IV - 1

BAB – IV

PERENCANAAN AWAL (PRELIMINARY DESIGN)

4.1 Prarencana Pelat Beton

Perencanaan awal ini dimaksudkan untuk menentukan koefisien ketebalan

pelat, α yang diambil pada As 4 bentang A-B, mengingat pada daerah sudut

tersebut umumnya memiliki beban yang cukup berat untuk mewakili tebal pelat

secara keseluruhan.

Gambar 4.1 Perencanaan Lantai Beton

Properties Data pada Studi Kasus, sebagai berikut :

Panjang bentang lx = 6,00 meter

Panjang bentang ly = 6,00 meter

Tinggi tingkat 1 = 4,50 meter

Tinggi tingkat 2-9 = 4,00 meter

Jumlah lantai = 9 lantai + Atap

Fungsi Gedung = Kantor, Ruang Resepsi

α1

α2

α3

α4

y

x1

2

3

4

600

60

060

0

600600 600 600 600

A B C D E F G

600

α1

α4

α3

α2

IV - 2

1) Menentukan koefisien ketebalan pelat pada Balok tepi 1 & 2

Gambar 4.2 Penampang Balok sisi L (Hubungan Balok dan Pelat)

Dengan asumsi awal tebal pelat dapat digunakan hmin = 12 untuk pelat lantai

dan hmin = 10 untuk pelat atap sesuai Pasal 11.5.

a) Menentukan dimensi balok L

Untuk menentukan dimensi balok pada kefisien ketebalan pelat 1 & 2

merupakan balok satu ujung menerus, sehingga sesuai Tabel 3.2,5a dari

SKSNI T15-1991-03 dan ditambah fy = 400 MPa, adalah sebagai berikut :

ht >5,18

l

ht > 32,3245,18

6000 mm

Karena panjang bentang lx dan ly sama, maka ht = 500 mm dan

bw = ½.h = 250 mm.

b) Menentukan ukuran lebar efektif balok, be

Menentukan lebar efektif pada balok sisi (Balok L) mengacu pada SNI T15-

15-1991, sebagai berikut :

be = bw +12

L y= 250 +

12

6000= 750 mm

be = bw + (6hf) = 250 + (6 x 120) = 970 mm

be = bw +2

L x = 250 +2

)(6000= 3250 mm

Diambil lebar effektif yang terkecil, be = 750 mm.

bw

be

hf

ht

IV - 3

c) Menentukan Momen Inersia pada Balok tepi,

Y =21

2211

AA

.A.A

YY

Y =38)x(2512)x(75

19)x38x(2544)x12x(75

Y = 31,16 cm (garis Netral)

Ib L = 23 Y)kepstttkb.h.(jrkt.b.h12

1

Ib L =

)12,8x12x(75)x12x75

12

1( 23

)12,2x38x(25)x3825x

12

1( 23

Ib L = 158.256 + 255714,67

Ib L = 413.970,67 cm4

Momen Inersia pelat pada balok sisi L = 600 cm.

Ip =3

fhx2

b

2

Lx

12

1

w

Ip = 312x2

25

2

600x

12

1

Ip = 45.000,00 cm4

1 = 2 =45000

413.970,67= 9,20

2) Menentukan koefisien ketebalan pelat pada Balok T 3 & 4

Gambar 4.3 Penampang Balok T (Hubungan Balok dan Pelat)

bw

be

hf

ht

IV - 4

Dengan asumsi awal tebal pelat dapat digunakan hmin = 12 untuk pelat lantai

dan hmin = 10 untuk pelat atap sesuai Pasal 11.5.

a) Menentukan dimensi balok T

Untuk menentukan dimensi balok pada kefisien ketebalan pelat 3 & 4

merupakan balok dua ujung menerus, sehingga sesuai Tabel 3.2,5a dari

SKSNI T15-1991-03 dan ditambah fy = 400 MPa, adalah sebagai berikut :

ht >21

l

ht > 71,28521

6000 mm

Karena panjang bentang lx dan ly sama, maka ht = 500 mm dan

bw = ½.h = 250 mm.

b) Menentukan ukuran lebar efektif balok, be

Menentukan lebar efektif pada balok sisi (Balok T) mengacu pada SNI T15-

15-1991, sebagai berikut :

be =4

L=

4

600= 150 cm

be = bw + 2(8 x hf) = 25 + 2(8 x 12) = 217 cm

be = bw +

2

L2 = 25 +

2

6002 = 625 cm

Diambil lebar efektif yang terkecil, be = 150 cm.

c) Menentukan Momen Inersia pada Balok T,

Y =21

2211

AA

.A.A

YY

Y =38)x(2512)x(150

19)x38x(2544)x12x(150

Y = 35,36 cm (jarak garis Netral

Ib T = 23 Y)kepstttkb.h.(jrkt.b.h12

1

IV - 5

Ib T =

)28,6x12x(150)3x12150x

12

1(

)2x16,438x(25)338x25x

12

1(

Ib T = 154.728 + 369.828,67

Ib T = 524.556,67 cm4

d) Momen Inersia Pelat pada ukuran (600 X 12) cm.

Ip =3

f.b.h12

1

Ip = 312x006x12

1

Ip = 86.400,0 cm4

3 = 4 =86.400

524.556,67= 6,07

e) Koefisien jepit pelat rata-rata, m

m =4

4321

m =4

6,07)x2(9,2)x(2 = 7.64

m ≥ 2

e) Menentukan rasio bentang bersih pada arah memanjang dan melintang,

= 1600

600

l

l

x

y

= 1 < 2, bekerja pelat dua arah (Vis dan Kusuma, 1997)

h =9β36

1500

f0,8l

y

n

h = 13,61)x(936

1500

4000,8575

cm

Tebal pelat yang digunakan, h = 15 cm.

IV - 6

4.2 Prarencana Balok Beton

Properties Mutu bahan, sebagai berikut :

Mutu beton, f’c = 25 MPa (250 kg/cm2)

Mutu Baja, fy = 400 MPa (4000 kg/cm2)

Pot I - I

Beban segitiga

Gambar 4.4 Perencanaan Balok Beton

Mengacu Pasal 11.5, untuk mendapatkan hasil dasain yang optimum, maka

persyaratan tinggi, h minimum balok tanpa perlu pengecekan defleksi, sebagai

berikut :

Ukuran balok di atas dua tumpuan : hmin 16

l=

16

6=0.375 m

Ambil h = 500 mm dan balok b 0.5h = 250 mm.

lx

½.q.lx

x

60

0

600 600 600 600

E F G

60

060

0

600600

1

2

3

4

DCBA

I

I

y

IV - 7

Periksa dimensi balok pada Pembebanan :

- Pelat Beton 0.15 x 24 kN/m3 = 3,60 kN/m2

- Tegel dan Spesi = 0,45 kN/m2

- Plafond & ME = 0,18 kN/m2

- Ducting AC = 0,20 kN/m2

- Plumbing = 0,10 kN/m2

Jumlah beban mati, qD = 4,52 kN/m2

Jumlah beban hidup, qL = 4,00 kN/m2

Beban Puncak Segitiga : 1/2.q.lx

o Beban mati, qD = 0,5 x 4,52 x 6,00 = 13.56 kN/m’

o Beban hidup, qL = 0,5 x 4,0 x 6,00 = 12,00 kN/m

Beban shearwall yang harus ditanggung balok 0,25 x 4 x 24 kN/m3

= 24 kN/m’

Karena balok pada posisi ditengah bentang maka beban harus dikalikan dengan

2 pada beban segitiga. Momen maksimum lentur sementara dari dihasil analisa

program computer sebagai berikut :

ω)0,59(1.φ.f 'c

2

Mubd

Asumsi = 0,01 (perkiraan nilai rasio tulangan yang ekonomis) sehingga :

13,030

40001,0.

'

c

y

f

f

x0,13)]0,59(10,13x0,8.[25

101,215 82

xbd = 50 x 106 mm3

Jika b = 250 mm d = 447,16 mm ~ 500 mm

Jika b = 300 mm d = 408,20 mm ~ 450 mm

asumsi tulangan yang dipasang 1 lapis, maka h d + 65 mm sehingga,

Untuk b = 250 h = 500 + 65 = 565 mm > hmin

Untuk b = 300 h = 455 + 65 = 520 mm > hmin

Kedua ukuran di atas memenuhi syarat

Maka dimensi balok yang digunakan : b = 300 mm dan h = 600 mm.

IV - 8

Periksa dimensi dengan syarat-syarat sebagai berikut :

bw min ≥ 250 mm

300 ≥ 250 mm ………….OK

Bw/h ≥ 0.3

0,5 ≥ 0.3 …..…………..OK

4.3 Prarencana Struktur Kolom Beton

Perencanaan awal dilakukan terhadap dimensi struktur kolom untuk

menghasilkan struktur kolom yang kaku dan stabil. Kekakuan dan kestabilan

struktur kolom akan menghasilkan suatu dimensi kolom yang cukup besar,

sehingga akan mengurangi estetika struktur gedung itu sendiri. Salah satu

solusinya adalah menggunakan dinding geser pada struktur gedung yang

diletakkan sedemikian rupa untuk membantu kekakuan dan stabilitas struktur

kolom, sehingga dimensi struktur kolom tidak terlalu besar.

Menentukan dimensi kolom pada perencanaan awal maka area pembebanan

kolom dilakukan pada daerah yang dipengaruhi langsung oleh pembebanan pelat

atap atau pelat lantai tanpa memasukkan beban dinding geser. Seperti pada

gambar berikut :

Gambar 4.5 Area Pembebanan pada kolom

x

600

600 600 600 600

E F G

600

600

600600

1

2

3

4

DCBA

y 600

600

300

IV - 9

Mutu Bahan

Kuat tekan beton,f’c = 25 MPa

Tegangan leleh bajaj, fy = 400 MPa

Properties data sebagai berikut :

Dimensi balok = (30 x 60) cm

Tebal Pelat = 15 cm

Beban pada Lantai

Lantai 9 (Lantai Atap)

- Beban Mati (Aspal + Spesi) = 0,35 kN/m2

- Beban Hidup = 1,00 kN/m2

Lantai 8 – 2 (Kantor)

- Beban Hidup = 2,50 kN/m2

Lantai 1 (Resepsi)

- Beban Hidup = 4,00 kN/m2

Beban Mati Tambahan untuk Lantai 1 - 8

Tegel + Spesi = 0,45 kN/m2

Plumbing = 0,10 kN/m2

Ducting AC = 0,20 kN/m2

Plafond + Penggantung = 0,18 kN/m2

1) Menentukan beban Pu tiap lantai dapat ditentukan sebagai berikut :

a) Lantai 9 (PD Atap)

Beban mati (PD)

- Pelat (hf =15 cm) : 6,0 x 6,0 x 0,15 x 24 = 129,60 kN

- Balok 30/60 : 6,0 x 0,30x (0,6-0,15) x 24 = 19,44 kN

: 6,0 x 0,30x (0,6-0,15) x 24 = 19,44 kN

- Plafond & ME : 6,0 x 6,0 x 0,5 = 18,00 kN

- Beban Mati Tambahan : 6,0 x 6,0 x 0,83 = 29.88 kN

PD = 216,36 kN

IV - 10

Beban Hidup (PL)

- Atap : 6,0 x 6,0 x 1,0 = 36,00 kN

PL = 36,00 kN

Pu = (1,2 PD + 1,6PL) + Pu,atap

Pu = 1,2(216,36) + 1,6(36) = 317,23 kN

2) Menentukan Dimensi Kolom

Pada prarencana kolom beban yang bekerja pada kolom hanya beban aksial,

maka perkiraan ukuran kolom dengan pengikat sengkang, adalah sebagai

berikut :

).(2,0 fyfc

PuAg

Sedangkan Rasio Tulangan untuk wilayah gempa 5 : 0,01 ≤ t ≤ 0,06, dengan

asumsi = 0,01 (perkiraan nilai rasio tulangan yang ekonomis) sehingga

Dimensi Kolom yang dibutuhkan = gA (mm).

Dengan cara yang sama perencanaan awal dimensi struktur kolom pada lantai

lainnya dapat dilihat pada Tabel 4.1 sebagai berikut :

Tabel 4.1 Dimensi Kolom lantai

LantaiPu = 1,2 PD +

1,6 (kN)).(2,0 fyfc

PuAg

(mm2)

gA

(mm)

DimensiKolom(mm)

B h

9 317.23 54,521.38 233.50 200 200

8 704.45 121,282.76 348.26 200 200

7 1,091.66 188,044.14 433.64 200 200

6 1,478.88 254,805.52 504.78 250 250

5 1,866.10 321,566.90 567.07 250 250

4 2,253.31 388,328.28 623.16 250 250

3 2,640.53 455,089.66 674.60 300 300

2 3,027.74 521,851.03 722.39 300 300

1 3,478.90 599,635.86 774.36 300 300

IV - 11

Tabel 4.2. Hasil Uji Terhadap Kinerja SRPMK Akibat Beban Gempa Statik

TEST LANTAIDIMENSIKOLOM

IZIN

(0.02/R) * HKET

1

7 - 9 300 X 400X = 123,49

Y = 255,69IZIN = 85,88 NOT OK4 - 6 400 X 450

1 - 3 450 X 500

2

7 - 9 450 X 500X = 75,35

Y = 162,39IZIN = 85,88 NOT OK4 - 6 500 X 550

1 - 3 550 X 600

3

7 - 9 500 X 550X = 61.95

Y = 123.22IZIN = 85,88 NOT OK4 - 6 550 X 600

1 - 3 600 X 650

Pada Tabel 4.1 dan Tabel 4.2 . dapat dilihat bahwa penggunaan dimensi kolom

dibuat bervariasi dari lantai 1 – 9. Masing - masing dimensi lantai memiliki

simpangan > izin. tujuannya adalah untuk memberikan ruang pada

shearwall dalam menahan gaya geser yang disebabkan oleh gaya gempa.

Sehingga menghasilkan shearwall yang optimal dan dapat memberikan

konstribusi pada elemen struktur kolom.

Dari ketiga opsi di atas maka digunakan dimensi kolom pada opsi ketiga yaitu

(500 x 550) mm, (550 x 600) mm dan (600 x 650) mm.

4.4 Dimensi Dinding Geser (Shearwall)

Dalam perencanaan struktur dinding geser harus didesain sebagai Dinding

Struktur Beton Khusus (DSBK) sesuai Pasal 23.2.(4). Untuk ketebalan struktur

dinding geser ditetapkan sebesar 25 cm. Sedangkan pemakaian struktur batas

(Boundary Sistem) tergantung hasil analisa gaya – gaya dalam yang dihasil

program computer dengan hasil analisa SNI. Seperti dapat dilihat pada gambar

berikut :

IV - 12

Gambar 4.6 Rencana Dinding Geser (Shearwall)

9th flr

8th flr

7th flr

6th flr

5th flr

4th flr

3th flr

2nd flr

1st flr

G flr

1 2 3 460 60 60

8@

400

450

DS

3,9

0m

0,25 m