PERANCANGAN BERBASIS KOMPUTER

25
BAB I PENDAHULUAN 1.1. Umum Seiring dengan perkembangan jaman dan kemajuan teknologi mendorong para dosen untuk memberikan tugas berupa perancangan berbasis komputer/perancangan menggunakan sofware. Pada tugas ini Rumah Tinggal dijadikan pilihan untuk perancangan. Rumah Tinggal ini terdiri dari 3 lantai. Struktur bangunan ini berbentuk persegi panjang dengan arah x = 9 m dan panjang ke-arah y = 24 m. Pada laporan ini ada beberapa perhitungan yang akan direncanakan, berikut adalah beberapa perhitungan yang disajikan pada laporan ini yaitu perhitungan perencanaan gording, perencanaan rangka atap, perencanaan tangga, perencanaan struktur utama dan perencanaan pondasi. 1.2. Penjelasan Umum Sistem struktur pada rumah tinggal ini direncanakan terbuat dari sistem rangka beton bertulang. 1.3. Lingkup Pekerjaan Gedung ini terdiri dari 3 lantai dengan Ruang lingkup pekrjaan adalah sebagai berikut: 1. Perencanaan gording 2. Perencanaan rangka atap 3. Perencanaan tangga 4. Perencanaan struktur utama 5. Perencanaan pondasi 1.4. Sofware Yang Digunakan

description

PERANCANGAN

Transcript of PERANCANGAN BERBASIS KOMPUTER

Page 1: PERANCANGAN BERBASIS KOMPUTER

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Umum

Seiring dengan perkembangan jaman dan kemajuan teknologi mendorong para dosen

untuk memberikan tugas berupa perancangan berbasis komputer/perancangan menggunakan

sofware. Pada tugas ini Rumah Tinggal dijadikan pilihan untuk perancangan.

Rumah Tinggal ini terdiri dari 3 lantai. Struktur bangunan ini berbentuk persegi panjang

dengan arah x = 9 m dan panjang ke-arah y = 24 m. Pada laporan ini ada beberapa

perhitungan yang akan direncanakan, berikut adalah beberapa perhitungan yang disajikan

pada laporan ini yaitu perhitungan perencanaan gording, perencanaan rangka atap,

perencanaan tangga, perencanaan struktur utama dan perencanaan pondasi.

1.2. Penjelasan Umum

Sistem struktur pada rumah tinggal ini direncanakan terbuat dari sistem rangka beton

bertulang.

1.3. Lingkup Pekerjaan

Gedung ini terdiri dari 3 lantai dengan Ruang lingkup pekrjaan adalah sebagai berikut:

1. Perencanaan gording

2. Perencanaan rangka atap

3. Perencanaan tangga

4. Perencanaan struktur utama

5. Perencanaan pondasi

1.4. Sofware Yang Digunakan

Dalam perencanaan struktur rumah tinggal ini perhitungan elemen pelat, balok, kolom

dll, perlu menggunakan sofware yang mampu mempermudah saat menghitung struktur desain

analisis tersebut. Sofware yang digunakan pada perhitungan struktur ini yaitu menggunakan

ETABS V 9.7, AUTOCAD 2013, SAP2000v.14, Microsoft Office 2007.

Page 2: PERANCANGAN BERBASIS KOMPUTER

BAB II

KRITERIA DESAIN

2.1. Standar Acuan Yang Digunakan

Dalam perencanaan pembangunan gedung pusat kegiatan mahasiswa ini diperlukan

beberapa standar acuan yang berlaku, diantaranya :

1. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung SNI 03–2847–2002.

Acuan ini digunakan dalam hal analisis kriteria pembebanan dan juga acuan pada

preliminary design untuk menentukan dimensi dari balok, kolom, pelat, dan lain

sebagainya

2. Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung SNI 03–

1726–2002. Acuan ini digunakan untuk perencanaan beban lateral akibat gempa dan

mengetahui respon spektrum gempa rencana untuk perencanaan struktur pada wilayah

tertentu di Indonesia

3. Pedoman Pembebanan Indonesia untuk Bangunan Gedung SKBI-1.3.53.1987. Acuan ini

untuk memberikan pedoman dalam menentukan beban yang diijinkan untuk

merencanakan struktur bangunan gedung dan acuan reduksi beban hidup untuk

perencanaan balok, portal serta peninjauan gempa.

4. Pedoman perencanaan struktr baja untuk bangunan gedung SNI-03-1729-2002.

2.2. Data Teknis

Fungsi Bangunan : Rumah Tinggal

Jenis Struktur : Rangka Beton Bertulang

Sistem Struktur : Sistem Rangka Pemikul Momen Menengah (SRPMM)

Jumlah Lantai : 3 Lantai

Tinggi Lantai Dasar : 3,5 m

Tinggi Lantai Tipikal : 3,4 m

Lokasi : Bandung (Gempa Wilayah 4)

Jenis Tanah : Tanah Lunak

Sistem Penghubung Lantai : Tangga

Struktur Atap : Rangka Baja

Page 3: PERANCANGAN BERBASIS KOMPUTER

Tabel 2.1 Jenis Jenis Tanah

2.3. Layout Struktur

Di bawah terdapat layout struktur pada bangunan rumah tinggal di Bandung dengan

beberapa gambar sebagai berikut :

Gambar 2.1 Denah Lantai 1

Page 4: PERANCANGAN BERBASIS KOMPUTER

Gambar 2.2 Denah Lantai 2

Gambar 2.3 Denah Lantai 3

Page 5: PERANCANGAN BERBASIS KOMPUTER

Gambar 2.4 Denah Dak

Gambar 2.5 Potongan 1

Page 6: PERANCANGAN BERBASIS KOMPUTER

Gambar 2.6 Potongan 2

Gambar 2.7 Potongan 3 dan 4

Page 7: PERANCANGAN BERBASIS KOMPUTER

Gambar 2.8 Potongan 5 dan 6

Gambar 2.9 Tampak Depan dan Belakang

Page 8: PERANCANGAN BERBASIS KOMPUTER

Gambar 2.10 Tampak Samping Kanan

Gambar 2.11 Tampak Samping Kiri

Page 9: PERANCANGAN BERBASIS KOMPUTER

2.4. Sistem Kontruksi

Berdasarkan persyaratan kontruksi yang harus memenuhi kriteria bangunan pada

umumnya, dan perlu diperhatikan apakah kontruksi tersebut telah memenuhi kekuatan

terhadap beban yang telah direncanakan, kekakuan pada struktur & Stabilitas pada bangunan

tersebut. Sistem Kontruksi pada wisma olah raga didasarkan berdasarkan pertimbangan

kelayakan kontruksi yang telah memenuhi terhadap persyaratan kontruksi.

Berdasarkan SNI 03-1726-2002, Sistem Konstruksi pada struktur bangunan gedung ada

tiga macam yang ditinjau dai wilayah gempa yaitu :

1. SRPMB (Sistem Rangka Pemikul Momen Biasa) yang dipakai pada struktur bangunan

yang lokasinya berada pada wilayah gempa 1 dan 2 yang wilayah kegempaannya

rendah.

2. SRPMM (Sistem Rangka Pemikul Momen Menengah) yang digunakan pada struktur

bangunan yang lokasinya berada pada wilayah gempa 3 dan 4 yang wilayah

kegempaannya menengah.

3. SRPMK (Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus) yang digunakan pada struktur

bangunan yang lokasinya berada pada wilayah gempa 5 dan 6 yang wilayah

kegempaannya tinggi.

Struktur bangunan gedung ini menggunakan SRPMM (Sistem Rangka Pemikul Momen

Menengah) dikarenakan lokasi bangunan gedung ini berada di Bandung tepatnya pada

wilayah gempa 4.

2.5. Spesifikasi Material

Spesifikasi material yang digunakan pada struktur bangunan utama yaitu menggunakan

beton bertulang & struktur rangka atap menggunakan material baja. Maka properti yang

digunakan pada beton bertulang & baja dapat dilihat sebagai berikut :

Berat jenis beton bertulang γb : 2.400 kg/m3

Berat jenis baja γs : 7.850 kg/m3

Kuat tekan beton Fc’ : 30 Mpa

Modulus elastisitas beton Ec : 4.700√fc’ Mpa

Modulus elastisitas baja Es : 200.000 Mpa

Mutu baja tulangan Fy : 400 Mpa

Fyv : 240 Mpa

BJ 37 F y : 240 Mpa

Fu : 370 Mpa

Page 10: PERANCANGAN BERBASIS KOMPUTER

BAB III

PEMODELAN STRUKTUR

3.1. Preliminary Design

Preliminary Design (Perencanaan Awal) dilakukan untuk mendapatkan dimensi awal

yang digunakan untuk perancangan struktur sesuai dengan SNI 03-2874-2002 tentang.”Tata

Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung”. Perencanaan awal yang

dilakukan meliputi elemen struktur kolom, balok dan pelat.

Catatan: Perencanaan Balok Anak Tidak Diperhitungkan Dalam Perhitungan Dibawah

Ini

Balok Induk

Gambar 3.1 Denah Balok Induk

Page 11: PERANCANGAN BERBASIS KOMPUTER

Gambar 3.2 Denah Balok Induk

Pelat terjepit penuh pada balok induk, jarak ke pusat balok dianggap sebagai bentang,

sehingga

lx = 4200 mm

ly = 8000 mm

lylx =

8 00042 00 = 1,904 2, maka termasuk dalam pelat dua arah.

Perhitungan Balok Dengan Menggunakan Pelat Dua Arah

Arah X

Perhitungan Tinggi Minimum Untuk Balok dengan Satu Ujung Menerus

Hmin = L

18,5 =

420018,5

= 227 mm

Perhitungan Tinggi Minimum Untuk Balok dengan Dua Ujung Menerus

Page 12: PERANCANGAN BERBASIS KOMPUTER

Hmin = L

21 =

420021

= 200 mm

Arah Y

Perhitungan Tinggi Minimum Untuk Balok dengan Satu Ujung Menerus

Hmin = L

18,5 =

800018,5

= 433 mm

Untuk menentukan h minimum diambil yang terbesar yaitu 433 mm, sedangkan lebar balok

diambil setengahnya dari nilai tinggi minimum sehingga didapat 216.5 mm.

“Berdasarkan perhitungan tinggi minimum yang didapat adalah 433 mm, namun untuk

mengurangi terjadinya lendutan yang besar maka tinggi dinaikan menjadi 500mm. Sedangkan

untuk lebar agar memenuhi syarat gedung tahan gempa merupakan setengah dari tingginya

yaitu 250mm”.

Gambar 3.3 Asumsi Balok

Dimensi Pelat

500mm

250mm

Page 13: PERANCANGAN BERBASIS KOMPUTER

Gambar 3.4. Denah Pelat

Asumsi tebal pelat h = 120 mm, Mencari α dengan rumus :

α = 4 x Ecb x

Ibl

4 x Ecs xIsl

= lbls

Panel 1

Menghitung α1 (eksterior)

α2

α3

α4

α1

In

Ineks

in

120mm

380mm

120mm

630mm

Page 14: PERANCANGAN BERBASIS KOMPUTER

A1 = 630mm x 120mm = 75.600mm2

A2 = 250mm x 380mm = 95.000mm2

Y1 = 440mm

Y2 = 190mm

y= A 1. y1+ A 2. y 2A 1+ A 2

= (75600 x 4 40 )+(95000 x190)

75600+95000 = 301mm

d1= Y1- y = 440 – 301 = 139mm

d2= Y2- y = 190 – 301 = -111mm

Iox1 = 1

12x 630 x 1203 = 90.720.000 mm4

Iox2 = 1

12x 250 x 3803 = 1.143.166.667 mm4

Ibalok = (Iox1 + A1.d12)+ (Iox2 + A2.d22)

= (90.720.000 + 75.600 x 1392)+( 1.143.166.667 + 95.000 x (-111)2)

= 3.865.049.267mm4

Ipelat = 1

12x 2100x1303 = 384.475.000 mm4

α1 =I balok

I pelat=

3.865.049 .267 mm 47384.475.000 mm 4

= 10,05 = 10,1

Menghitung α2 (Interior)

A1 = 1010mm x 120mm = 121200mm2

120mm

380mm

380mm 380mm

250mm

120mm

380mm

250mm

Y1

Y2

1010mm

380mm

250mm

380mm

250mm

Y1Y2

Page 15: PERANCANGAN BERBASIS KOMPUTER

A2 = 250mm x 380mm = 95000mm2

Y1 = 440mm

Y2 = 190mm

y= A 1. y1+ A 2. y 2A 1+ A 2

= (121200 x 4 40 )+(95000 x1 90)

1 21200+95000 = 330 mm

d1= Y1- y = 440 – 330 = 110mm

d2= Y2- y = 190 – 330 = -140mm

Iox1 = 1

12x 1010x1203 = 145.440.000 mm4

Iox2 = 1

12x 250x3803 = 1.143.166.667mm4

Ibalok = (Iox1 + A1.d12)+ (Iox2 + A2.d22)

= (145.440.000+121200 x 1102)+( 1.143.166.667+95000 x (-140)2)

= 4.617.126.667mm4

Ipelat = 1

12x (4000+1375)x1303 = 984.0729.916,7mm4

α2 =I balok

I pelat=

4.617 .126 .667 mm 4984.0729 .916,7 mm 4

= 4,69 = 4,7

Menghitung α3 (Interior)

A1 = 1010mm x 120mm = 121200mm2

A2 = 250mm x 380mm = 95000mm2

Y1 = 440mm

Y2 = 190mm

y= A 1. y1+ A 2. y 2A 1+ A 2

= (121200x 4 40 )+(95000 x190)

121200+95000 = 330 mm

380mm 380mm

120mm

380mm

250mm

120mm

380mm

1011mm

Y1

Y2

250mm

Page 16: PERANCANGAN BERBASIS KOMPUTER

d1= Y1- y = 440 – 330 = 110mm

d2= Y2- y = 190 – 330 = -140mm

Iox1 = 1

12x 1010x1203 = 145.440.000 mm4

Iox2 = 1

12x 250x3803 = 1.143.166.667mm4

Ibalok = (Iox1 + A1.d12)+ (Iox2 + A2.d22)

= (145.440.000+121200 x 1102)+( 1.143.166.667+95000 x (-140)2)

= 4.617.126.667mm4

Ipelat = 1

12x (2100+400)x1303 = 457.708.333,3mm4

α3 =I balok

I pelat=

4.617 .126 .667 mm4457.708 .333,3 mm 4

= 10,08 = 10,1

Menghitung α4 (Interior)

A1 = 1010mm x 120mm = 121200mm2

A2 = 250mm x 380mm = 95000mm2

Y1 = 440mm

Y2 = 190mm

y= A 1. y1+ A 2. y 2A 1+ A 2

= (121200 x 4 40 )+(95000 x1 90)

1 21200+95000 = 330 mm

d1= Y1- y = 440 – 330 = 110mm

d2= Y2- y = 190 – 330 = -140mm

Iox1 = 1

12x 1010x1203 = 145.440.000 mm4

Iox2 = 1

12x 250x3803 = 1.143.166.667mm4

Ibalok = (Iox1 + A1.d12)+ (Iox2 + A2.d22)

= (145.440.000+121200 x 1102)+( 1.143.166.667+95000 x (-140)2)

380mm 380mm

120mm

380mm

250mm

120mm

380mm

1011mm

Y1

Y2

250mm

Page 17: PERANCANGAN BERBASIS KOMPUTER

= 4.617.126.667mm4

Ipelat = 1

12x (4000+2750)x1303 = 1.235.812.500mm4

α4 =I balok

I pelat=

4.617 .126 .667 mm41.235 .812 .500 mm4

= 3,73 = 3,8

Maka,

α m =α 1+α 2+α 3+α 4

4=3.8+10.1+4,7+10,1

4=7,175 ≈ 7,5

Berdasarkan hasil perhitungan untuk rasio kekakuan balok – pelat di peroleh αm = 7,5

≥ 2,0 sehingga untuk mendapatkan nilai h minimum menggunakan rumus sebagai berikut :

Bentang bersih terpanjang (Ln)

Ln = ly – 2x (1/2 x lebar balok induk )

= 8000 – 2x(1/2 x250)

= 7750 mm

Bentang bersih terpendek (Sn)

Sn = lx – 2(1/2 lebar balok induk )

= 4200 – 2(1/2 x 250)

= 3950 mm

β = Ln / Sn = 7750 / 3950 = 1,97

Dengan fy = 400 Mpa, maka didapat :

h=7750 (0.8+ 400

1500)

36+(9 x 1,97) =153 mm Tebal Pelat Minimum

Tebal pelat minimum menurut perhitungan di atas yaitu 153mm, maka dari itu asumsi

tebal pelat 120 mm tidak memenuhi syarat. Maka dari itu diambil tebal pelat sebesar 160

mm agar dapat digunakan.

Menghitung Dimensi Kolom

Page 18: PERANCANGAN BERBASIS KOMPUTER
Page 19: PERANCANGAN BERBASIS KOMPUTER

Menghitung beban Pu Untuk Menentukan Dimensi Kolom

Menghitung beban Pu lantai 1-3

PDL

- Pelat = (8m x 4,2m)(0,16m)(2400 kg/m2) = 12.902,4 kg

- Balok = (0,250m x (0,50m-0,16m))(12.2m)(2400kg/m3) = 2.488.8 kg +

= 15.391,2 kg

Qll = 300 kg/m2

PLL = (300 kg/m2)( 8m x 4,2m)

= 10.080 kg

PSDL

- Keramik = (8m x 4,2m) (24 kg/m2) = 806,4 kg

- Spesi = (8m x 4,2m) (21 kg/m2) x 2 = 1411,2 kg

- Dinding = (250 kg/m2) (4,2m)(8m) = 8400 kg

- Plafond+Penggantung = (8m x 4,2m) (21 kg/m2) = 705,6 kg

- ME = (8m x 4,2m) (50 kg/m2) = 1680 kg

= 13003,2 kg

Pu1-3 = [ 1,2 PDL + 1,6 PLL + 1,2 PSDL] x 3 Lantai

= [1,2(15391,2kg) +1,6(10080kg)+1,2(13003,2kg)] x 3

= 150603,12 kg

= 1506031,2 N

Menghitung Pembebanan Atap (Asumsi Dak)

PDL

- Pelat = (8m x 4,2m)(0,16m)(2400 kg/m2) = 12902,4 kg

- Balok = (0,25m x(0,50m-0,16m))(12,2m)(2400kg/m3)= 2488,8 kg +

Total = 15391,2 kg

qll = 100 kg/m2

PLL = (100 kg/m2)(8mx4,2m) = 3360kg

+

Page 20: PERANCANGAN BERBASIS KOMPUTER

PSDL

- Plafond+Penggantung = (8m x 4,2m) (21 kg/m2) = 705,6 kg

- ME = (8m x 4,2m) (50 kg/m2) = 1680 kg +

Total = 2385,6kg

Puatap =[ 1,2 PDL + 1,6 PLL + 1,2 PSDL]

= [1,2(15391,2kg) +1,6(3360kg)+1,2(2385,6kg)]

= 26708,16 kg

= 267081,6 N

Pu = Pu1-3 + Puatap

=1506031,2 N + 267081,6 N

= 1532739,36 N

Asumsi :

Ρt = 0,015

Fc’= 30 MPa

Fy = 400 MPa

Ag =Pu

0,4( fc+ fy . Pt )

=1532739,36 N

0,4(30+400.0,015)

= 106440,23 mm2

Ag = h x b

Asumsi h = b

√106440,23 mm2 = 327 mm

Maka berdasarkan kebutuhan luas penampang minimum diatas ditetapkan

dimensi kolom yaitu K 400 x 500.

PRELIMINARY DESIGN BALOK INDUK , PELAT & KOLOM

NAMA DIMENSI (mm) Lantai 1-3

Balok Induk 500x250

Pelat 160

Page 21: PERANCANGAN BERBASIS KOMPUTER

Kolom  K 400 x 500