.1 118.2
116.2 129.7 120.6
120.4 134.3 119.8
LANTAI 2 - 3
Tipe
Balok
Letak
Tulanga
Jumlah Tulangan (D22) Jarak Sengkang (Ø12)
BI-1
115.5 123.7 110.8
111.9
111.2 124.3 115.6
122.0 133.2 119.0
117.8 124.7 111.5
TumpuanLapanganTumpuanTumpuanLapanganTumpuan
ATAS 5.0 2.0 5.0
BAWAH 3.0 5.0 3.0
ATAS 5.0 2.0 5.0
BAWAH 3.0 5.0 3.0
ATAS 3.0 2.0 3.0
BAWAH 2.0 3.0 2.0
ATAS 3.0 2.0 3.0
BAWAH 2.0 3.0 2.0
ATAS 3.0 2.0 3.0
BAWAH 2.0 3.0 2.0
ATAS 5.0 2.0 5.0
BAWAH 3.0 5.0 3.0
ATAS 5.0 2.0 5.0
BAWAH 3.0 5.0 3.0
LANTAI 4 - 5
Tipe
Balok
Letak
Tulanga
Jumlah Tulangan (D22) Jarak Sengkang (Ø12)
BI-2
61.0 65.0 57.8
53.4 58.4 54.2
77.0 84.5 51.2
54.3 58.5 53.4
57.9 63.9 61.0
71.4 77.7 71.3
51.0 84.3 76.8
103
TumpuanLapanganTumpuanTumpuanLapanganTumpuan
ATAS 2.0 2.0 2.0
BAWAH 2.0 2.0 2.0
ATAS 2.0 2.0 2.0
BAWAH 2.0 2.0 2.0
ATAS 2.0 2.0 2.0
BAWAH 2.0 2.0 2.0
ATAS 2.0 2.0 2.0
BAWAH 2.0 2.0 2.0
ATAS 2.0 2.0 2.0
BAWAH 2.0 2.0 2.0
ATAS 2.0 2.0 2.0
BAWAH 2.0 2.0 2.0
ATAS 2.0 2.0 2.0
BAWAH 2.0 2.0 2.0
ATAS 2.0 2.0 2.0
BAWAH 2.0 2.0 2.0
ATAS 2.0 2.0 2.0
BAWAH 2.0 2.0 2.0
ATAS 2.0 2.0 2.0
BAWAH 2.0 2.0 2.0
ATAS 2.0 2.0 2.0
BAWAH 2.0 2.0 2.0
ATAS 2.0 2.0 2.0
BAWAH 2.0 2.0 2.0
ATAS 2.0 2.0 2.0
BAWAH 2.0 2.0 2.0
ATAS 2.0 2.0 2.0
BAWAH 2.0 2.0 2.0
LANTAI 2 - 5
Tipe
Balok
Letak
Tulanga
Jumlah Tulangan (D19) Jarak Sengkang (Ø12)
BA
96.5 99.1 106.4
82.79454
101.8895 105.2068 110.5546
127.6494 120.3163 115.8784
78.32225 76.67616
77.51702 79.19981 83.7758
91.35488 85.94022 83.9001
115.1704 119.5532 126.7907
116.7155 111.0976 107.303
111.3163 115.4054 122.0036
120.9597 114.471 110.4466
76.62421 78.26805 82.73397
106.2945 99.03444 96.41717
86.33384 88.42638 94.16931
84.02477 79.42229 77.73013
TumpuanLapanganTumpuanTumpuanLapanganTumpuan
ATAS 2.0 2.0 2.0
BAWAH 2.0 2.0 2.0
ATAS 2.0 2.0 2.0
BAWAH 2.0 2.0 2.0
ATAS 2.0 2.0 2.0
BAWAH 2.0 2.0 2.0
150 100
100 150 100
BAGIAN ATAP
Tipe
Balok
Letak
Tulanga
Jumlah Tulangan (D22) Jarak Sengkang (Ø10)
RING
BALK
100 150 100
100
Sumber : Data Tugas Akhir (program SAP)
104
Tabel 4.7 Tabel Penulangan Balok Arah Y
TumpuanLapanganTumpuanTumpuanLapanganTumpuan
ATAS 5.0 2.0 5.0
BAWAH 3.0 5.0 3.0
ATAS 5.0 2.0 5.0
BAWAH 3.0 4.0 3.0
ATAS 3.0 2.0 3.0
BAWAH 2.0 3.0 2.0
ATAS 3.0 2.0 3.0
BAWAH 2.0 2.0 2.0
ATAS 3.0 2.0 3.0
BAWAH 2.0 3.0 2.0
ATAS 3.0 2.0 3.0
BAWAH 2.0 3.0 2.0
129.8 109.9
112.9 126.2 116.8
112.4 124.7 114.1
LANTAI 2 - 3
Tipe
Balok
Letak
Tulanga
Jumlah Tulangan (D22) Jarak Sengkang (Ø12)
BI-1
115.6
103.7 127.6 122.9
120.3 134.0 119.6
117.3 131.2 119.2
TumpuanLapanganTumpuanTumpuanLapanganTumpuan
ATAS 5.0 2.0 5.0
BAWAH 3.0 5.0 3.0
ATAS 5.0 2.0 5.0
BAWAH 3.0 5.0 3.0
ATAS 3.0 2.0 3.0
BAWAH 2.0 3.0 2.0
ATAS 3.0 2.0 3.0
BAWAH 2.0 3.0 2.0
ATAS 3.0 2.0 3.0
BAWAH 2.0 3.0 2.0
ATAS 4.0 2.0 4.0
BAWAH 2.0 3.0 2.0
Lantai 4 - Lantai 5
Tipe
Balok
Letak
Tulanga
Jumlah Tulangan (D22) Jarak Sengkang (Ø12)
62.1 77.8 62.5
60.4 74.6 60.4
58.2 76.3 61.5
BI-2
46.5 58.5 43.3
43.9 56.8 45.4
57.5 74.5 60.3
105
TumpuanLapanganTumpuanTumpuanLapanganTumpuan
ATAS 2.0 2.0 2.0
BAWAH 2.0 2.0 2.0
ATAS 2.0 2.0 2.0
BAWAH 2.0 2.0 2.0
ATAS 2.0 2.0 2.0
BAWAH 2.0 2.0 2.0
ATAS 2.0 2.0 2.0
BAWAH 2.0 2.0 2.0
ATAS 2.0 2.0 2.0
BAWAH 2.0 2.0 2.0
ATAS 2.0 2.0 2.0
BAWAH 2.0 2.0 2.0
ATAS 2.0 2.0 2.0
BAWAH 2.0 2.0 2.0
ATAS 2.0 2.0 2.0
BAWAH 2.0 2.0 2.0
ATAS 2.0 2.0 2.0
BAWAH 2.0 2.0 2.0
ATAS 2.0 2.0 2.0
BAWAH 2.0 2.0 2.0
ATAS 2.0 2.0 2.0
BAWAH 2.0 2.0 2.0
ATAS 2.0 2.0 2.0
BAWAH 2.0 2.0 2.0
Lantai 2 - Lantai 5
Tipe
Balok
Letak
Tulanga
Jumlah Tulangan (D19) Jarak Sengkang (Ø12)
103.1 96.3 93.8
125.0 130.1 137.6
BA
104.5 107.7 116.4
83.5 78.9 77.3
79.8 81.5 86.4
139.6 130.9 125.8
125.0 130.1 138.6
145.9 136.4 130.7
126.6 132.0 140.7
187.2 182.1 178.7
154.5 145.0 138.8
144.8 146.9 150.4
TumpuanLapanganTumpuanTumpuanLapanganTumpuan
ATAS 2.0 2.0 2.0
BAWAH 2.0 2.0 2.0
ATAS 2.0 2.0 2.0
BAWAH 2.0 2.0 2.0
ATAS 2.0 2.0 2.0
BAWAH 2.0 2.0 2.0
ATAS 2.0 2.0 2.0
BAWAH 2.0 2.0 2.0
ATAS 2.0 2.0 2.0
BAWAH 2.0 2.0 2.0
ATAS 2.0 2.0 2.0
BAWAH 2.0 2.0 2.0
ATAS 2.0 2.0 2.0
BAWAH 2.0 2.0 2.0
ATAS 2.0 2.0 2.0
BAWAH 2.0 2.0 2.0
BAGIAN ATAP
Tipe
Balok
Letak
Tulanga
Jumlah Tulangan (D22) Jarak Sengkang (Ø10)
100 150 100
100 150 100
RING
BALK
100 150 100
100 150 100
100 150 100
100 150 100
100 150 100
100 150 100
Sumber : Data Tugas Akhir (program SAP)
106
6000
1/4 L = 15001/2 L = 30001/4 L = 1500
Ø12-100 Ø12-125 Ø12-100
0.80
5 D22
3 D22
2 D22
5 D22
5 D22
3 D224 Ø10
Dari data penulangan diatas dapat diambil hasil penulangan sebagai berikut :
Tabel 4.8 Hasil Penulangan Akhir.
TumpuanLapanganTumpuanTumpuanLapanganTumpuan
ATAS 5,0 2,0 5,0
BAWAH 3,0 5,0 3,0
ATAS 5,0 2,0 5,0
BAWAH 3,0 5,0 3,0
ATAS 2,0 2,0 2,0
BAWAH 2,0 2,0 2,0
TumpuanLapanganTumpuanTumpuanLapanganTumpuan
ATAS 2,0 2,0 2,0
BAWAH 2,0 2,0 2,0
BI-2 50,0 75,0 50,0
Tipe
Balok
Letak
Tulanga
Jumlah Tulangan (D22) Jarak Sengkang (Ø12)
BI-1 100,0 125,0 100,0
RING
BALK100 150 100
BA 75,0 100,0 75,0
Tipe
Balok
Letak
Tulanga
Jumlah Tulangan (D22) Jarak Sengkang (Ø10)
Sumber : Data Tugas Akhir (program SAP)
Sumber : Data Pribadi (Program Autocad)
Gambar 4.46 Penulangan Balok BI-1
Sumber : Data Pribadi (Program Autocad)
Gambar 4.47 Potongan Memanjang Balok BI-1
107
6000
1/4 L = 15001/2 L = 30001/4 L = 1500
5 D22
3 D22
2 D22
5 D22
5 D22
3 D224 Ø10
0.60
Ø12-50 Ø12-50Ø12-75
Sumber : Data Pribadi (Program Autocad)
Gambar 4.48 Penulangan Balok BI-2
Sumber : Data Pribadi (Program Autocad)
Gambar 4.49 Potongan Memanjang Balok BI-2
Sumber : Data Pribadi (Program Autocad)
Gambar 4.50 Penulangan Balok BA
108
Sumber : Data Pribadi (Program Autocad)
Gambar 4.50 Penulangan Ring Balk
109
4.4 PERHITUNGAN STRUKTUR KOLOM
4.4.1 Perhitungan Penulangan Kolom
Analisa dan desain tulangan kolom dihitung dengan bantuan software
SAP2000. Hasil dari analisa berupa luasan tulangan pada kolom dan digunakan
untuk menentukan jumlah tulangan lentur dan tulangan geser atau sengkang pada
kolom.
4.4.2 Penentuan Dimensi Kolom
Dimensi kolom pada gedung ini direncanakan berbentuk persegi dengan
besar bervariasi seperti dapat dilihat dari Tabel 4.6.
Tabel 4.9 Lokasi dan Dimensi Kolom
No Lokasi Elevasi (m) Dimensi Kolom (mm)
1 Lantai 1 - Lantai 3 4 850 x 850
2 Lantai 4 - Lantai 5 4 650 x 650
Sumber : Data Pribadi
4.4.3 Karakteristik Material Beton
f’c = 29 MPa (K-350)
fy Tulangan Utama = 400 MPa
fy Tulangan Sengkang = 400 MPa
4.4.4 Analisis dan Desain Penulangan Kolom
Analisa struktur kolom dilakukan dengan software SAP2000, dari hasil
analisa diperoleh besarnya luasan tulangan yang dibutuhkan pada kolom adalah
sebagai berikut :
Tabel 4.10 Tabel Luas Tulangan yang Dibutuhkan Kolom
Tulangan
Pokok
Sengkang
1-1
Sengkang
2-2
mm² mm²/mm mm²/mm
lantai 1- K850 x 850 7225 1,221 1,221
lantai 2- K850 x 850 7225 1,284 1,221
lantai 3- K850 x 850 7225 1,221 1,312
lantai 4- K650 x 650 4225 1,795 2,051
lantai 5- K650 x 650 4225 1,534 1,843
Tipe Kolom
110
Sumber : Data Pribadi
Dari hasil luas tulangan kolom yang dibutuhkan, dapat ditentukan jumlah
tulangan kolom yang akan dipasang. Contoh perhitungan jumlah tulangan untuk
kolom K 500x700 adalah sebagai berikut :
a. Cek Stabilitas Struktur
Perhitungan kolom lantai 2 - K85x85
Pu = 1047221,502 N
Δo = 0,52108
Vu = 180914,908 N
Lc = 4000 mm
Q = 𝛴𝑃𝑢 𝑥 𝛥𝑜
𝑉𝑢 𝑥 𝐿𝑐 =
1047221,502 𝑥 0.52108
180914,908𝑥 4000 = 0,000754
Keterangan :
Δo = waktu getar empiris
Vu = gaya geser ultimate
Pu = gaya ultimate
Lc = bentang kolom
Karena Q = 0.000754 < 0.05 maka struktur termasuk rangka portal tak
bergoyang.
b. Cek Tekuk Pada Kolom
Karena struktur termasuk rangka portal tak bergoyang, maka k = 1.0
(peraturan SNI 1726-2012 tentang beton), untuk radius girasi r = 0.3 x h = 0.3 x
850 = 255, dihitung :
𝑘 𝑥 ℓ𝑢
𝑟=
1.0 𝑥 4000
255= 15,69
Berdasarkan SNI 03-2847-2002 pasal 12.13.2, pengaruh kelangsingan
kolom dapat diabaikan apabila memenuhi 𝑘 𝑥 ℓ𝑢
𝑟 < 34 – 12.
𝑘 𝑥 ℓ𝑢
𝑟 =
1.0 𝑥 4000
255 = 15,69 < 22 → pengaruh kelangsingan kolom
diabaikan
111
Perhitungan kolom mengabaikan hitungan orde dua karena kelangsingan
kolom diabaikan.
4.4.5 Perhitungan Tulangan Kolom
As = 7225 mm²
Av 1 = 1,284 mm²/mm
Av 2 = 1,221 mm²/mm
Ø Tulangan Pokok = D22 (As = 380,132 mm²)
Ø Tulangan Sengkang = Ø 12 (As = 113,1 mm²)
Jumlah tulangan pokok = 𝐴𝑠
𝐴𝑠 Ø𝑝=
7225
380,132 = 19,006 ≈ 20
ns = (𝐴𝑣1+Av2) x 1000
𝐴𝑠 Ø𝑠 =
(1,284+1,221) 𝑥 1000
113,1 = 22,1 buah/mm.
Jarak Sengkang (S) = 1000
𝑛𝑠 =
1000
22,1 = 45,15 mm ≈ 50 mm.
Jadi kolom K 850x850 tulangan pokok yang dipasang 20 D22 (As
terpasang = 7602,65 mm²) dan sengkang Ø 12-100 (As terpasang = 5654,87
mm²).
Hasil perhitungan untuk ukuran kolom yang lain dapat dilihat pada tabel
berikut :
Tabel 4.11 Tabel Penulangan Kolom
Tul. PokokJarak
Sengkang
D22(jumlah) Ø12 (mm)
lantai 1- K850 x 850 20 50
lantai 2- K850 x 850 20 50
lantai 3- K850 x 850 20 50
lantai 4- K650 x 650 12 50
lantai 5- K650 x 650 12 50
Tipe Kolom
Sumber : Data Pribadi
112
650
650
K 650x650 650 650
Type
Dimensi
b hTulangan Tumpuan
1
Potongan
Tulangan Atas
Tulangan Tengah
Tulangan Tengah
Tulangan Bawah
4 D 22
2 D 22
2 D 22
4 D 22
Tulangan Lapangan
2
Tulangan Sengkang Ø12 - 50 Ø12 - 50
650
650
4 D 22
2 D 22
2 D 22
4 D 22
K 850x850 850 850
Type
Dimensi
b hTulangan Tumpuan
1
Potongan
Tulangan Atas
Tulangan Tengah
Tulangan Tengah
Tulangan Bawah
6 D 22
4 D 22
4 D 22
6 D 22
Tulangan Lapangan
2
Tulangan Sengkang Ø12 - 50
6 D 22
4 D 22
4 D 22
6 D 22
Ø12 - 50
850
850
850
850
Sumber : Data Pribadi Autocad
Gambar 4.52 Detail Kolom K 850x850
Sumber : Data Pribadi Autocad
Gambar 4.53 Detail Kolom K 650x650
113
13579
246810
BORDES
1917151311
18161412 20
Naik
4000
3000
4.5 PERHITUNGAN STRUKTUR TANGGA
4.5.1 Perhitungan Tangga
Tangga adalah bagian dari struktur yang berfungsi untuk menghubungkan
struktur bawah dengan struktur atas sehingga mempermudah orang untuk dapat
mengakses atau mobilisasi orang keatas dan kebawah struktur lantai.
4.5.2 Perencanaan Dimensi Tangga
Sumber : data pribadi (program Autocad)
Gambar 4.54 Denah Tangga
Syarat kenyamanan:
Syarat kenyamanan yang digunakan menggunakan aturan acuan dimensi dan
sudut anak tangga. Untuk menghasilakan struktur tangga yang nyaman dilalui,
maka dimensi tangga yang digunakan pada konstruksi memakai perkiraan acuan
angka dibawah ini :
O = Optrede (langkah tegak ) = 15 cm – 20 cm
A = Antrede (langkah datar ) = 20 cm – 35 cm
Digunakan : o = 16 cm
a = 30 cm
2 x o + a = 61-65 ( ideal)
2 x 16 + 30 = 62 “OK”
114
Pengecekan kemiringan :
Tg α = 16
30 = 0,533
α = 28,072 º
Syarat kemiringan 25º<28,072 º <45º..... “OK”
Sumber : data pribadi (program Autocad)
Gambar 4.55 Dimensi Tangga
ℎ′ = ℎ +𝑜
2 . 𝑐𝑜𝑠 ∝ = 15 +
16
2 . cos 28. 0725 = 22,059 𝑐𝑚 = 0,22059 𝑚
Maka ekivalen tebal anak tangga = 0,22059 − 0,15 = 0,0759 𝑚
Ditetapkan : Tinggi antar lantai = 400 cm
Lebar tangga (l) = 150cm
Lebar bordes = 150 cm
Panjang bordes = 300 cm
Tebal pelat tangga (ht) = 15 cm
Tebal pelat bordes = 15 cm
Mutubeton (fc) = 25 Mpa
Mutubaja (fy) = 240 Mpa
Optrade(o) = 16 cm
Antrede(a) = 30 cm
Kemiringan (α) = 28.072 º
Beratjenisbeton = 2400 kg/m3
115
4.5.3 Perhitungan Pembebanan Tangga
1. Pelat tangga( h = 0,15 m )
a. Beban Mati ( WD )
Berat anak tangga = 0,0759 x 2400 = 182,160 kg/m2
Penutup lantai = 1 x 24 = 24 kg/m2
Spesi (t = 2 cm) =2 x 21 = 42 kg/m2
Handrill = taksiran = 15 kg/m2
263,160 kg/m2
b. Beban Hidup ( WL )
WL= 300 kg/m2
2. Pelat Bordes ( h = 0,15 m)
a. Beban Mati ( WD )
Penutup Lantai = 1 x 24 = 24 kg/m2
Spesi (t = 2 cm) = 2 x 21 = 42 kg/m2
66 kg/m2
b. Beban Hidup ( WL )
WL= 300 kg/m2
4.5.4 Analisa Perhitungan Struktur Tangga
Perhitungan analisa struktur dilakukan menggunakan bantuan
progam SAP 2000. Beban yang dimasukkan sebagai beban merata
(Uniform Shell) dalam progam SAP2000, sedangkan tebal pelat akan
dihitung otomatis oleh progam dengan memasuk kanangka 1 untuk self
weightmultipler pada saat pembebanan (load case). Kombinasi
pembebanan yang digunakan adalah :
Keterangan :
DL : dead load (beban mati)
LL : live load (beban hidup)
1,2 DL + 1,6 LL
116
Sumber : data pribadi (program SAP)
Gambar 4.56 Pemodelan Analisa Struktur Tangga
Sumber : data pribadi (program SAP)
Gambar 4.57 Diagram Momen Pelat Hasil Analisa
Berdasarkan hasil dari analisa progam SAP2000 didapat :
Tabel 4.12 Momen Pelat Tangga Dan Bordes
Sumber : data pribadi (program SAP)
117
Pada analisa balok bordes didapat nilai tertinggi dengan hasil sebagai berikut :
Mu tumpuan = -3,8140KNm
Mu lapangan = 0,5687KNm
Vu max = -26,016KNm
Vu min = -8,580KNm
T max = 1,5769KNm
T min = 0,2939KNm
4.5.5 Perhitungan Tulangan Struktur Tangga
1. Perhitungan Tulangan Pelat Tangga
Sumber : data pribadi (program Autocad)
Gambar 4.58 Gambar Tinggi Efektif Pada Pelat
Tebal pelat : h = 150 mm
Tebal penutup beton : 𝑝 = 20 mm
Diperkirakan diameter tulangan utama : ∅ = 10 mm
a. Perhitungan Tulangan Tumpuan x (tx) :
Mtx= 11,171kN.m
Tinggi efektif arah sumbu x (dx) = h – 𝑝 –½.∅
= 150 – 20 – ½ . 10
= 125mm = 0,125 m
𝑀𝑡𝑥
𝑏𝑥.𝑑𝑥2 = 11,171
1 . 0,125 2 = 714,944kN/m2
(Menurut tabel 5.1.c Buku Gedeon Jilid 4)
𝑀𝑢
𝑏𝑑2 = 700 → 𝜌 = 0,0037
𝑀𝑢
𝑏𝑑2 = 800→ 𝜌 = 0,0043
𝜌𝑖𝑛𝑡 = 0,0037 +714,944 − 700
800 − 700× (0,0043 − 0,0037)
= 0,0038
118
(Menurut tabel 7 & 8 Buku Gedeon Jilid 1)
𝜌min = 0,0058
𝜌max = 0,0404
Jadidi pakai 𝜌min = 0,0058
Astpx = 𝜌.b.dx
= 0,0058.1000. 125 =725 mm2
( Dipilih tulangan tumpuan ∅10 - 100 = 785 mm2 > 725mm2 )
b. Perhitungan Tulangan Tumpuan y (ty) :
Mty = 3,2692kN.m
Tinggi efektif arah sumbu y (dy) = h – 𝑝 – ∅ – ½.∅
= 150 – 20 –10 – ½ . 10
= 115 mm
𝑀𝑡𝑦
𝑏𝑦.𝑑𝑦2 = 3,2692
1 . 0,1152 = 247,1985kN/m2
(Menurut tabel 5.1.c Buku Gedeon Jilid 4)
𝑀𝑢
𝑏𝑑2 = 200 → 𝜌 = 0,0010
𝑀𝑢
𝑏𝑑2 = 300 → 𝜌 = 0,0016
𝜌𝑖𝑛𝑡 = 0,0010 +247,1985 − 200
300 − 200× (0,0016 − 0,0010)
= 0,0013
𝜌min = 0,0058
𝜌max = 0,0404
Jadi dipakai 𝜌min = 0,0058
Atpy = 𝜌.b.d
= 0,0058.1000. 115 = 667 mm2
( Dipilih tulangan tumpuan ∅10 –100 = 785 mm2 > 667 mm2 )
c. Perhitungan Tulangan Lapangan Mlx:
Mlx = 16,7901kN.m
Tinggi efektif arah sumbu x (dx) = h – 𝑝 – ½.∅
= 150 – 20 – ½ . 10
119
= 125 mm = 0,125 m
𝑀𝑙𝑥
𝑏𝑥.𝑑𝑥2 =
16,7901
1 . 0,1252 = 1074,566kN/m2
(Menurut tabel 5.1.c Buku Gedeon Jilid 4)
𝑀𝑢
𝑏𝑑2 = 1000→ 𝜌 = 0,0054
𝑀𝑢
𝑏𝑑2 = 1100→ 𝜌 = 0,0059
𝜌𝑖𝑛𝑡 = 0,0054 +1074,566 −1000
1100−1000× (0,0059 − 0,0054)
= 0,0058
(Menurut table 7 & 8 Buku Gedeon Jilid 1)
𝜌min = 0,0058
𝜌max = 0,0404
Jadi dipakai 𝜌min = 0,0058
Alapx = 𝜌.b.d
= 0,0058.1000. 125 = 475 mm2
( Dipilih tulangan lapangan ∅10 - 100 = 785mm2 > 725mm2 )
d. Perhitungan Tulangan Lapangan Mly:
Mly = 11,4482kN.m
Tinggi efektif arah sumbu y (dy) = h – 𝑝– ∅ – ½.∅
= 150 – 20 – 10 – ½ . 10
= 115 mm = 0,115 m
𝑀𝑙𝑦
𝑏𝑦.𝑑𝑦2 = 11,4482
1 . 0,1152 = 865,6484kN/m2
(Menurut tabel 5.1.c Buku Gedeon Jilid 4)
𝑀𝑢
𝑏𝑑2 = 800→ 𝜌 = 0,0043
𝑀𝑢
𝑏𝑑2 = 900 → 𝜌 = 0,0048
𝜌𝑖𝑛𝑡 = 0,0043 +865,6484 − 800
900 − 800× (0,0048 − 0,0043)
= 0,0046
(Menurut tabel 7 & 8 Buku Gedeon Jilid 1)
𝜌min = 0,0058
𝜌max = 0,0404
120
Jadi dipakai 𝜌min = 0,0058
Alapy = 𝜌.b.d
= 0,0058.1000. 115 = 667 mm2
( Dipilih tulangan lapangan ∅10 - 100 = 785mm2 > 667mm2 )
2. Perhitungan Tulangan Pelat Bordes
Tebal pelat : h = 150 mm
Tebal penutup beton : 𝑝 = 20 mm
Diperkirakan diameter tulangan utama : ∅ = 10 mm
a. Perhitungan Tulangan Tumpuan x (tx) :
Mtx= 8,9491 kN.m
Tinggi efektif arah sumbu x (dx) = h – 𝑝 –½.∅
= 150 – 20 – ½ . 10
= 125 mm = 0,125 m
𝑀𝑡𝑥
𝑏𝑥.𝑑𝑥2 = 8,9491
1 . 0,125 2 = 572,7424 kN/m2
(Menurut tabel 5.1.c Buku Gedeon Jilid 4)
𝑀𝑢
𝑏𝑑2 = 500 → 𝜌 = 0,0026
𝑀𝑢
𝑏𝑑2 = 600 → 𝜌 = 0,0032
𝜌𝑖𝑛𝑡 = 0,0026 +572,7424 − 500
600 − 500× (0,0032 − 0,0026)
= 0,0030
𝜌min = 0,0058
𝜌max = 0,0404
Jadi dipakai 𝜌min = 0,0058
Astpx = 𝜌.b.dx
= 0,0058.1000. 125 = 725 mm2
( Dipilih tulangan tumpuan ∅ 10 –100 = 785mm2 > 725mm2 )
b. Perhitungan Tulangan Tumpuan y (ty) :
Mty = 7,4338 kN.m
121
Tinggi efektif arah sumbu y (dy) = h – 𝑝 – ∅ – ½.∅
= 150 – 20 – 10 – ½ . 10
= 115 mm
𝑀𝑡𝑦
𝑏𝑦.𝑑𝑦2 = 7,4338
1 . 0,1152 = 562,1021kN/m2
(Menurut tabel 5.1.c Buku Gedeon Jilid 4)
𝑀𝑢
𝑏𝑑2 = 500 → 𝜌 = 0,0026
𝑀𝑢
𝑏𝑑2 = 600 → 𝜌 = 0,0032
𝜌𝑖𝑛𝑡 = 0,0026 +562,1021 − 500
600 − 500× (0,0032 − 0,0026)
= 0,0030
𝜌min = 0,0058
𝜌max = 0,0404
Jadi dipakai 𝜌min = 0,0058
Atpy = 𝜌.b.d
= 0,0058.1000. 115 =667 mm2
( Dipilih tulangan tumpuan ∅ 10 - 100 = 785 mm2 > 667 mm2 )
c. Perhitungan Tulangan Lapangan Mlx:
Mlx = 7,9252kN.m
Tinggi efektif arah sumbu x (dx) = h – 𝑝 – ½.∅
= 150 – 20 – ½ . 10
= 125 mm = 0,125 m
𝑀𝑙𝑥
𝑏𝑥.𝑑𝑥2 = 7,9252
1 . 0,1252 = 507,2128kN/m2
(Menurut tabel 5.1.c Buku Gedeon Jilid 4)
𝑀𝑢
𝑏𝑑2 = 500 → 𝜌 = 0,0026
𝑀𝑢
𝑏𝑑2 = 600 → 𝜌 = 0,0032
𝜌𝑖𝑛𝑡 = 0,0032 +507,2128 −500
600−500× (0,0032 − 0,0026)
= 0,0026
(Menurut tabel 7 & 8 Buku Gedeon Jilid 1)
𝜌min = 0,0058
122
𝜌max = 0,0404
Jadi dipakai 𝜌min = 0,0058
Alapy = 𝜌.b.d
= 0,0058 .1000. 125 = 725 mm2
( Dipilih tulangan lapangan ∅10 - 100 = 785 mm2 > 725 mm2 )
d. Perhitungan Tulangan LapanganMly:
Mly= 5,352 kN.m
Tinggi efektif arah sumbu y (dy) = h – 𝑝– ∅ – ½.∅
= 150 – 20 – 10 – ½ . 10
= 115 mm = 0,115 m
𝑀𝑙𝑦
𝑏𝑦.𝑑𝑦2 = 5,352
1 . 0,1152 = 404,6881kN/m2
(Menurut tabel 5.1.c Buku Gedeon Jilid 4)
𝑀𝑢
𝑏𝑑2 = 400 → 𝜌 = 0,0021
𝑀𝑢
𝑏𝑑2 = 500 → 𝜌 = 0,0026
𝜌𝑖𝑛𝑡 = 0,0021 +404,6881 − 400
500 − 400× (0,0026 − 0,0021)
= 0,0021
(Menurut tabel 7 & 8 Buku Gedeon Jilid 1)
𝜌min = 0,0058
𝜌max = 0,0404
Jadi dipakai 𝜌min = 0,0058
Alapy= 𝜌.b.d
= 0,0058 .1000. 115 = 667 mm2
( Dipilih tulangan lapangan ∅10 - 100 = 785 mm2 > 667 mm2 )
3. Rekap Perhitungan Tulangan Pelat Tangga dan Bordes
Selanjutnya rekap tulangan dari hasil perhitungan pelat tangga
dan pelat bordes disajikan dalam bentuk tabel 9.2. di bawah ini :
123
Tabel 4.13 Daftar Tulangan Pelat Tangga dan Bordes
Sumber : data pribadi
4. Perhitungan Tulangan Balok Bordes
Pada analisa balok bordes menggunakan progam SAP 2000, didapat nilai
dengan hasil sebagai berikut :
Mu tumpuan = -3,8140KNm
Mu lapangan = 0,5687KNm
Vu max = -26,016 KN
Vu min = -8,580 KN
T max = 1,5769KNm
Wu = 1,27 KN/m
Data-data ukuran balok bordes 15/30
Lebar balok : b = 150 mm
Tinggi balok : h = 300 mm
Tebal penutup beton : 𝑝 = 40 mm
(Menurut tabel 3 Buku Gedeon Jilid I )
Diperkirakan diameter tulangan utama : 𝐷 = 16 mm
Diameter sengkang diambil : ∅ = 8 mm
Tinggi efektif d adalah :
d = h – 𝑝 – ∅sengk – ½.∅tul.ut
124
= 300 – 40 – 8 – ½ . 16
= 244 mm = 0,244 m
a. Perhitungan Tulangan Tumpuan:
Mtp= Mu = 3,8140kN.m
𝑀𝑢
𝑏𝑑2 =
3,8140
0,15 . 0,244 2 = 427,0805kN/m2
(Menurut tabel 5.1.c Buku Gedeon Jilid 4)
𝑀𝑢
𝑏𝑑2 = 400 → 𝜌 = 0,0021
𝑀𝑢
𝑏𝑑2 = 500 → 𝜌 = 0,0026
𝜌𝑖𝑛𝑡 = 0,0021 +427,0805 − 400
500−400× (0,0026 − 0,0021)
= 0,0022
(Menurut tabel 7 & 8 Buku Gedeon Jilid 1)
𝜌min = 0,0035
𝜌max = 0,0404
Jadi dipakai 𝜌min = 0,0035
Atp = 𝜌.b.d
= 0,0035.150. 244 = 128.1 mm2
( Dipilih tulangan tumpuan 3D16 = 602,88 mm2 > 128,1 mm2 )
b. Perhitungan Tulangan Lapangan :
Mlap= Mu = 0,5687kN.m
𝑀𝑢
𝑏𝑑2 =
0,5687
0,15 . 0,244 2 = 63,681kN/m2
𝜌min = 0,0035
𝜌max = 0,0404
Jadi dipakai 𝜌min = 0,0035
Alap = 𝜌.b.d
= 0,0035.150. 244 = 128.1 mm2
( Dipilih tulangan lapangan 3D16 = 602,88 mm2 > 128,1 mm2 )
125
c. Cek terhadap puntir (Torsi)
Torsi = Tu = 1,5769 kNm = 1,5769 . 10 6 Nmm
Tc = (√𝑓′𝑐
15) . 𝑏2ℎ
= (√25
15) . 1502. 300
= 8,71 . 106 Nmm
(Menurut SKSNI T15-1991-03 Pasal 3.2.3) Ø = 0,6)
Ø Tc = 0,6 . 8,71 . 106
= 5,23 . 106
Tu = 1,5769 . 10 6 Nmm <Ø Tc = 4,8 . 106Nmm
Karena penampang beton sendiri sanggup melawan tegangan torsi
dibuktikan dengan Ø Tc> Tu , Maka tidak perlu digunakan tulangan
torsi.
d. Perhitungan tulangan sengkang :
Vu max =26,016 kN = 26016 N
Vu min =8,580 kN = 8580 N
Wu : 1,27 kN/m
Lebar balok = b = 150 mm
Tinggi efektif balok = d = 244 mm
Menghitung vu dan pemeriksaan apakah vu< Ø vc
Vu max = 𝑉𝑢
𝑏𝑑 =
26016
150 . 244 = 0,711 Mpa
Vu min = 𝑉𝑢
𝑏𝑑 =
8580
150 . 244= 0,234 Mpa
Ø vc menurut tabel 15 dalam buku gedeon jilid 1, untuk beton ƒ’c =
25 Mpa didapatkan : Ø vc = 0,5 Mpa.
vumax = 0,711Mpa >Ø vc = 0,5 Mpa
Maka beton saja tidak dapat menahan tegangan geser yang terjadi,
maka perlu diberi tambahan tulangan berupa tulangan sengkang.
Ø Vs = ( vumax - Ø vc )
= (0,711- 0,5 )
= 0,211 < Ø Vs maks = 2,0 (Tabel 17 dalam buku gedeon jilid 1)
126
Menghitung panjang lokasi y dan tulangan sengkangnya :
Ø Vc = Ø vc . bd = 0,5 . 150 .244= 18300 N = 18,3 kN
Wu = 1,27kN/m
y = 𝑉 − Ø Vc
𝑊𝑢 =
26,016 − 18,3
1,27 = 6.07 m
Asengk min = 𝑏𝑦
3 . 𝑓𝑦 =
150 . 6070
3 . 240 = 1264,58 mm2
Asengk min per meter panjang balok 1264,58
6,07 = 208,3328 mm2
Jumlah luas penampang sengkang yang diperlukantiap 1 m
Asengk = ∅𝑉𝑠 . 𝑏 . 𝑦
∅ . 𝑓𝑦 =
0,211. 150 . 1000
0,6 . 240 = 219,7917 mm2
Asengk min< Asengk , Dipakai Asengk
Jadi sengkang harus <219,7917 mm2
(Menurut tabel8.4.a Buku Gedeon Jilid 4)
Dipilih tulangan Ø8 – 200 = 503 mm2 < 219,7917mm2
selebihnya dipasang tulangan praktis = Ø8 – 250 (As = 402 mm2)
127
4.6. Perhitungan Gaya Gempa
4.6.1. Perhitungan Gaya Geser Horisontal Total Akibat Gempa
4.6.1.1.Perhitungan Berat Bangunan (Wt)
a. Berat Atap
Berat Mati (Wma) :
- B. Penutup atap = (956,1 x 50)+(644x11) = 54889 kg
- Berat kuda2 = 100,72 x 10 x 11 = 11079,2 kg
- Ringbalk = (46 x 4 + 18 x 8) x 0,25 x 0,35 x 2400 = 68880 kg
- Berat plat atap = 640 x 0,12 x 2400 = 184320 kg
- Balok 40 x 60 = (46 x 4 + 8 x 14) x 0,6 x 0,4 x 2400 = 170496 kg
TOTAL = 489664,2 Kg
b. Berat Tingkat ke – 5 sampai tingkat ke - 1
- Berat Mati (Wm5) :
- Pelat = (2054 x 0.12 x 2400) x 4 =2366208 Kg
- Balok 40 x 60 = (40x4+46x4+50x7+18)x0,4x0,6x2400=410112Kg
- Balok 40 x 80 =(40x4+46x4+50x7+18)x0,4x0,8x2400x3=640448 Kg
- Balok 20 x 50 = ((40x4+46x3+50x6+18)x4)+(8x12+40x2)x0,2x0,5x2400
=633600Kg
TOTAL = 5050368 Kg
c. Beban Hidup (Wh)
- qh lantai = 250 Kg/m²
- Koefisien reduksi = 0.3
- Beban Hidup (Wh) = 0.3 x 2054 x 4 x 250 = 616200 Kg
d. Berat Total (Wt)
- Wt Lantai 1, 2, 3, 4, 5 = Wm + Wh = 5050368 + 616200 = 5666568 Kg
- Berat total bangunan : Wt = W1 + W2 + W3 + W4 +W5 + (W6)
= 5666568 + 489664,2
= 6156232,2 Kg = 6156,23 ton
128
4.6.1.2.Menentukan periode pendek (Ss) dan Periode 1 detik (S1)
Ss = 0.95 dan S1 = 0.95
Sumber : SNI-1726-2012 Hal. 137
Gambar 4.59 CRS1, Koefisien risiko terpetakan, perioda respons spectral 0.2 detik,
Sumber : SNI-1726-2012 Hal. 138
Gambar 4.60 CR1, Koefisien risiko terpetakan, perioda respons spectral 1 detik
129
4.6.1.3.Menentukan Kelas Situs (Lokasi)
Tabel 4.14 Daftar Klasifikasi situs
Sumber : SNI-1726-2012 Tabel 3
Besarnya kekuatan geser tanah (Su) untuk setiap lapisan tanah dasar dapat dihitung
dengan rumus shear strenght of soil : s = c + 𝛾 h tan ∅.
Nilai kekuatan geser untuk setiap lapisan tanah dihitung sebagai berikut :
- Lapis 1 : Su1 = 0.050 + ( 0.0017 x 100 ) tan 13° = 0.089 Kg/Cm²
- Lapis 2 : Su2 = 0.050 + ( 0.0020 x 100 ) tan 12° = 0.093 Kg/Cm²
- Lapis 3 : Su3 = 0.060 + ( 0.0020 x 100 ) tan 10° = 0.095 Kg/Cm²
- Lapis 4 : Su4 = 0.050 + ( 0.0020 x 100 ) tan 11° = 0.089 Kg/Cm²
- Lapis 5 : Su5 = 0.055 + ( 0.0018 x 100 ) tan 12° = 0.093 Kg/Cm²
Kekuatan geser rata-rata (𝑆𝑢) :
(𝑆𝑢) = ( Su1.h1 + Su2.h2 + Su3.h3 + Su4.h4 + Su5.h5 )
( h1+ h2+ h3+ h4+h5 )
=( 0.089 x 100 + 0.093 x 100 + 0.095 x 100 + 0.089 x 100 + 0.093 x 100 )
( 100+ 100+ 100+ 100+100 )
= 0.092 Kg/Cm² = 9.200 kPa
130
Dari Tabel 3. Klasifikasi Situs – SNI 03-1726-2012, untuk nilai kekuatan geser
nilai rata-rata (𝑆𝑢) = 9.20 kPa < 50 kPa, maka jenis tanah pada gedung ini merupakan
tanah lunak (SE).
4.6.1.4.Mencari Respon Spektrum Gempa
Tabel 4.15 Koefisien situs Fa
Sumber : SNI-1726-2012 Tabel 4
Tabel 4.16 Koefisien situs Fv
Sumber : SNI-1726-2012 Tabel 5
Berdasarkan tabel diatas, didapatkan data sebagai berikut :
Ss = 0.95, maka Fa = 0,96 (interpolasi antara Ss=0.75 sama Ss=1.0)
S1 = 0.95, maka Fv = 2.4 (Tabel 5, SNI-1726-2012 Hal. 22)
Menghitung SMS dan SM1
SMS = Ss x Fa = 0,95 x 0,96 = 0,912
SM1 = S1 x Fv = 0.95 x 2.4 = 2.28
131
Menghitung SDS dan SD1
SDS = 2
3x SMS =
2
3x 0,912 = 0,608
SD1 = 2
3x SM1 =
2
3x 2.28 = 1.52
Menghitung T0 dan TS
T0 = 0.2 x 𝑆𝐷1
𝑆𝐷𝑆 = 0.2 x
1.52
0,608 = 0,625
TS = 𝑆𝐷1
𝑆𝐷𝑆 =
1.52
0,608 = 2,5
Menghitungan Sa,
Sa = 𝑆𝐷1
𝑇𝑠 =
1.52
2.5 = 0,608
Sehingga didapat Grafik sebagai berikut :
Sumber: Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk struktur
Bangunan Gedung dan non Gedung (SNI 1726-2012)
Gambar 4.61 Spektrum Respons
Menentukan Nilai Faktor Reduksi Gempa (R)
Berdasarkan Tabel 1, SNI-1726-2012 Hal. 14, gedung ini termasuk dalam kategori risiko II
dengan jenis pemanfaatan sebagai gedung perkantoran.
132
Tabel 4.17 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan
pada perioda pendek
Sumber : SNI-1726-2012 Tabel 6
Tabel 4.18 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan
pada perioda 1 detik
Sumber : SNI-1726-2012 Tabel 7
Berdasarkan Tabel 4.16 dan Tabel 4.17 SNI-1726-2012 dengan hasil SDS = 0,608 dan SD1
= 1.52, maka kategori desain gempanya adalah kategori D
Berdasarkan tabel tersebut untuk kategori D Termasuk risiko gempa tingkat kegegempaan
tinggi, sehingga harus menggunakan sistem SRPMK /SDSK
133
Nilai R di dapat dari tabel 4.18
Tabel 4.19 R,Cd, dan Ω0 untuk sistem penahan gempa (lanjutan)
Sumber : SNI-1726-2012 tabel 9
4.6.1.5.Waktu Getar Empiris Struktur (TE)
TEx = TEy = 0.06 x H0.75 (detik)
H = 5.00 x 4.00 = 20.00 m, periode getar dari bangunan adalah :
TEx = TEy = 0.06 x 200.75 (detik) = 0.567 detik.
4.6.1.6.Koefisien Gempa Dasar (C)
Lokasi bangunan berada di Jalan Soekarno – Hatta Semarang, berdasarkan data
diatas gedung ini dikategorikan terletak pada wilayah risiko gempa II, kondisi tanah
lunak.Diagram Respon Spektrum Gempa diperlihatkan pada gambar berikut :
134
Sumber : Data Perhitungan (Program SAP)
Gambar 4.62 Diagram Respon Spektrum Gempa
Dari grafik harga koefisien gempa dasar diperoleh sebagai berikut :
Waktu Getar, T (Detik) Koefisien Gempa, C
0.20 1.68
0.40 1.33
0.60 0.99
0.80 0.65
1.00 0.61
1.20 0.61
1.40 0.61
1.60 0.61
1.80 0.61
2.00 0.61
2.20 0.61
2.40 0.61
2.60 0.66
2.80 0.77
3.00 0.86
3.20 0.96
3.40 1.04
3.60 1.12
3.80 1.19
4.00 1.26
4.20 1.32
4.40 1.38
4.60 1.43
4.80 1.48
5.00 1.52
Sumber : Data Perhitungan (Program Excel)
0,608
1.52
0,625 2,5 5Periode , T
Per
cep
atan
res
pon
Sp
ektr
a,S
a
135
4.6.1.7.Faktor Keutamaan Struktur ( I )
Berdasarkan Tabel 2, SNI-1726-2012, Hal. 15 gedung ini termasuk dalam kategori
risiko II, serta dengan asumsi probabilitas terjadi gempa tersebut selama kurun waktu umur
gedung adalah 10%, maka berlaku Ie = 1.0.
Tabel 4.20 Faktor keutamaan gempa
Sumber : SNI-1726-2012 tabel 2
4.6.1.8.Beban Geser Dasar Nominal Akibat Gempa(V)
Beban geser dasar nominal akibat gempa dapat ditentukan dari rumus :
V = Cs𝑥 Wt
V = 𝑆𝐷𝑆
( 𝑅𝐼𝑒)
𝑥 Wt
Dengan menggunakan rumus diatas, didapatkan beban geser dalam arah – X
dan arah – Y (Vy) adalah :
Vx = Vy = 0,608
(81 )
x 6156,23 = 467,87 ton
4.6.2. Perhitungan Waktu Getar
4.6.2.1.Menentukan Gaya Geser Horisontal Tiap Lantai (Fi)
Beban geser dasar nominal (V) harus didistribusikan di sepanjang tinggi
struktur bangunan menjadi beban-beban statik ekivalen yang bekerja pada pusat
massa lantai-lantai tingkat. Besarnya beban statik ekivalen Fi pada lantai tingkat
ke-i bangunan dihitung dengan Rumus :
𝐹𝑖 = 𝑊𝑖 𝑥 𝑍𝑖
∑ 𝑊𝑖 𝑥 𝑍𝑖𝑛𝑖=1
𝑥 𝑉
Pada arah-x, lebar dari bangunan adalah B = 39 meter dan tinggi dari
bangunan H = 20 meter. Karena perbandingan antara tinggi dan lebar dari
bangunan : H/B = 20/50 = 0.4 < 3, maka seluruh beban gempa Vx, didistribusikan
menjadi beban-beban terpusat yang bekerja disetiap lantai tingkat di sepanjang
bangunan.
136
Pada arah-y, lebar dari bangunan adalah B = 46 meter dan tinggi dari
bangunan H = 20 meter. Karena perbandingan antara tinggi dan lebar dari
bangunan : H/B = 20/46 = 0.43 < 3, maka seluruh beban gempa Vy, didistribusikan
menjadi beban-beban terpusat yang bekerja disetiap lantai tingkat di sepanjang
bangunan.
Tabel 4.21 Distribusi Beban Gempa di Sepanjang Titik Bangunan
Lantai Zi Wi (ton) Wi x Zi
Fix = Fiy
(ton)
Untuk Tiap
Portal
Arah X
Untuk Tiap
Portal
Arah Y
v = 467,87 1/7 x Fix
(ton)
1/7 x Fiy
(ton)
5 20 489.664 9793.28 75.99 10.86 10.86
4 16 1262.592 20201.47 156.75 22.39 22.39
3 12 1262.592 15151.10 117.56 16.79 16.79
2 8 1262.592 10100.74 78.38 11.20 11.20
1 4 1262.592 5050.37 39.19 5.60 5.60
Jumlah 60296.96
Sumber : Data Perhitungan (Program Excel)
Beban-beban gempa yang didapat dari hasil perhitungan pada Tabel,
selanjutnya digunakan untuk menghitung waktu getar dari struktur. Besarnya
simpangan horizontal dari struktur untuk portal arah – X dan portal arah – Y dapat
dihitung dengan bantuan program SAP. Dari hasil analisa struktur dengan program
SAP 2000 untuk portal arah – X dan portal arah – Y, didapatkan simpangan
horizontal dari struktur seperti pada gambar di bawah ini :
137
Sumber : Data Perhitungan (Program SAP)
Gambar 4.63 Simpangan Horisontal Akibat Beban Gempa Arah – X
Sumber : Data Perhitungan (Program SAP)
Gambar 4.64 Simpangan Horisontal Akibat Beban Gempa Arah – Y
4.6.2.2.Waktu Getar Alami Struktur
Perhitungan waktu getar alami struktur fundamental dari struktur (𝑇𝑅) untuk portal
arah – X dan portal arah – Y ditabelkan pada tabel 4.13 dan tabel 4.14.
138
Tabel 4.22 Perhitungan Waktu Getar Alami Struktur Arah – X
Lantai Wi
(ton)
di
(Cm) di² Fix Wi x di² Fix x di
5 489.664 11.2 125.44 75.99 61423.45 851.09
4 1262.59 8.82 77.79 156.75 98220.06 1382.55
3 1262.59 6.62 43.82 117.56 55332.34 778.27
2 1262.59 4.41 19.45 78.38 24555.02 345.64
1 1262.59 2.21 4.88 39.19 6166.63 86.61
Jumlah 245697.49 3444.16
Sumber : Data Pribadi
Setelah distribusi beban gempa pada bangunan gedung diketahui, maka
perlu dilakukan pemeriksaan terhadap waktu getar sebenarnya dari struktur dengan
menggunakan RumusRayleigh.
TRx = 6.3 x ( 245697,49
980 𝑥 3444.16 ) = 0.458detik
Tabel 4.23 Perhitungan Waktu Getar Alami Struktur Arah – Y
Lantai Wi
(ton)
di
(Cm) di² Fiy Wi x di² Fiy x di
5 489.664 8.96 80.28 75.99 39311.01 680.87
4 1262.59 7.17 51.41 156.75 64908.47 1123.91
3 1262.59 5.38 28.94 117.56 36544.97 632.49
2 1262.59 3.59 12.89 78.38 16272.41 281.37
1 1262.59 1.79 3.20 39.19 4045.47 70.15
Jumlah 161082.33 2788.79
Sumber : Data Pribadi
TRy = 6.3 x ( 161082.33
980 𝑥 2788.79 ) = 0.371detik
4.6.2.3.Pembatasan Waktu Getar Alami Fundamental
Pemakaian struktur bangunan gedung yang terlalu flexible sebaiknya dihindari
dengan membatasi nilai waktu getar fundamentalnya.Menurut SNI-1726-2012, pembatasan
waktu getar alami fundamental untuk struktur dengan ketinggian tidak melebihi 12 tingkat
139
dimana system penahan gaya gempa terdiri dari rangka penahan momen beton atau baja
secara keseluruhan dan tinggi tingkat paling sedikit 3 mete adalah : Ta = 0.1𝑛, n = jumlah
tingkat.
Ta = 0.1 x 5 = 0.5 detik
Dari hasil perhitungan tabel menunjukan waktu getar fundamental maksimum adalah :
Tx maks = 0.458 detik< Ta = 0.5 detik
Ty maks = 0.371 detik < Ta = 0.5 detik
Dengan demikian kinerja dari struktur bangunan gedung fakultas kedokteran ini memenuhi
ketentuan yang disyaratkan.
140
4.7 PERHITUNGAN STRUKTUR BAWAH
4.7.1 Perhitungan Struktur Bawah (Pondasi)
Struktur bawah (pondasi) merupakan struktur yang berfungsi untuk
meletakkan bangunan di atas tanah dan meneruskan beban ke tanah dasar. Untuk
itu perlu dilaksanakan penyelidikan tanah pada lokasi yang akan dibangun untuk
dapat menentukan jenis pondasi yang diperlukan.
4.7.2 Analisa Data dan Penyelidikan Tanah
Penyelidikan tanah dalam perencanaan struktur Gedung Perkantoran Dprd
ini menggunakan Metode Pengeboran (Boring Test) dan Tes Sondir (Sondeering
Test).
4.7.2.1 Boring Test (Boring Log)
Penyelidikan tanah dengan metode ini bertujuan untuk menentukan
jenis dan sifat-sifat tanah (soil properties) pada lokasi yang akan dibangun
pondasi pada tiap tebal lapisannya. Pengambilan sample tanah ini dikenal
dengan sebutan undisturbed soil sample (pengambilan tanah tidak
terganggu). Hasil boring test pada struktur Gedung Perkantoran Dprd ini
adalah sebagai berikut :
a. Titik Boring B1
Kedalaman ±0.00 m s/d -1.00 m lapisan tanah berupa lempung
kerikil lepas berwarna coklat.
Kedalaman -1.00 m s/d -2.00 m lapisan tanah berupa lempung lunak
berwarna hitam.
Kedalaman -2.00 m s/d -3.00 m lapisan tanah berupa lempung lunak
berwarna hitam.
Kedalaman -3.00 m s/d -4.00 m lapisan tanah berupa lempung lanau
lunak berwarna hitam.
Kedalaman -4.00 m s/d -5.00 m lapisan tanah berupa lempung pasir
halus lepas berwarna hitam.
141
Kedalaman selanjutnya lapisan tanah berupa lempung pasir halus
lepas berwarna hitam.
b. Titik Boring B2
Kedalaman ±0.00 m s/d -1.00 m lapisan tanah berupa lempung lanau
pasir lepas berwarna coklat.
Kedalaman -1.00 m s/d -2.00 m lapisan tanah berupa lempung lunak
berwarna hitam.
Kedalaman -2.00 m s/d -3.00 m lapisan tanah berupa lempung lunak
berwarna hitam.
Kedalaman -3.00 m s/d -4.00 m lapisan tanah berupa lempung
berwarna hitam.
Kedalaman -4.00 m s/d -5.00 m lapisan tanah berupa lempung pasir
halus lepas berwarna hitam.
Kedalaman selanjutnya lapisan tanah berupa lempung pasir halus
lepas berwarna hitam.
c. Titik Boring B3
Kedalaman ±0.00 m s/d -1.00 m lapisan tanah berupa lempung pasir
lepas berwarna hitam.
Kedalaman -1.00 m s/d -2.00 m lapisan tanah berupa lempung
berwarna hitam.
Kedalaman -2.00 m s/d -3.00 m lapisan tanah berupa lempung
berwarna hitam.
Kedalaman -3.00 m s/d -4.00 m lapisan tanah berupa lempung
berwarna hitam.
Kedalaman -4.00 m s/d -5.00 m lapisan tanah berupa lempung pasir
halus lepas berwarna hitam.
Kedalaman selanjutnya lapisan tanah berupa lempung pasir halus
lepas berwarna hitam.
142
4.7.2.2 Tes Sondir (Sondeering Test)
Tes sondir tanah dilaksanakan untuk mengetahui perlawanan penetrasi
konus dan hambatan lekat tanah. Perlawanan penetrasi konus adalah
perlawanan tanah terhadap ujung konus yang dinyatakan dalam gaya
persatuan luas. Hambatan lekat adalah perlawanan geser tanah terhadap
selubung bikonus dalam gaya persatuan luas. Hasil tes sondir pada struktur
Gedung Perkantoran Dprd ini adalah sebagai berikut :
a. Titik sondir S1, tanah keras (qc = 215 Kg/cm²) di kedalaman -5,60 m.
b. Titik sondir S2, tanah keras (qc = 220 Kg/cm²) di kedalaman -5.60 m.
c. Titik sondir S3, tanah keras (qc = 210 Kg/cm²) di kedalaman -5.20 m.
d. Titik sondir S4, tanah keras (qc = 215 Kg/cm²) di kedalaman -4,80 m.
Berdasarkan data tanah di atas, maka lapisan tanah keras yang paling
dalam yaitu pada kedalaman -5,60 m berupa tanah berpasir dan berbatu.
4.7.3 Pemilihan Jenis Pondasi
Dalam merencanakan suatu struktur bawah dari konstruksi bangunan dapat
digunakan beberapa macam tipe pondasi, pemilihan tipe pondasi didasarkan pada
hal-hal sebagai berikut :
a. Fungsi bangunan atas.
b. Besarnya beban dan berat dari bangunan atas.
c. Keadaan tanah dimana bangunan tersebut didirikan.
Berdasarkan hasil penyelidikan tanah, aspek ketinggian gedung dan beban
dari struktur di atasnya, maka jenis pondasi yang digunakan adalah pondasi tiang
pancang berpenampang lingkaran dengan pertimbangan sebagai berikut :
a. Jenis tanah yang akan didirikan bangunan termasuk keras
b. Pelaksanaannya lebih mudah.
c. Lebih ekonomis digunakan mengingat besarnya kekuatan yang dapat
dihasilkan.
d. Waktu pelaksanaannya relatif lebih cepat.
e. Kemampuan daya dukung yang baik dalam menahan beban struktur.
Adapun spesifikasi dari tiang pancang tersebut adalah sebagai berikut :
a. Diameter (D) = 0.40 m
143
b. Luas Penampang (A) = 0.126 m²
c. Keliling (U) = 1.257 m
d. Mutu Beton (f’c) = 29 MPa
e. Mutu Baja Tulangan (fy) = 400 MPa
4.7.4 Perhitungan Pondasi Tiang Pancang
4.7.4.1 Perhitungan Daya Dukung Tiang Pancang
a. Berdasarkan Kekuatan Bahan
Data-Data Perencanaan :
Tegangan tekan beton yang diijinkan (σb) = 12 Mpa = 120 Kg/cm²
Atiang = 0.126 m² = 1260 cm²
Ptiang = σb x Atiang
= 120 x 1260
= 151200 Kg = 151.200 ton
b. Berdasarkan Hasil Sondir
Data-Data Perencanaan :
Ap (Luas Permukaan Tiang) = 0.126 m² = 1260 cm²
As (Keliling Permukaan Tiang) = 1.257 m = 125.7 cm
qc (Nilai Konus Hasil Sondir) = 220 Kg/cm² (titik S2 kedalaman -5.60
m)
Tf (Total Friction) = 366 Kg/cm
Ptiang = 𝑞𝑐 𝑥 𝐴𝑝
3 +
𝑇𝑓 𝑥 𝐴𝑠
5
= 220 𝑥 1260
3 +
366 𝑥 125.7
5
= 101601,24 Kg = 101,601 ton
Berdasarkan perbandingan perhitungan daya dukung tiang pancang di atas,
maka diambil Ptiang sebesar 101,601 ton ≈ 102 ton.
4.7.4.2 Menentukan Jumlah Tiang Pancang
Untuk menentukan jumlah tiang digunakan rumus sebagai berikut :
Jumlah tiang (n) = 𝑃
𝑃𝑡𝑖𝑎𝑛𝑔
Dimana, n = jumlah tiang pancang yang dibutuhkan
144
P = gaya vertikal (ton)
Ptiang = daya dukung 1 tiang (ton)
Sumber : Data Pribadi (Program Autocad)
Gambar 4.65 Denah Pondasi
Perhitungan gaya vertikal yang harus ditumpu tiang dihitung
menggunakan bantuan software SAP2000. Jumlah tiang pancang yang dibutuhkan
akan disajikan dalam tabel sebagai berikut :
145
Tabel 4.24 Jumlah Tiang Pancang yang Dibutuhkan
P Ptiang n n P Ptiang n n
(ton) (ton) (bh) (bh) (ton) (ton) (bh) (bh)
P1 131.540 102 1.290 5 P31 275.790 113 2.441 5
P2 181.450 102 1.779 5 P32 190.230 114 1.669 5
P3 181.430 102 1.779 5 P33 167.560 115 1.457 5
P4 132.590 102 1.300 5 P34 256.830 116 2.214 5
P5 146.970 102 1.441 5 P35 281.250 117 2.404 5
P6 266.750 102 2.615 5 P36 157.470 118 1.334 5
P7 317.220 102 3.110 5 P37 177.070 119 1.488 5
P8 286.900 102 2.813 5 P38 308.560 120 2.571 5
P9 287.020 102 2.814 5 P39 270.650 121 2.237 5
P10 325.750 102 3.194 5 P40 168.530 122 1.381 5
P11 274.500 102 2.691 5 P41 177.630 123 1.444 5
P12 150.760 102 1.478 5 P42 233.140 124 1.880 5
P13 229.470 102 2.250 5 P43 218.640 125 1.749 5
P14 412.680 102 4.046 5 P44 122.900 126 0.975 5
P15 389.900 102 3.823 5 P45 191.130 127 1.505 5
P16 303.480 102 2.975 5 P46 347.440 128 2.714 5
P17 303.220 102 2.973 5 P47 300.060 129 2.326 5
P18 401.930 102 3.940 5 P48 202.330 130 1.556 5
P19 428.420 102 4.200 5 P49 210.790 131 1.609 5
P20 237.800 102 2.331 5 P50 274.450 132 2.079 5
P21 204.730 103 1.988 5 P51 272.140 133 2.046 5
P22 364.830 104 3.508 5 P52 164.460 134 1.227 5
P23 337.840 105 3.218 5 P53 123.480 135 0.915 5
P24 271.360 106 2.560 5 P54 227.020 136 1.669 5
P25 238.390 107 2.228 5 P55 211.280 137 1.542 5
P26 333.470 108 3.088 5 P56 160.390 102 1.572 5
P27 385.500 109 3.537 5 P57 166.170 103 1.613 5
P28 211.770 110 1.925 5 P58 238.700 104 2.295 5
P29 178.480 111 1.608 5 P59 253.230 105 2.412 5
P30 308.450 112 2.754 5 P60 151.930 106 1.433 5
Tiang Tiang
Sumber : Data Pribadi
4.7.4.3 Menghitung Efisiensi Kelompok Tiang Pancang
Dalam perhitungan efisiensi kelompok tiang pancang digunakan rumus
sebagai berikut :
Eff = 1 – 𝜃
90 𝑥 (
(𝑛−1) 𝑚+ (𝑚−1) 𝑛
(𝑚𝑥𝑛))
Eff = 1 – 𝑎𝑟𝑐 𝑡𝑔 (
40
100)
90 𝑥 (
(3−1) 3+ (3−1)3
(3𝑥3))
146
= 0,677
Dimana, n = jumlah tiang satu baris
m = jumlah baris
d = diameter tiang (cm)
s = jarak antar tiang (cm)
θ = arc tan (𝑑
𝑠) dalam derajat
Syarat jarak antar tiang
2.5d ≤ S ≤ 2d atau S ≤ 1.57 𝑥 𝑑 𝑥 𝑚 𝑥 𝑛
𝑚+𝑛−2
Syarat jarak tiang ke tepi
S ≤ 1.25d
Tipe-tipe pile cap yang digunakan dapat dilihat pada gambar di bawah ini :
Sumber : Data Pribadi (Program Autocad)
Gambar 4.66 Detail Pile Cap
Perhitungan Daya Dukung Kelompok Tiang
Daya Dukung Satu Tiang = Eff x Ptiang
= 0,677 x 102
= 69,06 ton
Daya dukung kelompok = Daya Dukung Satu Tiang x Jumlah tiang
= 69,06 x 9
= 621,5 ton > (Pterbesar = 428,420 ton) Ok
2500
2500
250
250
1000
1000
250 25010001000
147
4.7.4.5 Perhitungan Beban Maksimum yang Diterima oleh Tiang
Besarnya beban maksimum yang diterima oleh tiang dapat dihitung
menggunakan rumus berikut ini :
Pmaks = 𝛴 𝑃𝑣
𝑛 ±
𝑀𝑥 .𝑌𝑚𝑎𝑘𝑠
𝑛𝑦 .𝛴𝑦² ±
𝑀𝑦 .𝑋𝑚𝑎𝑘𝑠
𝑛𝑥 .𝛴𝑥²
Dimana, Pmaks = beban maksimum yang diterima tiang pancang (ton)
ΣPv = jumlah total beban (ton)
Mx = momen yang bekerja pada bidang tegak lurus sumbu x (ton m)
My = momen yang bekerja pada bidang tegak lurus sumbu y (ton m)
n = banyaknya tiang pancang dalam kelompok tiang pancang
Xmaks = absis terjauh tiang pancang terhadap titik berat pile group
Ymaks = ordinat terjauh tiang pancang terhadap titik berat pile group
nx = banyaknya tiang pancang dalam satu baris arah sumbu x
ny = banyaknya tiang pancang dalam satu baris arah sumbu y
Σx² = jumlah kuadrat absis-absis tiang pancang (m²)
Σy² = jumlah kuadrat ordinat-ordinat tiang pancang (m²)
a. Pondasi Tipe 1 (PC1)
ΣPv = 428,420 ton
Mx = 0,107 tm
My = 0,327 tm
Xmaks = 100 cm = 1.00 m
Ymaks = 100 cm = 1.00 m
Σx² = (1.00²) + (1.00²) = 2,00 m²
Σy² = (1.00²) + (1.00²) = 2,00 m²
n = 9
nx = 3
ny = 3
Pmaks = 𝛴 𝑃𝑣
𝑛 +
𝑀𝑥 .𝑌𝑚𝑎𝑘𝑠
𝑛𝑦 .𝛴𝑦² +
𝑀𝑦 .𝑋𝑚𝑎𝑘𝑠
𝑛𝑥 .𝛴𝑥²
= 428,420
9 +
0,107 𝑥 1,00
3 𝑥2,00 +
0,327 𝑥 1,00
3 𝑥2,00
= 47,67 ton < 69,06 ton → OK
148
4.7.4.6 Kontrol Terhadap Geser Pons
Rencana Tebal Pile Cap (h) = 100 cm = 1.00 m
Diameter Tiang Pancang (D) = 40 cm = 0.40 m
a. Pondasi Tipe 1 (PC1)
Karena kolom tertumpu pada pile, maka P yang diperhitungkan adalah P
tiang pancang (P = 69,06 ton).
t = 𝑃
𝜋 𝑥 ℎ 𝑥 (ℎ+𝐷) =
69,06
𝜋 𝑥 1.00 𝑥 (1.00+0.40) = 15,70 ton/m² = 1,57 Kg/cm²
t ijin = 0.65 √𝑓′𝑐 = 0.65 √290 = 11.069 Kg/cm²
t = 1,57 Kg/cm² < t ijin = 11.069 Kg/cm² → OK
Jadi, tebal pile cap memenuhi syarat dan tidak memerlukan tulangan geser
pons.
4.7.5 Penulangan Tiang Pancang
Penulangan tiang pancang dihitung berdasarkan kebutuhan pada waktu
pengangkatan tiang pancang. Pada saat pengangkatan tiang pancang, terdapat dua
kondisi yaitu pengangkatan tiang pancang dengan kondisi satu tumpuan dan
pengangkatan tiang pancang dengan kondisi dua tumpuan.
a. Kondisi 1 (Satu Tumpuan)
Sumber : Data Pribadi (Program Autocad)
Gambar 4.67 Kondisi Pengangkatan dengan Satu Tumpuan dan Momen yang
Terjadi
149
Data-Data Perencanaan :
L = 6 m
Berat Jenis Beton = 2400 Kg/m³
Diameter (D) = 40 cm = 0.40 m
q = 0.25 𝑥 π 𝑥 0.40² 𝑥 2400 = 301.593 Kg/m
M1 = 1
2 𝑥 q 𝑥 a²
D1 = 𝑞 𝑥 (𝐿−𝑎)
2 –
𝑞 𝑥 𝑎²
2 𝑥 (𝐿−𝑎) =
(𝑞 𝑥 𝐿2) − (2 𝑥 𝑎 𝑥 𝑞 𝑥 𝐿)
2 𝑥 (𝐿−𝑎)
Mx = (D1 𝑥 x) – (0.5 𝑥 q 𝑥 x²)
𝑑 𝑥 𝑀𝑥
𝑑𝑥 = 0, x =
𝐷1
𝑞
R1 – (q 𝑥 x ) = 0
𝐷1
𝑞 =
(𝐿2− (2 𝑥 𝑎 𝑥 𝐿))
2 𝑥 (𝐿−𝑎)
M2 = D1 𝑥 (𝐿2− (2 𝑥 𝑎 𝑥 𝐿))
2 𝑥 (𝐿−𝑎) –
1
2 𝑥 q 𝑥
(𝐿2− (2 𝑥 𝑎 𝑥 𝐿))
(2 𝑥 (𝐿−𝑎))²
M2 = 1
2 𝑥 q 𝑥
(𝐿2− (2 𝑥 𝑎 𝑥 𝐿))
2 𝑥 (𝐿−𝑎)
M1 = M2
1
2 𝑥 q 𝑥 a² =
1
2 𝑥 q 𝑥
(𝐿2− (2 𝑥 𝑎 𝑥 𝐿))
2 𝑥 (𝐿−𝑎)
2𝑎² − 4 𝑎𝐿 + 𝐿² = 0 → 𝑎² − 12 𝑎 + 18 = 0
𝑎 = 12 ± √(122)− 4 𝑥 1 𝑥 18
2 𝑥 1 = 1.757 m
Maka, M1 = M2 = 1
2 𝑥 q 𝑥 a² =
1
2 𝑥 301.593 𝑥 1.75² = 461.814 Kgm
D1 = (𝑞 𝑥 𝐿2) − (2 𝑥 𝑎 𝑥 𝑞 𝑥 𝐿)
2 𝑥 (𝐿−𝑎)
= (301.593 𝑥 62) − (2 𝑥 1.75 𝑥 301.593 𝑥 6)
2 𝑥 (6−1.75) = 393.382 Kg
b. Kondisi 2 (Dua Tumpuan)
150
Sumber : Data Pribadi (Program Autocad)
Gambar 4.68 Kondisi Pengangkatan dengan Dua Tumpuan dan Momen yang
Terjadi
Data-Data Perencanaan :
L = 6 m
Berat Jenis Beton = 2400 Kg/m³
Diameter (D) = 40 cm = 0.40 m
q = 0.25 𝑥 π 𝑥 0.40² 𝑥 2400 = 301.593 Kg/m
M1 = 1
2 𝑥 q 𝑥 a²
M2 = 1
8 𝑥 q 𝑥 (𝐿 − 2𝑎) −
1
2 𝑥 q 𝑥 a
M1 = M2
1
2 𝑥 q 𝑥 a² =
1
8 𝑥 q 𝑥 (𝐿 − 2𝑎) −
1
2 𝑥 q 𝑥 a
4𝑎² + 4 𝑎𝐿 − 𝐿² = 0 → 𝑎² + 6 𝑎 − 9 = 0
𝑎 = −6 ± √(62)− 4 𝑥 1 𝑥 (−9)
2 𝑥 1 = 1.243 m
Maka, M1 = M2 = 1
2 𝑥 q 𝑥 a² =
1
2 𝑥 301.593 𝑥 1.243² = 232.988 Kgm
Dmaks = 1
2 𝑥 q 𝑥 L =
1
2 𝑥 301.593 𝑥 6 = 904.779 Kg
Berdasarkan dari perhitungan kondisi di atas, maka diambil momen dan
gaya lintang sebesar :
151
M = 461.814 Kgm
D = 904.779 Kg
4.7.5.1 Penulangan Memanjang Tiang Pancang
Data-Data Perencanaan :
Diameter Tiang (D) = 40 cm = 0.40 m
Selimut Beton (p) = 50 mm
Tebal Penampang (h) = 400 mm
Ø Tulangan Utama = D22
Ø Tulangan Sengkang = Ø12
Tebal Efektif (d) = h – p – Øs – Ø
2 = 400 – 50 – 12 –
22
2 = 327 mm
d’ = p + Øs + Ø
2 = 50 + 12 +
22
2 = 69 mm
Rasio tulangan didapat :
ρ min = 0.0021 (Tabel 6, Gideon)
ρ maks = 0.0244 (Tabel 8, Gideon)
Mu = 461.814 Kgm = 4.618 kNm
𝜇𝑢
𝑏𝑑² =
4.618
0.4 𝑥 0.327² = 107,97 kN/m²
Dari tabel 5.1.d, Ir. Gideon, didapat :
𝜇𝑢
𝑏𝑑² = 100 → 𝜌 = 0.0003
𝜇𝑢
𝑏𝑑² = 200 → 𝜌 = 0.0006
ρ min > ρ interpolasi < ρ maks, dipakai ρ = 0.0021
As = ρ x b x d
= 0.0021 x 0.40 x 0.327 x 106
= 274,68 mm²
Digunakan tulangan 2 D22 (As = 760.265 mm²).
Cek Terhadap Tekuk
Pu = 69,06 ton = 690,6 kN
Modulus Elastisitas Beton (Ec) = 4700 √𝑓𝑐′ = 25310.275 MPa
152
Komponen struktur dianggap kedua ujung sendi, diperoleh harga k = 1.0
untuk radius girasi r = 0.3 x h = 0.3 x 400 = 120 mm, dihitung :
𝑘 𝑥 ℓ𝑢
𝑟 =
1.0 𝑥 6000
120 = 50
Berdasarkan SNI 03-2847-2013 pasal 10.10.1, pengaruh kelangsingan
kolom dapat diabaikan apabila memenuhi 𝑘 𝑥 ℓ𝑢
𝑟 < 34 – 12.
𝑘 𝑥 ℓ𝑢
𝑟 =
1.0 𝑥 6000
120 = 50 > 22 → pengaruh kelangsingan diperhitungkan.
Ig = 1
64 𝑥 π 𝑥 D4 =
1
64 𝑥 π 𝑥 (400)4 = 1256637061 mm4
EI = 𝐸𝑐 𝑥 𝐼𝑔 𝑥 0.4
1+ 𝛽 𝑥 𝑑 =
25310.275 𝑥 1256637061 𝑥 0.4
1+ 0.5 = 8.482 x 1012 mm
Pcr = 𝜋² 𝑥 𝐸𝐼
(𝑘 𝑥 𝐿𝑢)² =
π² x 8.482 10¹²
(1 𝑥 6000)² = 2325266.301 N
Cs = 𝐶𝑚
[1− 𝑃𝑢
𝜙𝑃𝑐𝑟] =
1
[1− 690,6
0.70 𝑥 2325.266] = 1.74
Mn = Cs x Mu = 1.74 x 4.618 = 8,02 kNm = 8020000 Nmm
ea = 𝑀𝑛
𝑃𝑢 =
8020000
690600 = 11,61 mm
e = ea + ℎ
2 – d’ = 11,61 +
400
2 – 69 = 142,61 mm
cb = 600 𝑥 𝑑
𝑓𝑦+600 =
600 𝑥 327
400+600 = 196,2 mm
a = 𝑃𝑢
0.85 𝑥 𝑓′𝑐 𝑥 𝑏 =
690600
0.85 𝑥 29 𝑥 400 = 70,04 mm
ab = 0.85 x cb = 0.85 x 196,2 = 166,77 mm
Karena a < ab, maka kebutuhan luas tulangan memanjang tiang pancang
dihitung menggunakan rumus sebagai berikut :
As = 𝑃𝑢 (𝑒−𝑑+
𝑃𝑢
2 𝑥 𝑅1 𝑥 𝑏)
𝑓𝑦 𝑥 (𝑑−𝑑′)
=
690600 (142,61 −327 + 690600
2 𝑥 (0.85∗29) 𝑥 400)
400 𝑥 (327 − 69)
= - 1468,26 mm²
As min = 1% x Ag = 0.01 x (1
4 𝑥 𝜋 𝑥 (4002)) = 1256.637 mm²
153
Digunakan As = 1256.637 mm² dan digunakan tulangan sebanyak 4 D22
(As terpasang = 1520.531 mm²).
4.7.5.2 Penulangan Geser Tiang Pancang
Vu = 205,94 Kg = 2059,4 N
Vn = 𝑉𝑢
𝜙 =
2059,4
0.75 = 2745,87 N
Vc = √𝑓′𝑐
6 x b x d =
√29
6 x 400 x 327 = 117369,59 N
ϕ Vc = 0.75 x 117369,59 = 88047,44 N
Vu = 2059,4 N < ϕ Vc = 88047,44 N → tidak perlu tulangan geser
Pemasangan sengkang tidak diperhitungkan maka dipasang praktis Ø12–
150.
Sumber : Data Pribadi (Program Autocad)
Gambar 4.69 Penulangan Tiang Pancang
4.7.6 Penulangan Pile Cap
4.7.6.1 Pile Cap Tipe 1 (PC1)
P1 = Pmaks = 69,06 ton
Mx = My = 69,06 x 1.00 = 69,06 tm
Tebal Pelat (h) = 1000 mm
Penutup Beton (p) = 50 mm
Rencana Diameter Tulangan = D22
Tinggi Efektif arah x (dx) = h – p – 1
2 ØD
= 1000 – 50 – 1
2 x
22
= 939 mm
4 D22
Ø12 - 150
154
Tinggi Efektif arah y (dy) = h – p – ØD – 1
2 ØD
= 1000 – 50 – 22 –
1
2 x 22
= 917 mm
Rasio tulangan didapat :
ρ min = 0.0021 (Tabel 6, Gideon)
ρ maks = 0.0244 (Tabel 8, Gideon)
a. Penulangan Arah x
Mux = 69060 Kgm = 690,6 kNm
𝜇𝑢
𝑏𝑑𝑥² =
690,6
1 𝑥 0.939² = 783,24 kN/m²
Dari tabel 5.1.d, Ir. Gideon, didapat :
𝜇𝑢
𝑏𝑑² = 700 → 𝜌 = 0.0037
𝜇𝑢
𝑏𝑑² = 800 → 𝜌 = 0.0043
ρ interpolasi = 0.0037 + 0,0043−0,0037
800−700 x ( 783,24 − 700 ) = 0.0042
ρ min < ρ interpolasi < ρ maks, dipakai ρ = 0.0042
As = ρ x b x d
= 3950,1 mm²
As min = 0.25 % x b x h = 0,0025 x 1000 x 1000 = 2500 mm²
Digunakan As = 3950,1 mm²
Jarak (S) =
1
4 𝜋 𝑥 (Ø 𝑡𝑢𝑙)² 𝑥 𝑏
𝐴𝑠 =
1
4 𝜋 𝑥 (22)² 𝑥 1000
3950,1 = 96,23 mm ≈ 100 mm
Digunakan tulangan D22 – 100 tulangan arah x
b. Penulangan Arah y
Muy = 69060 Kgm = 690,6 kNm
𝜇𝑢
𝑏𝑑𝑦² =
690,6
1 𝑥 0.917² = 821,27 kN/m²
Dari tabel 5.1.d, Ir. Gideon, didapat :
𝜇𝑢
𝑏𝑑² = 800 → 𝜌 = 0.0043
155
𝜇𝑢
𝑏𝑑² = 900 → 𝜌 = 0.0048
ρ interpolasi = 0.0043 + 0,0048−0,0043
900−800 x (821,27 − 800 ) = 0.0044
ρ min < ρ interpolasi < ρ maks, dipakai ρ = 0.0044
As = ρ x b x d
= 0.0044 x 1 x 0.917 x 106
= 4034,8 mm²
As min = 0.25 % x b x h = 0,0025 x 1000 x 1000 = 2500 mm²
Digunakan As = 4043,8 mm²
Jarak (S) =
1
4 𝜋 𝑥 (Ø 𝑡𝑢𝑙)² 𝑥 𝑏
𝐴𝑠 =
1
4 𝜋 𝑥 (22)² 𝑥 1000
4034,8 = 94,21 mm ≈ 100 mm
Digunakan tulangan D22 – 100 tulangan arah y
4.7.7 Perhitungan Penulangan Tie Beam
Analisa dan desain tulangan tie beam dihitung dengan bantuan software
SAP2000. Hasil dari analisa berupa luasan tulangan pada tie beam dan digunakan
untuk menentukan jumlah tulangan lentur dan tulangan geser atau sengkang pada
tie beam.
4.7.7.1 Karakteristik Material Beton
f’c = 29 MPa (K-350)
fy Tulangan Utama = 400 MPa
fy Tulangan Sengkang = 240 Mpa
4.7.7.2 Analisis dan Desain Penulangan Tie Beam
Dimensi tie beam direncanakan berukuran 250x600 mm, analisis struktur
tie beam dilakukan dengan software SAP2000, dari hasil analisa tersebut
diperoleh besarnya luasan tulangan yang dibutuhkan pada tie beam adalah sebagai
berikut :
a. Perhitungan Tulangan Pokok
Ast = 206 mm²
Asℓ = 102 mm²
156
Rencana Diameter Tulangan Pokok = D22 (As = 380,133 mm²)
Jumlah tulangan pokok tumpuan = 𝐴𝑠t
𝐴𝑠 Ø𝑝 =
206
380,133 = 0,54 ≈ 2
Jumlah tulangan pokok lapangan = 𝐴𝑠ℓ
𝐴𝑠 Ø𝑝 =
102
380,133 = 0,268 ≈ 2
b. Perhitungan Tulangan Sengkang
Av tumpuan = 0.000 mm²/mm
Av lapangan = 0.000 mm²/mm
Ø Tulangan Sengkang = ∅10 (As = 78.540 mm²)
Untuk sengkang dengan luas tulangan 0.000, maka dipasang sengkang
praktis yaitu D10-100 pada tumpuan dan ∅10-150 pada lapangan. Pada tie beam
dengan tinggi penampang 500 < h < 700 digunakan tulangan pinggang 2 ∅10.
Sumber : Data Pribadi (Program Autocad)
Gambar 4.70 Penulangan Tie Beam