Paper Boundary Element Check Pada Etabs
-
Upload
dave-robert-hasibuan -
Category
Documents
-
view
92 -
download
5
Transcript of Paper Boundary Element Check Pada Etabs
-
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 (fc) : 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 / 50
2 B2 500 31,25 35 / 50
3 B3 400 25,00 35 / 50
4 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 : 12-200 mmTumpuan Arah X : 12-200 mmLapangan Arah Y : 12-200 mmTumpuan Arah Y : 12-200 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
10-120
2 D16
2 D16
10-150
3 D16
TUMPUAN
2 D16
3 D16
10-150120
300
200
40
40 40
LAPANGAN
3 D16
10-120
2 D16
3 D16
2 D16
10-120120
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
12-150
40 40
120
400
300
40
40 403 D19
6 D19
12-150
6 D19
3 D196 D19
6 D193 D19
3 D19
12-150 12-150 12-150
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
1Tinggi 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
6Sistem struktur gedung memiliki kekakuan lateral yangberaturan.
Ok
7Sistem gedung memiliki berat lantai tingkat yang beraturandengan perbedaan berat antar lantai tidak lebih dari 50 %.
Tidak Ok
8Sistem 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 Ey
1 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 edy
1 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 ( kgm )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 Wall
1 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 0317262002 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 R
03,0tinggi tingkat atau
30 mm, bergantung yang mana yang nilainya kecil. (SNI 0317262002 Ps. 8.1.2)
hR
s 03,0 , dengan h = 4 m ; R = 5,5 ( SRG )
mms 40005,5
03,0 = 21,82 mm
b. Kinerja Batas Ultimit (SNI 0317262002 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 0317262002 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 0317262002 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 76.6065
6 24.00 44.7298 20.0432 13.6941 65.7088
5 20.00 36.2159 16.3892 11.0842 53.7812
4 16.00 27.5272 12.6275 8.4223 41.4897
3 12.00 19.0081 8.8636 5.8136 29.1696
2 8.00 11.0753 5.2481 3.3859 17.3045
1 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 (s) Drift (s) (m) Drift (m)
(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 s m
Tabel Kontrol simpangan antar tingkat arah sumbu y Drift Syarat Drift Syarat (s) Drift (s) (m) Drift (m)
(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 s m
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
12-90
40 40
120
500
350
40
3 D22
2 D22
5 D22
12-200
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 12-200
6000
Penulangan Balok Interior
500
500
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
kNmMprMpr
M u 785,3862
291,6799,481
2=
=
=
Vh = in
)(pr
)(pr
h
MM = 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
cV = jc A1,7 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.
cu
g
u fI
yM
A
P
000.302,0
4,06121
65,089,583.43
4,06
13,226143
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
=
28000
96,41 = 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) dan2
c.
(c 0,1 w) = 2178 (0,1 6000) = 1578 mm 1600 mm (menentukan)
2
c=
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 :
- 40041
41 =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
A
A
f
fhs 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 (mm
2) Ach = Luas penampang komponen struktur dari sisi luar
ke sisi luar tulangan transversal (mm2)
Ash =
yh
cc f
fhs
'09,0
=
400
302
122224007509,0
= 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 :
400
3012,0'12,0 =
=
yh
cs f
f = 0,009
751600
46,1696
. ==
db
Asterpasang = 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) = d = 45 = 142 cm Luas tiang pancang (Atp) = d
2 = 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/cm) (Kg/cm) (cm) (cm)
1 8.0 70 1076 1591 142 3 5 67,682
2 8.5 76 1192 1591 142 3 5 74,158
3 9.0 75 1352 1591 142 3 5 78,172
4 9.5 79 1536 1591 142 3 5 85,519
5 10.0 80 1726 1591 142 3 5 91,445
6 10.5 80 1926 1591 142 3 5 97,125
7 11.0 90 2146 1591 142 3 5 108,676
8 11.5 95 2431 1591 142 3 5 119,422
9 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
P
P
1
=981.94
692015,81 = 7,28
maka dicoba dengan 9 tiang pancang dengan susunan 3 x 3. Perhitungan jarak antar tiang: 2,5D < S < 3D dimana : S = jarak antar tiang pancang 2,545 < S < 345 S1 = jarak tiang pancang ke tepi 1125,5 < S < 135 Dipakai S = 115 cm Untuk jarak tepi tiang pancang : 1,5D < S < 2D 1,545 < S < 245 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 : ( ) = 1 -
nm
mnnm
S
Dtgarc
..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-
3390
3)13(3)13(
1150
450tgarc = 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
2
max
2max
..
i
y
i
xi x
xM
y
yM
n
VP
=
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 xi
2 = jumlah kuadrat jarak tiang pancang terhadap as poer arah x yi
2 = jumlah kuadrat jarak tiang pancang terhadap as poer arah y xi
2 = 6(1,15)2 = 7,935 m2 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 :
2
max
2max
..
i
y
i
xi x
xM
y
yM
n
VP
=
kg88,817.83935,7
15,1 20013,45
935,7
15,1 43297,97
9
723989,81P1 =
=
kg37,718.86935,7
0 20013,45
935,7
15,1 43297,97
9
723989,81P2 =
=
kg87,618.89935,7
15,1 20013,45
935,7
15,1 43297,97
9
723989,81P3 =
=
kg81,542.77935,7
15,1 20013,45
935,7
0 43297,97
9
723989,81P4 =
=
kg31,443.80935,7
0 20013,45
935,7
0 43297,97
9
723989,81P5 =
=
kg81,343.83935,7
15,1 20013,45
935,7
0 43297,97
9
723989,81P6 =
=
kg75,267.71935,7
15,1 20013,45
935,7
15,1 43297,97
9
723989,81P7 =
=
kg25,168.74935,7
0 20013,45
935,7
15,1 43297,97
9
723989,81P8 =
=
kg75,068.77935,7
15,1 20013,45
935,7
15,1 43297,97
9
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 25 = 1437,5 mm Arah y ( dy ) = 1500 502525 = 1412,5 mm
Penulangan arah x
Berat poer uq = 3,251,52400 = 11.700 kg/m Pt1 = ( P4 + P9 + P14 + P19 + P24 ) = 350.961 kg Pt2 = ( P5 + P10 + P15 + P20 + P25 ) = 355.938 kg
uM = 2212211 xuqxtPxtP = 225,3700.11
215,2938.35525,1961.350
= 1.266.756 kgm = 12.667.556.250 Nmm
b =
400600
600
400
3085,085,0 = 0,03251
max = 0,75 x 0,03251 = 0,0244
min = 0,0018 ( SNI 2847 ps 9.12 )
nR =22 5,143765008,0
.25012.667.556
8,0 =
db
Mu = 1,18 MPa
m = =
= 3085,0
400
'85,0 cf
f y 15,69
=
400
18,169,51211
15,69
1 = 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 mm
2) Jumlah tulangan perlu
= tul
perlu
As
As
1
= 87,490
41,4339 = 8,8 10 batang
Jarak tulangan terpasang = 10
1000 = 100 mm
As akt =
100
100025
4
1 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 = 2212211 xuqxtPxtP = 225,3700.11
215,2081.36925,1532.357
= 1.307.827 kgm = 13.078.268.750 Nmm
b =
400600
600
400
3085,085,0 = 0,03251
max = 0,75 x 0,03251 = 0,0244
min = 0,0018 ( SNI 2847 ps 9.12 )
nR = 22 5,141265008,0.75013.078.268
8,0 =
db
M u = 1,26Mpa
m = =
= 3085,0
400
'85,0 cf
f y15,69
=
400
26,169,51211
15,69
1 = 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 mm
2) Jumlah tulangan perlu
= tul
perlu
As
As
1
= 87,490
7,4565 = 9,3 10 batang
Jarak tulangan terpasang
= n
1000 =
10
1000 = 100 mm
As akt =
100
100025
4
1 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
'21
dbf oc
c
cV = 6
'2
dbf
b
d oc
o
s
cV = dbf oc '3
1
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 - 1/225 = 1437,5 mm
c = 900900 = 1,00
ob = 4 ( d+bkolom ) = 4(1437,5+900) = 9350 mm s = 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 + P = 1.729.914 kg
u = A
P =
5,65,6
914.729.1
= 40.945 kg/m2
Vu = u (luas total luas pons) = u ((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 '3
1
-
16
= 5,14379350303
1 = 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
18
1
= 5,14376500305,1437
325010
18
1
= 34.860.259 N
nV = 0,7534.860.259 = 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
= 122225,0 S
dd tiang
= 75022
500
2
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
u = A
P =
5,65,6
807.75
= 1.794 kg/m2
Vu = u (luas total luas pons) =
11
21
2
2225,04
1 Sbd
SSbdLB tiangtiangu
=
75,0
2
5,0
2
4375,175,075,05,04375,125,04
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 '3
1
= 5,437.1261.2303
1 = 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 - 1/225 = 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 : P = ( P5 + P10 + P15 + P20 + P25 ) = 355.938 kg
u = A
P =
5,65,6
938.355
= 8.425 kg/m2
Vu = u B bO = 8.4256,51,3625 = 74.614 kg = 746.140 N
-
17
Cek Kuat Geser Pons : Menurut SNI 03-2847-2002 pasal 13.12.2 :
cV = dbf oc '3
1
= 5,14375,1362303
1 = 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
Mx = -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
My = 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+1,0L1,0RSPx 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
= tianguitP
P
1
=
735.109
3.445.652 = 31,4
maka dicoba dengan 63 tiang pancang dengan susunan 9 x 7. Perhitungan jarak antar tiang pancang: 2,5D < S < 3D dimana : S = jarak antar tiang pancang 2,550 < S < 350 S1 = jarak tiang pancang ke tepi
-
18
125 < S < 150 Dipakai S = 125 cm Untuk jarak tepi tiang pancang : 1,5D < S < 2D 1,550 < S < 250 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-
7990
9)17(7)19(
1250
500tgarc = 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 :
2
max
2max
..
i
y
i
xi x
xM
y
yM
n
VP
=
yi2 = 18 ( 1,252 + 2,52 + 3,752 ) = 393,75 m2
xi2 = 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 : 11,5912400 = 248.400 kg + Berat total (V) = 3.694.052 kg Sehingga didapatkan :
2
max
2max
..
i
y
i
xi x
xM
y
yM
n
VP
=
kg640.10425,656
5 3179570
75,393
75,3 3336741
63
3694052Pmax =
=
kg632.225,656
5 3179570
75,393
75,3 3336741
63
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 0,80
1.425.740
= 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 0328472002 mengenai peraturan umum pada perencanaan struktur dan SNI 031726 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