MODIFIKASI PERENCANAAN GEDUNG RUMAH … merencanakan struktur utama yang meliputi balok dan kolom?...
Transcript of MODIFIKASI PERENCANAAN GEDUNG RUMAH … merencanakan struktur utama yang meliputi balok dan kolom?...
MODIFIKASI PERENCANAAN GEDUNG RUMAH SAKIT ROYAL SURABAYA MENGGUNAKAN STRUKTUR KOMPOSIT BAJA-BETON
OLEH:RAKA STEVEN CHRISTIAN JUNIOR3107100015
DOSEN PEMBIMBING:Ir. ISDARMANU, M.ScIr. R. SOEWARDOJO, M.Sc
TUGAS AKHIR – RC09 1380
JURUSAN TEKNIK SIPILFAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAANINSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
SURABAYA
BAB IPENDAHULUAN
Latar Belakang Surabaya merupakan kota terbesar kedua di Indonesia,
dimana semakin pesatnya pembangunan sarana pendukungdan fasilitas umum.
Salah satunya adalah kebutuhan akan sarana kesehatan yaitu gedung rumah sakit.
Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, akan dilakukanmodifikasi terhadap gedung Rumah Sakit Royal Surabaya
Gedung ini awalnya menggunakan struktur beton bertulangbiasa, yang kemudian akan dimodifikasi menggunakanstruktur komposit baja beton
Keuntungan lain dengan menggunakan komposit adalah lebihekonomis jika dibandingkan dengan beton bertulang biasaatau struktur baja biasa
Rumusan Masalah Bagaimana merencanakan struktur utama yang meliputi balok
dan kolom? Bagaimana merencanakan struktur sekunder yang meliputi
pelat lantai, balok anak, tangga dan lift? Bagaimana mengasumsikan pembebanan setelah adanya
modifikasi? Bagaimana pemodelan dan menganalisa struktur dengan
menggunakan program bantu Etabs v.9.7.1? Bagaimana merencanakan sambungan yang sesuai? Bagaimana merencanakan pondasi yang sesuai dengan
besarnya beban yang di pikul? Bagaimana menuangkan hasil perencanaan dalam bentuk
gambar teknik?
Tujuan Merencanakan struktur utama yang meliputi balok dan
kolom Merencanakan struktur sekunder yang meliputi pelat
lantai, balok anak, tangga, dan lift Mengasumsikan pembebanan setelah adanya modifikasi Memodelkan dan menganalisa struktur dengan
menggunakan program bantu Etabs v.9.7.1 Merencanakan sambungan yang sesuai Merencanakan pondasi yang sesuai dengan besarnya
beban yang dipikul Menuangkan hasil perencanaan dalam bentuk gambar
teknik
Batasan Masalah Perencanaan struktur utama meliputi balok induk dan
kolom, sedangkan struktur sekunder meliputi pelatlantai, balok anak, tangga, dan lift
Perhitungan struktur pondasi hanya pada kolom denganbeban terbesar
Perencanaan tidak meliputi instalasi mekanikal, elektrikal, dan saluran air
Tidak meninjau dari segi metode pelaksanaan, analisabiaya, arsitektural, dan manajemen konstruksi
Program bantu yang digunakan adalah Etabs V 9.7.1 danAutoCAD
Manfaat Dapat merencanakan struktur komposit yang memenuhi
persyaratan keamanan struktur Dari perencanaan ini bisa diketahui hal-hal yang harus di
perhatikan pada saat perencanaan, sehingga kegagalanstruktur bisa diminimalisasi
Dari segi ekonomisnya, struktur komposit baja betonlebih ekonomis jika dibandingkan dengan struktur betonbertulang biasa atau struktur baja, sehingga dapat dijadikan alternatif selain dua struktur diatas
Peta Lokasi Proyek
BAB IITINJAUAN PUSTAKA
Umum Sistem struktur komposit terjadi akibat interaksi antara komponen
struktur baja dan beton yang karakteristik dasar masing – masingbahan dimanfaatkan secara optimal
Struktur komposit antara beton dan balok baja merupakan strukturyang memanfaatkan kelebihan dari beton dan baja yang bekerjabersama-sama sebagai satu kesatuan
Aksi Komposit Aksi komposit timbul bila dua batang struktural pemikul
beban seperti konstruksi lantai beton dan balok baja penyangga disambung secara menyeluruh dan melendut secara satu kesatuan
Contoh balok komposit yang melendut akibat aksikomposit
Plat betonProfil Baja
Aksi Komposit (lanjutan) Pada balok non komposit, pelat beton dan balok baja
tidak bekerja bersama-sama sebagai satu kesatuan karena tidak terpasang alat penghubung geser.
Contoh balok non-komposit yang melendut
Plat betonProfil Baja
Lendutan Komponen struktur komposit memiliki momen inersia
yang lebih besar daripada komponen struktur non komposit. Hal ini menyebabkan lendutan pada komponen struktur komposit akan lebih kecil biladibandingkan dengan komponen struktur non komposit
Balok Komposit Penampang balok komposit:
Terdapat 2 jenis balok komposit, yaitu:◦ Balok Komposit Penuh◦ Balok Komposit Parsial
Profil baja yang diselubungi beton Balok komposit denganpenghubung geser
Kolom Komposit Kolom komposit dapat dibentuk dari pipa baja yang diisi
dengan beton polos atau dapat pula dari profil baja yang dibungkus dengan beton dan diberi tulangan baja serta sengkang, seperti halnya pada kolom beton biasa.
Dek Baja GelombangDek baja gelombang yang selain berfungsi sebagai bekisting saat pelatbeton dicetak, juga berfungsi sebagai tulangan positif bagi pelat beton.
Penghubung GeserGaya geser yang terjadi antara pelat beton dan profil baja harusdipikul oleh sejumlah penghubung geser, sehingga tidak terjadi slip pada saat masa layan.
Sistem StrukturPerencanaan Gedung Rumah Sakit Royal Surabaya direncanakanterletak pada zona gempa 3, sehingga digunakan sistem strukturberupa Sistem Rangka Pemikul Momen Menengah (SRPMM).
BAB IIIMETODOLOGI
Bagan Alir Penyelesaian Tugas AkhirMulai
Pengumpulan Data
Studi Literatur
Pembebanan Elemen Struktur Sekunder
Preliminary Desain
Analisa Struktur Sekunder
Kontrol Desain
Penggambaran Hasil Perencanaan
Selesai
Perencanaan Pondasi
Ok
Not Ok
Pembebanan Elemen Struktur Primer
Analisa Struktur Primer
Kontrol Desain
Ok
Not Ok
Data Umum Perencanaan Data Modifikasi◦ Nama Gedung : Rumah Sakit Royal Surabaya◦ Fungsi : Rumah Sakit (Sarana Kesehatan)◦ Zona Gempa : 3◦ Jumlah Lantai : 10 Lantai◦ Tinggi Gedung : 45 m◦ Struktur Utama : Komposit Baja Beton
Data Bahan◦ Beton : f ’c = 30Mpa◦ Baja : fy = 410Mpa
Studi Literatur PeraturanYang Membahas Perencanaan Struktur◦ Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung (PPIUG) 1983◦ SNI 03-1726-2002 tentangTata Cara Perencanaan Ketahanan
Gempa Untuk Bangunan Gedung◦ SNI 03-1729-2002 tentangTata Cara Perencanaan Perhitungan
Struktur Baja Untuk Bangunan Gedung◦ SNI 03-2847-2002 tentangTata Cara Perencanaan Perhitungan
Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung
BAB IVPERENCANAAN STRUKTUR SEKUNDER
Perencanaan Pelat LantaiPelat lantai menggunakan bondeks dengan tebal pelat 11 cm
Tulangan negatifØ 10 - 250
Pelat Bondex
Balok
110m
m 30
80 53
Perencanaan Pelat AtapPelat atap menggunakan bondeks dengan tebal pelat 11 cm
Tulangan negatifØ 10 - 150
Pelat Bondex
Balok
110m
m 20
90 53
Perencanaan TanggaData Perencanaan:
◦ Tinggi antar lantai : 450 cm
◦ Tinggi bordes : 225 cm
◦ Tinggi injakan (t) : 17.3 cm
◦ Jumlah injakan : 13 buah
◦ Lebar bordes : 135 cm
◦ Panjang bordes : 300 cm
◦ Lebar tangga : 120 cm
◦ Balok utama tangga : WF 200x150x6x9
◦ Balok penumpu tangga : WF 250x125x5x8
Perencanaan Balok Lift Tipe lift : General Type (2S, 2SD)
Merk : Hyundai
Kecepatan : 90 m/min
Kapasitas : 10 orang (700 kg)
Lebar pintu (opening width) : 800 mm
Dimensi ruang luncur : 2300 x 3050 mm2
Beban reaksi ruang mesin : - R1 = 6800 kg
- R2 = 4100 kg
Balok penggantung Lift : WF 350x175x7x11
Balok Penumpu Lift : WF 350x250x9x14
Balok Pemisah Lift : WF 350x150x5.5x8
Perencanaan Balok Anak Lantai
Balok anak lantai direncanakan terdiri dari 3 jenis:
BL 1 : WF 400x200x7x11
BL 2 : WF 400x200x7x11
BL 3 : WF 350x250x9x14
Perencanaan Balok Anak Atap
Balok anak atap direncanakan terdiri dari 2 jenis:
BA 1 : WF 400x200x7x11
BA 2 : WF 500x200x9x14
BAB VPERENCANAAN STRUKTUR PRIMER
Analisa Struktur PrimerPemodelan struktur gedung dengan Etabs v.9.7.1
Kinerja Struktur Gedung Kinerja Batas Layan (∆s)
Storyhi
(m)∆s
(mm)
∆s antar
tingkat(mm)
∆s maks(mm)
Ket.
10 4.5 89.02 2.92 24.55 OK9 4.5 86.1 4.64 24.55 OK8 4.5 81.46 7.07 24.55 OK7 4.5 74.39 9.51 24.55 OK6 4.5 64.88 10 24.55 OK5 4.5 54.88 11.95 24.55 OK4 4.5 42.93 13.17 24.55 OK3 4.5 29.76 12.44 24.55 OK2 4.5 17.32 11.71 24.55 OK1 4.5 5.61 5.61 24.55 OK
Tabel 5.5 Analisa ∆s arah-X
Storyhi
(m)∆s
(mm)
∆s antar
tingkat (mm)
∆s maks
Ket.
10 4.5 91.06 3.65 24.55 OK9 4.5 87.41 5.98 24.55 OK8 4.5 81.43 7.28 24.55 OK7 4.5 74.15 9.89 24.55 OK6 4.5 64.26 10.93 24.55 OK5 4.5 53.33 11.96 24.55 OK4 4.5 41.37 12.49 24.55 OK3 4.5 28.88 12.75 24.55 OK2 4.5 16.13 11.19 24.55 OK1 4.5 4.94 4.94 24.55 OK
Tabel 5.6 Analisa ∆s arah-Y
Perencanaan Balok IndukBalok Induk direncanakan menggunakan profil WF 600 x 200 x 13 x 23
Kondisi Sebelum Komposit
Pada kondisi sebelum komposit, berdasarkan hasil ETABS v9.7.1 diperolehgaya – gaya dalammaksimum sebagai berikut:
Mmax = 27513.98 kg.m (ditinjau B26, Story 3)
Vmax = 27084.28 kg (ditinjau B32, Story 3)
Kontrol Kuat Geser:
Vn = 0.6 x fy x Aw
= 0.6 x 2500 x 79.56
= 119340 kg
Syarat: ΦVn ≥Vu (Φ = 0.9)
0.9 x 119340 ≥ 27084.28
107406 ≥ 27084.28 .......Ok!!
Kontrol Kuat Momen Lentur:
Mp = Zx.fy = (3778)(2500) = 9445000 kg.cm = 94450 kg.m
Syarat : ΦMn ≥ Mu (Φ = 0.9)
0.9 x 94450 ≥ 27513.98
85005 ≥ 27513.98 .......Ok!!
Perencanaan Balok IndukKondisi Setelah Komposit
Zona Momen Positif
Pada kondisi setelah komposit, berdasarkan hasil ETABS v9.7.1 diperoleh gaya – gaya dalammaksimum sebagai berikut:
M max (+) = 41899.85 kgm (ditinjau B44, story 3)
M max (-) = -60448.6 kgm (ditinjau B40, story 3)
V max = 45169.62 kg (ditinjau B41, story 3)
Kontrol Kuat Geser:
Vn = 0.6 x fy x Aw
= 0.6 x 2500 x 79.56
= 119340 kg
Syarat: ΦVn ≥Vu (Φ = 0.9)
0.9 x 119340 ≥ 45169.62
107406 ≥ 45169.62 .......Ok!!
Kontrol Kuat Momen Lentur:
Mn = T x e = (269250)(38.6) = 10393050 kg.cm = 103930.5 kg.m
Syarat: ΦMn ≥ Mu (Φ = 0.85)
0.85 x 103930.5 ≥ 41899.85
88340.93 ≥ 41899.85 .......Ok!!
Perencanaan Balok IndukKondisi Setelah Komposit
Zona Momen Negatif
Pada kondisi setelah komposit, berdasarkan hasil ETABS v9.7.1 diperoleh gaya – gaya dalammaksimum sebagai berikut:
M max (+) = 41899.85 kgm (ditinjau B44, story 3)
M max (-) = -60448.6 kgm (ditinjau B40, story 3)
V max = 45169.62 kg (ditinjau B41, story 3)
Perhitungan momen negatif :
Mn = T.(d1 + d2) + Pyc.(d3 – d2)
= 71908.94 (9 + 0.975) + 269250 (30 – 0.975)
= 8532272.93 kg.cm
= 85322.73 kg.m
Syarat: ΦMn ≥ Mu (Φ = 0.85)
0.85 x 85322.73 ≥ 60448.6
72524.32 ≥ 60448.6 .......Ok!!
Perencanaan KolomKolom direncanakan terdiri dari 2 jenis yaitu:
Kolom Lantai 1 – 5 : K 588x300x12x20
Kolom Lantai 6 – 10 : K 500x200x10x16
Data Perencanaan:
Selubung beton : 750 x 750 mm2
Ac = 750 x 750 = 562500 mm2
Tulangan sengkang terpasang : Ø12 – 250
Tulangan utama : 4 D 22 (As = 1520.53 mm2)
Spasi = 750 – 2x40 – 2x12 – 22 = 624 mm
Cek luas penampang minimum profil baja :
0.068 = 6.8% > 4% .......Ok!!
Cek Jarak sengkang:
= 250 mm < 2/3 x 750 = 500 mm .......Ok!!
Cek luas tulangan longitudinal :
Ast = ¼ x π x 222 = 380.13 mm2 > 0.18 x 624 = 112.32 mm2 .......Ok!!
Cek mutu beton yang digunakan : (fc’ =30 MPa)
21 Mpa ≤ fc’ ≤ 55 Mpa .......Ok!!
==5625385
AcAs
4D22
Ø12-250
BAB VIPERENCANAAN SAMBUNGAN
Perencanaan Sambungan Balok Anak Lantai Dengan Balok Induk
3560
35
Pelat LantaiBalok Induk
WF 600x200x13x23
Profil L 70x70x7
Balok Anak LantaiWF 400x200x7x11
Baut Ø16
110
6035
35
Balok IndukWF 600x200x13x23
Balok Anak LantaiWF 400x200x7x11
110
Baut Ø16Profil L 70x70x7
Pelat Lantai
Perencanaan Sambungan Balok Anak Atap Dengan Balok Induk
3560
35
Pelat LantaiBalok Induk
WF 600x200x13x23
Profil L 70x70x7
Balok Anak AtapWF 400x200x7x11
Baut Ø16
110
6035
35
Balok IndukWF 600x200x13x23
Balok Anak AtapWF 400x200x7x11
110
Baut Ø16Profil L 70x70x7
Pelat Lantai
Perencanaan Sambungan Balok Induk Melintang Dengan KolomLantai 1 - 5
Perencanaan Sambungan Balok Induk Memanjang Dengan KolomLantai 1 - 5
80
80
40
40
94
94
107
Baut Ø22 Profil L 100x100x10
Balok IndukWF 600x200x13x23
Potongan Profil WF400x400x30x50
KolomK 588x300x12x20
BautØ33
600
400
Balok IndukWF 600x200x13x23
Baut Ø22
Profil L 100x100x10
Potongan Profil WF400x400x30x50
Baut Ø30
Potongan Profil WF400x400x30x50
Baut Ø30
80
107
94
94
107
Potongan Profil WF400x400x30x50
Baut Ø33
107
80
40
40
94
94
157
Baut Ø20 Profil L 100x100x10
Balok IndukWF 600x200x13x23
Potongan Profil WF 400x400x30x50
KolomK 588x300x12x20
Baut Ø33
600
400
Balok IndukWF 600x200x13x23
Baut Ø20 Profil L 100x100x10
Potongan Profil WF400x400x30x50
Baut Ø30
Potongan Profil WF 400x400x30x50
Baut Ø30
80
94
94Potongan Profil WF 400x400x30x50
157
Baut Ø33
Perencanaan Sambungan Balok Induk Melintang Dengan KolomLantai 6 - 10
Perencanaan Sambungan Balok Induk Memanjang Dengan KolomLantai 6 - 10
80
40
40
94
94
107
Baut Ø22 Profil L 90x90x11
Balok IndukWF 600x200x13x23
KolomK 500x200x10x16
Baut Ø33
600
400
Balok IndukWF 600x200x13x23
Baut Ø22
Profil L 90x90x11
Baut Ø30
Baut Ø30
80
107
94
94
107
Baut Ø33
107
Potongan Profil WF 400x400x30x50
Potongan Profil WF 400x400x30x50
Potongan Profil WF 400x400x30x50
Potongan Profil WF 400x400x30x50
80
80
40
40
94
94
157
Baut Ø20 Profil L 90x90x11
Balok IndukWF 600x200x13x23
KolomK 588x300x12x20
Baut Ø33
600
400
Balok IndukWF 600x200x13x23
Baut Ø20
Profil L 90x90x11
Baut Ø30
Baut Ø30
80
94
94
157
Baut Ø33
Potongan Profil WF 400x400x30x50
Potongan Profil WF 400x400x30x50
Potongan Profil WF 400x400x30x50
Potongan Profil WF 400x400x30x50
Perencanaan Sambungan Antar Kolom Lantai 1 - 5
Perencanaan Sambungan Antar Kolom Lantai 6 - 10
Perencanaan Sambungan Antar Kolom Lantai 5 & 6
Perencanaan Sambungan Kolom dengan Base Plate
750 850
750
850
Sengkang Ø12-2004Ø22
K588x30012x20
Angkur Ø25 B
B
A A
Angkur Ø2.54 cm
K 588x300x12x20
Base Plate (t = 2.5 cm)
4Ø22
± 0.00
BAB VIIPERENCANAAN PONDASI
Perencanaan Pondasi GedungPondasi gedung rumah sakit ini menggunakan pondasi tiang pancangproduksi PT Wika dengan spesifikasi sebagai berikut :
Diameter = 600 mm
Tebal = 100 mm
Kelas = A1
Allowable axial = 252.7 ton
Bending momen crack = 17 tm
Bending momen ultimate = 25.5 tm
Direncanakan menggunakan tiang pancang diameter 60 cm dengankedalaman 12.5 m
Pondasi direncanakan terdiri dari 3 tipe Poer dengan dimensi masing –masing Poer:
P1 : 330 cm x 330 cm x 125 cm
P2 : 630 cm x 480 cm x 125 cm
P3 : 480 cm x 330 cm x 125 cm
Pondasi Tipe P1
D28 - 150
D28
- 15
0
D22 - 150
D22
- 15
0
B B
A
A
D22 - 150
Lantai Kerja1Pc : 3Ps : 5Kr
Lantai Kerja1Pc : 3Ps : 5Kr
D22 - 150D22 - 150
D28 - 150
D22 - 150
D28 - 150
Pot. A - A Pot. B - B
- 12.5 m
- 1.85 m
- 0.60 m
D28 - 150
Pondasi Tipe P2A
A
B B
D28 - 100
D22 - 100
D28
- 15
0
D22
- 15
0
D28 - 100
D22 - 100
Lantai Kerja1Pc : 3Ps : 5Kr
D22 - 150
D28 - 100
Pot. A - A
Lantai Kerja1Pc : 3Ps : 5Kr
D22 - 150D22 - 100
D28 - 150
Pot. B - B
- 12.5 m
- 1.85 m
- 0.60 m
D28 - 150
Pondasi Tipe P3
D28 - 100
D22 - 100
D28
- 15
0
D22
- 15
0
A
A
B B
D22 - 100
Lantai Kerja1Pc : 3Ps : 5Kr
D22 - 150
D28 - 100
Pot. A - A
D28 - 150
Lantai Kerja1Pc : 3Ps : 5Kr
D22 - 150D22 - 100
D28 - 150
Pot. B - B
D28 - 100
- 12.5 m
- 1.85 m
- 0.60 m
BAB VIIIPENUTUP
Kesimpulan Dimensi – dimensi dari struktur yang diganakan adalah sebagai berikut :
Dimensi kolom :
Beton : 750 mm x 750 mm
Profil : K 588 x 300 x 12 x20
K 500 x 200 x 10 x 16
Profil balok induk : WF 600 x 200 x 13 x 23
Profil balok anak atap :
BA1 : WF 400 x 200 x 7 x 11
BA2 : WF 500 x 200 x 9 x 14
Profil balok anak lantai :
BL1 : WF 400 x 200 x 7 x 11
BL2 : WF 400 x 200 x 7 x 11
BL3 : WF 350 x 250 x 9 x 14
Struktur bangunan bawah menggunakan pondasi dalam berupa tiang pancangberdiameter 60cm sedalam 12.5 meter.
SaranPerlu dilakukan studi yang lebih mendalam untuk menghasilkan perencanaan struktur dengan mempertimbangkan aspek teknis, ekonomi, dan estetika. Sehingga diharapkan perencanaan dapat dilaksanakan mendekati kondisi sesungguhnya di lapangan dan hasil yang diperoleh sesuai dengan tujuan perencanaan yaitu kuat, ekonomi, dan tepat waktu dalam pelaksanaannya.
TERIMA KASIH