MODIFIKASI PERENCANAAM GEDUNG PERKULIAHAN …

12
1 MODIFIKASI PERENCANAAM GEDUNG PERKULIAHAN UNIVERSITAS WIJAYA KUSUMA DI SURABAYA MENGGUNAKAN STRUKTUR KOMPOSIT BAJA DAN BETON Nama Mahasiswa : Bukhari Ali NRP : 3107100624 Jurusan : Teknik Sipil Lintas Jalur Abstrak Struktur gedung perkuliahan Universitas Wijaya Kusuma di Surabaya berada di wilayah gempa sedang. Modifikasi yang dilakukan pada gedung ini adalah jumlah lantai dari 8 menjadi 10 lantai. Kemudian dari struktur gedung konvensional diubah menjadi struktur komposit baja dan beton. Perencanaan gedung ini berdasarkan “Tata Cara Perencanaan Struktur Baja Untuk Bangunan Gedung (SNI 03-1729-2002)”, Tata Cara Perencanaan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung (SNI 03-2847-2002)” dan Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Bangunan Gedung (SNI 03- 1729-2002)”. Hasil modifikasi perencanaan struktur gedung perkuliahan Universitas Wijaya Kusuma di Surabaya ini terdiri dari kolom, balok, dan plat lantai komposit, baja dan beton. Plat lantai menggunakan bondex. Atap menggunakan plat dack dan pondasi menggunakan pondasi pancang. Kata Kunci : Modifikasi Perencanaan, Struktur Komposit baja dan beton.

Transcript of MODIFIKASI PERENCANAAM GEDUNG PERKULIAHAN …

Page 1: MODIFIKASI PERENCANAAM GEDUNG PERKULIAHAN …

1

MODIFIKASI PERENCANAAM GEDUNG PERKULIAHAN UNIVERSITAS WIJAYA KUSUMA DI SURABAYA MENGGUNAKAN STRUKTUR KOMPOSIT BAJA DAN BETON

Nama Mahasiswa : Bukhari Ali NRP : 3107100624 Jurusan : Teknik Sipil Lintas Jalur

Abstrak

Struktur gedung perkuliahan Universitas Wijaya Kusuma di Surabaya berada di wilayah gempa sedang. Modifikasi yang dilakukan pada gedung ini adalah jumlah lantai dari 8 menjadi 10 lantai. Kemudian dari struktur gedung konvensional diubah menjadi struktur komposit baja dan beton. Perencanaan gedung ini berdasarkan “Tata Cara Perencanaan Struktur Baja Untuk Bangunan Gedung (SNI 03-1729-2002)”, Tata Cara Perencanaan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung (SNI 03-2847-2002)” dan Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Bangunan Gedung (SNI 03-1729-2002)”. Hasil modifikasi perencanaan struktur gedung perkuliahan Universitas Wijaya Kusuma di Surabaya ini terdiri dari kolom, balok, dan plat lantai komposit, baja dan beton. Plat lantai menggunakan bondex. Atap menggunakan plat dack dan pondasi menggunakan pondasi pancang. Kata Kunci : Modifikasi Perencanaan, Struktur Komposit baja dan beton.

Page 2: MODIFIKASI PERENCANAAM GEDUNG PERKULIAHAN …

2

I Pendahuluan

Pembangunan Gedung Perkuliahan Universitas Wijaya Kusuma Surabaya berlokasi di Jl. Dukuh Kupang XXVII Surabaya. Gedung ini akan difungsikan sebagai gedung perkuliahan, yang memerlukan tinggi ruang yang cukup, sehingga nyaman untuk beraktivitas

Keistimewaan yang nyata dalam sistem adalah: (1) Penghematan berat baja, (2) Penampang balok baja dapat lebih rendah, (3) Kekakuan lantai meningkat, (4) Panjang bentang untuk batang tertentu dapat lebih besar, (5) Kapasitas pemikul beban meningkat. (Salmon, 1991).

Pada tugas akhir ini penulis merencanakan struktur komposit sehingga nantinya dapat diperoleh hasil yang efisien tanpa mengabaikan faktor keselamatan dan fungsi bangunan tersebut. Penulis menggunakan SNI 03-2847-2002 tentang tata cara perhitungan beton untuk bangunan gedung dan SNI 03-1726-2002 tentang tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk bangunan gedung, dan SNI-03-1729-2002 tentang tata cara perhitungan baja.

II. Kriteria Disain Pokok-pokok pedoman atau syarat umum analisa dan desain bangunan yang terkena beban gempa sesuai dengan SNI 03-2847-2002 : 1. Mutu bahan

Kuat tekan beton (f’c) sesuai SNI 03-2847-2002 dilengkapi Ps. 23.2.4.1 tidak boleh kurang dari 20 Mpa, dan sesuai SNI 03-2487-2002 dilengkapi penjelasan Ps. 23.2.4.2 idealnya tidak boleh melebihi 30 Mpa. Untuk perencanaan gedung ini digunakan kuat tekan beton (f’c) sebesar 25 Mpa = 250 kg/cm2

Sedangkan untuk mutu baja (fy) digunakan 250 Mpa = 2500 kg/cm2 Data-data bondek:

Pelat bordes menggunakan pelat bondek. Data-data perencanaan berdasarkan brosur PT.PLANTECH HOKAYU INDONESIA (PHI) – Steel. - Dipakai pelat komposit bondek

dengan tebal pelat = 0,85 mm 2. Wilayah Gempa

Wilayah gempa untuk perancangan gedung ini memakai wilayah gempa 3.

3. Jenis Tanah Setempat Menurut data tanah, tanah tergolong tanah lunak

4. Kategori Gedung Menurut SNI 03-1726-2002 tabel 1, gedung ini termasuk “Gedung Umum” dengan faktor keamanan I = 1,0

5. Konfigurasi Struktur gedung Tinggi gedung 11 lantai ini adalah 48m, sehingga menurut SNI 03-1726-2002 Ps.4.2.2 analisa gempa yang digunakan yaitu analisis respons dinamik diatur SNI 03-1726-2002 Ps 7.1.1.

6. Sistem Struktur Sesuai SNI 03-1726-2002 tabel 3 termasuk SRPMT dengan nilai R = 6 Nilai C = 0,48 didapat dari grafik 5.3 wilayah gempa 3 pada tanah lunak

7. Eksentrisitas Rencana (ed) Menentukan Eksentrisitas Rencana Bangunan (ed) Berdasarkan SNI 03-1726-2002 Ps. 5.4.3, bahwa antara pusat massa dan pusat rotasi lantai tingkat harus ditinjau suatu eksentrisitas rencana ed

8. Syarat Kekakuan Komponen Struktur (Syarat Pemodelan) Pengaruh akibat beban gempa juga harus diperhitungkan pada analisa struktur untuk distribusi beban, dan memperhitungkan Kinerja Batas Layan (Δs).

9. Waktu Getar Alami Fundamental(Ti) T dihitung dengan menggunakan rumus empiris dengan tinggi gedung 41 meter. Pada arah X Tx = Cc x (hn)3/4 = 0,0853 (48)3/4 = 1,55 detik Pada arah Y Ty = Cc x (hn)3/4 = 0,0853 (48)3/4 = 1,55 detik Untuk mencegah penggunaan struktur gedung yang terlalu fleksibel, nilai waktu getar alami fundamental (T) dari struktur

Page 3: MODIFIKASI PERENCANAAM GEDUNG PERKULIAHAN …

3

gedung harus dibatasi dengan nilai ζ dari tabel 8 S NI 03-1726-2002 dan n adalah jumlah lantai gedung yang akan ditinjau, maka kontrol waktu getar alami fundamental (T) menjadi, T < ζ n

Untuk WG 3 maka nilai ζ= 0,18 nilai n = 11 tingkat jadi, T = 1,55 detik < 0,18 x 11 T = 1,55 detik < 1,98 detik..(ok) Sehingga, berdasarkan waktu getar alami fundamental struktur gedung masih memenuhi batas kontrol waktu getar alami. 10. Batasan Penyimpangan Lateral

Simpangan antar lantai dihitung berdasarkan respons simpangan inelastis, maksimum, Δm, dihitung sebagai berikut:

Δm = 0,7 R.Δs Dengan R adalah factor modifikasi respons

Δs adalah respons statis simpangan elastic struktur yang terjadi dititik-titik kritis akibat beban gempa horisontal rencana. Simpangan elastic struktur dihitung menggunakan analisa dinamis.

Batasan simpangan antar lantai Simpangan antar lantai yang dihitung berdasarkan persamaan diatas tidak boleh melebihi 2,5% dari jarak lantai untuk struktur dengan waktu getar dasar lebih kecil daripada atau sama dengan 0,7 detik, sedangkan untuk struktur bangunan dengan waktu getar dasar lebih besar daripada 0,7 detik, simpangan antar lantai tidak boleh melebihi 2,0% dari jarak antar lantai, secara singkat batasan simpangan antar lantai dapat dituliskan: T < 0,7 detik, maka Δm <

T > 0,7 detik, maka Δm < Simpangan elastis struktur Berdasarkan SNI 03-1726-2002 Ps 8.1.2 simpangan antar tingkat yang dihitung dari simpangan struktru gedung tidak boleh melampaui dikalikan tinggi antar tingkat atau dibatasi sebesar 30mm diambil nilai yang terkecil.

11. Pengaruh Arah Pembebanan Gempa Beban gempa yang bekerja pada struktur bangunan terjadi dalam arah sembarang (tidak terduga) baik dalam arah x dan y secara bolak-balik dan periodikal. Menurut SNI 03-1726-2002 ps 5.8.2. untuk mensimulisasikan arah pengaruh gempa rencana yang sembarang terhadap struktur gedung, pengaruh pembebanan gempa rencana dalam arah utama harus dianggap efektif 100% dan harus dianggap terjadi bersamaan dengan pengaruh pembebanan gempa yang arahnya tegak lurus dengan arah utama dengan efektifitas 30%. - Gempa respons spektrum X :

100% efektifitas untuk arah X dan 30% efektifitas arah Y

- Gempa respons spektrum Y : 100% efektifitas untuk arah Y dan 30% efektifitas arah X

III Metodologi

3.1 Bagan Alir Penyelesaian Tugas Akhir :

Tidak ok

o.k

Desain Struktur Utama

Perencanaan Struktur Sekunder

Preliminari Desain Struktur

Pembebanan Struktur Utama

MULAI

Pengumpulan, pencarian data

dan studi literatur

Kontrol

Penggambaran

Selesai

Page 4: MODIFIKASI PERENCANAAM GEDUNG PERKULIAHAN …

4

Data umum bangunan sebelum dimodifikasi 1. Nama Gedung : Gedung perkuliahan

Universitas Wijaya Kusuma

2. Lokasi : Kota Surabaya 3. Fungsi : Perkuliahan 4. Jumlah lantai : 8 lantai + atap dack 5. Panjang bangunan : 39,35 m 6. Lebar bangunan : 36,15 m 7. Tinggi Bangunan : 40 m 8. Struktur gedung menggunakan beton

bertulang

Data umum bangunan setelah dimodifikasi 1. Nama Gedung : Gedung perkuliahan

Universitas Wijaya Kusuma

2. Lokasi : Kota Surabaya 3. Fungsi : Perkuliahan 4. Jumlah lantai : 10 lantai + atap dack 5. Panjang bangunan : 39,35 m 6. Lebar bangunan : 36,15 m 7. Tinggi Bangunan: 48 m 8. Struktur gedung menggunakan komposit

baja dan beton

IV Hasil Perencanaan A. Struktur Sekunder

1. Tangga Tinggi antar lantai = 500 cm Tinggi bordes = 250 cm Panjang tangga = 450 cm Panjang bordes = 280 cm Lebar bordes = 140 cm Tebal Bordes = 10 cm Lebar injakan trap tangga= 30 cm Tinggi injakan trap tangga= 17 cm Tebal Plat trap tangga = 10 cm Mutu Beton (fc’)= 250 kg/cm2 Mutu Baja (fy) = 2500 kg/cm2

- Plat anak tangga Sudut 30,76°. tebal pelat = 0,85 mm Berdasarkan tabel perencanaan praktis untuk bentang tunggal tanpa tulangan negatif tanpa penyangga didapatkan data-data sebagai berikut: - Bentang (span) = 1,50 m - Tebal pelat beton = 10 cm

- Plat Bordes Pelat bordes menggunakan pelat bondek. Data-data perencanaan berdasarkan brosur PT.PLANTECH HOKAYU INDONESIA (PHI) – Steel. - Dipakai pelat komposit bondek

dengan tebal pelat = 0,85 mm - Bentang 1,5 m, tanpa penyangga

- Bentang menerus dengan tulangan negatif, tebal pelat beton = 10 cm, tulangan negatif = 0,26 cm2/m

- Balok tangga WF 250.125.6.9 - Balok bordes WF 250.125.6.9 - Balok tumpuan tangga

WF250.125.6.9

WF 250.125.6.9

WF 250.125.6.9

PLAT BETON 10 cm

KOLOM WF 250.175.7.11

Railing

2. Pelat Lantai 1-10

Berdasarkan tabel perencanaan praktis untuk bentang menerus dengan tulangan negatif dengan satu baris penyangga didapatkan data-data sebagai berikut :

Page 5: MODIFIKASI PERENCANAAM GEDUNG PERKULIAHAN …

5

- Bentang (span) = 3,5 m - Tebal pelat beton = 10 cm - Tulangan negatif = 2,32 cm2/m - Direncanakan memakai tulangan dengan

Ø8mm (As = 50,24 mm2 = 0,5042cm2)

- Banyaknya tulangan yang diperlukan tiap 1 m = = = 4,6 = 5 buah Jarak tulangan tarik = 1000 mm/5 = 200 mm Jarak smax = 2. tpelat beton = 2 . 100 mm = 200 mm........(menentukan)

- Dipasang tulangan negatif Ø 8 mm – 200 mm

3. Pelat antai atap Didapatkan data-data pada tabel bentang menerus dengan 1 penyangga sebagai berikut : - Bentang (span) = 3,5 m - Tabal pelat beton = 10 cm - Tulangan negatif = 0,99 cm2/m - Direncanakan memakai tulangan Ø6 mm

(As = 28,26 mm2 = 0,2826 cm2) - Banyaknya tulangan yang diperlukan tiap 1

m = = = 3,5 buah = 4 buah Jarak antar tulangan tarik per-meter = 1000 mm/4 = 250 mm Jarak smax = 2. tpelat beton = 2 . 100 mm = 200 mm....................(menentukan)

Jadi, dipasang tulangan tarik Ø 6 mm – 200 mm

4. Balok Anak menggunakan

WF 450.300.10.15 5. Balok Lift

Balok penggantung lift menggunakan WF 300.175.7.11 Balok penumpu lift menggunakan WF 400.200.8.13

Page 6: MODIFIKASI PERENCANAAM GEDUNG PERKULIAHAN …

6

B. Struktur Primer

Mutu baja : Bj 41Mutu beton (fc') : 25 MpaTinggi tipikal lantai : 5 mTebal pelat bondek lantai 1-10 : 10 cmTebal pelat bondek lantai atap : 10 cmProfil balok induk : WF 700x300x13x20Profil balok anak : WF 450x300x10x15Profil kolom lantai 1-4 : KC800x300x14x26Profil kolom lantai 5-8 : KC700x300x13x24Profil kolom lantai 9-11 : KC 588x300x12x20Wilayah gempa : WG3Kategori tanah : Tanah lunakI : 1

Pembebanan gempa secara dinamis menggunakan bantuan program SAP 2000 v.14 dengan analisa dinamis respons spektrum. Sebelumnya dilakukan permodelan 3D struktur terlebih dahulu, bentuk pemodelan sebagai berikut :

Pemodelan Struktur

- Faktor Respon Gempa Faktor respon gempa (C) dinyatakan dalam percepatan gravitasi yang nilai faktor respon gempa (C1) bergantung pada waktu getar alami struktur gedung dan kurvanya ditampilkan dalam spektrum respon gempa rencana. Respon spektrum gempa rencana untuk masing-masing wilayah gempa ditetapkan grafik nilai C-T dalam Gambar 3 SNI 03-1726-2002. Dimana pada perencanaan gedung ditetapkan respon spektrum gempa rencana wilayah gempa 3 pada tanah lunak.

Grafik nilai C-T zona gempa 3

Pada gambar dapat dilihat untuk menentukan nilai faktor respon gempa (C1) pada tanah lunak didapat dengan nilai dimana T adalah waktu getar alami struktur gedung didapat dari hasil analisa struktur setelah men-define respon spektrum rencana dan mengeplot grafik C-T pada analisa Respon spektrum. T = 0,0853 . (hn)3/4 = 0,0853 (48)3/4 = 1,55 detik C = 0,48 didapat dari grafik 5.3 wilayah gempa 3 pada tanah lunak - Perhitungan gaya gempa

Periode waktu getar alami fundamental (T1) berdasarkan 5.6 SNI 03-1726-2002, tata ketahanan gempa untuk bangunan gedung, waktu getar alami struktur gedung (T1) dibatasi sebagai berikut: T = 1,55detik R = 6 C = 0,48 didapat dari grafik 5.3 wilayah gempa 3 pada tanah lunak

V1 = Wt

Page 7: MODIFIKASI PERENCANAAM GEDUNG PERKULIAHAN …

7

V1 = x 8.795.333 kg = 703.626,64 kg

- Respon Spektrum Rencana Menurut SNI 03-1726-2002 ps 7.2.1 menyatakan bahwa analisis respons spektrum gempa rencana, nilai ordinatnya harus dikalikan dengan I/R. Lalu karena nilai C dinyatakan dengan percepatan gravitasi, maka nilai C harus dikalikan faktor pengali percepatan gravitasi sebesar 9,81 m/s2.

- Kontrol waktu getar alami fundamental (T) T dihitung dengan menggunakan rumus empiris Method A dari UBC 1997 s ection 1630.2.2 dengan tinggi gedung 48,5 meter. Pada arah X Tx = Cc x (hn)3/4 = 0,0853 (48)3/4 = 1,55 detik Pada arah Y Ty = Cc x (hn)3/4 = 0,0853 (48)3/4 = 1,55 detik Untuk mencegah penggunaan struktur gedung yang terlalu fleksibel, nilai waktu getar alami fundamental (T) dari struktur gedung harus dibatasi dengan nilai ζ dari tabel 8 SNI 03-1726-2002 dan n adalah jumlah lantai gedung yang akan ditinjau, maka kontrol waktu getar alami fundamental (T) menjadi, T < ζ n Untuk WG 3 maka nilai ζ= 0,18 nilai n = 11 tingkat jadi, T = 1,55 detik < 0,18 x 11 T = 1,55 detik < 1,98 detik.........(ok) Sehingga, berdasarkan waktu getar alami fundamental struktur gedung masih memenuhi batas kontrol waktu getar alami.

- Kontrol Gaya Geser Dasar (Base shear)

Nilai akhir respons dinamik struktur gedung terhadap pembebanan gempa nominal akibat gempa rencana dalam suatu arah tertentu, tidak boleh diambil kurang 80% nilai respons ragam yang pertama, sesuai SNI 03-1726-2002 Ps. 7.1.3 dengan nilai waktu getar alami fundamental (T) perkiraan awal dengan rumus empiris sebagai berikut; T = 1,55 detik dari gambar diagram 5.3 didapat nilai C = 0,48 (kondisi tanah lunak)

nilai berat total bangunan Wt = 8.795.333 kg

- Untuk arah x Vxs = x 8.795.333 kg =

703.626,64 kg - Untuk arah y

Vys = x 8.795.333 kg = 703.626,64 kg Setelah dilakukan analisa struktur dengan asumsi-asumsi yang telah dijelaskan diatas, maka didapatkan output untuk nilai gaya geser dasar (base shear) sebagai berikut: - Untuk beban angin

Vxd = 30.960 kg Vyd = 17.742,06kg

- Untuk define respons spectra Vxd = 579.595 kg Vyd = 623.702 kg

Karena Vd untuk beban angin lebih kecil dibandingkan dengan Vd respons spectrum, maka beban angin tidak terlalu berpengaruh terhadap bangunan tersebut. Maka untuk arah x, Vxd > 0,8.Vxs 579.595 kg > 562.901 kg.......................(Ok) Maka untuk arah y, Vyd > 0,8.Vys 623.702 kg > 562.901 kg......................(Ok) - Kontrol Partisipasi Massa

Sesuai dengan SNI 03-1726-2002 Ps 7.2.1 jumlah ragam vibrasi (jumlah mode shape) yang ditinjau dalam penjumlahan respons ragam harus sedemikian rupa sehingga partisipasi massa (modal participating mass ratio) dalam menghasilkan respons total harus mencapai sekurang-kurangnya 90%. Mode Period UX UY UZ SumUX SumUY SumUZ

1 2.461 0.7343 3.5E-10 6.73E-18 0.7343 3.5E-10 9.00931E-182 2.2826 7E-10 0.74532 4.03E-08 0.7343 0.74532 5.02935E-083 2.0077 0.0001 5.2E-07 4.61E-14 0.7344 0.74532 5.02936E-084 0.7451 0.112 6.7E-11 7.88E-16 0.8464 0.74532 5.02936E-085 0.6972 1E-10 0.11127 6.54E-08 0.8464 0.85659 5.41679E-086 0.6124 2E-05 7.6E-08 8.59E-14 0.8464 0.85659 5.41679E-087 0.3797 0.0551 5.8E-11 1.6E-14 0.9015 0.85659 5.4168E-088 0.3611 1E-10 0.05173 3.1E-06 0.9015 0.90832 1.58684E-069 0.3133 1E-05 2.9E-08 3.74E-12 0.9015 0.90832 1.58684E-0610 0.2337 0.0346 7.5E-11 3.65E-13 0.9361 0.90832 1.58684E-0611 0.2252 1E-10 0.03167 2.91E-05 0.9361 0.93999 1.614E-0512 0.1927 1E-05 1.5E-08 4.94E-11 0.9361 0.93999 1.614E-05

Modal Patipating Mass Ratio

Page 8: MODIFIKASI PERENCANAAM GEDUNG PERKULIAHAN …

8

Dari tabel didapatkan bahwa dalam penjumlahan respons ragam menghasilkan respons total mencapai 93,61% untuk arah X dan 93,39% untuk arah Y. Dengan demikian ketentuan menurut SNI 03-1726-2002 Ps 7.2.1 dapat dipenuhi.

− Metode Penjumlahan Respons Ragam

Menurut SNI 03-1726-2002 Ps 7.2.2 untuk struktur gedung tidak beraturan yang memiliki waktu getar alami yang berdekatan yaitu apabila selisih nilainya kurang dari 15%, harus dilakukan dengan metoda Kombinasi Kuadratik Lengkap (CQC). Untuk struktur gedung yang memiliki waktu getar alami yang berjauhan, penjumlahan respons ragam dapat dilakukan dengan metoda Akar Jumlah Kuadrat (SRSS).

Mode Selisih %1 2.461

0.1784 17.8412 2.2826

0.275 27.49523 2.0077

1.2626 126.2574 0.7451

0.0479 4.788045 0.6972

0.0849 8.486396 0.6124

0.2327 23.26527 0.3797

0.0186 1.858398 0.3611

0.0478 4.779619 0.3133

0.0796 7.9581210 0.2337

0.0085 0.8521411 0.2252

0.0325 3.2503812 0.1927

Selisih Periode Antar Mode yang Berdekatan

Karena selisih waktu getar alami dominan kurang dari 15% maka metoda penjumlahan ragam respons menggunakan metoda CQC.

− Simpangan Antar Lantai

Simpangan antar lantai dihitung berdasarkan respons simpangan inelastis, maksimum, Δm, dihitung sebagai berikut: Δm = 0,7 R.Δs Dengan R adalah factor modifikasi respons (tabel 12.2-1) Δs adalah respons statis simpangan elastic struktur yang terjadi dititik-titik kritis akibat beban gempa horisontal rencana. Simpangan elastic struktur dihitung menggunakan analisa dinamis. Batasan simpangan antar lantai

Simpangan antar lantai yang dihitung berdasarkan persamaan diatas tidak boleh melebihi 2,5% dari jarak lantai untuk struktur dengan waktu getar dasar lebih kecil daripada atau sama dengan 0,7 detik, sedangkan untuk struktur bangunan dengan waktu getar dasar lebih besar daripada 0,7 detik, simpangan antar lantai tidak boleh melebihi 2,0% dari jarak antar lantai, secara singkat batasan simpangan antar lantai dapat dituliskan:

T < 0,7 detik, maka Δm <

T > 0,7 detik, maka Δm <

Berdasarkan SNI 03-1726-2002 Ps 8.1.2 simpangan antar tingkat yang dihitung dari simpangan struktur gedung tidak boleh melampaui dikalikan tinggi antar tingkat atau dibatasi sebesar 30mm diambil nilai yang terkecil. Nilai R didapatkan sebesar 6 sehingga batasan simpangan elastis struktur gedung didapat :

- Untuk h = 5 m :

Δs = . hi = x 5= 0,025 m = 25 mm Nilai simpangan struktur gedung didapat dari hasil running SAP 2000 dengan memilih satu titik pada setiap gedung yang direncanakan. Sedangkan nilai simpangan antar tingkat diambil dari selisih nilai simpangan antar gedung yang terjadi. Setelah didapat nilai simpangan gedung, ditinjau nilai Δs antar tingkat arah X dan arah Y. Dari tabel tersebut dapat dilihat nilai simpangan antar tingkat dalam arah X maupun

Page 9: MODIFIKASI PERENCANAAM GEDUNG PERKULIAHAN …

9

arah Y tidak ada yang melebihi syarat batas yang telah ditentukan.

Simpangan Antar Lantai Maksimum

Sesuai SNI 1729 Ps 15.4.1 simpangan antar lantai dihitung berdasarkan respons simpangan inelastis maksimum, Δm, dihitung sebagai berikut: Δm = 0,7 R.Δs Dengan batasan simpangan antar lantai: Waktu getar dasar yang terjadi T = 1,55 detik T > 0,7 detik, maka Δm <

Δm < . 5 m = 0,1 m = 100 mm

C. Desain Sambungan

Sambungan antara balok induk dan kolom

Gambar 6.8 Potongan Arah X

Sumbu X, Sambungan pada axis Sambungan balok utama dan kolom direncanakan dengan rigid connection dimana sambungan memikul beban geser Pu dan momen Mu. Penerimaan beban dianggap sebagai berikut: - Beban Pu diteruskan oleh sambungan pada

badan secara tegak lurus ke flens kolom - Beban momen Mu diteruskan oleh sayap

balok dengan baja T ke flens kolom Vu = 6302 kg (Axis B, 3-4) Sambungan kaku yang merupakan bagian dari sistem rangka pemikul beban gempa

mempunyai kuat lentur Mu yang besarnya paling tidak sama dengan :

Mu = 1,1. Ry. Mpbalok = 1,1. 1,5. (5414.2500) kg.cm = 22.332.750 kg.cm

Momen lentur rencana sambungan berdasarkan kemampuan balok. Elemen-elemen sambungan: - Balok melintang menggunakan

profil WF 700.300.13.20 - Kolom melintang menggunakan

profil KC800.300.14.26 Gaya geser terfaktor V pada sambungan kaku harus diambil berdasarkan kombinasi pembebanan 1,2D + 0,5L + 1E ditambah gaya geser yang berasal dari Mu diatas (LRFD ps 15.9.2.2), sehingga besarnya : Vutambah = = 43.156 kg Vutotal = 6302kg + 43.156 = 49.458 kg A. Sambungan geser pada balok

Siku direncanakan menggunakan 175.175.12 BJ 41

- Kuat geser baut Pada bidang geser baut tidak ada ulir (r1=0,5) Mutu profil BJ41 (fu = 4100 kg/cm2) Baut type A325, D = 25,4 mm fub = 825 Mpa = 8250 kg/cm2 Ab = 5,07 cm2 Vdg = φf.(r1.fub).m.Ab = 0,75. (0,5 . 8250). 2. 5,07 = 31.370,63 kg

- Kuat tumpu baut

Vdt = φf.2,4.db.tp.fu (tebal pelat badan dipakai tebal badan balok tp = 13 mm) = 0,75. 2,4. 2,54 cm. 1,3 cm. 4100 kg/cm2 = 24.368,76 kg Vdt < Vdg (digunakan Vdg = 24.368,76 kg) n = = 49458/4368,76 = 2,02 dipasang 3

buah

B. Sambungan geser pada sayap kolom - Kuat geser baut

Pada bidang geser baut tidak ada ulir (r1=0,5) Mutu profil BJ41 (fu = 4100 kg/cm2) Baut type A325, D = 25,4 mm fub = 825 Mpa = 8250 kg/cm2 Ab = 5,07 cm2

Page 10: MODIFIKASI PERENCANAAM GEDUNG PERKULIAHAN …

10

Vdg = φf.(r1.fub).m.Ab = 0,75. (0,5 . 8250). 5,07 = 15.685,3 kg

- Kuat tumpu baut

Vdt = φf.2,4.db.tp.fu (tebal pelat badan dipakai tebal pelat siku tp = 12 mm) = 0,75. 2,4. 2,54 cm. 1,2 cm. 4100 kg/cm2 = 22.494,24 kg Vdg < Vdt (digunakan Vdg = 15.685,3 kg) n = = = 3,15 dipasang 4 buah pada 2 sisi, sehingga pada satu sisi menjadi 2 baut.

C. Kontrol Siku penyambung Siku direncanakan menggunakan 175.175.12 BJ 41 dengan fu = 4100 kg/cm2 Ølubang = 25,4 mm + 1,6 mm (lubang dibaut dengan bor) = 27 mm Anv = Lnv. T = (L – n. Ølubang). t = (17,5 – 2. 2,7). 1,2 = 14,52 cm2 Siku ditinjau satu sisi sehingga gaya = ½. Vu = ½. = 24732,5 kg φ.Pn = φ(0,6.fu.Anv) = 0,9. 0,6. 4100 kg/cm2. 14,52 cm2 = 32.147,28 kg > 24732,5 kg..(Ok)

D. Sambungan pada sayap profil T dengan sayap kolom Direncanakan menggunakan baut D25,4 mm, dengan data-data : Ølubang = 25,4 mm + 1,6 mm = 27 mm (lubang dibuat dengan bor) Ab = 5,07 cm2 Mutu baja profil BJ 50 (fu = 5000 kg/cm2) Mutu baut (fu = 8250 kg/cm2) Akibat gaya Mu, profil T akan mendapatkan gaya tarik sebesar : 2T =

T = = 159.549 kg

Gambar 6.9 Gaya-gaya yang bekerja pada profil T

B = kekuatan rencana baut = 0,75.fub.(0,75.Ab)n; n = jumlah baut = 0,75. 8250. Kg/cm2. 0,75. 5,07 cm2. 4 = 94.111,88 kg

Syarat B > T 94.111,88 kg < 159.549 kg (tidak memenuhi syarat)

Untuk mengatasinya kita dapat memakai potongan profil balok atau profil T yang dihubungkan kebawah balok utama agar lengan momen kopel menjadi besar. Lengan kopel = = 118,67 cm Sehingga tambahan yang diperlukan menjadi, = 118,67 cm – 70 cm = 48,67 cm 50 cm Maka, T = = 93.070 kg

Syarat, B > T 94.111,88 kg > 93.070 kg Perhitungan sayap kolom dengan profil T

Perhitungan tebal sayap T yang diperlukan : Direncanakan memakai profil T 450.300.18.34, r = 28 mm a = 50 mm (direncanakan) b = - (50 + 28) = 138 mm menurut Kulak, Fisher dan Shrink : a < 1,25 b 50 < 1,25. 138 = 172,5 mm ...........(Ok) Koreksi untuk a dan b a’ = a + ½. Øbaut = 50 + ½. 25,4 = 62,7 mm b’ = b – ½. Øbaut = 138 – ½. 25,4 = 125,3 mm β = . = . = 0,005< 1

δ = = = 0,89

α = = = 0,005< 1,

dipakai

Page 11: MODIFIKASI PERENCANAAM GEDUNG PERKULIAHAN …

11

nilai α = 0,005 Q = T.

= 93070,31. = 167,08 kg Gaya yang terjadi pada baut : B > ½. (T+Q) 94.111,88 kg > 0,5. (93070 + 167,08) 94.111,88 > 46.619 kg Maka tebal perlu sayap profil T

tf >

>

>3,4cm = 34 mm Sehingga, tf pada profil T 450.300.18.34 dapat dipakai

E. Sambungan pada badan profil T dengan sayap balok Kontrol kekuatan baut - Kuat geser baut

Pada bidang geser baut tidak ada ulir (r1 = 0,5) Mutu profil BJ 50 (fu = 5000 kg/cm2) Baut tipe tumpu Øbaut 25,4 mm ; (Ag = 5,07 cm2) Vdg = φf.(r1.fub).m.Ab = 0,75. (0,5 . 8250). 5,07 = 15.685,3 kg

- Kuat tumpu baut Vdt = φf.2,4.db.tp.fu (tebal pelat badan dipakai tebal sayap profil tp = 20 mm) = 0,75. 2,4. 2,54 cm. 2,0 cm. 8250 kg/cm2 = 75.438 kg Vdg < Vdt (digunakan Vdg = 15.685,3 kg) n = = = 5,9 dipasang 6 buah

baut pada 2 sisi, sehingga pada satu sisi menjadi 3 baut. Kekuatan profil badan profil T Dipakai baut Ø25,4 mm Bj 50 dengan fy = 5000 kg/cm2 dan fu = 8250 kg/cm2 Ag = w. tw = 30,2 cm . 3,4 cm = 103 cm2 An = Ag – (Σd’.tw)

= 103 – (3. 2,7. 3,4) = 75,46 cm2 Terhadap leleh 2T < 0,9. Ag. Fy 2 x 93070 < 0,9. 103. 5000 186.140 kg < 463.500 kg ..................(Ok) Terhadap patah 2T < 0,9. An. Fu 2. 93070 < 0,9. 75,46. 8250 186.140 kg < 560.290,5 kg.................(Ok)

Detail Sambungan Balok Induk dan Kolom

D. Pondasi Kriteria Design Kekuatan dan Dimensi Tiang - Dipakai tiang pancang beton pratekan

(Prestressed Concrete pile) dengan bentuk penampang bulat berongga (Spun Piles).

- Mutu beton tiang pancang K-600 (concrete cube compressive strength is 600 kg/cm2 at 28 days).

- Tiang pancang yang direncanakan adalah menggunakan alternatif jenis tiang dengan spesifikasi WIKA Pile sebagai berikut : Diameter tiang = 500 mm Tebal tiang = 90 mm Class = C Luas beton = 1159 cm2 Pbahan = 169 ton = 169.000 kg

Page 12: MODIFIKASI PERENCANAAM GEDUNG PERKULIAHAN …

12

Sumber WIKA

3.40

1.70

3.583.58

1.90

Denah Pondasi

Denah tiang pancang

Perencanaan Poer Dimensi Poer (B x L) = 4,5 m x 4,5 m Tebal poer = 100 cm Diameter tulangan x = D25 mm Diameter tulangan y = D25 mm Tebal selimut beton = 70 mm Mutu beton (f’c) = 30 Mpa Mutu baja (fy) = 400 Mpa Tinggi efektif balok poer : Arah x (dx) = 1000 – 70 – (1/2. 25) = 917,5 mm Arah y (dy) = 1000 – 70 – (1/2. 25) -25= 892,5 mm