BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1. Perhitungan Struktur Atap

120

BAB IV

PERHITUNGAN STRUKTUR

4.1. Perhitungan Struktur Atap

(Sumber: Dokumentasi Pribadi Program SAP, 2018)

Gambar 4.1. Perspektif Rangka Atap

(Sumber: Dokumentasi Pribadi Program Autocad, 2018)

Gambar 4.2. Tampak Atas Rangka Atap

121


Gambar 4.3. Pemodelan Kuda-Kuda

4.1.1. Pedoman Perhitungan Atap

Dalam perencanaan atap, adapun pedoman yang dipakai, sebagai berikut:

1. Pedoman Perencanaan Pembebanan 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.

4.1.2. Dasar Perencanaan

Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data

teknis, pembebanan gording, kombinasi dan kontrol kekuatan profil pada gording.

Secara umum data yang digunakan untuk perhitungan rencana atap adalah sebagai

berikut :

a. Bentuk atap : Pelana

b. Jarak antar kuda – kuda : 3 m

c. Jarak antar gording : 1,64 m

d. Kemiringan atap : 24 º

e. Bentang kuda – kuda : 18 m

f. Bahan penutup atap : Galvalum

g. Bahan rangka kuda – kuda : Baja double L

h. Bahan gording : Baja double lip channels

125.100.20.3,2

i. Alat sambung : Baut

122

Sifat mekanis baja struktural untuk perencanaan di tetapkan sebagai berikut :

Modulus Elastisitas (E) = 200000 Mpa

Modulus Geser (G) = 80000 Mpa

Poisson Ratio () = 30 %

Koefisien Muai (α) = 1,2 * 10-6

/ ºC

(Pasal 5.1.3, SNI 03- 1729- 2002, hal 9)

Mutu Baja = BJ 37

Tegangan Leleh (fy) = 240 Mpa

Tegangan Ultimit (fu) = 370 Mpa

Peregangan Minimum = 20 %

Tabel 4.1. Sifat Mekanis Baja Struktural

(Tabel 5.3, SNI 03- 1729- 2002, hal 11)

Berat bangunan dan komponen gedung di tetapkan sebagai berikut :

Berat per Unit Volume Baja = 7850 kg/m3

Penutup Atap Galvalum = 10 kg/m2

Plafond Eternit = 11 kg/m2

Penggantung = 7 kg/m2

(PPPURG 1987, hal 5-6)

Beban hidup pada atap di tetapkan sebagai berikut :

Beban Hidup Pekerja = 100 kg

Beban Air Hujan = (40 – 0,8 x 24o) = 20,8 kg/m

2

(PPPURG 1987, hal 7)

Tekanan Tiup Angin = 25 kg/m2


123

Koefisien Angin :

- Angin Tekan = 0,02α – 0,4

- Angin Hisap = - 0,40


4.1.3. Perencanaan Gording

4.1.3.1. Perencanaan Pembebanan Gording

Pada perencanaan gording menggunakan baja profil double lip

channels dengan dimensi 125.100.20.3,2 dengan data sebagai berikut :

Profil gording Double Lip Channels

C.125.100.20.3,2

Sectional area 15,6 cm2

= 156 mm2

Position of centre of gravity Cx = 0 cm

Cy = 0 cm

Geometrical moment of Inertia Ix = 362 cm4

= 36,2 x 105

mm4

Iy = 97,2 cm4

= 9,72 x 105

mm4

Elastic modulus of section Zx = 58,0 cm3

= 58,0 x 103 mm

3

Zy = 19,4 cm3

= 19,4 x 103 mm

3

Radius of gyration ix = 4,82 cm

= 4,88 x 10 mm

iy = 2,50 cm

= 2,50 x 10 mm

(Tabel Profil Konstruksi Baja, Rudy Gunawan, hal 56)


Gambar 4.4. Profil Gording

124

4.1.3.2. Perhitungan Pembebanan

a. Beban Mati (titik)

Beban gording = 12,13 kg/m

Berat penutup atap = ( 1,64 x 10 ) = 16,4 kg/m

Berat trackstang (10% x 12,13 kg/m) = 1,213 kg/m +

q = 29,743 kg/m

qx = q sin α = 29,743 sin 24º = 12,10 kg/m

qy = q cos α = 29,743 cos 24º = 27,17 kg/m

Mx1 = 1/8 . qx . L2

= 1/8 . 12,10 . 32 = 13,61 kg.m

My1 = 1/8 . qy . L2 = 1/8 . 27,17 . 3

2 = 30,57 kg.m

b. Beban Hidup

P diambil sebesar 100 kg (beban pekerja)

Px = p sin α = 100 sin 24º = 40,67 kg

Py = P cos α = 100 cos 24º = 91,35 kg

Mx2 = ¼ Px L = ¼ x 40,67 x 3 = 30,50 kg.m

My2 = ¼ Py L = ¼ x 91,35 x 3 = 68,51 kg.m

c. Beban Air Hujan

Beban air hujan (qH perlu) = 40 – 0,8 x α°

= 40 – 0,8 x 24° = 20,8 kg/m2

Beban Air Hujan Maksimum (qHmax) = 20 kg/m2


125

Beban Air Hujan Perlu > Beban Air Hujan Maksimum, maka yang

dipakai adalah Beban Air Hujan Maksimum = 20 kg/m2

Beban Air Hujan = 1,64 m x 20 kg/m2 x 3 m

= 98,4 kg

PHx = 98,4 . sin 24° = 40,02 kg

PHy = 98,4 . cos 24° = 89,89 kg

Perhitungan Momen Pembebanan

Jadi total beban hidup pekerja dan air hujan adalah:

Mx total = 30,50 + 30,02 = 60,52 kg.m

My total = 68,51 + 67,42 = 135,93 kg.m

d. Beban Angin

Beban angin kondisi normal, minimal = 25 kg/m2

Koefisien kemiringan atap ( α ) = 24

1. Koefisien angin tekan = (0,02 α – 0,4 )

2. Koefisien angin hisap = - 0,4

Beban angin :

1. Angin tekan (W1) = ((0,02 . 24o) – 0,4) = 0,08

2. Angin Hisap (W2) = - 0,4

(Pasal 2.1.3.3, PPPURG, hal 21)

Mx =

. PHx . L

My =

. PHy . L

Mx =

. 40,02 . 3 My =

. 89,89 . 3

Mx = 30,02 kg.m My = 67,42 kg.m

126

Beban angin tekan

Wty = 0,08 . 25 . 1,64 = 3,28 kg/m

Beban Angin Hisap

Why = -0,4 . 25 . 1,64 = -16,4 kg/m

Perhitungan Momen Pembebanan

4.1.3.3. Kombinasi Pembebanan

J

a

d

i

M

u

x

Max = 112,49 kg.m = 112,49 x 104 N.mm

Muy Max = 255,62 kg.m = 255,62 x 104 N.mm

4.1.3.4. Kontrol Kekuatan Profil

1. Kontrol Kelangsingan Penampang

Asumsi: Penampang Kompak bila λ < λp

Penampang Tidak Kompak bila λp < λ ≤ λr

My tekan =

. Wty . Ɩ

2 My hisap =

. Why . Ɩ

2

My tekan =

. 3,28 . 3

2 My hisap =

. -16,4 . 3

2

My tekan = 3,69 kg.m My hisap = -18,45 kg.m

1,4 D

Ux = 1,4 (13,61 kg.m)

= 18,27 kg.m

Uy = 1,4 (30,57 kg.m) = 41,05 kg.m

1,2 D + 0,5 L

Ux = 1,2 (13,61 kg.m) + 0,5 (60,52 kg.m)

= 45,92 kg.m

Uy = 1,2 (30,57 kg.m) + 0,5 (135,93 kg.m) = 103,15 kg.m

1,2 D + 1,6 L + 0,8 W

Ux = 1,2 (13,61 kg.m) + 1,6 (60,52 kg.m)+ 0,8 (0)

= 112,49 kg.m

Uy = 1,2 (30,57 kg.m) + 1,6 (135,93 kg.m) + 0,8 ( 3,69 kg.m) = 255,62 kg.m

1,2 D + 1,3 W + 0,5 L

Ux = 1,2 (13,61 kg.m) + 1,3 (0) + 0,5 (60,52 kg.m)

Uy = 1,2 (30,57 kg.m) +1,3 ( 3,69 kg.m)+ 0,5 (135,93 kg.m)

= 45,92 kg.m

= 107,94 kg.m

0,9 D ± 1,3 W

Ux = 0,9 (13,61 kg.m) + 1,3 (0)

= 0,9 (13,61 kg.m) - 1,3 (0)

= 11,75 kg.m

= 11,75 kg.m

Uy = 0,9 (30,57 kg.m) + 1,3 (3,69 kg.m)

= 0,9 (30,57 kg.m) - 1,3 (3,69 kg.m)

= 31,19 kg.m

= 21,59 kg.m

127

Penampang Langsing λ > λr

(pasal 6.2.2, SNI 03-1729-2002, hal 13)

Sayap Badan

√

√

√

√

Penampang Langsing

Penampang Kompak

2. Kontrol Tahanan Nominal Lentur Penampang Terhadap Tekuk Lokal

Dari hasil analisis kelangsingan penampang pada sub bab

sebelumnya diketahui profil yang digunakan pada sayap merupakan

penampang langsing dan pada badan merupakan penampang kompak.

a. Mencari Momen Nominal yang Bekerja pada Profil

Mnx = Zx . Fy

= 58,0 x 103 mm

3 . 240 N/mm2

= 139,2 x 105 N.mm

Mny = Zy . Fy

= 19,4 x 103 mm

3. 240 N/mm

2

= 46,56 x 105 N.mm

Faktor Reduksi ( = 0,9

(Tabel 6.4-2, SNI 03-1729-2002, Hal 18)

b. Menghitung Momen Interaksi

128

≤ 1,0

≤ 1,0

0,69 ≤ 1,0..................(OK)

(Pasal 11.3.1, SNI 03-1729-2002, hal 76)

3. Kontrol Lendutan

E = 2,0 x 105 kg/cm

2 menggunakan asumsi 1 Mpa = 10 kg/cm

2,

Momen inersia yang berada pada profil Double Lip Channels, Ix = 362

cm4, Iy = 97,2 cm

4.

(Tabel Baja, hal 56)

a. Akibat Beban Mati

fx =

=

= 0,63 mm

fy =

=

= 0,38 mm

b. Akibat Beban Hidup

fx =

=

= 2,33 mm

fy =

=

= 1,41 mm

c. Akibat Beban Angin

fx = 0

fy =

=

= 0,05 mm

(Perencanaan Struktur Baja Dengan Methode LFRD, Hal 88)

d. Kombinasi Lendutan

Fx total = 0,63 + 2,33 + 0 = 2,96 mm

Fy total = 0,38 + 1,41 + 0,05 = 1,84 mm

Syarat Lendutan

f timbul √

f timbul < f ijin

129

f timbul = √ = 3,49 mm

f ijin =

=

= 12,5 mm

(SNI 03 – 1729 – 2002, hal 15)

f ijin > f yang timbul 12,5 > 3,49……… (OK)

(Tabel 6.4-1, SNI 03- 1729- 2002, hal 15)

4.1.3.5. Mendimensi Trackstang

Beban Mati qx = 12,10 kg/m

Beban Hidup Px = 89,89 kg/m

Jarak Kuda-Kuda = 3 m

Total beban = ( kg/m x 3 m) + 89,89 kg/m = 126,19 kg

Penggunan 2 trackstang, maka : P/3 126,19 / 3 = 42,063 kg

Fbr = 1,25 fn

= 1,25 x = 0,023 cm2

Fbr =

. . d²

d = √

= √

= 0,171 cm 1,71 mm 8 mm

Maka dalam perencanaan kuda-kuda ini menggunakan trackstang

dengan diameter minimal 8 mm.

4.1.4. Perencanaan Kuda – Kuda

Pada perencanaan kuda-kuda, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-

data teknis, pembebanan kuda-kuda, dan kontrol kekuatan profil pada kuda-kuda.

4.1.4.1. Data-Data Perencanaan

Bentang Kuda-Kuda = 18 m

Jarak Kuda-Kuda utama = 3 m

Jarak Gording = 1,64 m

Sudut Kemiringan Atap = 24º (Asumsi)

Penutup Atap = Galvalum

Sambungan = Baut

130

Berat Gording = 12,3 kg/m

(Tabel Profil Konstruksi Baja, hal 56)

Modulus Elastisitas (E) = 200000 Mpa

Modulus Geser (G) = 80000 Mpa

Poisson Ratio (m) = 30 %

Koefisien Muai (at) = 1,2 * 10-5

(pasal 5.1.3, SNI 03- 1729- 2002, hal 9)

Mutu Baja = BJ 37

Tegangan Leleh (fy) = 240 Mpa

Tegangan Ultimit (fu) = 370 Mpa

Peregangan Minimum = 20 %

(tabel 5.3, SNI 03- 1729- 2002, hal 11)

Penutup Atap Genteng = 10 kg/m2


Berat per Unit Volume = 7850 kg/m3

(tabel 1, PPPURG 1987, hal 5)

Beban Hidup Gording = 100 kg

(pasal 2.1.2.2, PPPURG 1987, hal 7)

Tekanan Tiup Angin = 25 kg/m2

(pasal 2.1.3.2, PPURG 1987, hal 18)

4.1.5. Data Penginputan di SAP 2000

a. Menentukan Koordinat Perencanaan Atap

Koordinat yang dipakai berdasarkan perencanaan kuda-kuda yang

sudah direncanakan sebelumnya.

131

(Sumber: Dokumentasi Pribadi Progam SAP, 2018)

Gambar 4.5. Define Grid Data

b. Menginput Data pada Material Properties

(Sumber: Data Pribadi Program SAP, 2018)

Gambar 4.6. Material Property Data

132

c. Menentukan Jenis Pembebanan


Gambar 4.7. Define Load Pattern

d. Kombinasi Pembebanan Kuda-Kuda

U = 1,4 D

Kombinasi pembebanan yang pertama adalah 1,4 D artinya

hanya beban mati yang digunakan.


Gambar 4.8. Define Load Combination 1

U = 1,2 D + 0,5 L

Kombinasi pembebanan 1,2 D + 0,5 L artinya 1,2 beban mati

ditambah 0,5 beban hidup.



133

U = 1,2 D + 1,6 L + 0,8 W

Kombinasi pembebanan adalah 1,2 D + 1,6 L + 0,8 W artinya

1,2 beban mati ditambah 0,5 beban hidup dan 0,8 beban angin.



U = 1,2 D + 1,3 W + 0,5 L

Kombinasi pembebanan adalah 1,2 D + 1,3 W + 0,5 L artinya

1,2 beban mati ditambah 1,6 beban angin dan 0,5 beban hidup.



134

U = 0,9 D + 1,3 W

Kombinasi pembebanan adalah 0,9 D + 1,3 W artinya 0,9

beban mati ditambah 1,3 beban angin.



4.1.6. 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 galvalum.

BA = Berat atap galvalum x jarak gording x jarak kuda-kuda

BA = 10 kg/m2 x 1,64 m x 3 m = 49,2 kg


Gambar 4.13. Input Beban Atap

135


Gambar 4.14. Display Beban Atap

2. Akibat Berat Gording

Beban permanen yang timbul dari berat profil baja yang difungsikan

sebagai gording.

Gording

BG = berat profil baja x jarak kuda-kuda

BG = 12,3 kg/m x 3 m = 36,9 kg


Gambar 4.15. Input Beban Gording


Gambar 4.16. Display Beban Gording

136

3. Akibat Berat Sendiri Kuda-Kuda

Beban permanen yang timbul dari berat profil baja yang difungsikan

sebagai kuda-kuda, dihitung dalam Program SAP 2000, dalam perencanaan

ini menggunakan profil baja Double Angle Shape.

4. Beban Hidup

Beban hidup merupakan beban terpusat dikarenakan beban pekerja

pada saat pekerjaan atap dilaksanakan, dengan berat P = 100 kg.

Kuda – Kuda

PAir Hujan = (40 – 0,8 x 24°) = 20,8 kg/m2

Beban Air Hujan Maksimum (qHmax) = 20 kg/m2


Beban Air Hujan Perlu > Beban Air Hujan Maksimum, maka

yang dipakai adalah Beban Air Hujan Maksimum

= 20 kg/m2 x 3 m x 1,64 m = 98,4 kg


Gambar 4.17. Input Beban Hidup


Gambar 4.18. Display Beban Hidup

137

5. Akibat Berat Plafond

Beban yang timbul akibat adanya berat dari plafond yang digantungkan

pada dasar kuda-kuda.

Kuda – Kuda

BP = Beban Plafond x Jarak Kuda-Kuda x Panjang Kuda-Kuda

BP =

= 81 kg


Gambar 4.19. Input Beban Plafond


Gambar 4.20. Display Beban Plafond

6. Beban Angin

Beban angin merupakan beban yang ditimbulkan oleh terpaan angin

yang terdapat 2 jenis yaitu angin tekan dan angin hisap dengan arah

pembebanan tegak lurus bidang atap, pada daerah ini di asumsikan

W = 25 kg/m2

a. Akibat Angin Tekan

Cq = ((0,02 . α) – 0,4)

Cq = ((0,02 . 24o

) – 0,4) = 0,08

(pasal 2.1.3.3, PPPURG, hal 21)

138

W Tekan Vertikal

= Cq x sin α x W x jarak gording x jarak kuda-kuda

= 0,08 x sin 24° x 25 kg/m2 x 1,64 m x 3 m

= 4,00 kg

W Tekan Horisontal

= Cq x cos α x W x jarak gording x jarak kuda-kuda

= 0,08 x cos 24° x 25 kg/m2 x 1,64 m x 3 m

= 8,99 kg

b. Akibat Angin Hisap

Cq = - 0,4

W Hisap Vertikal

= Cq x sin α x W x jarak gording x jarak kuda-kuda

= -0,4 x sin 24° x 25 kg/m2 x 1,64 m x 3 m

= -20,01 kg

W Hisap Horizontal

= Cq x cos α x W x jarak gording x jarak kuda-kuda

= -0,4 x cos 24° x 25 kg/m2 x 1,5 m x 3 m

= -44,95 kg


Gambar 4.21. Input Beban Angin Tekan

139


Gambar 4.22. Input Beban Angin Hisap


Gambar 4.23. Display Beban Angin

4.1.7. Perhitungan Batang Tekan

Batang 552

P maks = Nu = 19,2052 ton → hasil output SAP 2000

L bentang = 1641,48 mm

140


Gambar 4.24. Pemodelan Kuda-Kuda

Digunakan profil (2L.90.90.9)

Properti penampang elemen 2L.90.90.9

Ag = 1550 mm Rx = Ry = 27,4 mm

ex = ey = 25,4 mm R min = 17,6 mm

Ix = Iy = 1160000

mm4 Tp = 9 mm

(Tabel Profil Kontruksi Baja, hal 38)

a. Menghitung Momen Inersia dan Jari-Jari Girasi Komponen Struktur

(Sumber: Data Pribadi Program Autocad, 2018)

Gambar 4.25. Momen Inersia Penampang

Keterangan :

h = b = 90 mm Titik Komponen

a = 10 mm Lx = 25,4 mm

t = 9 mm Ly = 95 mm

X

t

b a

h

Lx

y

t

b a

h

Ly

141

( (

))

(

( (((

) ) )

( (

))

(

( (((

) ) )

√

√

((

) (

))

(

( ((

) (

))

((

) (

))

(

( ((

) (

))

√

√

b. Periksa terhadap Kelangsingan Elemen Penampang

142

√

√

(tabel 7.5-1, SNI 03- 1729- 2002, hal 30)

(penampang tak kompak)

(pasal 8.2.4, SNI 03- 1729- 2002, hal 36)

c. Periksa terhadap Kelangsingan dan Kestabilan Komponen

Digunakan pelat kopel 5 buah → Pembagian batang minimum adalah 3

(pasal 9.3.3b, SNI 03- 1729- 2002, hal 59)

Jarak antar pelat kopel

(persamaan 9.3-4, SNI 03- 1729- 2002, hal 58)

Syarat kestabilan komponen

< 50 (OK)

(pasal 9.3.6, SNI 03- 1729- 2002, hal 59)

Kondisi tumpuan sendi-sendi, maka faktor tekuk k = 1

(tabel 7.6-1, SNI 03- 1729- 2002, hal 32)

Kelangsingan arah sumbu bahan (sumbu x)

(

(pasal 7.6.4, SNI 03- 1729- 2002, hal 29)

143

Syarat kestabilan arah sumbu bahan (sumbu x)

> 1,2 .

51,47 > 27,98 … … … (OK)

(pasal 9.3.6, SNI 03- 1729- 2002, hal 59)

Kelangsingan arah sumbu bebas bahan (sumbu y)

(

(pasal 7.6.4, SNI 03- 1729- 2002, hal 29)

Kelangsingan ideal

Nilai m untuk profil 2L = 2

√

√


Syarat kestabilan arah sumbu bebas bahan (sumbu y)

( (pasal 9.3.6, SNI 03- 1729- 2002, hal 59)

d. Menghitung Daya Dukung Tekan Nominal Komponen

Menghitung koefisien tekuk arah sumbu bahan (sumbu x)

Parameter kelangsingan komponen

√

√


144

Karena maka nilai

(pasal 7.6.2, SNI 03- 1729- 2002, hal 27)

(persamaan 7.6-5b, SNI 03- 1729- 2002, hal 27)

Daya dukung komponen arah sumbu bahan (sumbu x)


e. Menghitung koefisien tekuk arah sumbu bebas bahan (sumbu y)

Parameter kelangsingan komponen

√

√


Karena maka nilai

(pasal 7.6.2, SNI 03- 1729- 2002, hal 27)

(persamaan 7.6-5b, SNI 03- 1729- 2002, hal 27)

Daya dukung komponen arah sumbu bahan (sumbu y)


f. Periksa Terhadap Tekuk Lentur Torsi

Modulus Geser

(

(

(Perencanaan Struktur Baja Dengan Methode LRFD, hal 72)

145

Konstanta Torsi

∑

(

(

)

( (

)


Koordinat pusat geser terhadap titik berat


Gambar 4.26. Titik Pusat Geser Penampang

xo = 0


(

) ( √

( )

(

) ( √

( )

(persamaan 9.2-1a, SNI 03- 1729- 2002, hal 55)

t

b

h

ex

titik pusat massa

titik pusat geser

146

Daya dukung komponen diambil yang terkecil


…….. (OK)

4.1.8. Perhitungan Batang Tarik

Batang 300

P maks = Nu = 8,1085 ton → output SAP 2000



Gambar 4.27. Diagram of Frame

Digunakan profil (2L.80.80.8)

Properti penampang elemen L80.80.8

Ag = 1230 mm rx = ry = 24,2 mm

ex = ey = 22,6 mm R min = 13,7 mm

Ix = Iy = 723000

mm4 Tp = 8 mm

147

a. Periksa Terhadap Tarik

Syarat Penempatan Baut


Gambar 4.28. Pemodelan Jarak Baut

Spesifikasi baut yang digunakan :

Tipe baut : A 490

Diameter : 12,7 mm (1/2”)

Fu : 1035 Mpa

Fy : 825 Mpa

Permukaan baut : tanpa ulir pada bidang geser

Diameter lubang baut (dl)

(dl) = 12,7 + 1 = 13,7 mm


Jarak antar baut

Jarak Baut ke Tepi Pelat

S

NuU

e

B

148

(pasal 13.4.2 dan 13.4.3, SNI 03- 1729- 2002, hal 104)

Spesifikasi Pelat Buhul :

Tebal plat : 10 mm

Mutu baja : BJ 37

Fy : 240 Mpa

Fu : 370 Mpa

Luas Penampang Netto :

Direncanakan menggunakan tipe baut : A 490

baut ukuran 1/2” =12,7 mm satu lajur

n = 1

(

(pasal 10.2.1, SNI 03- 1729- 2002, hal 71)

Luas Penampang Efektif :

b = lebar penampang profil

L = jarak terjauh kelompok baut

x = eksentrisitas sambungan


Gambar 4.29. Pemodelan Letak Baut

(

(pasal 10.2, SNI 03- 1729- 2002, hal 70)

t

b

h et

b

h

Pelat buhul

Pelat kopel

149

Daya Dukung Tarik Murni

Kondisi leleh

(persamaan 10.1-2a, SNI 03- 1729- 2002, hal 70)

Kondisi fraktur

(persamaan 10.s1-2b, SNI 03- 1729- 2002, hal 70)

Daya Dukung Geser Murni


Gambar 4.30. Pemodelan Area Geser

Av = Luas penampang kotor geser

( ( ( ) ( (

(

Daya Dukung Kombinasi Tarik dan Geser


S

NuU

SNu

Ue

B

150

Gambar 4.31. Pemodelan Tarik dan Geser

Geser

Anv = Luas penampang bersih geser

(( ( )

(( ( )

(

Tarik

At = Luas penampang kotor tarik

(( ) (

Ant = Luas penampang bersih tarik

(( )

(

Nn geser < Nn tarik, maka : Geser fraktur – Tarik leleh

(

(

(Perencanaan Struktur Baja Dengan Metode LRFD, hal 41)

Diambil nilai daya dukung batang tarik terkecil


8,1085 < 0,85 x 26,39

………(OK)

151

b. Perhitungan Sambungan

Batang 300

P maks = Nu = 8,1085 ton → output SAP 2000


Spesifikasi Baut yang Digunakan :

Tipe baut : A 490


Fu : 1035 Mpa

Fy : 825 Mpa

Permukaan baut : tanpa ulir pada bidang geser


Spesifikasi Pelat Buhul :

Tebal plat : 10 mm

Mutu baja : BJ 37

Fy : 240 Mpa

Fu : 370 Mpa

Tahanan Geser Baut :

Nilai r untuk baut tanpa ulir pada bidang geser = 0,5

(

)

(persamaan 13.2-2, SNI 03-1729-2002, hal 100)

Tahanan tumpu baut :

fu = nilai tegangan tarik putus terendah dari baut dan pelat buhul


Diambil nilai terkecil dari tahanan geser baut dan tahanan

tumpu baut

152

Dipakai = 3 baut

Jarak Antar Baut

Jarak Baut ke Tepi Pelat

(pasal 13.4.2 dan 13.4.3, SNI 03- 1729- 2002, hal 104)

c. Perhitungan Plat Kopel

Batang 552

P maks = Nu = 19,2052 ton → hasil output SAP 2000


Digunakan pelat kopel 5 buah

Jarak antar pelat kopel

Menghitung tinggi pelat kopel

Digunakan pelat kopel :

Tebal = 10 mm

Lebar = 130 mm

Mutu baja = BJ 37

Fy = 240 Mpa

Fu = 370 Mpa

153

σ = 160 Mpa


Gambar 4.32. Pemodelan Pelat Kopel

Syarat Kekakuan Pelat Kopel

(persamaan 9.3.5, SNI 03-1729-2002, hal 59)

(

)

(

)

Dipakai h = 100 mm

Periksa terhadap geser

Gaya lintang yang dipikul pelat kopel

Gaya lintang yang dipikul 1 pelat kopel

a

L pelat

l pelat

154

Tahanan Geser Pelat Kopel :

(

)

(

)

√

(persamaan 8.8-2 , SNI 03-1729-2002, hal 45)

√

……… (OK)

Maka tahanan geser nominal pelat:

(persamaan 8.8-3a , SNI 03-1729-2002, hal 45)

Perhitungan Plat Landasan dan Baut Angkur

Tegangan tumpu pelat landasan

Mutu beton = fc’ = 30 Mpa

Σ beton = 0,3. 30 = 9 Mpa

Digunakan tebal pelat = 10 mm

P vertikal maks pada tumpuan = 8,1085 ton→ hasil output SAP 2000

P horizontal maks pada tumpuan = 19,2052 ton→ hasil output SAP 2000

Menghitung Lebar Pelat Landasan Efektif


Gambar 4.33. Pemodelan Pelat Landasan

t

a

h t pelat Pelat landasan

b

L pelat

l pelat

155

Lebar Efektif Pelat Landasan

σ beton = σ pelat landasan

Spesifikasi Baut yang Digunakan :

Tipe baut : A 490


Fu : 1035 Mpa

Fy : 825 Mpa

Periksa terhadap Geser Baut

(

)


Jumlah baut

Dipakai = 3 baut

156

4.2. Perhitungan Beban Gempa

Beban gempa adalah semua beban static ekuivalen yang bekerja pada seluruh

bangunan gedung atau bagian gedung yang menirukan pengaruh dari gerakan tanah

akibat gempa tersebut (PPPURG, 1987). Analisa time history merupakan metode

yang paling mendekati untuk meramalkan respon struktur akibat gempa. Tetapi untuk

melakukan analisa ini diperlukan banyak perhitungan yang cukup lama. Untuk

penyederhanaan dari alasan tersebut, digunakan metode analisis static ekuivalen.

Selain itu metode static ekuivalen juga cukup akurat untuk bangunan simetris.

4.2.1. Pedoman

Dalam perencanaan beban gempa, pedoman yang dipakai:

1. SNI 03-1726-2012. Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk

Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung.


(PPPURG 1987)

3. SNI 2847:2013. Persyaratan Beton Struktural untuk Bangunan Gedung.

4.2.2. Perencanaan Beban Gempa

Beban gempa atau respons spectrum yang terjadi sesuai dengan data pada

perhitungan gempa, mengacu pada SNI 03-1726-2012. Analisis struktur terhadap

beban gempa pada gedung dilakukan dengan metode analisis respon spektrum.

Berdasarkan parameter respons percepatan perioda pendek (SDS) dan perioda 1

detik (SD1), bangunan gedung termasuk dalam Kriteria Desain Seismik (KDS) D,

sehingga sistem penahan gaya gempa yang diijinkan adalah Sistem Rangka

Pemikul Momen Khusus (SRPMK). Berdasarkan peta pada google maps, Gedung

Kantor Digital Marketing di Kota Semarang terletak pada lintang 6°58'48.1"S dan

bujur 110°27'11.2"E.

a. Menentukan Kategori Resiko Struktur Bangunan (I-IV) dan faktor

keutamaan (Ie)

Untuk berbagai kategori risiko struktur bangunan gedung dan non

gedung sesuai Tabel 4.3 pengaruh gempa rencana terhadapnya harus

dikalikan dengan suatu faktor keutamaan Ie menurut Tabel 4.3

157

Tabel 4.2. Kategori Risiko Bangunan Gedung dan Non Gedung untuk

Beban Gempa

Jenis Pemanfaatan

Kategori

Resiko

Gedung dan non gedung yang memiliki risiko rendah terhadap jiwa

manusia pada saat terjadi kegagalan, termasuk, tapi tidak dibatasi

untuk, antara lain:

a. Fasilitas pertanian, perkebunan, peternakan, dan perikanan

b. Fasilitas sementara

c. Gudang penyimpanan

d. Rumah jaga dan struktur kecil lainnya

I

Semua gedung dan struktur lain, kecuali yang termasuk dalam

kategori resiko I, III, IV, termasuk, tapi tidak dibatasi untuk:

a. Perumahan

b. Rumah toko dan rumah kantor

c. Pasar

d. Gedung perkantoran

e. Gedung apartemen/ rumah susun

f. Pusat pembelanjaan/ mall

g. Bangunan industri

h. Fasilitas manufaktur

i. Pabrik

II

Gedung dan non gedung yang memiliki resiko tinggi terhadap jiwa

manusia pada saat terjadi kegagalan, termasuk, tapi tidak dibatasi

untuk:

a. Bioskop

b. gedung pertemuan

c. stadion

d. fasilitas kesehatan yang baik memiliki unit bedah dan unit

gawat darurat

e. fasilitas penitipan anak

f. penjara

g. bangunan untuk orang jompo

Gedung dan non gedung, tidak termasuk kedalam kategori risiko IV,

yang memiliki potensi untuk menyebabkan dampak ekonomi yang

III

158

besar dan/ atau gangguan massal terhadap kehidupan masyarakat

sehari-hari bila terjadi kegagalan, termasuk, tapi tidak dibatasi untuk:

a. pusat pembangkit listrik biasa

b. fasilitas penanganan air

c. fasilitas penanganan limbah

d. pusat telekomunikasi

Gedung dan non gedung yang tidak termasuk dalam kategori resiko

IV, (termasuk, tetapi tidak dibatasi untuk fasilitas manufaktur,

proses, penanganan, penyimpanan, penggunaan atau tempat

pembuangan bahan bakar berbahaya, bahan kimia berbahaya, limbah

berbahaya, atau bahan yang mudah meledak) yang mengandung

bahan beracun atau peledak dimana jumlah kandungan bahannya

melebihi nilai batas yang disyaratkan oleh instansi yang berwenang

dan cukup menimbulkan bahaya bagi masyarakat jika terjadi

kebocoran.

(Sumber: SNI 03-1726-2012 Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk

Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung)

Tabel 4.3. Faktor Keutamaan Gempa

Kategori Resiko Faktor keutamaan gempa, Ie

I atau II 1,0

III 1,25

1V 1,50



Gedung yang direncanakan berupa gedung perkantoran dengan kategori

risiko II, untuk faktor keutamaan gedung adalah: Ie = 1,0

b. Menentukan Parameter percepatan gempa (SS dan S1)

Berdasarkan dari gambar respon spektra pada Tabel 4.5, Gambar 4.29

dan Gambar 4.30 didapat nilai parameter Ss dan S1, dimana parameter SS

159

(percepatan batuan dasar pada perioda pendek) dan parameter S1 (percepatan

batuan dasar pada perioda 1 detik) : Ss = 1,098 g danS1 = 0,364 g

Tabel 4.4. Nilai Ss dan S1 Respon Spektra Jenis Batuan

Variabel Nilai

PGA (g) 0.493

SS (g) 1.098

S1 (g) 0.364

CRS 0.871

CR1 0.000

FPGA 1.000

FA 1.000

FV 1.000

PSA (g) 0.493

SMS (g) 1.098

SM1 (g) 0.364

SDS (g) 0.732

SD1 (g) 0.243

T0 (detik) 0.066

TS (detik) 0.332

(Sumber: http://puskim.pu.go.id/Aplikasi/desain_spektra_indonesia_2011/)

http://puskim.pu.go.id/Aplikasi/desain_spektra_indonesia_2011/

160

(Sumber: http://puskim.pu.go.id/Aplikasi/desain_spektra_indonesia_2011/)

Gambar 4.34. Peta Parameter Ss Wilayah Indonesia

(Sumber:http://puskim.pu.go.id/Aplikasi/desain_spektra_indonesia_2011)

Gambar 4.35. Peta Parameter S1 Wilayah Indonesia

c. Menentukan Kelas Situs

Penetapan Kelas Situs dapat dilakukan melalui penyelidikan tanah

dengan menguji nilai penetrasi standar rata-rata. N Profil tanah yang

mengandung beberapa lapisan tanah atau batuan yang nyata berbeda, harus

dibagi menjadi lapisan-lapisan yang diberi nomor ke-1 sampai ke-n dari atas

kebawah, sehingga ada total N-lapisan tanah yang berbeda pada lapisan 30 m

paling atas tersebut. Nilai N untuk lapisan tanah 30 m paling atas ditentukan

sesuai dengan perumusan berikut :

Keterangan :

Ti = tebal setiap lapisan antara kedalaman 0 sampai 30 meter.

Ni = tahanan penetrasi standar 60 persen energi (N60) yang terukur

langsung di lapangan tanpa koreksi.

161

Berdasarkan hasil uji tanah yang dilapangan, berikut adalah hasil uji

penetrasi standar rata-rata di lokasi Rumah Sakit Pendidikan Universitas

Semarang.

Tabel 4.5. Nilai Penetrasi Standar Rata-rata (N)

No Depth (m) N t/N

1 0 – 2 0 0

2 2 – 5 3 1

3 5 – 9,50 3 – 6 1,5

4 9,50 – 13 1 3,5

5 13 - 19 2 3

6 19 - 25 4 - 9 1,2

7 25 - 29 12 0,333

8 29 – 33,5 22 - 26 1,125

9 33,5 - 37 24 0,146

10 37 - 45 28 - 30 4

11 45 - 50 29 - 30 5

Σ 50 20,804

(Sumber: Hasil Penyelidikan Tanah Rencana Pengembangan Gedung Kampus Universitas

Semarang 2008)

N =

Tipe kelas situs harus ditetapkan sesuai dengan definisi dari tabel 4.7

dan pasal pasal berikut.

162

Tabel 4.6. Hubungan Klasifikasi Situs dengan Parameter Tanah

Kelas situs (m/detik) atau (kPa)

SA (Bataun keras) >1500 N/A N/A

SB (Batuan) 750 sampai 1500 N/A N/A

SC (tanah keras,

sangat padat dan

batuan lunak)

350 sampai 750 >50 ≥ 100

SD (tanah sedang) 175 sampai 350 15 sampai 50 50 sampai 100

SE (tanah lunak) <175 <15 <50

Atau setiap profil tanah yang mengandung lebih dari 3 m

tanah dengan karakteristik sebagai berikut:

1. Indeks plastisitas, PI > 20

2. Kadar air, w >40 %

3. Kuat geser niralir <25 kPa

SF (tanah khusus,

yang membutuhkan

investigasi geoteknik

spesifik dan analisis

respons spesifik-situs

yang mengikuti

6.10.1)

Setiap profil lapisan tanah yang memiliki salah satu atau

lebih dari karakteristik berikut:

e. Rawan dan berpotensi gagal atau runtuh akibat

beban gempa seperti mudah likuifaksi, lempung

sangat sensitive, tanah tersementasi lemah

f. Lempung sangat organic dan/ atau gambut

(ketebalan H>3m)

g. Lempung berplastisitas sangat tinggi (ketebalan

H>7,5m dengan indeks plastisitas PI>75)

Lapisan lempung lunak/setengah teguh dengan ketebalan

H > 35m dengan < 50 kPa

Catatan: N/A = tidak dapat dipakai

(Sumber: SNI 03-1726-2012 Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan

Gedung dan Non Gedung)

Berdasarkan klasifikasi situs diatas, untuk kedalaman 30 m dengan nilai

test penetrasi standar (SPT) rata-rata (Ṅ) = berada pada nilai (Ṅ) =

<15, dan memenuhi pasal (SE) tanah lunak.

163

d. Menentukan koefisien-koefisien situs dan parameter-parameter respons

spectral percepatan gempa maksimum yang dipertimbangkan resiko

tertarget (MCER).

Dalam penentuan respons spectral percepatan gempa MCER di

permukaan tanah, diperlukan suatu faktor amplifikasi seismic pada perioda

0,2 detik dan perioda 1 detik. Faktor amplifikasi meliputi faktor amplifikasi

getaran terkait percepatan pada getaran perioda pendek (Fa) dan faktor

amplifikasi terkait percepatan yang mewakili getaran perioda 1 detik (Fv).

Parameter spectrum respons percepatan pada perioda pendek (SMS) dan

perioda satu detik (SM1) yang disesuaikan dengan pengaruh klasifikasi situs.

Tabel 4.7. Koefisien Situs (Fa)

(Sumbe

r: SNI

03-

1726-

2012

Tata

Cara

Perenc

anaan

Ketaha

nan

Gempa

untuk


Tabel 4.8. Koefisien Situs (Fv)

Kelas Situs

Parameter respons spectral percepatan gempa

(MCER)

Terpetakan pada periode pendek, T=0,2

detik, Ss

Ss ≤ 0,25 Ss = 0,5 Ss = 0,75 Ss = 1,0 Ss ≥1,2

SA 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8

SB 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

SC 1,2 1,2 1,1 1,0 1,0

SD 1,6 1,4 1,2 1,1 1,0

SE 2,5 1,7 1,2 0,9 0,9

SF SSb

a) Untuk nilai-nilai antara Ss dapat dilakukan interpolasi linier

b) SS=Situs yang memerlukan investigasi geoteknik spesifik dan analisis

respons situs-spesifik, lihat pasal 6.10.1

164

Kelas Situs

Parameter respons spectral percepatan gempa

(MCER)

terpetakanpadaperiodependek, T=0,2detik, Ss

Ss ≤ 0,1 Ss = 0,2 Ss = 0,3 Ss = 0,4 Ss ≥ 0,5

SA 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8

SB 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

SC 1,7 1,6 1,5 1,4 1,3

SD 2,4 2,0 1,8 1,6 1,5

SE 3,5 3,2 2,8 2,4 2,4

SF SSb

a) Untuk nilai-nilai antara Ssdapat dilakukan interpolasi linier

b) SS=Situs yang memerlukan investigasi geoteknik spesifik dan analisis

respons situs-spesifik, lihat pasal 6.10.1

(Sumber: SNI 03-1726-2012 Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur

Bangunan Gedung dan Non Gedung)

Maka untuk Ss = 1,098 g dan S1 = 0,364 g, diperoleh nilai Fa dan Fv

(interpolasi):

Fa =

(

Fv =

(

Menghitung nilai SMS dan SM1 meggunakan rumus empiris:

SMS = Fa . SS

= 0,9 x 1,098= 0,988 g

SM1 = Fv . S1

= 2,544 x 0,364 = 0,926 g

Didapat nilai SMS, SM1, langkah selanjutnya mencari harga SDS, SD1

menggunakan rumus empiris:

SDS = 2/3 SMS

= 2/3 x 0,988 = 0,659 g

SD1 = 2/3 SM1

= 2/3 x 0,926 = 0,617 g

e. Menentukan Spektrum Respons Desain

165

Bila spectrum respons desain diperlukan oleh tata cara ini dan prosedur

gerak tanah dari spesifik- situs tidak digunakan, maka kurva spectrum respons

design harus dikembangkan dengan mengacu pada gambar 4.29 dan

mengikuti ketentuan di bawah ini:

T0 = 0,2 SD1

SDS Ts =

SD1

SDS

= 0,2 0, 17

0, 9 =

0, 17

0, 9

= 0,187 detik = 0,938 detik

Dalam menentukan periode fundamental struktur T dapat diperoleh dari

hasil analisis struktur yang akan ditinjau. Namun SNI Gempa 2012 memberi

persyaratan bahwa periode fundamental yang akan dipakai sebagai

perhitungan tidak boleh melebihi dari batas atas periode fundamental

pendekatan yang mana nilainya adalah perkalian dari koefisien periode batas

atas (Cu) dengan periode pendekatan (Ta). Untuk memudahkan pelaksanaan,

periode alami fundamental T ini boleh langsung digunakan periode

pendekatan (Ta).

Periode pendekatan ditentukan berdasarkan Persamaan berikut ini:

Ta = Ct .hnx

Dimana : hn adalah ketinggian struktur (meter), dari atas dasar

sampai tingkat tertinggi struktur

Tabel 4.9. Koefisien Batas Atas Periode

SD1 KoefisienCu

≥0,4 1,4

0,3 1,4

0,2 1,5

0,15 1,6

≤0,1 1,7



166

Tabel 4.10. Nilai Parameter Periode Pendekatan Ct dan x

Ta = Ct . hnx

= 0,0466 x 250,9

= 0,844 detik

Dengan nilai SD1 = 0,617 g, maka didapat koefisien Cu = 1,4

T maks = Cu . Ta

= 1,4 x 0,844

= 1,182 detik



Gambar 4.36. Spektrum Respons Desain SNI 03-1726-2012

Tipe Struktur Ct x

Sistem rangka pemikul momen di mana rangka memikul 100 persen gaya

gempa yang disyaratkan dan tidak dilingkupi atau dihubungkan dengan

komponen yang lebih kaku dan akan mencegah rangka dari defleksi jika

dikenai gaya gempa:

Rangka baja pemikul momen 0.0724 0.8

Rangka beton pemikul momen 0.0466 0.9

Rangka baja dengan bresing eksentris 0.0731 0.75

Rangka baja dengan bresing

Terkekang terhadap tekuk

0.0731

0.75 Semua sistem struktur lainnya 0.0488 0.75

167

1) Untuk perioda yang lebih kecil dari T0, spectrum respons percepatan

desain, Sa harus diambil dari persamaan:

(

)

2) Untuk perioda lebih besar dari atau sama dengan T0 dan lebih kecil dari

atau sama dengan Ts, spectrum respons percepatan desain, Sa, sama

dengan SDS.

3) Untuk perioda lebih besar dari Ts, spectrum respons percepatan desain, Sa,

diambil berdasarkan persamaan:

Keterangan :

SDS= parameter respons spectral percepatan desain pada perioda pendek

SD = parameter respons spectral percepatan desain pada perioda 1 detik

T = perioda getar fundamental struktur

168

Tabel 4.11. Spektrum Respons Desain Gedung Perkantoran Semarang

(Sumber:http://puskim.pu.go.id/Aplikasi/desain_spektra_indonesia_2011)

Gambar 4.37. Spektrum Respons Desain Kota Semarang

f. Menentukan Kategori desain seismik (A-D)

Dalam menentukan Ketegori desain seismik apabila digunakan alternatif

prosedur penyederhanaan desain pada pasal 8 (SNI 1726-2012) kategori

desain seismik diperkenankan untuk ditentukan dari tabel 4.12 dengan

menggunakan nilai SDS yang ditentukan dalam pasal 8.8.1 (SNI 1726-2012).

T

(Detik)

T

(Detik)

Sa

(g)

T

(Detik)

T

(Detik)

Sa

(g)

0 0 0.264 Ts+ 1,4 2,338 0.264

To 0,187 0.659 Ts+ 1,5 2,438 0.253

Ts 0,938 0.659 Ts+ 1,6 2,538 0.243

Ts+ 0 0,938 0.659 Ts+ 1,7 2,638 0.234

Ts+ 0,1 1,038 0.595 Ts+ 1,8 2,738 0.225

Ts+ 0,2 1,138 0.542 Ts+ 1,9 2,838 0.218

Ts+ 0,3 1,238 0.499 Ts+ 2,0 2,938 0.210

Ts+ 0,4 1,338 0.461 Ts+ 2,1 3,038 0.203

Ts+ 0,5 1,438 0.429 Ts+ 2,2 3,138 0.197

Ts+ 0,6 1,538 0.401 Ts+ 2,3 3,238 0.191

Ts+ 0,7 1,638 0.377 Ts+ 2,4 3,338 0,185

Ts+ 0,8 1,738 0.355 Ts+ 2,5 3,438 0,180

Ts+ 0,9 1,838 0.336 Ts+ 2,6 3,538 0.174

Ts+ 1,0 1,938 0.319 Ts+ 2,7 3,638 0.170

Ts+ 1,1 2,038 0.303 Ts+ 2,8 3,738 0.165

Ts+ 1,2 2,138 0.289 Ts+ 2,9 3,838 0.161

Ts+ 1,3 2,238 0.276 4 4 0,154

169

Tabel 4.12. Kategori Desain Seismik Berdasarkan Parameter Respons

Percepatan pada Perioda Pendek

Nilai SDS

Kategori Resiko

I atau II atau III IV

SDS<0,167 A A

0,167<SDS<0,33 B C

0,33 <SDS<0,5 C D

SDS>0,5 D D

(Sumber : SNI 03-1726-2012 Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur


Tabel 4.13. Kategori Desain Seismik Berdasarkan Parameter Respons

Percepatan pada Perioda 1 detik

Nilai SDS

Kategori Resiko

I atau II atau III IV

SD1<0,067 A A

0,067<SD1<0,133 B C

0,133 <SD1<0,2 C D

SD1>0,2 D D

(Sumber : SNI 03-1726-2012 Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur


Harga,

SDS= 0,659 (SDS >0,5) => Kategori Resiko Tipe D

SD1= 0,617 (SD1 >0,2) => Kategori Resiko Tipe D

g. Pemilihan sistem struktur dan parameter sistem (R, Ωo, dan Cd)

Sistem penahan gaya gempa lateral dan vertikal dasar harus memenuhi

salah satu tipe yang ditunjukkan dalam tabel 4.15.

170

Tabel 4.14. Faktor R, Cd dan Ωo Untuk Sistem Penahan Gaya Gempa

Sistem struktur beton

bertulang penahan gaya

gempa

R

Ω0

Cd

Batasan sistem struktur

dan batasan tinggi struktur

(m)

B C D E F

A Sistem Dinding Penumpu

1 Dinding geser beton

bertulang khusus

5

2.5

5

TB

TB

48

48

30


Bertulang biasa

4

2.5

4

TB

TB

TI

TI

TI


Polos didetail

2

2.5

2

TB

TI

TI

TI

TI


Polos biasa

1.5

2.5

1.5

TB

TI

TI

TI

TI

5 Dinding geser pracetak

Menengah

4

2.5

4

TB

TB

12

12

12


Biasa

3

2.5

3

TB

TI

TI

TI

TI

B Sistem Rangka


bertulang khusus

6

2.5

5

TB

TB

48

48

30


Bertulang biasa

5

2.5

4.5

TB

TB

TI

TI

TI


Polos detail

2

2.5

2

TB

TI

TI

TI

TI


Polos biasa

1.5

2.5

1.5

TB

TI

TI

TI

TI


menengah

5

2.5

4.5

TB

TB

12

12

12


biasa

4

2.5

4

TB

TI

TI

TI

TI

C Sistem rangka pemikul momen

1

Rangka beton

Bertulang pemikul

momen khusus

8

3

5.5

TB

TB

TB

TB

TB

171

2

Rangka beton

Bertulang pemikul

momen menengah

5

3

4.5

TB

TB

TI

TI

TI

3

Rangka beton

Bertulang pemikul

momen biasa

3

3

2.5

TB

TI

TI

TI

TI

D Sistem ganda dengan rangka pemikul momen khusus


bertulang khusus

7

2.5

5.5

TB

TB

TB

TB

TB


Bertulang biasa

6

2.5

5

TB

TB

TI

TI

TI

E Sistem ganda dengan rangka pemikul momen menengah


bertulang khusus

6.5

2.5

5

TB

TB

48

30

30


Bertulang biasa

5.5

2.5

4.5

TB

TB

TI

TI

TI

F Sistem interaktif dinding geser rangka dengan rangka pemikul

momen

Beton bertulang biasa dan dinding geser beton bertulang biasa 4.5 2.5 4 TB TI TI TI TI

G Sistem kolom kantilever didetail untuk memenuhi persyaratan:

1

Rangka beton

Bertulang

pemikul momen

khusus

2.5

1.25

1.5

10

10

10

10

10

2

Rangka beton

Bertulang pemikul

momen menengah

1.5

1.25

1.5

10

10

TI

TI

TI

3

Rangka beton

Bertulang

pemikul momen

biasa

1

1.25

1

10

TI

TI

TI

TI

(Sumber: SNI 03-1726-2012 Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur


Untuk sistem penahan gaya gempa dengan rangka beton bertulang

pemikul momen khusus, didapat:

- Koefisien modifikasi respons (R) = 8

- Faktor kuat lebih sistem (Ωo) = 3

- Faktor pembesaran defleksi (Cd) = 5,5

172

Faktor reduksi untuk perhitungan beban gempa

Scale factor = I/R x 9,81

= 1/8 x 9,81 = 1,226

Keterangan:

SC = Scale Factor (dalam meter)

I = Faktor keutamaan Gempa

R = Faktor Reduksi Gempa

9,81 = Koefisien grafitasi

173


Gambar 4.38. Input Data Respon Spektrum

174

4.3. Perencanaan Plat Lantai

Pada sistem perencanaan Plat direncanakan sama dari lantai 1-5 dengan tumpuan

berupa jepit ataupun bebas. Sistem penulangan direncanakan sama pada tiap-tiap lantai.

(Sumber: Dokumen Pribadi Program SAP, 2018)

Gambar 4.39. Perspektif Struktur Plat Lantai

175

4.3.1. Pedoman Perhitungan Plat

Dalam perencanaan Plat lantai, pedoman yang dipakai adalah :

1. Pedoman Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah dan Gedung (PPPUR

G1987)


3. Kusuma, Gideon. 1993. Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang.

Penerbit Erlangga : Jakarta.

4. Sunggono. 1984. Teknik Sipil. Penerbit Nova : Bandung.

4.3.2. Perhitungan Plat Lantai

4.3.2.1. Data Teknis Plat Lantai Rencana

1. Material Beton

Fc = 30 Mpa

Berat per unit volume = 2400 Kg/m3 (PPPURG

1987)

Modulus elastisitas = 25742,96 Mpa

√ √

(SNI 2847:2013, pasal 8.5.1, hal 61)

2. Material Tulangan

Fy = 400 Mpa (SNI-03-1729-2002, pasal 5.1.3, hal

9)

Berat per unit volume = 7850 kg/m3 (PPPURG

1987)

Modulus elastisitas = 200000 Mpa (SNI 2847:2013, pasal 8.5.1, hal

61)

4.3.2.2. Menentukan Syarat-Syarat Batas dan Bentang Plat Lantai

1. Penulangan Plat model I – 5

Plat A Lx = 250 cm, Ly = 300 cm

Plat E Lx = 300 cm, Ly = 300 cm


Plat B Lx = 250 cm, Ly = 300 cm

Plat D Lx = 300 cm, Ly = 300 cm


176

Plat G Lx = 250 cm, Ly = 300 cm


Plat C Lx = 250 cm, Ly = 300 cm

Plat F Lx = 300 cm, Ly = 300 cm

Keterangan: Sisi bentang pendek ( Lx )

Sisi bentang panjang ( Ly )

Tabel 4.15. Jenis Plat

KP Lx Ly Ly/Lx Jenis Plat Yang

Digunakan

A 250 cm 300 cm 1.2 Plat Lantai Dua Arah

B 250 cm 300 cm 1.2 Plat Lantai Dua Arah

C 250 cm 300 cm 1.2 Plat Lantai Dua Arah

D 300 cm 300 cm 1.0 Plat Lantai Dua Arah

E 300 cm 300 cm 1.0 Plat Lantai Dua Arah

F 300 cm 300 cm 1.0 Plat Lantai Dua Arah

G 250 cm 300 cm 1.2 Plat Lantai Dua Arah

(Sumber: Dokumen Pribadi Program CAD, 2018)

Gambar 4.40. Denah Plat Lantai 1

177

4.3.2.3. Menentukan Tebal Plat Lantai

Perencanaan Plat dalam menentukan tebal diambil dari bentang Plat

yang 3 lebih pendek (lx) dari luasan Plat terbesar. Pada lantai dasar sampai 5

memiliki type Plat dengan luasan yang berbeda. Dengan menggunakan asumsi

Plat 2 arah, dan menggunakan standar Plat dengan ketebalan 12 cm. Asumsi

menggunakan beton konvensional dengan perhitungan bahwa setiap Plat

dibatasi oleh balok.

Rumus hitung tebal plat lantai minimum (h min)

(

)

(

)

10,158 cm

Rumus hitung tebal plat lantai maksimum (h maks)

(

)

(

)

13,333 cm

Maka tebal plat lantai yang digunakan yaitu 12 cm

(SNI 2847:2013, pasal 9.5.3.3(c), hal 72)

4.3.2.4. Data Beban Yang Bekerja pada Plat

1. Beban Mati

Berat jenis beton bertulang = 2400 Kg/m3

Berat jenis Baja = 7850 Kg/m3

Berat jenis lapisan lantai = 1800 Kg/m3

Penutup lantai ubin = 24 Kg/m2

Tebal lapisan lantai = 3 cm

Dinding pasangan bata merah = 250 Kg/m2 (tanpa lubang)

Berat plafond 11+7 = 18 Kg/m2

(PPPURG 1987, hal 5 dan 6)

178

2. Beban Hidup

Bangunan Kantor = 250 Kg/m2

Gedung Aula = 400 Kg/m2

Dak Atap = 100 Kg/m2

( PPPURG 1987, hal 12 )

4.3.2.5. Pembebanan pada Plat

1. Beban Mati (WD)

Berat Plat lantai = 2400 x 0,12 = 288 Kg/m2

Berat spaci lantai = 1800 x 0,03 = 54 Kg/m2

Penutup lantai = 24 Kg/m2

Berat plafond = 18 Kg/m2 +

Total pembebanan (WD) = 384 Kg/m2

2. Beban Hidup (WL)

Beban hidup kantor = 250 Kg/m2

Beban hidup Aula = 400 Kg/m2

Beban hidup atap dak = 100 Kg/m2

3. Kombinasi Pembebanan

a. Sebagai lantai utama kantor

WU = 1,2 WD + 1,6 WL

= 1,2 (384) + 1,6 (250)

= 860,8 Kg/m2

8,608 KN/m2

b. Sebagai lantai aula

WU = 1,2 WD + 1,6 WL

= 1,2 (384) + 1,6 (400)

= 1100,80 Kg/m2 11,008 KN/m

2

c. Sebagai atap dak

WU = 1,2 WD + 1,6 WL

= 1,2 (384) + 1,6 (100)

= 620,800 Kg/m2 6,208 KN/m

2

179

4.3.2.6. Perhitungan Momen pada Tumpuan dan Lapangan

Penulangan Plat model I – 2, model I – 3, model I – 4, dan model I - 5

dengan skema dari diagram momen penulangan. Momen penulangan persatuan

panjang terhadap beban terbagi rata. Buku Gideon jilid 4, hal 32.

(Sumber: Buku Struktur Beton Bertulang Gideon Kusuma, 2018)

Gambar 4.41. Skema Penulangan Plat Model I – 2

Tabel 4.16. Skema Penulangan Plat Model I – 2


I - 2

180





I - 3

181

(Sumber: Buku Struktur beton Bertulang Gideon Kusuma, 2018)




I - 4

182





183

4.3.2.7. Momen yang Dihasilkan

4.3.2.7.1. Plat Lantai 2

Perhitungan pada plat tipe F dengan dimensi 300 x 300 cm dan tipe plat

I-2, lantai utama.

184

1. Momen lapangan arah x (1)

2. Momen arah x (2)

3. Momen arah x ( 3 )

185


5. Momen arah x (5)

6. Momen arah x (6)


186

8. Momen arah x (8)


10. Momen arah y ( a )

11. Momen arah y ( b )

187

12. Momen arah y ( c )

13. Momen arah y ( d )

14. Momen arah y ( e )

15. Momen arah y ( f )

14

188

16. Momen arah y ( g )

17. Momen arah y ( h )

18. Momen arah y ( i )

Perhitungan momen secara manual dengan dibantu program Excel

189

Tabel 4.20. Momen Plat yang Dihasilkan

193

Perhitungan Penulangan Plat

Tebal Plat (h) = 12 cm 120 mm

Fc = 30 Mpa 300 kg/cm2

Fy = 400 Mpa 4000 Kg/cm2

Tebal Selimut Beton = p = 20 mm

( Buku Gideon jilid 1, tabel 3, hal 44)

min =

=

= 0,0035

( Buku Gideon jilid 1, tabel 6, hal 51 )

Diameter Tulangan arah x = 10 10 mm

Tinggi efektif arah x

dx = h – p – ½ Dx

= 120 – 20 – ½ 10

= 95 mm

Diameter tulangan arah y = 10 10 mm

Tinggi efektif arah y

dy = h – p – Dy – ½ Dy

= 120 – 20 – 10 – ½ 10

= 85 mm

( Buku Gideon jilid 1 , hal 43-44 )

Tulangan Yang Dihasilkan

Perhitungan tulangan pada plat lantai secara manual dengan dibantu program Excel.

Adapun rumus untuk mencari rasio penulangan (ρ) adalah :

ρ =

( √

)

194

m =

Rn =

Mn =

Dimana: Ø = faktor reduksi (0,90) (SNI 2847:2013, pasal 9.3.2, hal

67)

Mn = Kuat nominal penampang akibat lentur

Untuk mencari tulangan pada Plat lantai dibantu dengan tabel 4.21.

Tabel 4.21. Diameter Batang dalam mm2

per Meter Lebar Plat

Jarak pusat ke

pusat dalam mm

Diameter dalam mm

6 8 10 12 14 16 19 20

50

75

100

125

150

175

200

225

250

565

377

283

226

188

162

141

126

113

1005

670

503

402

335

287

251

223

201

1571

1047

785

628

524

449

393

349

314

2262

1508

1131

905

754

646

565

503

452

3079

2053

1539

1232

1026

880

770

684

616

4022

2681

2011

1608

1340

1149

1005

894

804

5671

3780

2835

2268

1890

1620

1418

1260

1134

6284

4189

3142

2513

2094

1795

1571

1396

1257


Dalam menentukan diameter dan jumlah tulangan disesuaikan dengan perencanaan

yang dibuat. Adapun hasil dari perhitungan tulangan, sebagai berikut:

Perhitungan pada Plat tipe F dengan dimensi 300 x 300 cm, lantai utama.

195

1. Penulangan Arah X ( 4 )

Momen Tumpuan (Mtx) = KN.m

Mn =

=

= -3,7877x10 N.mm

m =

=

= 15,686

Rn =

=

= 0,4200

ρ =

( √

)

=

( √

)

= 0,00105 ρmin > ρ ρmin

As = ρmin × b × dx

= 0,0035 × 1000 × 95

= 332,5 mm2

Didapat tulangan yang dipakai 10 – 200 (As = 393 mm2)


Momen Lapangan (Mlx) = KN.m

Mn =

=

= 1,4633x10 N.mm

m =

=

= 15,686

Rn =

=

= 0,1621

ρ =

( √

)

=

( √

)

= 0,000406 ρmin > ρ ρmin


= 0,0035 × 1000 × 95

= 332,5 mm2


3. Penulangan Arah X (6 )


Mn =

=

= -3,7877x10 N.mm

196

m =

=

= 15,686

Rn =

=

=- 0,4196

ρ =

( √

)

=

( √

)

= 0,00105 ρmin > ρ ρmin


= 0,0035 × 1000 × 95

= 332,5 mm2


4. Penulangan Arah Y ( d )

Momen Tumpuan (Mty) = - KN.m

Mn =

=

= -3,7877x10 N.mm

m =

=

= 15,686

Rn =

=

= -0,5242

ρ =

( √

)

=

( √

)

= 0,00132 ρmin > ρ ρmin


= 0,0035 × 1000 × 85

= 297,5 mm2


5. Penulangan Arah Y ( e )

Momen Lapangan (Mly) = KN.m

Mn =

=

= 1,4622x10 N.mm

m =

=

= 15,686

Rn =

=

= 0,2023

197

ρ =

( √

)

=

( √

)

= 0,00051 ρmin > ρ ρmin


= 0,0035 × 1000 × 85

= 297,5 mm2


6. Penulangan Arah Y ( f )

Momen Tumpuan (Mty) = KN.m

Mn =

=

= -1,2055 x10 N.mm

m =

=

= 9,4117

Rn =

=

= -0,1668

ρ =

( √

)

=

( √

)

= 0,000418 ρmin > ρ ρmin


= 0,0035 × 1000 × 85

= 297,5 mm2


66

Tabel 4.22. Hasil Perhitungan Tulangan Plat Lantai 2 (Ruang Kantor)

146


Perhitungan pada plat tipe C dengan dimensi 300 x 250 cm dan tipe plat I-

2, lantai utama.


20. Momen arah x (2)

147


22. Momen arah x (4 )



148





149





150


47




Perhitungan momen secara manual dengan dibantu program Excel.

151


155




Fy = 400 Mpa 2400 Kg/cm2



min =

=

= 0,0035




dx = h – p – ½ Dx

= 120 – 20 – ½ 10

= 95 mm



dy = h – p – Dy – ½ Dy

= 120 – 20 – 10 – ½ 10

= 85 mm


156


Perhitungan tulangan pada plat lantai secara manual dengan dibantu program Excel.


ρ =

( √

)

m =

Rn =

Mn =

Dimana : Ø = faktor reduksi (0.90) (SNI 2847:2013, pasal 9.3.2, hal 67)





Jarak pusat ke

pusat dalam mm

Diameter dalam mm

6 8 10 12 14 16 19 20

50

75

100

125

150

175

200

225

250

565

377

283

226

188

162

141

126

113

1005

670

503

402

335

287

251

223

201

1571

1047

785

628

524

449

393

349

314

2262

1508

1131

905

754

646

565

503

452

3079

2053

1539

1232

1026

880

770

684

616

4022

2681

2011

1608

1340

1149

1005

894

804

5671

3780

2835

2268

1890

1620

1418

1260

1134

6284

4189

3142

2513

2094

1795

1571

1396

1257


157






Mn =

=

= -4,816x10 N.mm

m =

=

= 15,686

Rn =

=

= 0,4800

ρ =

( √

)

=

( √

)

= 0,00121 ρmin > ρ ρmin


= 0,0035 × 1000 × 95

= 332,5 mm2




Mn =

=

= 2,064x10 N.mm

m =

=

= 15,686

Rn =

=

= 0,228

ρ =

( √

)

=

( √

)

= 0,00057 ρmin > ρ ρmin


= 0,0035 × 1000 × 95

= 332,5 mm2


158



Mn =

=

= -4,816x10 N.mm

m =

=

= 15,686

Rn =

=

= 0,4800

ρ =

( √

)

=

( √

)

= 0,00121 ρmin > ρ ρmin


= 0,0035 × 1000 × 95

= 332,5 mm2




Mn =

=

= -4,043x10 N.mm

m =

=

= 915,686

Rn =

=

= -0,559

ρ =

( √

)

=

( √

)

= 0,00141 ρmin > ρ ρmin


= 0,0035 × 1000 × 85

= 297,5 mm2




Mn =

=

= 1,4622x10 N.mm

159

m =

=

= 15,686

Rn =

=

= 0,2023

ρ =

( √

)

=

( √

)

= 0,000507 ρmin> ρ


= 0,0035 × 1000 × 85

= 297,5 mm2




Mn =

=

= -4,043x10 N.mm

m =

=

= 15,686

Rn =

=

= -0,559

ρ =

( √

)

=

( √

)

= 0,00141 ρmin> ρ


= 0,0035 × 1000 × 85

= 297,5 mm2


66

Tabel 4.25. Hasil Perhitungan Tulangan Plat Lantai 3 (Ruang Kantor)

163


Perhitungan pada plat tipe D dengan dimensi 300 x 300 cm dan tipe plat I-

3, lantai utama.



164





165





166





167


14





168


172




Fy = 400 Mpa 4000 Kg/cm2



min =

=

= 0,0035




dx = h – p – ½ Dx

= 120 – 20 – ½ 10

= 95 mm



dy = h – p – Dy – ½ Dy

= 120 – 20 – 10 – ½ 10

= 85 mm



Perhitungan tulangan pada Plat lantai secara manual dengan dibantu program

excel. Adapun rumus untuk mencari rasio penulangan (ρ) adalah :

ρ =

( √

)

173

m =

Rn =

Mn =

Dimana : Ø = faktor reduksi (0.90) (SNI 2847:2013, pasal 9.3.2, hal

67)


Untuk mencari tulangan pada plat lantai dibantu dengan tabel 4.27.



Jarak pusat ke

pusat dalam mm

Diameter dalam mm

6 8 10 12 14 16 19 20

50

75

100

125

150

175

200

225

250

565

377

283

226

188

162

141

126

113

1005

670

503

402

335

287

251

223

201

1571

1047

785

393

524

449

393

349

314

2262

1508

1131

905

754

646

565

503

452

3079

2053

1539

1232

1026

880

770

684

616

4022

2681

2011

1608

1340

1149

1005

894

804

5671

3780

2835

2268

1890

1620

1418

1260

1134

3934

4189

3142

2513

2094

1795

1571

1396

1257







174

Mn =

=

= -0,86x10 N.mm

m =

=

= 15,686

Rn =

=

= 0,095

ρ =

( √

)

=

( √

)

= 0,000237 ρmin > ρ ρmin


= 0,0035 × 1000 × 95

= 332,5 mm2




Mn =

=

= 1,806x10 N.mm

m =

=

= 15,686

Rn =

=

= 0,200

ρ =

( √

)

=

( √

)

= 0,000501 ρmin > ρ ρmin


= 0,0035 × 1000 × 95

= 332,5 mm2




Mn =

=

= -4,045x10 N.mm

m =

=

= 15,686

175

Rn =

=

= 0,448

ρ =

( √

)

=

( √

)

= 0,00113 ρmin > ρ ρmin


= 0,0035 × 1000 × 95

= 332,5 mm2




Mn =

=

= -4,043x10 N.mm

m =

=

= 15,686

Rn =

=

= -0,559

ρ =

( √

)

=

( √

)

= 0,00141 ρmin > ρ ρmin


= 0,0035 × 1000 × 85

= 297,5 mm2




Mn =

=

= 1,4622x10 N.mm

m =

=

= 15,686

Rn =

=

= 0,2023

176

ρ =

( √

)

=

( √

)

= 0,000507 ρmin > ρ ρmin


= 0,0035 × 1000 × 85

= 297,5 mm2




Mn =

=

= -4,043x10 N.mm

m =

=

= 15,686

Rn =

=

= -0,559

ρ =

( √

)

=

( √

)

= 0,00141 ρmin > ρ ρmin


= 0,0035 × 1000 × 85

= 297,5 mm2


177

Tabel 4.28. Hasil Perhitungan Tulangan Plat Ruang Kantor Lantai 4 (Ruang Kantor)

180


Perhitungan pada plat tipe F dengan dimensi 300 x 300 cm dan tipe plat I-

2, lantai utama.



181





182





183





184


14





185


189




Fy = 400 Mpa 2400 Kg/cm2



min =

=

= 0,0035




dx = h – p – ½ Dx

= 120 – 20 – ½ 10

= 95 mm



dy = h – p – Dy – ½ Dy

= 120 – 20 – 10 – ½ 10

= 85 mm



Perhitungan tulangan pada Plat lantai secara manual dengan dibantu program excel.


ρ =

( √

)

190

m =

Rn =

Mn =

Dimana: Ø = faktor reduksi (0.90) (SNI 2847:2013, pasal 9.3.2, hal

67)


Untuk mencari tulangan pada plat lantai dibantu dengan tabel 4.30.


per meter Lebar Plat

Jarak pusat ke

pusat dalam mm

Diameter dalam mm

6 8 10 12 14 16 19 20

50

75

100

125

150

175

200

225

250

565

377

283

226

188

162

141

126

113

1005

670

503

402

335

287

251

223

201

1571

1047

785

628

524

449

393

349

314

2262

1508

1131

905

754

646

565

503

452

3079

2053

1539

1232

1026

880

770

684

616

4022

2681

2011

1608

1340

1149

1005

894

804

5671

3780

2835

2268

1890

1620

1418

1260

1134

6284

4189

3142

2513

2094

1795

1571

1396

1257





191



Mn =

=

= -4,843x10 N.mm

m =

=

= 15,686

Rn =

=

= 0,536

ρ =

( √

)

=

( √

)

= 0,00135 ρmin> ρ ρmin


= 0,0035 × 1000 × 95

= 332,5 mm2




Mn =

=

= 1,871x10 N.mm

m =

=

= 15,686

Rn =

=

= 0,207

ρ =

( √

)

=

( √

)



= 0,0035 × 1000 × 95

= 332,5 mm2


192



Mn =

=

= -4,843x10 N.mm

m =

=

= 15,686

Rn =

=

= 0,536

ρ =

( √

)

=

( √

)



= 0,0035 × 1000 × 95

= 332,5 mm2




Mn =

=

= -4,843x10 N.mm

m =

=

= 15,686

Rn =

=

= 0,536

ρ =

( √

)

=

( √

)

= 0,00135 ρmin> ρ


= 0,0035 × 1000 × 85

= 297,5 mm2


193



Mn =

=

= 1,871x10 N.mm

m =

=

= 15,686

Rn =

=

= 0,207

ρ =

( √

)

=

( √

)

= 0,000519 ρmin> ρ


= 0,0035 × 1000 × 85

= 297,5 mm2




Mn =

=

= -1,541 x10 N.mm

m =

=

= 15,686

Rn =

=

= -0,213

ρ =

( √

)

=

( √

)

= 0,000534 ρmin> ρ ρmin


= 0,0035 × 1000 × 85

= 297,5 mm2


194

Tabel 4.31. Hasil Perhitungan Tulangan Plat Lantai 5 (Ruang Aula)

197

4.3.2.7.5. Plat Lantai Atap

Perhitungan pada plat tipe F dengan dimensi 300 x 300 cm dan tipe plat I-

2, lantai utama.



198





199





200






14








Fy = 400 Mpa 4000 Kg/cm2


(Buku Gideon jilid 1, tabel 3, hal 44)

min =

=

= 0,0035




dx = h – p – ½ Dx

= 120 – 20 – ½ 10

= 95 mm



dy = h – p – Dy – ½ Dy

= 120 – 20 – 10 – ½ 10

= 85 mm

(Buku Gideon jilid 1 , hal 43-44)


Perhitungan tulangan pada Plat lantai secara manual dengan dibantu program excel.


ρ =

( √

)

207

m =

Rn =

Mn =

Dimana : Ø = faktor reduksi (0.90) (SNI 2847:2013, pasal 9.3.2, hal 67

)





Jarak pusat ke

pusat dalam mm

Diameter dalam mm

6 8 10 12 14 16 19 20

50

75

100

125

150

175

200

225

250

565

377

283

226

188

162

141

126

113

1005

670

503

402

335

287

251

223

201

1571

1047

785

393

314

449

393

349

314

2262

1508

1131

905

754

646

565

503

452

3079

2053

1539

1232

1026

880

770

684

616

4022

2681

2011

1608

1340

1149

1005

894

804

5671

3780

2835

2268

1890

1620

1418

1260

1134

3934

4189

3142

2513

2094

1795

1571

1396

1257





208



Mn =

=

= -2,731x10 N.mm

m =

=

= 15,686

Rn =

=

= 0,302

ρ =

( √

)

=

( √

)



= 0,0035 × 1000 × 95

= 332,5 mm2




Mn =

=

= 1,054x10 N.mm

m =

=

= 15,686

Rn =

=

= 0,116

ρ =

( √

)

=

( √

)



= 0,0058 × 1000 × 95

= 551 mm2




209

Mn =

=

= -2,731x10 N.mm

m =

=

= 15,686

Rn =

=

= 0,302

ρ =

( √

)

=

( √

)

= 0,00075 ρmin> ρ


= 0,0035 × 1000 × 95

= 332,5 mm2




Mn =

=

= -2,731x10 N.mm

m =

=

= 15,686

Rn =

=

= 0,302

ρ =

( √

)

=

( √

)



= 0,0035 × 1000 × 85

= 297,5 mm2




Mn =

=

= 1,054x10 N.mm

m =

=

= 15,686

210

Rn =

=

= 0,116

ρ =

( √

)

=

( √

)



= 0,0035 × 1000 × 85

= 297,5 mm2




Mn =

=

= -0,868 x10 N.mm

m =

=

= 15,686

Rn =

=

= -0,096

ρ =

( √

)

=

( √

)

= 0,000240 ρmin> ρ ρmin


= 0,0035 × 1000 × 85

= 297,5 mm2

Didapat dari tulangan yang dipakai 10 – 250 (As = 314 mm2)

Tabel 4.34. Hasil Perhitungan Tulangan Plat Lantai Atap

219

4.4. Perhitungan Struktur Portal

4.3.1 Portal (Balok dan Kolom)


Gambar 4.45. Prespektif Rangka Portal Struktur Beton

4.3.2 Pedoman Perhitungan Balok dan Kolom

Dalam perencanaan Balok dan Kolom, pedoman yang dipakai:


(PPPURG 1987)

5. SNI 03-1726-2012. Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk

Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung.


7. Kusuma, Gideon. 1993. Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang.

Penerbit Erlangga : Jakarta.

8.

220

4.3.3 Perhitungan Balok dan Kolom

4.4.3.1. Data Teknis Portal

3. Material beton

Berat per unit volume = 2400 Kg/m3

f.c ( balok dan kolom ) = 30 Mpa

Modulus elastisitas = 25742,96 Mpa

√ √

(SNI 2847:2013, pasal 8.5.1, hal 61 )

4. 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

4.4.3.2. Menentukan Syarat-syarat Batas dan Panjang Bentang

Balok dianggap ditumpu bebas pada kedua tepinya, dengan panjang

bentang 250cm, 300 cm, 500 cm, dan 600 cm.

4.4.3.3. Menentukan Dimensi

1. Pada perencanaan dimensi balok menggunakan acuan dengan asumsi

awal, 1/10 dari jarak kolom.

B1 = 30 x 60 cm

B2 = 25 x 50 cm

B3 = 20 x 40 cm

2. Pada perencanaan dimensi kolom dengan menyesuaikan beban yang

terjadi dengan asumsi awal.

K = 50 x 50 cm

4.4.3.4. Menghitung Berat Lantai

Terdapat dua metode dalam menghitung berat lantai, cara manual dan

menggunakan program SAP. Setelah perhitungan manual selesai, bandingkan

dengan hasil perhitungan program SAP. Hasil manual dapat digunakan

221

sebagai beban massa pada perhitungan portal apabila selisih hasil manual

dengan SAP sedikit.

Untuk perhitungan manual pada lantai 2, 3, 4 dan 5 perhitungan sama

karena balok dan plat menggunakan jenis dan jumlah yang sama. Untuk lantai

atap dan penutup tangga hasil dari perhitungan akan berbeda dari lantai 2

sampai lantai 5 karena jumlah balok dan plat berbeda.

Berat jenis beton didapat dari Pedoman Perencanaan Pembebanan

Untuk Rumah dan Gedung (PPPURG 1987) halaman 5.

1. Perhitungan berat lantai 2, 3, 4 dan 5.

Hasil perhitungan dari program SAP adalah 562824 kg


Gambar 4.46. Hasil Perhitungan Berat Lantai 2, 3, 4 dan 5

Balok 30 x 60 panjang 5 meter = P x L x T x Bj. Beton x Jml. Balok

= 5 m x 0,3 m x 0,6 m x 2400 kg/m3 x 5

= 10800 kg


= 6 m x 0,3 m x 0,6 m x 2400 kg/m3 x 67

= 173664 kg


= 6 m x 0,25 m x 0,5 m x 2400kg/m3

x

29

= 52200 kg


= 3 m x 0,2 m x 0,4 m x 2400 kg/m3 x 52

= 29952 kg

222

Balok 20 x 40 panjang 2,5 meter = P x L x T x Bj. Beton x Jml. Balok

= 2,5 m x 0,2 m x 0,4 m x 2400kg/m3 x 6

= 2880 kg

Plat lantai tebal 12 sentimeter = Tebal Plat x Bj. Beton x Luas Plat

= 0,12 m x 2400 kg/m3 x 1018,5 m

2

= 293328 kg

Berat Total Lantai 2, 3, 4 dan 5 = 10800 kg + 173664 kg + 52200 kg +

29952 kg + 2880 kg + 293328 kg

= 562824 kg

2. Perhitungan berat lantai atap.



Gambar 4.47. Hasil Perhitungan Berat Lantai Atap


= 5 m x 0,3 m x 0,6 m x 2400 kg/m3 x 5

= 10800 kg


= 6 m x 0,3 m x 0,6 m x 2400 kg/m3 x 42

= 108864 kg


= 6 m x 0,25 m x 0,5 m x 2400kg/m3

x

17

= 30600 kg


= 3 m x 0,2 m x 0,4 m x 2400 kg/m3 x 28

223

= 16128 kg


= 2,5 m x 0,2 m x 0,4 m x 2400kg/m3 x 6

= 2880 kg


= 0,12 m x 2400 kg/m3 x 586,5 m

2

= 168912 kg

Berat Total Lantai Atap = 10800 kg + 108864 kg + 30600 kg +

16128 kg + 2880 kg + 168912 kg

= 338184 kg

3. Perhitungan berat penutup tangga dan lift.


(Sumber: dokumentasi pribadi program SAP, 2018)

Gambar 4.48. Hasil Perhitungan Berat Penutup Tangga dan Lift


= 5 m x 0,3 m x 0,6 m x 2400 kg/m3 x 3

= 7776 kg


= 6 m x 0,3 m x 0,6 m x 2400 kg/m3 x 3

= 6480 kg


= 3 m x 0,3 m x 0,6 m x 2400 kg/m3 x 2

= 16128 kg


= 2,5 m x 0,3 m x 0,6 m x 2400kg/m3 x 1

224

= 1080 kg


= 0,12 m x 2400 kg/m3 x 37,5 m

2

= 10800 kg

Berat Total Penutup Tangga dan Lift = 7776 kg + 6480 kg + 2592 kg +

1080 kg + 10800 kg

= 28728 kg

4.4.3.5. Pembebanan Portal

Sesuai dengan Peraturan Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan

Gedung ( PPPURG 1987 ), ada empat pembebanan yang ditinjau dalam

portal, yaitu beban mati, beban hidup, beban angin dan beban gempa. Sesuai

dengan kegunaannya, diperoleh beban sebagai berikut :

Beban Pada Plat Lantai

1. Beban mati (WD)

Berat plat lantai = 2400 x 0,12 = 288 Kg/m2

Berat spasi lantai = 0,03 x 1800 = 54 Kg/m2

Penutup lantai = 24 Kg/m2

Berat plafond = 18 Kg/m2 +

Total pembebanan (WD) = 384 Kg/m2

225


Gambar 4.49. Beban Mati Plat

2. Beban Hidup (WL)

Beban hidup kantor = 250 Kg/m2

Beban hidup Aula = 400 Kg/m2

Beban hidup atap dak = 100 Kg/m2

226


Gambar 4.50. Beban Hidup Plat

Beban Pada Balok

Berat dinding ( batu bata merah) = 4 m x 250 Kg/m2

= 1000 kg/m

Berat dinding (kaca) = 4 m x 10 Kg/m2

= 40 kg/m

Berat kuda-kuda = Beban atap langsung di distibusikan

pada pembebanan portal sesuai

kordinat dari tumpuan pada atap.

227


Gambar 4.51. Beban Mati pada Balok

4.4.3.6. Menentukan Momen pada Portal

Untuk menentukan momen, perhitungan dilakukan menggunakan

bantuan program aplikasi komputer (SAP 2000). Hasil momen yang didapat

sesuai dengan data masukan. Hasil momen berbentuk tabel terlampir sebagai

lampiran.

Menghitung Tulangan Balok, Kolom dan Tie Beam

1. Balok Anak 20 x 40 cm

Panjang balok (L) = 3000 mm

Lebar balok (b) = 200 mm

Tinggi balok (h) = 400 mm

Tebal penutup beton ( = 40 mm

228

Fc = 30 Mpa

Fy = 400 Mpa (tulangan pokok)

Fy = 240 Mpa (tulangan sengkang)

Øtul pokok = 16 mm

Øtul sengkang = 10 mm

Tinggi efektif d adalah :

d = h – – sengk – ½. tul.ut

= 400 – 40 – 10 – ½ . 16

= 342 mm

a. Tulangan Lapangan

1. Tulangan Atas

M max = -7,217 KN.m

Mn =

=

= -8,02 x10 N.mm

m =

=

= 15,686

Rn =

=

= 0,343

ρb =

. β . (

)

=

. 0,85 . (

)

= 0,0325

Ρ max = 0,7 . ρb

= 0,0244

ρmin =

= 0,0035

ρ =

( √

)

=

( √

)

= 0,00086 ρ < ρmin ρmin

As = ρmin × b × d

= 0,0035 × 200 × 342

= 239,4 mm2

229

Jumlah tulangan =

=

= 1,19 ≈ 2 tulangan

Dipakai tulangan 2 D 16 (As = 401,92 mm2)

2. Tulangan Bawah

M max = 16,053 KN.m

Mn =

=

= 17,84 x10 N.mm

m =

=

= 15,686

Rn =

=

= 0,763

ρb =

. β . (

)

=

. 0,85 . (

)

= 0,0325

Ρ max = 0,7 . ρb

= 0,0244

ρmin =

= 0,0035

ρ =

( √

)

=

( √

)

= 0,0019 ρ < ρmin ρmin


= 0,0035 × 200 × 342

= 239,4 mm2

Jumlah tulangan =

=



b. Tulangan Tumpuan

1. Tulangan Atas

M max = -25,973 KN.m

Mn =

=

= -28,86 x10 N.mm

m =

=

= 15,686

230

Rn =

=

= 1,234

ρb =

. β . (

)

=

. 0,85 . (

)

= 0,0325

ρmax = 0,7 . ρb

= 0,0244

ρmin =

= 0,0035

ρ =

( √

)

=

( √

)

= 0,0032 ρmin > ρ ρmin

As = ρ × b × d

= 0,0035 × 200 × 342

= 239,4 mm2

Jumlah tulangan =

=



2. Tulangan Bawah

M max = 12,986 KN.m

Mn =

=

= 14,43 x10 N.mm

m =

=

= 15,686

Rn =

=

= 0,617

ρb =

. β . (

)

=

. 0,85 . (

)

= 0,0325

ρmax = 0,7 . ρb

= 0,0244

231

ρmin =

= 0,0035

ρ =

( √

)

=

( √

)


As = ρ × b × d

= 0,0035 × 200 × 342

= 239,4 mm2

Jumlah tulangan =

=



c. Tulangan Sengkang

Vu = 36956,489 N

vu =

=

= 0,540

Tegangan geser beton :

Øvc =

√

=

√ = 0,685 MPa

Tegangan geser yang terjadi akibat beban

vu < Øvc

0,540 < 0,685 → tidak perlu tulangan geser

Tulangan geser tulangan

Øvs mak = 0,75 x 2/3 x √

= 0,75 x 2/3 x √

= 2,739 Mpa

Tegangan geser yang harus dipikul tulangan geser

Øvs = vu- Øvc

= 0,540 – 0,685

= -0,145 MPa

232

Øvs < Øvs mak → balok tidak perlu diperbesar

Gaya yang dipikul beton

Ø Vc = Øvc x b x d

= 0,685 x 200 x 342

= 46830,279 N

Ø Vs = Vu – Ø Vc

= 36956,489 – 46830,279

= -9873,790 N

Vs perlu =

= -9873,790 / 0,75 N

= -13165,05 N

Av = 2 x ¼ x π x Øs2

= 2 x ¼ x 3,14 x 102

= 157 mm

2

Syarat jarak antar sengkang

S =

=

= -978,846 mm

S max =

=

= 171 mm

Smin =

=

= 85,5 mm Digunakan tulangan Ø10 - 100

d. Tulangan Puntir (Torsi)

Tu = 9621,95 N.mm

Acp = b x h

= 200 x 400

= 80000 mm

Pcp = 2 x (b+h)

233

= 2 x (200+400)

= 1200 mm

Hitungan batas nilai torsi yang boleh diabaikan

ØTa = Ø √

*

+

= 0,75 √

*

+

= 1825741,858

( Tu < Ø Ta ) maka tidak dibutuhkan tulangan torsi.

228

Tabel 4.35. Perhitungan Penulangan Balok 20 x 40 cm

230

2. Balok 25 x 50 cm





Fc = 30 Mpa



Øtul pokok = 16 mm




= 500 – 40 – 10 – ½ . 16

= 442 mm


1. Tulangan Atas

M max = -13,479 KN.m

Mn =

=

= -14,977 x10 N.mm

m =

=

= 15,686

Rn =

=

= 0,307

ρb =

. β . (

)

=

. 0,85 . (

)

= 0,0325

Ρ max = 0,7 . ρb

= 0,0244

ρmin =

= 0,0035

231

ρ =

( √

)

=

( √

)

= 0,00077 ρ < ρmin ρmin


= 0,0035 × 250 × 442

= 386,75 mm2

Jumlah tulangan =

=



2. Tulangan Bawah

M max = 39,055 KN.m

Mn =

=

= 43,39 x10 N.mm

m =

=

= 15,686

Rn =

=

= 0,889

ρb =

. β . (

)

=

. 0,85 . (

)

= 0,0325

Ρ max = 0,7 . ρb

= 0,0244

ρmin =

= 0,0035

ρ =

( √

)

=

( √

)



= 0,0035 × 250 × 442

= 386,75 mm2

232

Jumlah tulangan =

=



b. Tulangan Tumpuan

1. Tulangan Atas

M max = -48,491 KN.m

Mn =

=

= -53,88 x10 N.mm

m =

=

= 15,686

Rn =

=

= 1,103

ρb =

. β . (

)

=

. 0,85 . (

)

= 0,0325

ρmax = 0,7 . ρb

= 0,0244

ρmin =

= 0,0035

ρ =

( √

)

=

( √

)


As = ρ × b × d

= 0,0035 × 250 × 442

= 386,75 mm2

Jumlah tulangan =

=



2. Tulangan Bawah

M max = 24,246 KN.m

Mn =

=

= 26,94 x10 N.mm

m =

=

= 15,686

233

Rn =

=

= 0,552

ρb =

. β . (

)

=

. 0,85 . (

)

= 0,0325

ρmax = 0,7 . ρb

= 0,0244

ρmin =

= 0,0035

ρ =

( √

)

=

( √

)


As = ρ × b × d

= 0,0035 × 250 × 442

= 386,75 mm2

Jumlah tulangan =

=




Vu = 39431,293 N

vu =

=

= 0,357

Tegangan geser beton:

Øvc =

√

=

√ = 0,685 MPa


vu < Øvc



234

Øvs mak = 0,75 x 2/3 x √

= 0,75 x 2/3 x √

= 2,739 Mpa


Øvs = vu- Øvc

= 0,357 – 0,685

= -0,328 MPa




= 0,685 x 250 x 442

= 75654,178 N


= 39431,293 – 75654,178

= -36222,885 N

Vs perlu =

= -36222,885 / 0,75 N

= -48297,18 N


= 2 x ¼ x 3,14 x 102

= 157 mm

2


S =

=

= -344,835 mm

S max =

=

= 221 mm

Smin =

=

= 110,5 mm

Digunakan tulangan Ø10 - 150

235


Tu = 52658,629 N.mm

Acp = b x h

= 250 x 500

= 125000 mm

Pcp = 2 x (b+h)

= 2 x (250+500)

= 1500 mm


ØTa = Ø √

*

+

= 0,75 √

*

+

= 3565902,067


236


238

3. Balok 30 x 60 cm





Fc = 30 Mpa



Øtul pokok = 16 mm




= 600 – 40 – 10 – ½ . 16

= 542 mm


1. Tulangan Atas

M max = -37,709 KN.m

Mn =

=

= -41,90 x10 N.mm

m =

=

= 15,686

Rn =

=

= 0,475

ρb =

. β . (

)

=

. 0,85 . (

)

= 0,0325

Ρ max = 0,7 . ρb

= 0,0244

ρmin =

= 0,0035

ρ =

( √

)

239

=

( √

)



= 0,0035 × 300 × 542

= 569,1 mm2

Jumlah tulangan =

=


Dipakai tulangan 3 D 16 ( As = 602,88 mm2 )

2. Tulangan Bawah

M max = 100,727 KN.m

Mn =

=

= 111,92 x10 N.mm

m =

=

= 15,686

Rn =

=

= 1,267

ρb =

. β . (

)

=

. 0,85 . (

)

= 0,0325

Ρ max = 0,7 . ρb

= 0,0244

ρmin =

= 0,0035

ρ =

( √

)

=

( √

)



= 0,0035 × 300 × 542

= 569,1 mm2

Jumlah tulangan =

=



240

b. Tulangan Tumpuan

1. Tulangan Atas

M max = -150,835 KN.m

Mn =

=

= -167,59 x10 N.mm

m =

=

= 15,686

Rn =

=

= 1,902

ρb =

. β . (

)

=

. 0,85 . (

)

= 0,0325

ρmax = 0,7 . ρb

= 0,0244

ρmin =

= 0,0035

ρ =

( √

)

=

( √

)

= 0,0049 ρmin < ρ < ρmax ρ

As = ρ × b × d

= 0,0049 × 300 × 542

= 804,24 mm2

Jumlah tulangan =

=

= 4 tulangan


2. Tulangan Bawah

M max = 75,418 KN.m

Mn =

=

= 83,80 x10 N.mm

m =

=

= 15,686

Rn =

=

= 0,951

ρb =

. β . (

)

241

=

. 0,85 . (

)

= 0,0325

ρmax = 0,7 . ρb

= 0,0244

ρmin =

= 0,0035

ρ =

( √

)

=

( √

)


As = ρ × b × d

= 0,0035 × 300 × 542

= 569,1 mm2

Jumlah tulangan =

=




Vu = 121689,829 N

vu =

=

= 0,748


Øvc =

√

=

√ = 0,685 MPa


vu > Øvc

0,748 > 0,685 → perlu tulangan geser


Øvs mak = 0,75 x 2/3 x √

242

= 0,75 x 2/3 x √

= 2,738 Mpa


Øvs = vu- Øvc

= 0,748 – 0,685

= 0,063 MPa




= 0,685 x 300 x 542

= 111324,610 N


= 121689,829 – 111324,610

= 10365,219 N

Vs perlu =

= 10365,219 / 0,75 N

= 13820,292 N


= 2 x ¼ x 3,14 x 102

= 157 mm

2


S =

=

= 1477,722 mm

S max =

=

= 271 mm

Smin =

=

= 135,5 mm

Digunakan tulangan Ø10 - 150

243


Tu = 165241,712 N.mm

Acp = b x h

= 300 x 600

= 180000 mm

Pcp = 2 x (b+h)

= 2 x (300+600)

= 1800 mm


ØTa = Ø √

*

+

= 0,75 √

*

+

= 6161878,772


244


252

4. Tie Beam 30 x 60 cm





Fc = 30 Mpa



Øtul pokok = 16 mm




= 600 – 40 – 10 – ½ . 16

= 542 mm

a. Tulangan Tumpuan

1. Tulangan Atas

M max = -73,244 KN.m

Mn =

=

= -81,38 x 10 N.mm

m =

=

= 15,686

Rn =

=

= 0,923

ρb =

. β . (

)

=

. 0,85 . (

)

= 0,0325

Ρ max = 0,7 . ρb

= 0,0244

ρmin =

= 0,0035

ρ =

( √

)

=

( √

)

253


As = ρ × b × d

= 0,0035 × 300 × 542

= 569,1 mm2

Jumlah tulangan =

=



2. Tulangan Bawah

M max = 36,622 KN.m

Mn =

=

= 40,69 x 10 N.mm

m =

=

= 15,686

Rn =

=

= 0,462

ρb =

. β . (

)

=

. 0,85 . (

)

= 0,0325

Ρ max = 0,7 . ρb

= 0,0244

ρmin =

= 0,0035

ρ =

( √

)

=

( √

)



= 0,0035 × 300 × 542

= 569,1 mm2

Jumlah tulangan =

=



254

b. Tulangan Lapangan

1. Tulangan Atas

M max = -17,017 KN.m

Mn =

=

= -18,91 x10 N.mm

m =

=

= 15,686

Rn =

=

= 0,215

ρb =

. β . (

)

=

. 0,85 . (

)

= 0,0325

ρmax = 0,7 . ρb

= 0,0244

ρmin =

= 0,0035

ρ =

( √

)

=

( √

)

= 0,00054 ρmin > ρ ρ min


= 0,0035× 300 × 542

= 569,1 mm2

Jumlah tulangan =

=



2. Tulangan Bawah

M max = 35,934 KN.m

Mn =

=

= 39,93 x10 N.mm

m =

=

= 15,686

Rn =

=

= 0,453

ρb =

. β . (

)

255

=

. 0,85 . (

)

= 0,0325

ρmax = 0,7 . ρb

= 0,0244

ρmin =

= 0,0035

ρ =

( √

)

=

( √

)



= 0,0035× 300 × 542

= 569,1 mm2

Jumlah tulangan =

=




Vu = 84928,395 N

vu =

=

= 0,522


Øvc =

√

=

√ = 0,685 MPa


vu < Øvc



Øvs mak = 0,75 x 2/3 x √

256

= 0,75 x 2/3 x √

= 2,739 Mpa


Øvs = vu- Øvc

= 0,522 – 0,685

= -0,163 MPa




= 0,685 x 300 x 542

= 111324,610 N


= 84928,395 – 111324,610

= -26396,215 N

Vs perlu =

= -26396,215 / 0,75

= -35194,953 N


= 2 x ¼ x 3,14 x 102

= 157 mm

2


S =

=

= -580,27 mm

S max =

=

= 271 mm

S min =

=

= 135,5 mm

Digunakan tulangan Ø10 – 150

257


Tu = 65530,435 N.mm

Acp = b x h

= 300 x 600

= 180000 mm

Pcp = 2 x (b+h)

= 2 x (300+600)

= 1800 mm


ØTa = Ø √

*

+

= 0,75 √

*

+

= 6161878,772


5. Kolom 50 x 50 cm

Ukuran Kolom = 500 x 500 mm

Ø tul pokok (D) = 22 mm

Ø tul sengkang (Øs) = 12 mm

Selimut beton (p) = 40 mm

Mutu beton (Fc) = 30 Mpa

Mutu baja (Fy) = 400 Mpa

d = h – p – Øs - ⁄ ØD

= 500 – 40 – 12 – 11

= 437 mm

a. Tulangan Longitudinal

Didapat dari data sap :

Pu = 1015960,120 N

258

Mu = 16745261,1 Nmm

d' = h – d

= 500-437

= 63 mm

Ag = b x h

= 500 x 500 = 250000 mm²

e =

=

= 16,482 mm

e min = 0,1 h = 0,1 x 500 = 50 mm

cb =

=

= 262,2

ab = β1 x cb

= 0,85 x 262,2

= 222,87

Pnb = 0,85 x fc x ab x b

= 0,85 x 30 x 222,87 x 500

= 2841592,5 N

Pn Perlu = 0,1 x fc x Ag

= 0,1 x 30 x 250000

= 750000 N

Karena Pu = 1015960,120 N > 750000 N, maka Ø = 0,65

Pn perlu =

= 1563015,57 N

Karena Pn perlu < Pnb analisis keruntuhan tarik

a =

=

= 122,59

As = (

(

= (

(

= 1449,188 mm²

259

Ast = 1% x Ag

= 1% x 250000

= 2500 mm²

Menghitung jumlah tulangan

n =

=


Dipakai tulangan pada kolom 8 D 22 (As = 3039,52 mm²)

b. Tulangan Sengkang

Dari Perhitungan Sap diperoleh gaya terbesar

Vu = 9406,730 N

Pu = 1015960,12 N

Vc = (

) √

= (

) √

= 630403,328 N

Vc = 0,75 x Vc

= 0,75 x 630403,328

= 472802,496 N

0,5x Vc = 0,5 x 472802,496 = 236401,25 N

Vu (9406,73 N) < 0,5 x Vc (236401,25 N) , maka tidak diperlukan

tulangan geser

Perhitungan jarak tulangan :

S max =

=

= 218,5 mm

S min =

=

= 109,25 mm

Jadi dipakai tulangan sengkang Ø12-150 mm

c. Pengaruh tekuk pada kolom

Diketahui:

b/h kolom = 500 mm = 0.5 m

Lu = 4000 mm = 4 m

260

Data balok :

b balok = 300 mm

h balok = 600 mm

L balok = 6000 mm

Beban kerja yang diperoleh dari SAP

PD = 1261859,17 N

PL = 442516,11 N

PU = 1738451,92 N

M1 = -46596288 Nmm

M2 = 33504185 Nmm

βd =

(

=

(

= 0,681

Modulus elastisitas beton

Ec = 4700 x √ = 25742,96 Nmm

Momen Inersia Kolom

Ig =

=

= 5208333333 mm4

Elk =

=

= 31896859182384,70 N/mm2

Momen Inersia Balok

Ig =

=

= 5400000000 mm4

Elb =

=

= 16535331800148,20 N/mm2

261

Kekakuan relatif pada ujung atas kolom

Ψ A =

=

= 2,894

Kekakuan Relatif pada ujung bawah kolom

Ψ B = 0 (Terjepit Pondasi)

Struktur portal diasumsikan sebagai portal tidak bergoyang

K = 0,7+0,0 x(ψA+Ψb)

= 0,7+0,05 x 2,894

= 0,845

K = 0,8 +0,0 x Ψb

= 0,85+0,05 x 0

= 0,85

Jadi faktor panjang efektif kolom yang dipergunakan untuk

perhitungan tekuk , K = 0,845

Panjang tekuk kolom

Lc = K x Lu

= 0,845 x 4000

= 3378,704 mm

Untuk kolom persegi, jari- jari inersia

r = 0,3 x h

= 0,3 x 500

= 150 mm

Rasio kelangsingan kolom

=

=

= 22,52

Batas kelangsingan kolom

= 34-12 x

= 34-12 x

= 50,689

262

Pemeriksaan kelangsingan

< 34-12 x

22,52 < 50,689 → tidak perlu diperhitungkan

257

Tabel 4.38. Perhitungan Penulangan Kolom 50 x 50 cm

258

4.5. Perhitungan Pondasi

Pondasi pada suatu struktur bangunan diperhitungkan terhadap gaya aksial, gaya

geser, dan terhadap momen lentur. Pada perencanaan akan digunakan pondasi tiang

pancang, dengan kapasitas daya dukung diperhitungkan berdasarkan tahanan ujung

(end Bearing), dan gesekan tiang dengan tanah (friction). Pemilihan jenis pondasi

dapat dilihat berdasarkan:

1. Kondisi dan karakteristik tanah

2. Beban yang diterima pondasi

3. Biaya pelaksanaan


Gambar 4.52. Pemodelan Pondasi

4.5.1. Pedoman

1. SNI 2847:2013. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan

Gedung.

4.5.2. Perencanaan Pondasi

Perhitungan pondasi direncanakan berdasarkan gaya maksimum pada

kombinasi pembebanan yang ada. Dalam perencanaan ini, pondasi yang

digunakan adalah jenis tiang spun pile dan untuk semua tiang harus bertumpu

pada tanah keras. Penggunaan pondasi tiang kelompok direncanakan dengan

jarak antar tiang tidak lebih kecil dari 3 kali diameter tiang dengan perencanaan

pile cap dikelompokkan berdasarkan jumlah tiang pancang dan dimensi kolom.

259

4.5.2.1. Data Tanah dan Daya Dukung Tanah

Berdasarkan penyelidikan tanah didapat data Sondir sebagai berikut:

Tabel 4.39. Nilai Sondir Titik S1 pada Lokasi Pembangunan Gedung

Kota Semarang

Depth Qc TF

Depth Qc TF

0 0 0

20,2 2 249,33

0,2 0 0

20,4 2 252

0,4 0 0

20,6 4 254,67

0,6 4 2,67

20,8 4 257,33

0,8 4 5,33

21 4 260

1 4 8

21,2 4 262,67

1,2 2 10,67

21,4 6 265,33

1,4 2 13,33

21,6 6 268

1,6 2 16

21,8 6 270,67

1,8 2 18,67

22 10 273,33

2 1 20

22,2 10 278,67

2,2 1 21,33

22,4 10 284

2,4 1 22,67

22,6 10 289,33

2,6 1 24

22,8 12 294,67

2,8 1 25,33

23 12 300

3 1 26,67

23,2 16 305,33

3,2 1 28

23,4 16 310,67

3,4 1 29,33

23,6 20 318,67

3,6 1 30,67

23,8 20 326,67

3,8 1 32

24 20 337,33

4 1 33,33

24,2 20 350,67

4,2 1 34,67

24,4 24 364

4,4 2 37,33

24,6 24 377,33

4,6 18 40

24,8 24 390,67

4,8 16 42,67

25 24 404

5 34 50,67

25,2 24 417,33

260

5,2 42 56

25,4 24 430,67

5,4 52 61,33

25,6 24 444

5,6 50 66,67

25,8 24 457,33

5,8 56 72

26 24 470,67

6 54 77,33

26,2 24 484

6,2 44 82,67

26,4 24 497,33

6,4 20 88

26,6 24 510,67

6,6 24 93,33

26,8 24 524

6,8 30 98,67

27 24 537,33

7 14 104

27,2 24 550,67

7,2 8 106,67

27,4 20 564

7,4 20 112

27,6 20 577,33

7,6 20 117,33

27,8 20 590,67

7,8 20 122,67

28 24 604

8 12 125,33

28,2 26 617,33

8,2 8 128

28,4 26 630,67

8,4 6 130,67

28,6 26 644

8,6 6 133,33

28,8 26 657,33

8,8 4 136

29 26 670,67

9 4 138,67

29,2 30 684

9,2 4 141,33

29,4 30 697,33

9,4 2 144

29,6 30 710,67

9,6 2 149,33

29,8 30 724,33

9,8 2 152

30 30 737,33

10 2 153,33

30,2 30 750,67

10,2 1 154,67

30,4 30 764

10,4 1 156

30,6 30 777,33

10,6 1 157,33

30,8 30 790,67

10,8 1 158,67

31 30 804

11 1 161,33

31,2 30 817,33

11,2 2 162,67

31,4 34 833,33

11,4 1 164

31,6 34 849,33

261

11,6 1 165,33

31,8 34 865,33

11,8 1 166,67

32 34 881,33

12 1 168

32,2 34 897,33

12,2 1 169,33

32,4 34 913,33

12,4 1 170,67

32,6 44 934,67

12,6 1 172

32,8 44 956

12,8 1 173,33

33 44 977,33

13 1 174,67

33,2 40 998,67

13,2 1 176

33,4 40 1020

13,4 1 177,33

33,6 44 1041,33

13,6 1 178,67

33,8 44 1062,67

13,8 1 180

34 44 1084

14 1 181,33

34,2 46 1102,67

14,2 1 182,67

34,4 50 1129,33

14,4 1 184

34,6 50 1156

14,6 1 185,33

34,8 50 1182,67

14,8 1 186,67

35 50 1209,33

15 1 188

35,2 50 1236

15,2 1 189,33

35,4 50 1262,67

15,4 1 190,67

35,6 52 1289,33

15,6 1 192

35,8 52 1316

15,8 1 193,33

36 54 1342,67

16 1 196

36,2 54 1369,33

16,2 2 198,67

36,4 54 1396

16,4 2 201,33

36,6 60 1409,33

16,6 2 204

36,8 60 1422,67

16,8 2 206,67

37 60 1436

17 2 209,33

37,2 60 1449,33

17,2 2 212

37,4 64 1470,67

17,4 2 214,67

37,6 64 1492

17,6 2 217,33

37,8 64 1513,33

17,8 2 220

38 60 1540

262

18 2 222,67

38,2 60 1566,67

18,2 2 225,33

38,4 66 1596

18,4 2 228

38,6 66 1625,33

18,6 2 229,33

38,8 66 1654,67

18,8 2 230,67

39 66 1684

19 2 233,33

39,2 66 1713

19,2 2 236

39,4 70 1740

19,4 2 238,67

39,6 70 1766,67

19,6 2 241,33

19,8 2 244

20 2 246,67

Dengan data sondir mesin berdasarkan penyelidikan tanah disarankan perhitungan

daya dukung pondasi berdasarkan lekatan, daya dukung tanah per 1 pancang dapat

dihitung sebagai berikut:

Dengan rumus daya dukung tanah:

Tabel 4.40. Data Sondir Tanah Kedalaman 36 Meter dengan Daya Dukung Tanah

JENIS PILE Qc Luas tf Kell P tiang

kg/cm2 cm

2 kg/cm cm Kg Ton

BULAT 40 54 1256,64 1342,67 125,66 62831,86 62,83

4.5.2.2. Perencanaan Jumlah Spun Pile dan Pile Cap

Berdasarkan perhitungan, direncanakan jumlah tiang pancang

dengan perhitungan awal Gaya aksial pada joint yang mewakili untuk

perhitungan, didapat data sebagai berikut:

Tabel 4.41. Jumlah Tiang Pancang Perlu

Joint Number F3 P tiang N

TIPE

PANCANG Text Text Tonf Ton

1 768 87,90 101,18 2 P-2

2 769 122,75 179,26 4 P-4

3 770 85,66 101,18 2 P-2

4 761 83,64 101,18 2 P-2

263

5 797 122,63 179,26 4 P-4

6 773 192,85 218,31 5 P-5

7 772 232,04 257,35 6 P-6

8 771 199,94 218,31 5 P-5

9 774 137,10 179,26 4 P-4

10 775 156,13 179,26 4 P-4

11 776 116,30 179,26 4 P-4

12 760 113,13 101,18 2 P-2

13 807 90,47 101,18 2 P-2

14 767 146,76 179,26 4 P-4

15 766 213,69 257,35 6 P-6

16 793 211.60 257,35 6 P-6

17 794 235,16 257,35 6 P-6

18 795 226,19 257,35 6 P-6

19 796 253,30 257,35 6 P-6

20 809 90,40 179,26 4 P-4

21 808 89,83 101,18 2 P-2

22 44 29,07 179,26 4 P-4

23 758 151,96 179,26 4 P-4

24 759 213,42 218,31 5 P-5

25 765 229,22 257,35 6 P-6

26 792 210,08 257,35 6 P-6

27 791 181,39 218,31 5 P-5

28 790 184,53 218,31 5 P-5

29 789 229,68 257,35 6 P-6

30 778 152,60 179,26 4 P-4

31 757 174,92 179,26 4 P-4

32 756 255,16 257,35 6 P-6

33 764 254,05 257,35 6 P-6

34 785 238,19 257,35 6 P-6

35 786 201,49 218,31 5 P-5

36 787 202,32 218,31 5 P-5

37 788 242,57 257,35 6 P-6

38 779 154,53 179,26 4 P-4

39 753 116,16 101,18 2 P-2

40 754 148,82 179,26 4 P-4

41 755 170,25 179,26 4 P-4

42 784 175,21 179,26 4 P-4

43 783 165,65 179,26 4 P-4

44 782 165,78 179,26 4 P-4

45 781 171,86 179,26 4 P-4

46 780 116,18 179,26 4 P-4

264

Berdasarkan jumlah tiang pancang direncanakan pile cap dengan tipe

sebagai berikut:

TIPE P-2

TIPE P-4

265

TIPE P-5

TIPE P-6


Gambar 4.53. Tampak Atas Pile Cap Tipe P-2, P-4, P-5 dan P-6

Menghitung efisiensi kelompok tiang pancang adalah dengan rumus :

( (

266

Keterangan:

m = jumlah baris x

n = jumlah baris y

d = diameter tiang

s = jarak antar tiang

Tabel 4.42. Efisiensi Pile Cap Group

No Tipe Pile Cap d (mm) s (mm) arc tan d/s m n Epg

1 P-2 40 120 11,31 1 1 0,90

2 P-4 40 120 11,31 2 2 0,80

3 p-5 40 120 11,31 2 2,5 0,77

4 P-6 40 120 11,31 2 3 0,74

Tabel 4.43. Pemeriksaan Daya Dukung Pile Group

DAYA DUKUNG PONDASI qq [ qa ]

JENIS PILE qc luas tf kell qa

kg/cm2 cm2 kg/cm cm kg ton

PERSEGI 20X20 54 400,00 1600 80,00 32800 32,80

PERSEGI 30-30 54 900,00 1600 120,00 54600 54,60

PERSEGI 25X25 54 625,00 1600 100,00 43250 43,25

SEGITG28X28 54 335,58 1600 84,00 32920,53 32,92

SEGITG32X32 54 439,51 1600 96,00 38631,14 38,63

SEGITG37X37 54 588,90 1600 116,20 47782,92 47,78

BULAT 30 54 706,86 1600 94,25 42882,74 42,88

BULAT 35 54 962,11 1600 109,96 52503,87 52,50

BULAT 40 54 1256,64 1600 125,66 62831,86 62,83

Persegi 45 54 2025,00 1600 180,00 94050 94,05

BULAT 50 54 1963,50 1600 157,08 85608,41 85,61

BULAT 60 54 2827,43 1600 188,50 111212,4 111,21

267

NO Tipe Effisiensi P tiang

(ton)

Satu

tiang

(ton)

N

tiang

Daya

Dukung

Group

(ton)

CEK

(Ton) Check

1 P-2 0,94 101,18 62,83 2 125,66 > 101,18 Aman

2 P-4 0,87 179,26 62,83 4 231,32 > 179,26 Aman

3 P-5 0,86 218,31 62,83 5 314,15 > 218,31 Aman

4 P-6 0,85 257,35 62,83 6 376,98 > 257,35 Aman

Tabel 4.44. Gaya Aksial dan Momen pada Joint

No Pu (ton) Mx My

1 101,18 1,50 1,19

2 179,26 19,19 8,78

3 218,31 8,90 -20,35

4 257,35 19,82 -8,89

4.5.2.3. Pemeriksaan Daya Dukung Per Pancang

Untuk tipe P-2

Pu = 101,18 ton

M x = 1,50 ton.m M y = 1,19 ton.m

Tabel 4.45. Pemeriksaan Daya Dukung per Spun Pile Tipe P-2

No X y x2 y

2 Pu/n

Mx*y

Ny.

My*x

Nx.

P total

(Ton)

P1

Tiang

(Ton)

Check

1 -0,60 0 0,360 0 50,59 0 -0,496 50,094 < 101,19 Aman

2 0,60 0 0,360 0 50,59 0 1,25 51,84 < 101,19 Aman

Total 0,720 0

268

Untuk tipe P-4

Pu = 179,26 ton

M x = 19,90 ton.m M y = 8,78 ton.m

Tabel 4.46. Pemeriksaan Daya Dukung per Spun Pile Tipe P-4

No x y x2 y

2 Pu/n

Mx*y

Ny.

My*x

Nx.

P total

(Ton)

P1 Tiang

(Ton) Check

1 -0,6 0,4 0,360 0,160 44,815 6,219 -1,829 49,205 < 179,26 Aman

2 0,6 0,4 0,360 0,160 44,815 6,219 1,829 52,863 < 179,26 Aman

3 -0,6 -0.4 0,360 0,160 44,815 -6,219 -1,829 36,767 < 179,26 Aman

4 0,6 -0,4 0,360 0,160 44,815 -6,219 1,829 40,425 < 179,26 Aman

Total 1,44 0,640

Untuk tipe P-5

Pu = 218,31 ton

M x = 8,90 ton.m M y = 20,35 ton.m

Tabel 4.47 Pemeriksaan Daya Dukung per Spun Pile Tipe P-5

No x y x2 y

2 Pu/n

Mx*y

Ny.

My*x

Nx.

P total

(Ton)

P1

Tiang

(Ton)

Check

1 -0,6 0,4 0,36 0,16 43,662 2,781 -2,544 43,899 < 218,34 Aman

2 0,6 0,4 0,36 0,16 43,662 2,781 2,544 48,987 < 218,34 Aman

3 -0,6 -0.4 0,36 0,16 43,662 -2,781 -2,544 38,337 < 218,34 Aman

4 0,6 -0,4 0,36 0,16 43,662 -2,781 2,544 43,425 < 218,34 Aman

5 0 0 0 0 43,662 0 0 43,662 < 218,34 Aman

Total 1,44 0,64

269

Untuk tipe P-6

Pu = 257,35 ton

M x = 19,82 ton.m M y = -8,89 ton.m

Tabel 4.48 Pemeriksaan Daya Dukung per Spun Pile Tipe P-6

No x y x2 y

2 Pu/n

Mx*y

Ny.

My*x

Nx.

P total

(Ton)

P1

Tiang

(Ton)

Check

1 -1,2 0,4 1,44 0,16 42,892 -2,753 0,926 41,065 < 218,34 Aman

2 0 0,4 0 0,16 42,892 0 -0,926 41,966 < 218,34 Aman

3 1,2 0.4 1,44 0,16 42,892 2,753 -0,926 44,719 < 218,34 Aman

4 -1,2 -0,4 1,44 0,16 42,892 -2,753 0,926 41,065 < 218,34 Aman

5 0 -0,4 0 0,16 42,892 0 0,926 43,818 < 218,34 Aman

6 1,2 -0,4 1,44 0,16 42,892 2,753 0,926 46,571 < 218,34 Aman

Total 5,76 0,96

4.5.2.4. Pemeriksaan Terhadap Geser Pons dan Geser Lentur Pons

a. Pile Cap Tipe P-2

Karena kolom tertumpu pada pile, maka p yang diperhiungkan

adalah p tiang pancang.

P = 101,18 ton

h = 0,7 m

t =

(

=

(

= 38,361 t/m2 = 3,836 kg/cm2

t ijin = 0,65√ = 0,65√ = 12,357 kg/cm2

t < t ijin (maka tebal pilecap cukup, sehingga tidak memerlukan

tulangan geser pons).

270

b. Pile Cap Tipe P-4

Karena kolom tertumpu pada pile, maka p yang diperhiungkan

adalah p tiang pancang.

P = 179,26 ton

h = 1 m

t =

(

=

(

= 38,059t/m2 = 3,806 kg/cm

2

t ijin = 0,65√ = 0,65√ = 12,357 kg/cm2



c. Pile Cap Tipe P-5

Kolom tidak bertumpu pada pile, maka P yang diperhitungkan

adalah P kolom.

P = 218,31 ton

h = 1 m

t =

(

=

(

= 46,350 t/m2 = 4,635 kg/cm

2

t ijin = 0,65√ = 0,65√ = 12,357 kg/cm2



d. Pile Cap Tipe P-6

Kolom tidak bertumpu pada pile, maka P yang diperhitungkan

adalah P kolom.

P = 257,35 ton

h = 1 m

t =

(

=

(

= 54,639 t/m2 = 5,464 kg/cm

2

271

t ijin = 0,65√ = 0,65√ = 12,357 kg/cm2



4.5.2.5. Penulangan Pile Cap

a. Perhitungan Momen pada Pile Cap Tipe P-2

Mux = 1,50 t.m

Muy = 1,19 t.m

Perhitungan tulangan direncanakan

Tebal pile cap (h) = 70 cm 700 mm

Mutu beton (Fc) = 30 Mpa 300 kg/cm2

Mutu tulangan (Fy) = 400 Mpa 4000 kg/cm2

Diameter tulangan arah x = D 22 22 mm

Selimut Beton = 40 mm


d = h – p – ½ D tul. pokok

= 700 -40- ½ 22 mm

= 649 mm

Diameter tulangan arah y = D 22 22 mm


d = h – p – D tul. pokok + ½ D tul. Pokok

= 700 – 40 – 22 + ½ x 22

= 649 mm

Tulangan pelat Arah X

Rasio tulangan minimal

Faktor bentuk distribusi tegangan beton (β) → Untuk : fc' ≤ 30 MPa =

0,85

Rasio tulangan kondisi balance

(

)

(

)

Rasio tulangan maksimal

272

Faktor tahanan momen maksimal

( (

))

( (

))

Faktor reduksi kekuatan lentur ϕ = 0,90

Moment nominal rencana

Mn =

=

= 1,667 ton.m

Faktor tahanan momen

(

Rasio tulangan perlu

( √

)

( √

)

Rasio tulangan yang digunakan

Luas tulangan yang diperlukan per meter

Jarak tulangan yang diperlukan per meter

Jarak tulangan maksimal

Jarak tulangan dipakai

Digunakan

Luas tulangan dipakai

273

(

Tulangan susut yang diperlukan = As perlu – (As perlu x 20%)

= 2271,5 – (2271,5 x 20%)

= 1817,2 mm

Digunakan

Tulangan Arah Y


( (

))

( (

))


Momen nominal rencana

Mn =

=

= 1,322 ton.m


(


( √

)

( √

)


min =

274





Digunakan


(

b. Perhitungan Momen pada Pile Cap Tipe P-4

Mux = 19,19 t.m

Muy = 8,78 t.m









= 1000 -40- ½ 22 mm

= 949 mm




= 1000 – 40 – 22 + ½ x 22

= 949 mm

275




0,85


(

)

(

)



( (

))

( (

))



Mn =

=

= 21,322 ton.m


(


( √

)

( √

)


276





Digunakan


(


= 2271,5 – (2271,5 x 20%)

= 1817,2 mm

Digunakan

Tulangan Arah Y


( (

))

( (

))



Mn =

=

= 9,755 ton.m

277


(


( √

)

( √

)


min =





Digunakan


278

(

c. Perhitungan Momen pada Pile Cap Tipe P-5

Mux = 8,90 t.m

Muy = -20,35 t.m









= 1000 -40- ½ 22 mm

= 949 mm




= 1000 – 40 – 22 + ½ x 22

= 949 mm




0,85


(

)

(

)


279


( (

))

( (

))



Mn =

=

= 9,888 ton.m


(


( √

)

( √

)






280

Digunakan


(


= 2271,5 – (2271,5 x 20%)

= 1817,2 mm

Digunakan

Tulangan Arah Y


( (

))

( (

))



Mn =

=

= 22,611 ton.m


(

281


( √

)

( √

)


minimum =





Digunakan


(

282

d. Perhitungan Momen pada Pile Cap Tipe P-6

Mux = 19,82 t.m

Muy = -8,89 t.m









= 1000 -40- ½ 22 mm

= 949 mm




= 1000 – 40 – 22 + ½ x 22

= 949 mm




0,85


(

)

(

)

283



( (

))

( (

))



Mn =

=

= 22,022 ton.m


(


( √

)

( √

)




284



Digunakan


(


= 2271,5 – (2271,5 x 20%)

= 1817,2 mm

Digunakan

Tulangan Arah Y


( (

))

( (

))



Mn =

=

= 9,877 ton.m


(


285

( √

)

( √

)


min =





Digunakan


(

BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1. Perhitungan Struktur Atap

Documents

Transcript of BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1. Perhitungan Struktur Atap