1

MAKALAH TUGAS AKHIR

PERANCANGAN STRUKTUR GEDUNG FAKULTAS KEDOKTERAN UNIVERSITAS MATARAM DENGAN METODE SISTEM RANGKA GEDUNG DODDY INDRA PRASETYA NRP 3108 100 524 Dosen Pembimbing Ir. Iman Wimbadi, MS JURUSAN TEKNIK SIPIL Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2012

2

PERANCANGAN STRUKTUR GEDUNG FAKULTAS KEDOKTERAN UNIVERSITAS MATARAM DENGAN METODE SISTEM RANGKA GEDUNG

Nama Mahasiswa : Doddy Indra Prasetya NRP Mahasiswa : 3108 100 524 Jurusan : S1 Lintas Jalur Teknik Sipil

FTSP-ITS Dosen Pembimbing : Ir. Iman Wimbadi, MS

A B S T R A K

Proyek Pembangunan gedung Fakultas Kedokteran ini dirancang dengan menggunakan metoda Sistem Rangka Gedung, sesuai SNI 03-2847-2002 dan SNI 03-1726-2002. Struktur tersebut direncanakan berjumlah 7 lantai dan terletak di wilayah gempa tinggi (Mataram). Sistem Rangka Gedung adalah salah satu sistem struktur yang beban gravitasinya dipikul sepenuhnya oleh space frame, sedangkan beban lateralnya dipikul bersama oleh space frame dan shearwall. Space frame sekurang-kurangnya memikul 10% dari beban lateral dan sisanya dipikul oleh shearwall. Karena shearwall dan space frame dalam Sistem Rangka Gedung merupakan satu kesatuan struktur maka diharapkan keduanya dapat mengalami defleksi lateral yang sama atau setidaknya space frame mampu mengikuti defleksi lateral yang terjadi. Shearwall adalah dinding geser yang terbuat dari beton bertulang dimana tulangan-tulangan tersebut yang akan menerima gaya lateral akibat gempa sebesar beban yang telah direncanakan. Kata Kunci :Sistem Rangka Gedung, Shearwall

3

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang

Banyaknya lulusan SMU yang ingin melanjutkan studinya ke Fakultas Kedokteran Universitas Mataram, membuat Gedung Kedokteran yang ada tidak dapat menampung calon mahasiswa tersebut.Padahal, saat ini kondisi gedung fakultas kedokteran yang ada dianggap kurang layak untuk menampung jumlah mahasiswa.Oleh karena itu, Badan Pelaksana Harian Universitas Mataram melakukan penambahan gedung untuk memfasilitasi mahasiswanya dalam proses belajar.

Perencanaan gedung bertingkat perlu memperhatikan beberapa criteria, antara lain kriteria kekuatan, perilaku yang baik pada taraf gempa rencana, serta aspek ekonomis.Merencanakan bangunan bertingkat banyak dari segi struktur memerlukan pertimbangan yang matang terutama gedung itu dirancang tahan terhadap gempa.Pertimbanagan struktur ini akan berpengaruh dalam menentukan alternative perencanaan, misalnya tata letak kolom, panjang balok dan bentang. Dalam SNI 03-1726-2002, Indonesia terbagi dalam 6 wilayah gempa, dimana wilayah gempa 1 adalah wilayah dengan kegempaan paling rendah sedangkan wilayah gempa 6 dengan kegempaan paling tinggi. Gedung Fakultas Kedokteran Universitas Mataram berada di zona 6, dan direncanakan dengan Sistem Rangka Gedung. Bangunan tinggi tahan gempa umumnya menggunakan elemen-elemen struktur kaku berupa dinding geser untuk menahan kombinasi gaya geser, momen, dan gaya aksial yang timbul akibat beban gempa. Dengan adanya dinding geser yang kaku pada bangunan, sebagian besar beban gempa akan diserap oleh dinding geser tersebut (Imran 2008). Gaya gempa yang menyeluruh pada bangunan diteruskan melalui sambungan-sambungan struktur ke diafragma horizontal, diafragma mendistribusikan gaya-gaya ini ke elemen-elemen penahan gaya lateral vertikal seperti dinding geser dan rangka, elemen-elemen vertikal mentransfer gaya-gaya ke dalam pondasi ( Purwono 2005 ). geser, sehingga dimensi balok dan kolom bisa dikurangi.

1.2 Perumusan Masalah Permasalahan utama yaitu:

Bagaimana merancang struktur Gedung Fakultas Kedokteran Universitas Mataram yang aman dan kuat pada saat terjadi gempa dengan metode Sistem Rangka Gedung?

Detail Permasalahan yaitu:

1. Bagaimana merencanakan preliminary design sistem rangka gedung pada bangunan?

2. Bagaimana menerapkan design sistem rangka gedung pada bangunan?

3. Bagaimana menghitung penulangan untuk struktur utama (balok dan kolom) dan dinding geser struktur?

1.3 Batasan Masalah

Mengingat keterbatasan waktu dalam penyusunan tugas akhir ini, maka ada batasan-batasan masalah antara lain : 1. Tidak merencanakan metode pelaksanaan. 2. Tidak memperhitungkan kesulitan pengadaan

material serta pengaruh dan dampaknya terhadap lingkungan selama pelaksanaan.

3. Tidak menghitung aspek ekonomis dari biaya konstruksi.

4. Tidak memperhitungkan sistem utilitas bangunan, instalasi air bersih dan air kotor, instalasi listrik, finishing dsb.

5. Analisa struktur dengan program bantu ETABS v9.7.1 dan PCACOL v3.64

6. Penggambaran mengunakan program bantu Auto Cad 2007

7. Penulisan menggunakan Microsoft Office 2007 1.4 Tujuan Penulisan

Dari permasalahan yang ada di atas, adapun tujuan yang akan dicapai dalam penyusunan tugas akhir ini adalah : 1. Mampu merencanakan preliminary design sistem

rangka gedung pada bangunan. 2. Mampu menerapkan design sistem rangka gedung

pada bangunan. 3. Mampu menghitung penulangan untuk struktur

utama (balok dan kolom) serta dinding geser struktur.

1.5 Manfaat

1. Sebagai referensi perencanaan gedung Fakultas Kedokteran Universitas Mataram di Nusa Tenggara Barat, sehingga gedung tersebut dapat dimanfaatkan untuk kegiatan perkuliahan.

2. Dapat mengetahui atau memberikan contoh cara perhitungan struktur gedung dengan SRG.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

4

2.1 Umum

Filosofi perencanaan bangunan tahan gempa yang diadopsi hampir seluruh negara di dunia mengikuti ketentuan berikut ini : a. Pada gempa kecil bangunan tidak boleh

mengalami kerusakan b. Pada gempa menengah komponen struktural

tidak boleh rusak, namun komponen non-struktural diijinkan mengalami kerusakan

c. Pada gempa kuat komponen struktural boleh mnegalami kerusakan , namun bangunan tidak boleh mengalami keruntuhan (IITK – BMTPC 2002 )

Ketika gempa menyerang konstruksi bangunan yang berada di atas permukaan tanah, maka di antara elemen konstruksi pembentuk bangunan gedung yang pertama kali dikenai aksi beban gempa adalah kolom bangunan pada level lantai dasar, sebelum energy gempa merambat ke kolom dan balok lantai di atasnya. Jika gempa berarah horizontal, maka aksi dari beban gempa ini akan diterima oleh kolom bangunan sebagai gaya geser. Sedangkan jika gempa ini berarah vertikal, maka aksi dari beban gempa akan diterima oleh kolom sebagai gaya aksial. Gaya aksial maupun gaya geser ini akan merambat k atas bangunan, dengan kecepatan rambat tertentu sesuai dengan modulus geser G atau modulus elastisitas E dari material konstruksi pembentuk struktur kolom. (Darmawan, Straupalia, dan Nisa’ 2010)

Beban angin juga diperhitungkan dalam mendesain struktur bangunan. Beban angin yang diperhitungkan ini tidak hanya bergantung pada kecepatan angin rata-rata, tetapi juga faktor turbulensi kecepatan angin itu sendiri. (Pattipawaej 2010) 2.2 Spektrum Respon

Keteraturan (beraturan atau tidak) atau konfigurasi gedung akan sangat mempengaruhi kinerja gedung sewaktu kena gempa rencana, karena itu struktur gedung dibedakan atas 2 golongan yaitu yang beraturan dan yang tidak berdasarkan konfigurasi denah dan elevasi gedung. Analisa gedung beraturan dapat dilakukan berdasarkan analisa statik ekuivalen sedangkan yang tidak, pengaruh gempa rencana harus ditinjau sebagai pengaruh pembebanan dinamik, sehingga analisisnya dilakukan berdasarkan analisa respons dinamis. (Purwono 2005)

Untuk mengurangi bencana yang diakibatkan oleh gempa diperlukan pemahan yang lebih baik mengenai perilaku gempa. Pembicaraan masalah gempa tidak terlepas dari spektrum respon (response spectrum). Spektrum respon yang merupakan grafik respon maksimum struktur untuk bermacam-macam frekuensi dapat memudahkan seseorang dalam menganalisa dan mendesian suatu struktur tahan hancur. (Pattipawaej 2010)

2.3 Dinding Geser ( Shearwall )

Bangunan tinggi tahan gempa umumnya menggunakan elemen-elemen struktur kaku berupa dinding geser untuk menahan kombinasi gaya geser, momen, dan gaya aksial yang timbul akibat beban gempa. Dengan adanya dinding geser yang kaku pada bangunan, sebagian besar beban gempa akan terserap oleh dinding geser tersebut. Menurut Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung, SNI 03-2847-2006 (Purwono 2007), perencanaan geser pada dinding struktural untuk bangunan tahan gempa didasarkan pada besarnya gaya dalam yang terjadi akibat beban gempa.

Menurut Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung, SNI 03-2847-2002), perencanaan geser pada dinding struktural untuk bangunan tahan gempa didasarkan pada besarnya gaya dalam yang terjadi akibat beban gempa.

Dinding geser biasanya dikategorikan berdasarkan geometrinya yaitu: Flexural wall (dinding langsing), yaitu dinding geser

yang memiliki rasio hw/lw ≥ 2, dimana desain dikontrol oleh perilaku lentur.

Squat wall (dinding pendek), yaitu dinding geser yang memiliki rasio hw/lw ≤ 2, dimana desain dikontrol oleh perilaku geser.

Coupled shear wall (dinding berangkai), dimana momen guling yang terjadi akibat beban gempa ditahan oleh sepasang dinding, yang dihubungkan oleh balok-balok perangkai, sebagai gaya-gaya tarik dan tekan yang bekerja pada masing-masing dasar pasangan dinding tersebut. (Imran dkk 2008 )

Dalam prakteknya dinding geser selalu dihubungkan dengan sistem rangka pemikul momen pada gedung. Dinding struktural yang umum digunakan pada gedung tinggi adalah dinding geser kantilever dan dinding geser berangkai. Berdasarkan SNI 03-1726-2002, dinding geser beton bertulang kantilever adalah suatu subsistem struktur gedung yang fungsi utamanya adalah untuk memikul beban geser akibat pengaruh gempa rencana. Kerusakan pada dinding ini hanya boleh terjadi akibat momen lentur ( bukan akibat gaya geser ), melalui pembentukan sendi plastis di dasar dinding.( Imran,Yuliari,Suhelda dan Kristianto 2008 )

Kerja sama antara sistem rangka penahan momen dan dinding geser merupakan suatu keadaan khusus, dimana dua struktur yang berbeda sifatnya tersebut digabungkan. Dari gabungan keduanya diperoleh suatu struktur yang lebih kuat dan ekonomis. Salah satunya adalah Sistem ganda, yang merupakan gabungan dari sistem pemikul beban lateral berupa dinding geser atau rangka bresing dengan sistem rangka pemikul momen. Rangka pemikul momen harus direncanakan terpisah mampu memikul sekurang – kurangnya 25 % dari seluruh beban lateral yang bekerja. Kedua sistem harus direncankan untukmemikul secara bersama - sama seluruh beban lateral gempa, dengan memperhatikan interaksi keduanya. Nilai R yang direkomendasikan

5

untuk sistem ganda dengan rangka SRG adalah 5,5. ( BSN, 2002)

BAB III

METODOLOGI 3.1 Diagram alur perencanaan

Start

Pengumpulan Data dan Studi Literatur

Pemilihan Kriteria Desain

Preliminary Desain

Struktur Sekunder

Pembebanan

Analisa Struktur dengan menggunakan

ETABS v. 9.7.1 dan PCACOL v3.64

Kontrol

Output Gaya

Dalam

Perhitungan Struktur Utama

Atas:

1. Balok

2. Kolom

3. HBK

4. Dinding Geser

Syarat

Gambar Detail

Finish

OK

OK

Tidak

Tidak

Perhitungan Struktur Utama

Bawah:

1. Pondasi

2. Sloof

3.2 Penjelasan Diagram Alur Perencanaan) Dari Diagram alir di atas dapat dijelaskan metodologi yang dipakai dalam penyusunan tugas akhir ini adalah sebagai berikut: 1. Pengumpulan Data dan Studi Literatur

a. Pengumpulan data untuk perencanaan gedung, meliputi:

b. Studi Literatur 2. Pemilihan kriteria design

a. Dari data struktur Gedung Fakultas Kedokteran Universitas Mataram akan dirancang dengan metode Sistem Rangka Gedung, dengan wilayah gempa 5

b. Beberapa hal yang perlu diketahui: - Type bangunan : Kantor - Letak bangunan : Jauh pantai - Zone gempa : Zone 5 - Tinggi bangunan : 28 m - Jumlah lantai : 7 lantai - Struktr bangunan : Beton bertulang - Struktur pondasi : Pondasi Tiang Pancang - Mutu beton (f’c) : 30 Mpa - Mutu baja (fy) : BJ TD 400 Mpa

BJ TP 240 Mpa

BAB IV

PRELIMINARY DESIGN 4.1 Perencanaan Dimensi Balok Di dalam peraturan SNI 03-2847-2002 dalam tabel 8 disebutkan tebal minimum balok di atas dua tumpuan sederhana disyaratkan l /16. Dari perhitungan didapatkan dimensi balok induk:

No. Type L hmin b/h

1 B1 600 37,50 35 / 502 B2 500 31,25 35 / 503 B3 400 25,00 35 / 504 BA 400 19,05 20 / 30

4.2 Perencanaan dimensi pelat Dari Perhitungan didapatkan: Pelat atap : 120mmPelat lantai : 120 mm

4.3 Perencanaan Dimensi Kolom Menurut SNI 03-2847-2002 pasal 10.8.1 : kolom harus direncanakan untuk memikul beban aksial terfaktor yang bekerja pada semua lantai atau atap dan momen maksimum dari beban terfaktor pada satu bentang terdekat dari lantai atau atap yang ditinjau. Dari perhitungan didapatkan dimensi kolom : K1 : 60/60 4.4 Perencanaan Dimensi Dinding Geser

Menurut SNI 03-2847-2002 pasal 16.5.3.(1) : ketebalan dinding pendukung tidak boleh kurang daripada 1/25 tinggi atau panjang bagian dinding yang ditopang secara lateral, diambil yang terkecil, dan tidak kurang daripada 100 mm. Dari perhitungan didapatkan tebal dinding geser : SW 1 : 40 cm

BAB V PERENCANAAN STRUKTUR SEKUNDER 5.1 Perancangan Struktur Pelat Peraturan yang digunakan sebagai acuan dalam menentukan besar beban yang bekerja pada struktur pelat adalah Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung 1983 (PPIUG 1983). Perletakan pada pelat diasumsikan sebagai perletakan jepit penuh.

Plat Lantai

Tipe Panjang (Ly)

Lebar (Lx) Ly/Lx Jenis

Plat (cm) (cm) Pelat

P1 500 400 1.25 Dua Arah

P2 400 300 1.33 Dua Arah

P3 400 400 1 Dua Arah

P4 400 200 2 Satu Arah

P5 300 200 1,5 Dua Arah

6

Pelat lantai PL1Lapangan Arah X : Ø12-200 mmTumpuan Arah X : Ø12-200 mmLapangan Arah Y : Ø12-200 mmTumpuan Arah Y : Ø12-200 mm

5.2 Perancangan Balok Anak Momen-momen dan gaya melintang akibat beban terbagi merata

4.004.004.00

-1/24

+1/14

-1/11 -1/11

+1/16

-1/11 -1/11

+1/16

-1/11 -1/11 -1/24

+1/14

A B C D

4.00

E

Detail Penulangan Balok Anak

3 D16

Ø10-120

2 D16

2 D16

Ø10-150

3 D16

TUMPUAN

2 D16

3 D16

Ø10-150120

300

200

40

40 40

LAPANGAN

3 D16

Ø10-120

2 D16

3 D16

2 D16

Ø10-120120

300

200

40

40 40

5.3 Perancangan Balok Lift Tipe Lift = Standart Merk = Hyundai Kapasitas = 1000 kg Kecepatan = 60 m/menit Lebar pintu = 1000 mm Dimensi sangkar (car size)

- Outside =1890 x 1685 mm2 - Inside =1800 x 1500 mm2

Dimensi ruang luncur (Hoistway) - Passengger = 2400 x 2200 mm2

Dimensi ruang mesin = 2700 x 4000 mm2 Beban reaksi ruang mesin

R1 = 8000 kg (berat mesin penggerak lift + beban kereta + perlengkapan) R2 = 5200 kg (berat bandul pemberat + perlengkapan)

Detail Penulangan Balok Lift

120

400

300

40

TUMPUAN LAPANGAN

6 D19

3 D19

Ø12-150

40 40

120

400

300

40

40 403 D19

6 D19

Ø12-150

6 D19

3 D196 D19

6 D193 D19

3 D19

Ø12-150 Ø12-150 Ø12-150

5.4 Perancangan Tangga

Analisa Strukur Tangga Pada proses analisa struktur tangga ini, menggunakan bantuan program ETABS v9.7.1 Berat sendiri plat tangga serta bordes dihitung otomatis oleh program ETABS v9.7.1. Untuk hasil output ETABS v9.7.1 tangga bisa dilihat di lampiran. Adapun data-data yang di-input adalah sebagai berikut : 1. Restraints Perletakan Jepit 2. Load Cases DL (Berat Mati) dan LL (Berat Hidup) 3. Combinations 1,2DL +1,6 LL

4. Area Loads (Uniform Shell) Untuk beban sesuai dengan input pembebanan ETABS v9.7.1 tangga

Detail Penulangan Tangga

BAB VI

7

ANALISA STRUKTUR UTAMA Analisa struktur gedung tidak beraturan No. Kriteria Analisa

1 Tinggi struktur gedung dari taraf penjepitan < 40 m atau < 10lantai Tidak Ok

2Denah struktur persegi panjang dan boleh terdapat tonjolanyang tidak lebih dari 25 % dari ukuran terbesar denah strukturdalam arah yang ditinjau.

Ok

3Denah struktur tidak terdapat coakan sudut dan kaluapun adaukurannya tidak lebih dari 15 % dari ukuran denah terbesardalam arah sisi coakan

Tidak Ok

4Sistem struktur gedung terbentuk oleh subsistem-subsistempenahan beban lateral yang arahnya saling tegak lurus dansejajar dengan sumbu utama struktur.

Ok

5 Sistem gedung tidak menunjukkan bidang loncatan muka Ok

6 Sistem struktur gedung memiliki kekakuan lateral yangberaturan. Ok

7 Sistem gedung memiliki berat lantai tingkat yang beraturandengan perbedaan berat antar lantai tidak lebih dari 50 %. Tidak Ok

8 Sistem gedung memiliki unsur-unsur vertikal dan sistempenahan beban lateral yang menerus. Ok

9 Sistem gedung memiliki lantai tingkat yang menerus. Tidak Ok

Faktor Respons Gempa Rencana WG 5

x y x y Ex Ey1 4.00 27.000 7.931 27.000 8.000 0.000 0.0692 8.00 27.000 7.926 27.000 8.000 0.000 0.0743 12.00 27.000 7.926 27.000 8.000 0.000 0.0744 16.00 27.000 7.926 27.000 8.000 0.000 0.0745 20.00 27.000 7.926 27.000 8.000 0.000 0.0746 24.00 27.000 7.926 27.000 8.000 0.000 0.0747 28.00 27.000 7.935 27.000 8.000 0.000 0.065

EksentrisitasLantai Elv.

Pusat Massa Pusat Kekakuan

Eksentrisitas rencana

edx edy edx edy1 4.00 2.70 0.90 -2.70 -0.732 8.00 2.70 0.91 -2.70 -0.733 12.00 2.70 0.91 -2.70 -0.734 16.00 2.70 0.91 -2.70 -0.735 20.00 2.70 0.91 -2.70 -0.736 24.00 2.70 0.91 -2.70 -0.737 28.00 2.70 0.90 -2.70 -0.73

ed = 1,5 e + 0,05 bLantai Elv.

ed = e - 0,05 b

Tabel berat bangunan total

Kg Kg Kg ( kgm⁴ )Atap 739,365.0 25,680.0 765,044.960 202,226,884.427

6 790,317.0 36,000.0 826,316.960 218,423,116.427 5 790,317.0 36,000.0 826,316.960 218,423,116.427 4 790,317.0 36,000.0 826,316.960 218,423,116.427 3 790,317.0 36,000.0 826,316.960 218,423,116.427 2 856,317.0 36,000.0 892,316.960 235,869,116.427 1 965,087.68 60,600.00 1,025,687.680 271,123,443.413

5,988,317.440 Berat Total :

Beban Mati Beban Hidup Berat Lantai MMI Lantai

Permodelan kurva Respons Spektrum Rencana Tabel Respons Spektrum Gempa Rencana WG 5

T C T C

0 0,32 1,8 0,280,2 0,83 1,9 0,260,6 0,83 2 0,250,7 0,71 2,1 0,240,8 0,63 2,2 0,230,9 0,56 2,3 0,221 0,50 2,4 0,21

1,1 0,45 2,5 0,201,2 0,42 2,6 0,191,3 0,38 2,7 0,191,4 0,36 2,8 0,181,5 0,33 2,9 0,171,6 0,31 3 0,171,7 0,29

Permodelan Struktur Gedung

Kontrol Hasil Analisa Strukur -Kontrol Frame Building System Tabel Cek Prosentasi base shear SRPMM dan shearwall

SRPM Shear Wall SRPM Shear Wall1 0.9 D ± 1,0 GRSP X max 15.07% 84.93% 19.31% 80.69%

2 0.9 D ± 1,0 GRSP X min 12.88% 87.12% 19.06% 80.94%

3 0.9 D ± 1,0 GRSP Y max 10.45% 89.55% 23.56% 76.44%

4 0.9 D ± 1,0 GRSP Y min 10.50% 89.50% 23.51% 76.49%

5 1.2 D + 1.0 L ± 1,0 GRSP X max 12.85% 87.15% 19.24% 80.76%

6 1.2 D + 1.0 L ± 1,0 GRSP X min 12.89% 87.11% 19.03% 80.97%

7 1.2 D + 1.0 L ± 1,0 GRSP Y max 10.44% 89.56% 23.56% 76.44%

8 1.2 D + 1.0 L ± 1,0 GRSP Y min 10.51% 89.49% 23.50% 76.50%

No. KombinasiProsentase Dalam Menahan Gempa ( % )

FX FY

-Kontrol Partisipasi Massa

0.20

0.13

0.10

0.08

0.050.04

0 0.5 1.0 2.0 3.00.60.2

lunak) (TanahT

0.20C =

sedang) (TanahT

0.08C =

keras) (TanahT

0.05C =

0.38

0.30

0.20

0.15

0.12

0 0.5 1.0 2.0 3.00.60.2

lunak) (TanahT

0.50C =

sedang) (TanahT

0.23C =

keras) (TanahT

0.15C =

0.50

0.75

0.55

0.45

0.30

0.23

0.18

0 0.5 1.0 2.0 3.00.60.2

lunak) (TanahT

0.75C =

sedang) (TanahT

0.33C =

keras) (TanahT

0.23C =

0.60

0.34

0.28

0.24

0 0.5 1.0 2.0 3.00.60.2

lunak) (TanahT

0.85C =

sedang) (TanahT

0.42C =

keras) (TanahT

0.30C =

0.85

0.70

0.90

0.83

0.70

0.36

0.32

0.28

0 0.5 1.0 2.0 3.00.60.2

(Tanah lunak)T

0.90C =

(Tanah sedang)T

0.50C =

(Tanah keras)T

0.35C =

0.95

0.90

0.83

0.380.360.33

0 0.5 1.0 2.0 3.00.60.2

(Tanah lunak)T

0.95C =

(Tanah sedang)T

0.54C =

(Tanah keras)T

0.42C =

T

Wilayah Gempa 1

C

T

Wilayah Gempa 2

C

T

Wilayah Gempa 3

C

T

Wilayah Gempa 5

C

T

Wilayah Gempa 4

C

T

Wilayah Gempa 6

C

8

Mode Period UX UY UZ SumUX SumUY

1 2.142045 0.0024 71.7728 0 0.0024 71.7728

2 1.608215 71.3293 0.0078 0 71.3317 71.7806

3 1.275579 0.2005 0.5301 0 71.5322 72.3107

4 0.592995 0.0002 17.8107 0 71.5324 90.1214

5 0.436198 19.5306 0.0006 0 91.063 90.122

6 0.337906 0.0198 0.0756 0 91.0829 90.1976

7 0.298399 0.0001 6.0592 0 91.083 96.2567 Sehingga dari tabel di atas menunjukkan bahwa dengan 5 mode sudah mampu memenuhi syarat partisipasi massa sesuai SNI 03-1726-02 ps 7.2.1. -Kontrol Kinerja Gedung Menurut SNI 03–1726–2002 ps 8, terdiri dari 2 macam, yaitu : a. Kinerja Batas Layan (SNI 1726 ps 8.1)

Simpangan antar tingkat harus dihitung dari simpangan struktur gedung akibat pembebanan gempa rencana, untuk membatasi terjadinya pelelehan baja dan peretakan beton yang berlebihan. Simpangan yang

terjadi tidak boleh melampaui R03,0

tinggi tingkat atau

30 mm, bergantung yang mana yang nilainya kecil. (SNI 03–1726–2002 Ps. 8.1.2)

hR

s 03,0 , dengan h = 4 m ; R = 5,5 ( SRG )

mms 40005,503,0

= 21,82 mm

b. Kinerja Batas Ultimit (SNI 03–1726–2002 ps 8.2) Simpangan antar tingkat harus dihitung dari

simpangan struktur gedung akibat pembebanan gempa rencana dalam kondisi gedung diambang keruntuhan. Simpangan struktur gedung akibat gempa nominal dikalikan dengan faktor pengali : Untuk gedung tidak beraturan :

= afaktorskal

R7,0

(SNI 03–1726–2002 Ps. 8.2.1) R = 5,5 (dinding geser dengan SRG) Sehingga dipakai faktor skala = 1, maka:

= 1

5,57,0 = 5,95; M = S = 5,95 S

Dan tidak boleh lebih dari 0,02 kali tinggi tingkat (SNI 03–1726–2002 Ps. 8.2.2) M < 0,02 h M < 0,02 x 4000 = 80 mm Simpangan struktur akibat beban lateral (dalam hal ini beban gempa dinamik) dapat dilihat menggunakan program ETABS v.9.7.1, dan ditabelkan sebagai berikut: Tabel Simpangan struktur akibat gempa arah x & y

Z(m) X (mm) Y (mm) X (mm) Y (mm)

7 28.00 52.5824 23.3891 16.1043 76.60656 24.00 44.7298 20.0432 13.6941 65.70885 20.00 36.2159 16.3892 11.0842 53.78124 16.00 27.5272 12.6275 8.4223 41.48973 12.00 19.0081 8.8636 5.8136 29.16962 8.00 11.0753 5.2481 3.3859 17.30451 4.00 4.3248 2.0513 1.3214 6.7774

Base 0.00 0 0 0 0

TingkatRSP X RSP Y

Gambar Simpangan struktur arah sumbu x

Gambar Simpangan struktur arah sumbu y

Kita kontrol terhadap simpangan arah sumbu x dan

sumbu y dapat dilihat pada tabel berikut ini :

Tabel Kontrol simpangan antar tingkat arah sumbu x

9

Drift Syarat Drift Syarat (Δs) Drift (Δs) (Δm) Drift (Δm)

(m) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm)7 28.00 52.58 7.85 21.82 30.23 -2.55 80 Ok

6 24.00 44.73 8.51 21.82 32.78 -0.67 80 Ok

5 20.00 36.22 8.69 21.82 33.45 0.65 80 Ok

4 16.00 27.53 8.52 21.82 32.80 2.26 80 Ok

3 12.00 19.01 7.93 21.82 30.54 4.55 80 Ok

2 8.00 11.08 6.75 21.82 25.99 9.34 80 Ok

1 4.00 4.32 4.32 21.82 16.65 16.65 80 Ok

Base 0.00 0.00 0.00 21.82 0.00 0.00 80 Ok

Tingkat Ket.Z Δs Δm

Tabel Kontrol simpangan antar tingkat arah sumbu y Drift Syarat Drift Syarat (Δs) Drift (Δs) (Δm) Drift (Δm)

(m) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm)7 28.00 76.61 10.90 21.82 41.96 -3.97 80 Ok

6 24.00 65.71 11.93 21.82 45.92 -1.40 80 Ok

5 20.00 53.78 12.29 21.82 47.32 -0.11 80 Ok

4 16.00 41.49 12.32 21.82 47.43 1.75 80 Ok

3 12.00 29.17 11.87 21.82 45.68 5.15 80 Ok

2 8.00 17.30 10.53 21.82 40.53 14.44 80 Ok

1 4.00 6.78 6.78 21.82 26.09 26.09 80 Ok

Base 0.00 0.00 0.00 21.82 0.00 0.00 80 Ok

Tingkat Ket.Z Δs Δm

BAB VII

PERANCANGAN STRUKTUR PRIMER

7.1 Perancangan Balok Induk Gambar Denah Pembalokan

Tabel analisa balok induk (output ETABS v9.7.1)

Momen Momen(kg-m) (kN-m)

Tump. Kiri -18,164.3600 -181.64Lapangan 14,124.4300 141.24

Tump. Kanan -19,014.7510 -190.15Tump. Kiri -1,082.8900 -10.83Lapangan 1,151.7450 11.52

Tump. Kanan -1,162.9580 -11.63Tump. Kiri 17,598.0500 175.98Lapangan 455.8400 4.56

Tump. Kanan 18,216.7700 182.17Tump. Kiri 5,585.2700 55.85Lapangan 850.8800 8.51

Tump. Kanan 5,534.8600 55.35Tump. Kiri -25,430.1100 -254.30Lapangan 19,955.7300 199.56

Tump. Kanan -26,620.6500 -266.21Tump. Kiri -17,430.8160 -174.31Lapangan 13,994.3700 139.94

Tump. Kanan -18,276.2340 -182.76Tump. Kiri -23,529.8580 -235.30Lapangan 18,970.0100 189.70

Tump. Kanan -24,678.4340 -246.78Tump. Kiri -29,931.9400 -299.32Lapangan 13,284.5300 132.85

Tump. Kanan -31,240.1700 -312.40Tump. Kiri -17,919.1700 -179.19Lapangan 13,691.1400 136.91

Tump. Kanan -18,558.2600 -185.58Tump. Kiri -34,901.2700 -349.01Lapangan 18,726.4400 187.26

Tump. Kanan -36,511.4900 -365.11Tump. Kiri -22,888.5000 -228.89Lapangan 19,133.0500 191.33

Tump. Kanan -23,829.5800 -238.30

2 Hidup (LL)

No. Beban Lokasi

1 Mati (DL)

3 RSPX

4 RSPY

5 1,4 DL

1,2DL + 1,0LL ± 1,0RSPy11

0,9DL ± 1,0RSPy

1,2DL + 1,0LL ± 1,0RSPx

6 0,9DL + 1,0LL

1,2DL + 1,6LL

0,9DL ± 1,0RSPx

7

8

9

10

Gambar momen envelope balok induk

50

100

150

200

250

300

350

400

50

100

150

200

250

300

350

400

50

100

150

200

250

50

100

150

200

250

2

1

3

4

65

7

8

9

10

11

kN-m kN-m

50

100

150

200

250

300

350

400

50

100

150

200

250

349,01 kN-m 365,11 kN-m

175,98 kN-m 182,17 kN-m

8,51 kN-m

199,56 kN-m

50

100

150

200

250

300

350

400

50

100

150

200

250

Detail penulangan balok induk

120

500

350

40

TUMPUAN LAPANGAN

8 D22

2 D22

5 D22

Ø12-90

40 40

120

500

350

40

3 D22

2 D22

5 D22

Ø12-200

40 40

10

1000 4000600 1000 600

8 D22< 50 mm

2h

5 D22

8 D22

5 D22

3 D22

5 D22

2 D12-90 2 D12-200 2 D12-90

6000

1000 4000600 1000 600

< 50 mm

2h

3 D22

5 D22

2 Ø12-200

6000

Penulangan Balok Interior

50

05

00

Penulangan Balok Eksterior

< 50 mm

2h

8 D22

5 D22

8 D22

5 D22

2 D12-90 2 D12-90

< 50 mm

7.2 Perancangan Kolom dan Hubungan Balok Kolom

Tabel analisa struktur kolom Lt. dasar P Mx My

( kN ) (kN-m) (kN-m)1 Mati (DL) -5,171.440 -3.320 -43.200

2 Hidup (LL) -321.320 -0.420 -4.220

3 RSPX 179.890 91.390 217.250

4 RSPY 73.540 300.610 27.700

5 1,4 DL -7,240.020 -4.650 -60.340

6 0,9DL + 1,0LL -4,975.620 -3.410 -43.010

7 1,2DL + 1,6LL -6,719.850 -4.660 -58.470

8 0,9DL ± 1,0RSPx -4,834.190 -94.380 -256.040

9 0,9DL ± 1,0RSPy -4,727.840 -303.600 -104.350

10 1,2DL + 1,0LL ± 1,0RSPx -6,706.940 -95.800 -273.800

11 1,2DL + 1,0LL ± 1,0RSPy -6,600.590 -305.010 -121.500

No. Beban

Gambar diagram interaksi kolom PCACOL v3.64

Gambar Detail penulangan sendi plastis dan di luar sendi plastis

LAPANGAN

900

1700

900

500 600

600

40

40 40

28 D22

40

TUMPUAN

4000

500

6D12-100

6D12-100

28 D22

6D12-125

28 D22

6D12-100

28 D22

900

600

600

40

40 4028 D22

40

6D12-125

7.3 Hubungan balok kolom

T1 (8D22) = ys fA 25,1 = 40025,1041.3 = 1.520.500 N = 1.520,5 kN T2 (5D22) = ys fA 25,1' = 40025,1900.1 = 950.000 N = 950 kN

Mpr

(-) = 481,99 kN-m Mpr

(+) = 291,67 kN-m

kNmMprMprM u 785,3862

291,6799,4812

=

=

=

Vh = in

)(pr

)(pr

hMM

= 0,5-4

67,29199,481 = 221,02 kN

Gaya geser bersih pada joint :

xxV = ujV = 1.520,5 + 950 – 221,02 = 2.249,48 kN

cφV = jc A1,7φ f'

= 600600307,180,0

= 2.681,65 kN > ujV .........(Ok)

Mu = 386,785 kN-m

Vh = 221,02 kN

Mu = 386,785 kN-m

Vh = 221,02 kN

Kolom

Atas

Kolom

Bawah

C2 = T2

Mpr(+) = 291,67 kN-m

T2 = 950 kN C1 = T1

Mpr(-) = 481,99 kN-m

T1 = 1.520,5 kN

Balok Kiri

Balok

Kanan

As = 8 D22

As = 5 D22

11

7.4 Perancangan Dinding Geser

Shearwall yang akan kita hitung dalam permodelannya dapat diliat pada berikut:

Gambar Permodelan struktur section

Panel 2

Panel 1

Gambar Permodelan panel section

Penulangan Geser Shearwall Dinding geser harus mempunyai tulangan geser horisontal dan vertikal. Penjelasan ACI (R11.10.9) mengatakan bahwa pada dinding yang rendah, tulangan geser horisontal kurang efektif bila dibandingkan dengan tulangan geser vertikal. Untuk dinding yang tinggi situasinya jadi terbalik. Sebagai contoh perhitungan, akan direncanakan dinding geser AB-12 lantai 1. Dari hasil analisis struktur dengan ETABS didapatkan kombinasi beban maksimum terjadi pada panel 1 akibat komb. 7 ( 1,2DL + 1,0LL ± RSPY ), seperti pada tabel 7.6 :

Beban kombinasi yang dipikul shearwall AB-12 Axial

( kN ) Bottom Top Bottom Top

-17950.11 34609.088 28912.8 43583.896 28169.678

-22614.13 -33844.82 -27256.962 -44196.104 -29664.45

Kombinasi BebanMomen 3 (kN.m) Momen 2 (kN.m)

1,2 DL + 1,0 LL ± 1,0 RSPy

Torsi Geser V2 Geser V3

( kN.m ) ( kN ) ( kN )

8328.071 1881.37 4637.4

-8690.351 -2104.26 -4416.76

Kontrol dan Desain Panjang Daerah Komponen Batas (Boundary Element) Shearwall AB-12

Menurut SNI 2847 ps 23.6.6.3, Boundary

Element diperlukan apabila : '2,0

.c

u

g

u fI

yMAP

000.302,0

4,06121

65,089,583.434,0613,22614

3

10.935,88 kN/m2 > 6.000 kN/m2 (diperlukan boundary element)

Menurut SNI 2847 ps 23.6.6.2(a), daerah tekan

harus diberi komponen batas (boundary element) apabila :

)/(600 wu

w

hc

,

Dimana : - ( wu h/ ) tidak boleh diambil kurang dari 0,007.

- Nilai u adalah nilai M pada lantai tertinggi pada masing-masing arah.

Dari Tabel control drift didapat M arah x tiap tingkat. M = 41,96 mm Nilai syarat komponen batas :

Arah x : w

u

h =

2800096,41 = 0,0015 < 0,007

Maka pakai w

u

h

= 0,007

Nilai c didapatkan dengan program bantu PCACOL v3.64, dengan Pu dan Mu sesuai hasil chek wall design program ETABS v9.7.1 untuk Boundary Element Check seperti Gambar 7.34 :

12

Gambar 6.27. Output check wall design panel 2

shearwall AB-12

Gambar 6.28. Evaluasi panel 2 dalam PCACOL v3.64

Gambar 6.29. Output nilai C panel 1 dalam PCACOL

v3.64 Sehingga dengan Pu = 25574,01 kN dan Mu = 44740,47 kNm didapatkan nilai c = 2178 mm. Maka :

w

u

w

h

600

=007,0600

6000

= 1428,5 mm < c =

2178 mm Sehingga panel tersebut harus diberi boundary element. Menurut SNI 2847 ps 23.6.6.4(a), boundary element harus dipasang secara horisontal dari sisi serat tekan terluar tidak kurang daripada

(c – 0,1 w) dan2c

.

(c – 0,1 w) = 2178 – (0,1 × 6000) = 1578 mm ≈ 1600 mm (menentukan)

2c

= 2

2178 = 1089 mm

Jadi boundary element harus dipasang minimal sejauh 1600 mm.

Menurut SNI 2847 ps 23.4.4.2, spasi tulangan Boundary Element tidak boleh lebih dari : - 4004

14

1 =b = 100 mm

- bd.6 = 6 × 22 = 132 mm

- 3

350100 xx

hs =

-

32

122224005,0350100

=xs = 189 mm

( Karena xs tidak perlu > 150 mm, maka dipakai xs = 150 mm) Jadi, digunakan sengkang boundary element D12 – 75 mm Menurut SNI 2847 ps 23.4.4.1(b), bahwa luas tulangan sengkang tidak boleh kurang dari :

Ash =

1'3,0

ch

g

yh

cc

AA

ffhs dan

Ash =

yh

cc f

fhs '09,0

Dengan : Ash = Luas penampang total tulangan transversal

(mm2) s = spasi tulangan transversal pada arah longitudinal (mm) hc = dimensi penampang inti kolom dihitung dari

sumbu – sumbu tulangan pengekang (mm) Ag = Luas bruto penampang (mm2) Ach = Luas penampang komponen struktur dari sisi luar

ke sisi luar tulangan transversal (mm2) Ash =

yh

cc f

fhs '09,0

=

400

3021222240075

09,0 = 174,15mm2

digunakan sengkang 15D12 – 75 mm (As = 1.696,46 mm2)

Menurut SNI 2847 ps 23.6.6.4 : Rasio Tulangan Boundary Element tidak boleh kurang dari SNI 2847 ps 23.4.4.1(a) yaitu sebesar :

4003012,0'12,0

=

=yh

cs f

f = 0,009

75160046,1696

. ==

dbAs

terpasang = 0,014 > 0,009 (ok)

Detail tulangan panel 1 dapat diliat dalam Gambar 7.37 :

2D12-200 2D22-250D12-75

Gambar 6.36. Pot. melintang boundary panel 1

shearwall AB-12

13

Sampai disini desain penulangan shearwall tipe AB-12, memenuhi persyaratan dinding struktural beton khusus sebagai bagian dalam sistem pemikul beban gempa.

BAB VIII PERENCANAAN PONDASI

8.1 Perancangan Pondasi Kolom (As. H/4) Sebagai contoh perhitungan diambil pondasi kolom as H/4, karena kolom ini mempunyai gaya-gaya dalam paling maksimum. Sehingga untuk pondasi kolom yang lain direncanakan typical. Dari analisa struktur ETABS v9.7.1 pada kaki kolom bawah didapat gaya-gaya dalam akibat kombinasi adalah sbb : Pu = 692.015,81 kg Muy = 12.677,41 kgm Mux = 30.442,72 kgm Hx = 7.336,04 kg Hy = 12.855,22 kg Data-data dalam perencanaan pondasi adalah : berdasarkan data tiang pancang milik PT. WIKA Beton Diameter tiang pancang (D) = 45 cm Keliling tiang pancang (Ktp) = π × d = π × 45 = 142 cm Luas tiang pancang (Atp) = ¼ × π × d2 = ¼ × π × 452 = 1.591 cm2

Panjang tiang pancang = 10 m Pbahan = 178.200 kg 8.1.1.1 Daya Dukung Tiang Pancang Tunggal (As.

H/4) H C JHP A P

(m) (Kg/cm²) (Kg/cm) (cm²) (cm)1 8.0 70 1076 1591 142 3 5 67,6822 8.5 76 1192 1591 142 3 5 74,1583 9.0 75 1352 1591 142 3 5 78,1724 9.5 79 1536 1591 142 3 5 85,5195 10.0 80 1726 1591 142 3 5 91,4456 10.5 80 1926 1591 142 3 5 97,1257 11.0 90 2146 1591 142 3 5 108,6768 11.5 95 2431 1591 142 3 5 119,4229 11.8 110 2616 1591 142 3 5 132,631

94,981

No. SF1 SF2 Qult

Pijin Sehingga daya dukung ijin tiang pancang tunggal, Pijin = 94.981 kg 8.1.1.2 Daya Dukung Tiang Pancang Kelompok

(As. H/4) Untuk menentukan jumlah tiang yang diperlukan

dalam menahan beban reaksi kolom dapat dihitung dengan pendekatan jumlah tiang perlu adalah beban aksial ultimite dasar kolom (out Put ETABS v9.7.1) dibagi dengan daya dukung ijin satu tiang.

Jumlah tiang yang diperlukan = tianguit

ETABSu

PP

1

=981.94

692015,81 = 7,28

maka dicoba dengan 9 tiang pancang dengan susunan 3 x 3. Perhitungan jarak antar tiang: 2,5×D < S < 3×D dimana : S = jarak antar tiang pancang 2,5×45 < S < 3×45 S1 = jarak tiang pancang ke tepi 1125,5 < S < 135 Dipakai S = 115 cm Untuk jarak tepi tiang pancang : 1,5×D < S < 2×D 1,5×45 < S < 2×45 67,5 < S < 90 Dipakai S1 = 67,5 cm

My

1

Mx x

2 3

4 5 6

7 8 9

Gambar 8.1. Pengaturan jarak tiang pancang

Dalam memikul beban aksial secara

berkelompok, daya dukung pondasi tiang pancang mengalami penurunan akibat pelaksanaan pemancangan sehingga analisa kekuatan secara berkelompok harus dikalikan dengan efisiensi. Daya dukung pondasi kelompok menurut Converse Labarre adalah : Efisiensi : ( ή ) = 1 -

nmmnnm

SDtgarc

..90).1().1(

Dimana : D = diameter tiang pancang (mm) S = jarak antar tiang pancang (mm) m = jumlah tiang pancang dalam 1 baris = 3 n = jumlah baris tiang pancang dalam kolom = 3 Efisiensi : ( ) = 1-

33903)13(3)13(

1150450tgarc = 0,81

Sehingga Qijin = × n × Q ijin 1tiang = 0,81 × 9 × 94.981 kg = 697.090 kg > 692.015,81 kg Momen yang bekerja pada poer akibat adanya gaya horisontal :

14

2max

2max ..

i

y

i

xi x

xMyyM

nVP

=

Dimana : Pi = Total beban yang bekerja pada tiang yang ditinjau ymax = jarak maksimum tiang yang ditinjau dalam arah y xmax = jarak maksimum tiang yang ditinjau dalam arah x Σ xi

2 = jumlah kuadrat jarak tiang pancang terhadap as poer arah x Σ yi

2 = jumlah kuadrat jarak tiang pancang terhadap as poer arah y Σ xi

2 = 6×(1,15)2 = 7,935 m2 Σ yi

2 = 6×(1,15)2 = 7,935 m2 Momen yang bekerja : Mx = Mux + (Hy × tpoer) = 30.442,72+ (12.855,22 × 1 ) = 43.297,97 kg My = Muy+ (Hx × tpoer) = 12.677,41+ (7.336,04 × 1 ) = 20.013,45kg Perhitungan Beban Aksial Maksimum Pondasi Kelompok : a. Reaksi kolom = 692.015,81kg b. Berat poer : 3,65 × 3,65 × 1 × 2400 = 31.974 kg + Berat total (V) = 723.989,81kg kg Sehingga didapatkan :

2max

2max ..

i

y

i

xi x

xMyyM

nVP

=

kg88,817.83935,7

15,1 20013,45935,7

15,1 43297,979

723989,81P1 =

=

kg37,718.86935,7

0 20013,45935,7

15,1 43297,979

723989,81P2 =

=

kg87,618.89935,7

15,1 20013,45935,7

15,1 43297,979

723989,81P3 =

=

kg81,542.77935,7

15,1 20013,45935,7

0 43297,979

723989,81P4 =

=

kg31,443.80935,7

0 20013,45935,7

0 43297,979

723989,81P5 =

=

kg81,343.83935,7

15,1 20013,45935,7

0 43297,979

723989,81P6 =

=

kg75,267.71935,7

15,1 20013,45935,7

15,1 43297,979

723989,81P7 =

=

kg25,168.74935,7

0 20013,45935,7

15,1 43297,979

723989,81P8 =

=

kg75,068.77935,7

15,1 20013,45935,7

15,1 43297,979

723989,81P9 =

=

3P = maksP = 89.618,87 kg < Pijin= 94.981 kg (ok) 8.1.2 Perancangan Penulangan Poer kolom (As.

H/4) Pada penulangan lentur poer dianalisa sebagai balok kantilever dengan perletakan jepit pada kolom. Beban yang bekerja adalah beban terpusat dari tiang sebasar P dan berat sendiri poer sebesar q. perhitungan gaya dalam pada poer diperoleh dengan mekanika statis tertentu. Data-data perencanaan : Dimensi poer ( B x L ) = 6500 mm × 6500 mm Tebal poer ( t ) = 1500 mm

Diameter tul. Utama = D 25 mm Tebal selimut beton = 50 mm Tinggi efektif balok poer

Arah x ( dx ) = 1500 – 50 – ½×25 = 1437,5 mm Arah y ( dy ) = 1500 –50–25–½×25 = 1412,5 mm

Penulangan arah x Berat poer uq = 3,25×1,5×2400 = 11.700 kg/m’ Pt1 = ( P4 + P9 + P14 + P19 + P24 ) = 350.961 kg Pt2 = ( P5 + P10 + P15 + P20 + P25 ) = 355.938 kg

uM = 22

12211 xuqxtPxtP

= 225,3700.112

15,2938.35525,1961.350

= 1.266.756 kgm = 12.667.556.250 Nmm

b =

400600600

4003085,085,0 = 0,03251

max = 0,75 x 0,03251 = 0,0244

min = 0,0018 ( SNI 2847 ps 9.12 )

nR =22 5,143765008,0

.25012.667.5568,0

= db

Mu = 1,18 MPa

m = =

= 3085,0

400'85,0 cf

f y 15,69

=

40018,169,51211

15,691 = 0,00302

Maka digunakan min = 0,00302 Asperlu = × b × d = 0,00302 × 1000 × 1437,5

= 4.339,41 mm2

Digunakan Tulangan D25 ( As = 490,87 mm2) Jumlah tulangan perlu

= tul

perlu

AsAs

1

= 87,49041,4339

= 8,8 ≈ 10 batang

Jarak tulangan terpasang = 10

1000 = 100 mm

As akt =

100100025

41 2

= 4.909 mm2 > 4.339,4 mm2 (ok) Jadi, Tulangan lentur arah x dipasang D25-100 mm Penulangan arah y Berat poer uq = 3,25 × 1,5 ×2400 = 11.700 kg/m’ Pt1 = ( P6 + P7 + P8 + P9 + P10 ) = 357.532 kg Pt2 = ( P1 + P2 + P3 + P4 + P5 ) = 369.081 kg

15

7 8 9 10

12 13 14 15

17 18 19 20

22 23 24 25

1 2 3 4 5

6

11

16

21

qu

Pt2

Pt1

Gambar 8.2. Pembebanan poer arah sumbu y

uM = 22

12211 xuqxtPxtP

= 225,3700.11215,2081.36925,1532.357

= 1.307.827 kgm = 13.078.268.750 Nmm

b =

400600600

4003085,085,0 = 0,03251

max = 0,75 x 0,03251 = 0,0244

min = 0,0018 ( SNI 2847 ps 9.12 )

nR =22 5,141265008,0

.75013.078.2688,0

= db

M u = 1,26Mpa

m = =

= 3085,0

400'85,0 cf

f y 15,69

=

40026,169,51211

15,691 = 0,0032

Maka digunakan min = 0,0032 Asperlu = ×b × d = 0,0032 × 1000 × 1412,5 = 4565,7 mm2

Digunakan Tulangan Lentur D25 ( As = 490,87 mm2) Jumlah tulangan perlu

= tul

perlu

AsAs

1

= 87,490

7,4565 = 9,3 ≈ 10 batang

Jarak tulangan terpasang

= n

1000 =

101000

= 100 mm

As akt =

100100025

41 2 = 4.908,7 mm2 > 4.565,7

mm2 (ok) Jadi, Tulangan lentur arah y dipasang D25-100 mm 8.1.3 Perhitungan Kontrol Geser Ponds Kolom

(As. H/4) Dalam merencanakan tebal poer, harus memenuhi persyaratan bahwa kekuatan gaya geser nominal harus lebih besar dari geser pons yang terjadi. Kuat geser yang disumbangkan beton diambil terkecil dari :

cV = 6

'21dbf oc

c

cV = 6

'2

dbfb

d oc

o

s

cV = dbf oc '31

8.1.3.1 Kontrol Geser Ponds Dua Arah Akibat Pu

Kolom Dimensi poer = 6,50 × 6,50 × 1,50 Selimut beton = 50 mm Diameter tulangan utama = D25 Tinggi efektif : 1500 – 50 - 1/2×25 = 1437,5 mm

c = 900900 = 1,00

ob = 4 ( d+bkolom ) = 4×(1437,5+900) = 9350 mm αs = kolom interior (40), kolom tepi (30), kolom sudut (20)

7 8 9 10

12 13 14 15

17 18 19 20

22 23 24 25

1 2 3 4 5

6

11

16

21

Kolom 90x90

Penampang

Kritis

Gambar 8.3. Penampang kritis poer kolom untuk aksi

dua arah Gaya geser pada penampang kritis :

- Berat Poer = 152.100 kg - Beban Axial Kolom` = 1.577.814kg + ΣP = 1.729.914 kg

σu = AP =

5,65,6914.729.1

= 40.945 kg/m2

Vu = σu (luas total – luas pons) = σu ((B.L) – (d + b kolom)2) = 40.945 × ( (6,5 × 6,5) – (1,4375+ 0,9)2 ) = 1.506.207 kg = 15.062.066 N Cek Kuat Geser Pons : Menurut SNI 03-2847-2002 pasal 13.12.2 :

cV = dbf oc '31

16

= 5,143793503031

= 24.539.112 N

(menentukan) cV = 0,75 × 24.539.112 N

= 18.404.334 N > Vu = 15.450.310 N (ok) tidak memerlukan tulangan geser Kontrol Dimensi Poer : Menurut SNI 03-2847-2002 pasal 13.8.4 : untuk komponen struktur lentur tinggi, bila n /d bernilai antara 2 dan 5, maka digunakan :

nV = dbfd wc

n

'10

181

= 5,14376500305,1437

325010181

= 34.860.259 N

nV = 0,75×34.860.259 = 26.145.194 N > Vu (ok) 8.1.3.2 Kontrol Geser Ponds Dua Arah Akibat

Tiang Pancang Tepi

ob = keliling dari penampang kritis pada poer

= 1222

25,0 Sdd tiang

= 75022

5002

5,143725,0

= 2.261 mm

7 8 9 10

12 13 14 15

17 18 19 20

22 23 24 25

1 2 3 4 5

6

11

16

21

Kolom 90x90

Penampang

Kritis

Gambar 8.4. Penampang kritis tiang pancang tepi

Gaya geser pada penampang kritis :

5P = maksP = 75.807 kg

σu = AP =

5,65,6807.75

= 1.794 kg/m2

Vu = σu (luas total – luas pons) =

11

21

2

2225,04

1 SbdSSbdLB tiang

tiangu

=

75,0

25,0

24375,175,075,05,04375,125,04

15,65,61794 22

= 1.794 × (42,25 – ( 0,74 – 0,56 – 1,29 ))

Vu = 77.788 kg = 777.880 N Cek Kuat Geser Pons : Menurut SNI 03-2847-2002 pasal 13.12.2 :

cV = dbf oc '31

= 5,437.1261.23031

= 5.934.003 N

cV = 0,75 × 5.934.003 N = 4.450.503 N > Vu = 777.880 N (tidak memerlukan tulangan geser) 8.1.3.3 Kontrol Geser Ponds Satu Arah Akibat

Tiang Pancang Tepi Dimensi poer = 6,50 × 6,50 × 1,50 Selimut beton = 50 mm Diameter tulangan utama = D25 Tinggi efektif : 1500 – 50 - 1/2×25 = 1437,5 mm

ob = keliling dari penampang kritis pada poer

= db

L kolom 2

5,0

= 5,14372

90065005,0 = 1.362,5 mm

7 8 9 10

12 13 14 15

17 18 19 20

22 23 24 25

1 2 3 4 5

6

11

16

21

Kolom 90x90

Penampang

Kritis

Gambar 8.5. Penampang kritis tiang pancang tepi satu

arah Gaya geser pada penampang kritis : ΣP = ( P5 + P10 + P15 + P20 + P25 ) = 355.938 kg

σu = AP =

5,65,6938.355

= 8.425 kg/m2

Vu = σu × B × bO = 8.425×6,5×1,3625 = 74.614 kg = 746.140 N

17

Cek Kuat Geser Pons : Menurut SNI 03-2847-2002 pasal 13.12.2 :

cV = dbf oc '31

= 5,14375,13623031

= 3.575.887 N

cV = 0,75 × 3.575.887 N = 2.681.915 N > Vu = 746.140 N (tidak memerlukan tulangan geser) Sampai disini ketebalan dan ukuran poer mampu menahan gaya geser akibat beban reaksi aksial Pmax Kolom.

Penulangan PoerSKALA 1:100

Detail Penulangan PoerSKALA 1:100

7 8 9 10

12 13 14 15

17 18 19 20

22 23 24 25

1 2 3 4 5

6

11

16

21

D25 -

100

D25 -

100

D25 - 100

D25 - 100

± 0.00

Kolom 90/90

Lantai Kerja T =10 cmUrugan Pasir T =10 cm

Tanah Padat

Gambar 8.6. Detail Poer Kolom

8.2 Perancangan Pondasi Tiang Pancang

Shearwall 8.2.1 Perancangan Pondasi Shearwall

Sebagai contoh perhitungan diambil pondasi shearwall AB-12 Dari section designer ETABS v9.7.1 didapatkan garis netral sebagai berikut:

Mx X

My

Y

Hx

Hy

2

1

A B

Xcg

Ycg

Gambar 8.7. Garis netral shearwall dan kolom

terhadap pusat poer Dari analisa struktur ETABS v9.7.1 pada kaki shearwall As.A-B/1-2 dan kolom As. B/2 didapat gaya-gaya dalam sbb :

Tabel 8.1. Gaya-gaya dalam pada kaki shear wall P Vx Vy Mx My

( kN ) ( kN ) ( kN ) ( kN.m ) ( kN.m )

SW 17938,19 -3416,46 -64,54 140,15 -158,75

Type

Tabel 8.2. Gaya-gaya dalam pada kaki kolom

P Vx Vy Mx My

( kN ) ( kN ) ( kN ) ( kN.m ) ( kN.m )

65 16518,33 295,34 138,46 -376,48 936,27

Point

Perhitungan kumulatif momen-momen: Mx sw = 140,15 = 140,15 kN-mMx Psw = 17.938,19 × 1,55 = 27.804,19 kN-mMx k 65 = -376,48 = -376,48 kN-mMx P k 65 = 16.518,33 × -3,50 = -57.814,16 kN-m

ΣMx = -30.246,29 kN-m My sw = -158,75 = -158,75 kN-mMy Psw = 17.938,19 × -1,59 = -28.521,72 kN-mMy k 65 = 936,27 = 936,27 kN-mMy P k 65 = 16.518,33 × 3,60 = 59.465,99 kN-m

ΣMy = 31.721,78 kN-m Tabel 8.3. Kumulatif gaya dalam pada shearwall dan

kolom P Vx Vy Mx My

( kN ) ( kN ) ( kN ) ( kN.m ) ( kN.m )

1,2D+1,0L±1,0RSPx 34456,520 -3121,120 73,920 -30246,292 31721,782

Kombinasi Beban

8.2.2 Daya Dukung Tiang Pancang Kelompok

Untuk menentukan jumlah tiang yang diperlukan dalam menahan beban reaksi kolom dapat dihitung dengan pendekatan jumlah tiang perlu adalah beban aksial ultimite dasar kolom (out Put ETABS) dibagi dengan daya dukung ijin satu tiang. Jumlah tiang yang diperlukan

= tianguitPP

1

=

735.1093.445.652 = 31,4

maka dicoba dengan 63 tiang pancang dengan susunan 9 x 7. Perhitungan jarak antar tiang pancang: 2,5×D < S < 3×D dimana : S = jarak antar tiang pancang 2,5×50 < S < 3×50 S1 = jarak tiang pancang ke tepi

18

125 < S < 150 Dipakai S = 125 cm Untuk jarak tepi tiang pancang : 1,5×D < S < 2×D 1,5×50 < S < 2×50 75 < S < 100 Dipakai S1 = 75 cm

28 29 30 31 36

37 38 39 44 45

46 47 52 53 54

55

26 27

34 35

42 43

50 51

20 21 22 2319 25

33

41

49

12 13 14 1510 11

9

40

48

56

24

16

4 5 6 72 31 8

32

2

1

A BMy

Y

Mx X

1817

61 62 6359 605857

Gambar 8.8. Pengaturan jarak tiang pancang pondasi

shearwall

= 1-

79909)17(7)19(

1250500tgarc = 0,56

Sehingga : Qijin = × n × Q ijin 1tiang = 0,56 × 63 × 109.735 kg = 3.871.451 kg > 3.445.652 kg (ok) Gaya yang bekerja pada sebuah tiang akibat beban luar :

2max

2max ..

i

y

i

xi x

xMyyM

nVP

=

Σyi2 = 18 × ( 1,252 + 2,52 + 3,752 ) = 393,75 m2

Σxi2 = 14 × ( 1,252 + 2,52 + 3,752 + 52 )= 656,25 m2

Momen yang bekerja : Mx = Mux + (Hy × tpoer) = 3.024.629 + ( 312.112 × 1) = 3.336.741 kgm My = Muy+ (Hx × tpoer) = 3.172.178 + ( 7.392 × 1 ) = 3.179.570 kgm Perhitungan Beban Aksial Maksimum Pondasi Kelompok : a. Reaksi kolom = 3.445.652 kg b. Berat poer : 11,5×9×1×2400 = 248.400 kg + Berat total (V) = 3.694.052 kg Sehingga didapatkan :

2max

2max ..

i

y

i

xi x

xMyyM

nVP

=

kg640.10425,656

5 317957075,393

75,3 333674163

3694052Pmax =

=

kg632.225,656

5 317957075,393

75,3 333674163

3694052Pmax =

=

beban maksimal yang diterima 1 tiang adalah 104.640 kg

maksP = 104.640 kg < Pijin = 109.735 kg (ok) Sampai disini terbukti kekuatan tiang pancang mampu menahan gaya-gaya luar (aksial, horisontal dan momen), serta kombinasi antara 3 gaya tersebut. 8.3 Perancangan Sloof Pondasi

Menurut Pedoman Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Rumah dan Gedung 1987 pasal 2.2.8, umtuk pondasi setempat dari suatu gedung harus saling berhubungan dalam 2 arah ( umumnya saling tegak lurus) oleh unsur penghubung yang direncanakan terhadap gaya aksial tarik dan tekan sebesar 10% dari beban vertikal maksimum.

Dalam perencanaan sloof ini diambil contoh perhitungan pada sloof As B-C/3 : Gaya aksial kolom = 1.425.740 kg 14.257.400 N Pu = 10% × 14.257.400 N = 1.425.740 N 1.425,74 kN Dimensi sloof = 600 × 800 mm2 Mutu beton (fc) = 30 Mpa Mutu baja (fy) = 400 Mpa Tulangan utama = D22 Tulangan sengkang = D13 Selimut beton = 50 mm d = 800 – 50 – 13 – (1/2 × 22) = 726 mm Tegangan ijin tarik beton :

frijin = 0,70 x cf = 0,70 × 30 = 3,834 Mpa Tegangan tarik yang terjadi :

fr = hb

Pu

.=

800 600 0,801.425.740

= 3,713 Mpa <

frijin Ok 8.7.1 Penulangan Lentur Sloof

Gambar 8.9. Diagram interaksi Poer 60/80

PCACOLv3.64 Dari analisa PCACOL didapat : = 1,13 % Dipasang tulangan = 14 D 22 (As = 5.322 mm2)

19

800

600

TUMPUAN

7 D22

2D13-300

50

7 D22

800

600

LAPANGAN

7 D22

2D13-300

50

7 D22

BAB IX

KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan

Sesuai dengan tujuan penulisan Tugas Akhir ini, maka Berdasarkan keseluruhan hasil analisa yang telah dilakukan dalam penyusunan Tugas Akhir ini dapat ditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut : 1. Dalam perencanaan struktur yang terletak pada

daerah yang memiliki intensitas gempa yang tinggi perlu dipertimbangkan adanya gaya lateral yang bekerja terhadap struktur. Karena beban gempa ini sangat mempengaruhi dalam perencananaan struktur. Beban ini merupakan salah satu faktor dari kegagalan suatu struktur.

2. Di dalam suatu perencanaaan perlu berpedoman pada peraturan yang ada sesuai dengan tempat berlakunya peraturan tersebut. Dalam hal ini peraturan yang digunakan adalah SNI 03–2847–2002 mengenai peraturan umum pada perencanaan struktur dan SNI 03–1726– 2002 mengenai tata cara ketahanan gempa untuk bangunan gedung. Kedua peraturan tersebut merupakan peraturan baru di Indonesia. Kedua peraturan tersebut berturut – turut mengambil ketentuan dan persyaratan dari UBC 1997 untuk pedoman ketahanan gempa dan ACI 318 tahun 1999 da318 – 1002 untuk mendisain dan elemen struktur dengan beberapa modifikasi.

3. Sistem Rangka Gedung ini ada 2 hal yang mendasar yaitu : Dinding geser memikul minimal 90% beban

gempa, sisanya dipikul oleh sistem rangka. Balok perangkai didesain sesuai dengan

komponen SPBL (Sistem Pemikul Beban Lateral), sedangkan rangka ruang lainnya dianggap sebagai komponen non SPBL..

4. Dari hasil analisa struktur dan perhitungan penulangan elemen struktur didapatkan data – data perencanaan sebagai berikut : Data Perancanaan

Mutu Beton : 30 MPa Mutu Baja : 400 Mpa Tebal Pelat Lantai : 12 cm Tebal Pelat Atap : 12 cm Jumlah Lantai : 7 lantai Ketinggian Tiap Lantai : 4 meter Tinggi Total Gedung : 28 m

Luas Total Bangunan : 546 m2 Struktur atas dengan menggunakan beton bertulang dengan dimensi sebagai berikut:

Tabel 8.1 Kesimpulan

b h tebal

PLAT 12 cm

BALOK BI-1 35 cm 50 cm

BALOK BA 20 cm 30 cm

KOLOM C3 60 cm 60 cm

DINDING GESER 40 cm

KOMPONEN STRUKTURDIMENSI

Struktur bawah direncanakan dengan tiang pancang dengan diameter 45 cm untuk kedalam poer 100 cm. Sedangkan untuk dimensi sloof sebesar 30/50 cm

Saran

Perlu dilakukan studi yang lebih mendalam untuk menghasilkan perancangan struktur dengan mempertimbangkan aspek teknis, ekonomi, dan estetika, sehingga diharapkan perancangan dapat dilaksanakan mendekati kondisi sesungguhnya di lapangan dan hasil yang diperoleh sesuai dengan tujuan perancangan yaitu kuat, ekonomis dan tepat waktu dalam pelaksanaannya.

DAFTAR PUSTAKA

Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Pekerjaan Umum,1971. Pedoman Beton 1971. Departemen Pekerjaan Umum.

Badan Standarisasi Nasional,2002. Tata Cara Perencanaan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung, SNI 03-2847,2002. Jakarta : Standar Nasional Indonesia

Badan Standarisasi Nasional,2002. Tata Cara perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Bangunan Gedung, SNI 03-1726-2002. Jakarta : Standar Nasional Indonesia.

Cormac, Jack C. Mc, 2003. Desain Beton Bertulang Jilid 2. Jakarta : Erlangga, Edisi kelima.

Direktorat Penyelidikan Masalah Bangunan. 1983. Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983. Bandung : Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan.

H Kusuma Gideon - Andriono Takim, 1997. Desain Struktur Rangka Beton bertulang di daerah Rawan Gempa (CUR3). Jakarta : Erlangga, Edisi kedua.

Mufida E., 2008. Sistem Pengaku Lateral. < URL : http:// uii.co.id >

Purwono R, 2005. Perencanaan Struktur Beton Bertulang Tahan Gempa. Surabaya : ITS Press.

Tavio, Benny Kusuma,2009. Desain Sistem Rangka Pemikul Momen dan Dinding Struktur Beton Bertulang Tahan Gempa. Surabaya : ITS Press.

Wang,Ciu Kwa, dan Salmon Charles G, 1990. Disain Beton Bertulang. Jakarta : Erlangga, Edisi ke 4

20