PERENCANAAN BAJA.pdf
-
Upload
dave-robert-hasibuan -
Category
Documents
-
view
173 -
download
11
Transcript of PERENCANAAN BAJA.pdf
-
4
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Castellated Beam
2.1.1 Pengertian Profil Castellated Beam
Castellated Beam adalah suatu spesifikasi profil yang ditingkatkan
kekuatan komponen strukturnya dengan memperpanjang kearah satu sama lain
dan di las sepanjang pola. Castellated Beam ini mempunyai tinggi (h) hampir
50% lebih tinggi dari profil awal sehingga meningkatkan nilai lentur axial,
momen inersia (Ix), dan modulus section (Sx) (Knowles 1991).
2.1.2 Terminologi
Dibawah ini merupakan ilustrasi bagian-bagian dari Castellated Beam.
Web Post : Area solid dari Castellated Beam.
Castellation : Area yang sudah mengalami pelubangan (hole).
Throat Width : Perpanjangan horisontal dari potongan gigi bawah profil
Throat Depth : Tinggi daerah profil potongan gigi bawah sampai sayap
profil (Patrick Bardley 2007).
Gambar 2.1 Bagian-bagian Hexagonal Castellated Beams (Patrick Bardley 2007)
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
5
Castellation adalah proses memotong badan profil dengan pola zig-zag yang
dicetak menggunakan hot-rolled (cetakan panas) berbentuk H, I, atau U. Setengah
bagian profil baja yang telah dipotong disambung dengan cara digeser atau dibalik
(ujung kanan di las dengan ujung kiri, dan sebaliknya) sehingga membentuk lubang
berbentuk polygonal. Hal ini mengakibatkan bertambahnya tinggi (h) dan tinggi
daerah pemotongan (d) (Amayreh dan Saka 2005).
Tan = bd b =
jtan d
dT = 2
dh -
Semakin panjang e, bertambah pula tegangan tekuk (bending stress) pada bagian T
(tee section) dikarenakan V (shear force) bertambah.
2.2 Proses Pembuatan Castellated Beam
Proses fabrikasi dari Castellated beams diuraikan sebagai berikut
(Grunbauer 2001) :
b e = dT
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
6
1. Badan profil dibuat dicetakan hot-rolled (cetakan panas) berbentuk I, H,
atau U dengan pola pemotongan zig zag.
2. Setengah hasil potongan digeser, ujung atas kanan dilas dengan ujung
bawah kiri, dan sebaliknya. Sehingga lubang yang dihasilkan berbentuk segi
enam (hexagonal). Untuk menghasilkan lubang berbentuk segi delapan
(octogonal) maka disisipkan plat segi empat di kedua sisi. Bila pola
pemotongan berbentuk setengah lingkaran, maka lubang yang dihasilkan
adalah lingkaran (circular).
Gambar 2.2 Proses pembuatan Hexagonal Castellated Beams (Grunbauer 2001)
2.3 Tipe Tipe Pemotongan Castellated Beam
Ada 4 ( empat ) tipe pemotongan balok berdasarkan dimensi U dan T
(Grunbauer 2001).
1. Beam ends left ragged, U = T
(Simple and cheap, but not convenient to use)
Pemotongannya mudah, sederhana dan murah, tetapi kurang baik
digunakan.
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
7
Gambar 2.3 Beam ends left ragged, U = T (Grunbauer 2001)
2. Beam ends left ragged, U >T
(Longer ends, but not very effective)
Menghasilkan ujung potongan yang panjang tetapi tidak efektif.
Gambar 2.4 Beam ends left ragged, U > T (Grunbauer 2001)
3. Beam ends finished, U = T
(Nice finish, dearer due to extra cutting operation and material waste)
Menghasilkan potongan yang baik (rapi) serta menghemat material (tidak
banyak bahan yang terbuang).
Gambar 2.5 Beam ends finished, U = T (Grunbauer 2001)
4. Beam ends finished with infill plates, U >T
(Strong and rigid, but expensive)
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
8
Kuat dan kaku, tetapi mahal karena adanya penambahan plat.
Gambar 2.6. Beam ends finished with infill plates, U >T (Grunbauer 2001)
2.4 Keuntungan dan Kekurangan dari Castellated Beam
2.4.1 Keuntungan dari Castellated Beam :
1. Dengan lebar profil yang lebih tinggi (dg), menghasilkan momen inersia
dan modulus section yang lebih besar sehingga lebih kuat dan kaku bila
dibandingkan dengan profil asalnya (Megharief 1997 dan Grunbauer
2001).
2. Mampu memikul momen lebih besar dengan tegangan ijin yang lebih kecil
(Megharief 1997 dan Grunbauer 2001 ).
3. Bahan ringan, kuat serta mudah dipasang (Megharief 1997 dan Grunbauer
2001 ).
4. Profil Castellated Beam ini juga cocok untuk bentang panjang (untuk
penggunaan Castellated Beam pada atap dapat mencapai 10 50 m dan bila
digunakan sebagai plat 12 25 m). Sehingga dapat mengurangi jumlah
kolom dan pondasi, serta mengurangi biaya erection (pengangkatan)
(Dougherty 1993).
5. Dapat digunakan untuk gedung tingkat tinggi, bangunan perindustrian
(Amayreh dan Saka 2005).
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
9
2.4.2 Kekurangan dari Castellated Beams :
1. Castellated Beam kurang tahan api. Sehingga harus ditambah dengan
lapisan tahan api (fire proofing) 20% lebih tebal agar mencapai ketahanan
yang sama dengan profil awalnya (Grnbauer 2001).
2. Kurang kuat menerima gaya lateral, sehingga perlu diberi satu atau lebih
plat pada ujung-ujung (dekat dengan pertemuan balok-kolom) (Grunbauer
2001).
3. Pada ujung-ujung bentang (di sudut-sudut profil) terjadi peningkatan
pemusatan tegangan (stress consentrations) (Amayreh dan Saka 2005).
4. Castellated Beam tidak sesuai untuk bentang pendek dengan beban yang
cukup berat (Amayreh dan Saka 2005).
5. Analisa dari defleksi lebih rumit daripada balok solid (Amayreh dan Saka
2005).
2.5 Kegagalan dalam Castellated Beam
1. Vierendeel atau Shear Mechanism
Mekanisme ini berbanding lurus dengan tegangan geser yang cukup tinggi
pada balok. Sendi plastis terjadi pada ujung balok (reentrant corners) pada
lubang dapat merubah bentuk bagian T (tee section) menjadi seperti
jajargenjang (parallelogram) (Altifillisch 1957, Toprac dan Cook 1959).
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
10
Gambar 2.7 Plastic Collapse in region of high shear (Altifillisch 1957)
2. Flexural Mechanism
Titik leleh yang terjadi pada bagian T (tee section) bagian atas dan bawah
pada ujung awal (the opening) profil Castellated Beam hampir sama dengan
profil WF solid pada kondisi under pure bending forces.
Mp = Z x Ft ; dimana Z adalah modulus plastis yang diambil melalui garis
tengah vertikal pada lubang.
3. Lateral Torsional Buckling
Pada web opening mempunyai efek yang diabaikan pada lateral torsional
buckling pada balok-balok yang telah mereka uji.
4. Rupture of Welded Joint
Las pada jarak antara lubang yang satu dengan yang lainnya (e) dapat
mengalami rupture (putus) ketika tegangan geser horisontal melebihi
kekuatan leleh dari pengelasannya (welded joint) (Husain dan Speirs 1971)
.
Gambar 2.8 Rupture of Welded Joint (Husain dan Speirs 1971)
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
11
Panjang horisontal pada lubang (horizontal length of the opening)
berbanding lurus dengan panjang pengelasan, dan ketika panjang horisontal
berkurang untuk menambah secondary moment (Vierendeel truss), maka las
sepanjang badan profil menjadi lebih mudah gagal (failure). Mekanisme
Vierendeel biasanya terjadi pada balok-balok yang mempunyai jarak lubang
horisontal yang cukup panjang (oleh karena itu mempunyai panjang las
lebih panjang).
5. Web Post Buckling due to Compression
Kegagalan ini disebabkan oleh beban terpusat yang secara langsung
dibebankan melebihi web-post. Kegagalan ini dapat dicegah bila
penggunaan pengakunya diperkuat untuk menahan gaya tersebut.
2.6 Kontrol Lendutan pada Balok Statis Tertentu
2.6.1 Untuk Beban Terbagi rata
1= x (2.1)
Keterangan :
q = beban terbagi rata
L = pangjang bentang balok
E = modulus young
I = Momen Inersia
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
12
2.6.2 Untuk Beban Terpusat
1= x (2.2)
Keterangan :
P = beban terpusat
L = pangjang bentang balok
E = modulus young
I = Momen Inersia
2.6.3 Lendutan pada Balok Statis tak Tentu
1 = . . , ( ) . (2.3) Keterangan :
ml = momen lapangan
L = pangjang bentang balok
Mt1 = momen tumpuan kiri
Mt2 = momen tumpuan kanan
2.7 Profil King Cross dan Queen Cross sebagai Kolom
Kolom adalah bagian dari struktur bangunan yang berfungsi untuk meneruskan
beban diatasnya ke konstruksi pondasi bangunan.Dalam perencanan pendahuluan /
Preliminary Design kolom, gaya-gaya dalam yang bekerja adalah Gaya aksial serta
momen.
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
13
Karena pada balok menggunakan profil castellated maka agar lebih mudah
dalam perhitungan dan pelaksanaan, untuk kolom digunakan profil king cross untuk
kolom internal dan profil queen cross untuk kolom eksternal.Adapun kelebihan
menggunakan kolom jenis king cross karena profil ini memiliki kuat aksial yang
cukup tinggi pada arah X dan arah Y. Maka dari itu profil ini paling baik digunakan
untuk struktur kolom pada bangunan.
Gambar 2.9 Profil Baja King Cross
Gambar 2.10 Profil Queen Cross
2.8 Hubungan Balok Kolom
Berdasarkan SNI 03 1729 2002, hubungan berikut ini harus dipenuhi pada
sambungan balok ke kolom:
> 1
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
14
Dimana : adalah jumlah momen momen kolom di bawah dan di atas sambungan pada pertemuan antara as kolom dan as balok. ditentukan dengan menjumlahkan proyeksi kuat lentur nominal kolom, termasuk voute bila ada,
di atas dan di bawah sambungan pada as balok dengan reduksi akibat gaya
aksial tekan kolom. Diperkenankan untuk mengambil M = Zc fyc . Bila as balok balok yang bertemu di sambungan tidak membentuk satu titik maka titik tengahnya dapat digunakan dalam perhitungan.
adalah jumlah momen balok balok pada pertemuan as balok dan as kolom. ditentukan dengan menjumlahkan proyeksi kuat lentur nominal balok di daerah sendi plastis pada as kolom. Diperkenankan untuk mengambil M = (1,1RyMpMy), dengan My adalah momen tambahan akibat amplifikasi gaya geser dari lokasi sendi plastis ke as kolom.
Keterangan :
Agadalah luas penampang bruto kolom fycadalahteganganlelehpenampangkolom
Nuc adalah gaya aksial tekan berfaktor pada kolom
Zc adalah modulus plastis penampang kolom
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
15
Gambar 2.16 Hubungan Balok Kolom Interior
Gambar 2.17 Hubungan Balok Kolom Eksterior
2.8.1 Gaya Geser Rencana pada Daerah Panel
Berdasarkan SNI 03 1729 2002, Gaya geser berfaktor Vu pada daerah panel
ditentukan berdasarkan momen lentur balok sesuai dengan kombinasi pembebanan
1,2DL + L + E dan 0,9DL + E. Namun Vu tidak perlu melebihi gaya geser yang
ditetapkan berdasarkan 0,8Ry. Mp dari balok balok yang merangka pada sayap kolom disambungan. Kuat geser rencana Vn panel ditentukan menggunakan
persamaan berikut :
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
16
Bila Nu 0,75Ny, = 0,6 1 + ...(2.4) Bila Nu > 0,75Ny, = 0,6 1 + 1,9 , (2.5)
Keterangan :
tp adalah tebal total daerah panel, termasuk pelat pengganda
dc adalah tinggi keseluruhan penampang kolom
bcf adalah lebar sayap kolom
db adalah tinggi bruto penampang balok
fy adalah tegangan leleh bahan baja pada daerah panel
Gambar 2.18 Daerah Panel Interior
2.8.2 Gaya Geser yang Terjadi pada Daerah Panel
Gaya geser yang terjadi pada daerah panel pada daerah gempa tinggi
merupakan gaya geser akibat momen kapasitas balok dan kolom. Besarnya gaya
geser pada daerah panel dapat dilihat seperti pada gambar 3.3.
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
17
Gambar 2.19 Gaya Geser Daerah Panel
Kontrol gaya geser pada daerah panel :
Gaya geser daerah panel harus memenuhi syarat > V . Apabila hasil perhitungan tidak memenuhi syarat atau < V , dimana kapasitas geser daerah panel tidak mencukupi maka perlu adanya penebalan pelat panel.
Besar penebalan pelat daerah panel adalah sebagai berikut :
t = xtp (2.6) 2.9 Perencanaan Sambungan
2.9.1 Umum
Sambungan terdiri dari komponen sambungan (pelat pengisi, pelat buhul,
pelat pendukung, dan pelat penyambung) dan alat pengencang (baut dan las).
Sambungan tipe tumpu adalah sambungan yang dibuat dengan menggunakan baut
yang dikencangkan dengan tangan, atau baut mutu tinggi yang dikencangkan untuk
menimbulkan gaya tarik minimum yang disyaratkan, yang kuat rencananya
disalurkan oleh gaya geser pada baut dan tumpuan pada bagian-bagian yang
disambungkan. Sambungan tipe friksi adalah sambungan yang dibuat dengan
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
18
30
3050
Balok IndukCS 585x300x10x16
Balok AnakCS 447x200x9x14
Baut D16
Profil Siku60x60x6
menggunakan baut mutu tinggi yang dikencangkan untuk menimbulkan tarikan baut
minimum yang disyaratkan sedemikian rupa sehingga gaya-gaya geser rencana
disalurkan melalui jepitan yang bekerja dalam bidang kontak dan gesekan yang
ditimbulkan antara bidang-bidang kontak.
Pengencangan penuh adalah cara pemasangan dan pengencangan baut yang
sesuai dengan ketentuan-ketentuan Butir 18.2.4 dan 18.2.5. Pembebanan dalam
bidang adalah pembebanan yang gaya dan momen lentur rencananya berada dalam
bidang sambungan sedemikian rupa sehingga gaya yang ditimbulkan dalam
komponen sambungan hanya gaya geser.
2.9.2 Sambungan Balok Anak dengan Balok Eksterior
Sambungan yang digunakan adalah sambungan baut karena balok anak
terletak pada 2 tumpuan sederhana.
Gambar 2.20 Sambungan Balok Anak dengan Balok Eksterior
2.9.2.1 Sambungan pada Badan Balok Anak
Penentuan jumlah baut : Ab = pi d2 (2.7)
Kuat Geser ( Vn ) = x Fu x 0,4 x Ab x m (2.8)
Kuat Tumpu ( Vn ) = x 2,4 x Fu x db x tp (2.9)
Vn yang kecil adalah yang dipakai.
Balok Anak CS 300x100x5.5x8
Balok Induk CS 600x200x8x13
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
19
Jumlah baut yang diperlukan :
n = ......(2.10) Syarat : Vu n x V
Kontrol jarak baut :
Jarak ke tepi = 1,5 db s.d ( 4 tp + 100mm) atau 200mm
Jarak antar baut = 3 db s.d 15 tp atau 200mm
2.9.3 Sambungan Balok Induk dengan Kolom
Untuk menghubungkan kolom dengan balok, pada ujung balok di beri end
plate, yang selanjutnya antara end plate dengan kolom disambung dengan baut/paku
keling. End plate dihubungkan dengan las kepada ujung balok seperti diperlihatkan
pada gambar berikut :
Gambar 2.21 Detail End Plate Connection
Metode ini mengasumsikan bahwa sambungan yang menerima beban lentur
tersebut akan berputar dengan titik putar pada baut terbawah sehingga baut-baut akan
menerima beban tarik sedemikian rupa sehingga besarnya sebanding dengan jarak
baut terhadap titik putarnya.
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
20
Mu = Tu1.d1 + Tu2.d2 + Tu3.d3 + Tu4.d4 (2.11)
Kontrol Geser Vu= Pun (2.12) fuv = (2.13) Beban Tarik ( Interaksi Geser dan Tarik ) ft = (1,3. fub 1,5. fuv) (2.14) ft = fub = Tegangan Putus Baut Td = 0,75xfubxAb (2.15) Mencari garis netral anggap di bawah baut terbawah a = (2.16) Mn = 0,9xfyxa x + T. d (2.17) 2.10.3 Sambungan Pelat dengan Balok ( Sambungan Las )
Digunakan las te = Tebal las
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
21
h = d 2x(tw + r) (2.18) e A = 2x(h + b)xte (2.19) Ip = 2x xbxh 2 + texbx (2.20) Akibat beban geser sentris fu = (2.21) Akibat beban momen lentur Sx = (2.22) h = (2.23) Tegangan total akibat geser dan momen lentur ftot = fu + h (2.24) Kekuatan Rencana Las
fn = (x0,6x70x70,3) (2.25) ftot fn OK!! te (2.26) a , (2.27) Syarat :
amin = 6mm(untukketebalanpelatt = 15mm) aeff (lasdibadan) = 1,41x , (2.28) aeff (lasdisayap) = 0,707x , ....(2.29)
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
23
BAB III
METODOLOGI
3.1 Bagan Alur Metodologi Penyelesaian Tugas Akhir
Tidak
Ya
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian
START
Pengumpulan Data dan Studi Literatur Data Umum Bangunan dan Peraturan yang berkaitan
Preliminary Design
Pembebanan 1.Beban Hidup 3.Beban Gempa 2.Beban Mat 4.Beban Angin
Permodelan dan Analisa Struktur
1.Struktur Primer 2.Struktur Sekunder 3.Hubungan Balok Kolom
Kontrol Desain
Gambar Output Autocad
END
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
24
3.2 Metodologi Penyelesaian
Metodologi penyelesaian yang digunakan adalah :
1. Pengumpulan Data
Mencari data umum bangunan dan data tanah Gedung Perkantoran Petrosida
Gresik.
a) Data Umum Bangunan Awal
Nama Gedung : Gedung Perkantora Petrosida Gresik
Lokasi : Jl. KIG Utara I Gresik
Fungsi : Perkantoran
Jumlah Lantai : 5 lantai ( 20 meter )
Zona Gempa : 3
Struktur Utama : Beton Bertulang
Sistem Struktur : Sistem Rangka Pemikul Momen Menengah
(SRPMM)
b) Data Bangunan Modifikasi
Nama Gedung : Gedung Perkantora Petrosida Gresik
Lokasi : Jl. KIG Utara I Gresik
Fungsi : Perkantoran
Jumlah Lantai : 8 lantai ( 28 meter )
Zona Gempa : 6
Struktur Utama : Stuktur Baja (dengan menggunakan Castellated
Beam)
Sistem Struktur : Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus
(SRPMK)
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
25
c) Data Tanah
Tipe tanah : Tanah lunak
1. Studi Literatur
Melakukan studi referensi berupa : buku pustaka, jurnal konstruksi
baja, penelitian terdahulu, serta peraturan mengenai perencanaan
struktur gedung menggunakan Castellated Beam antara lain :
a. Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung (PPIUG) 1983
b. SNI 03 1729 2002 tentang Tata Cara Perencanaan Struktur
Baja Untuk Bangunan Gedung
c. SNI 03 1726 2002 tentang Tata Cara Perencanaan Ketahanan
Gempa Untuk Bangunan Gedung
d. American Institute of Steel Construction-Load and Resistance
Factor Design (AISC - LRFD)
e. Structural Steel Designers Handbook 4th edition
f. Browsing penelitian terdahulu dan jurnal tentang Castellated Beam
melalui internet
2. Preliminary Design
Pada tahap ini dilakukan hal-hal seperti berikut ini :
a. Memperkirakan dimensi awal dari elemen struktur
b. Penentuan mutu bahan yang digunakan dalam perencanaan
3. Pembebanan
Pembebanan struktur meliputi :
a. Beban mati
b. Beban hidup
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
26
c. Beban angin
d. Beban gempa
4. Permodelan dan Analisa Struktur
Melaukan perhitungan struktur :
a. Struktur Primer (balok induk dan kolom)
b. Struktur Sekunder (pelat, tangga, balok anak)
5. Kontrol Desain
Melakukan analisa struktur bangunan, dimana harus memenuhi syarat
keamanan dan rasional sesuai batas-batas tertentu menurut peraturan.
Dilakukan pengambilan kesimpulan, apakah design telah sesuai
dengan syarat-syarat perencanaan dan peraturan angka keamanan, serta
efisiensi. Bila telah memenuhi, maka dapat diteruskan ke tahap
penggambaran. Bila tidak memenuhi harus melakukan re-design.
6. Output Gambar AutoCAD
Penuangan analisa dan perhitungan ke dalam gambar yang
representatif
7. Kesimpulan
3.3 Peraturan
Peraturan yang digunakan dalam perencanaan adalah Standar ASCE
yang berbasis AISC-LRFD, LRFD (Load and Resistance Factor Design),
PPIUG (Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung) 1983, SNI 03
1729 2002 dan SNI 03 1726 - 2002.
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
27
3.4 Pembebanan
Pembebanan struktur meliputi:
3.4.1 Beban mati (PPIUG 1983 bab 2)
Beban mati terdiri atas :
1. Berat sendiri dari bahan-bahan bangunan penting dan dari beberapa
komponen gedung yang harus ditinjau di dalam menentukan beban mati
dari suatu gedung, harus diambil menurut Tabel L.1 (terlampir).
2. Apabila dengan bahan bangunan setempat diperoleh berat sendiri yang
menyimpang lebih dari 10% terhadap nilai-nilai yang tercantum dalam
Tabel L.1, maka berat sendiri tersebut harus ditentukan tersendiri dengan
memperhitungkan kelembaban setempat, dan nilai yang ditentukan ini
harus dianggap sebagai pengganti dari nilai yang tercantum dalam Tabel
L.1 (terlampir) itu. Penyimpangan ini dapat terjadi terutama pada pasir
(antara lain pasir besi), koral (antara lain koral kwarsa), batu pecah, batu
alam, batu bata, genting, dan beberapa jenis kayu.
3. Berat sendiri dari bahan bangunan dan dari komponen gedung yang
tidak tercantum dalam Tabel L.1 (terlampir) harus ditentukan tersendiri.
3.4.2 Beban hidup (PPIUG 1983 bab 3)
Beban hidup terdiri dari beban yang diakibatkan oleh pemakaian
gedung dan tidak termasuk beban mati, beban konstruksi dan beban akibat
fenomena alam (lingkungan).
3.4.3 Beban gempa (SNI 03 1726 2002 Pasal 6.1.2)
Perhitungan beban gempa dengan analisa beban dinamis.
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
28
Gaya geser dasar rencana total (V), ditetapkan sebagai berikut
(SNI 03-1726-2002 Pasal 6.1.2):
tWRICV = 1 (3.1)
T1 = 0.085 (hn)3/4 (3.2)
Gaya geser dasar rencana total (V), tidak lebih besar daripada nilai berikut
(SNI 03-1729-2002 Pasal 15.2-2):
tamaks WRxIxC
VV =5,2
(3.3)
dimana :
V = Gaya geser dasar Nominal statik ekivalen (N)
Vmaks = Gaya geser dasar rencana maksimum (N)
R = Faktor reduksi gempa (Tabel L.2)
T = Waktu getar alami struktur (detik)
Wt = Berat total struktur (N)
I = Faktor kepentingan struktur yang ditetapkan oleh ketentuan
yang berlaku dalam butir 3.1 dan 3.2
C = Faktor respon gempa yang didapat dari spectrum respons
gempa rencana menurut gambar yang terdapat pada lampiran
Gambar G.1 (terlampir)
Ca = Koefisien percepatan gempa yang ditetapkan oleh ketentuan
dalam butir 3.1 dan 3.2
hn = Tinggi total struktur.
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
29
Pembatasan waktu getar alami fundamental (SNI 03 1726 2002 Pasal
5.6 )
T1 < V n
dimana :
V = Koefisien untuk wilayah gempa tempat struktur gedung
berada. Tercantum dalam Tabel L.3 (terlampir)
n = Jumlah tingkat.
Berat total struktur Wt ditetapkan sebagai jumlah dari beban beban
berikut ini :
1. Beban mati total dari struktur bangunan.
2. Bila digunakan dinding pertisi pada perencanaan lantai maka harus
diperhitungkan tambahan sebesar 0,5 Kpa
3. Pada gedung-gedung dan tempat-tempat penyimpanan barang maka
sekurang-kurangnya 25% dari beban hidup rencana harus
diperhitungkan.
4. Beban total dari seluruh peralatan dalam struktur bangunan harus
diperhitungkan.
3.4.4 Beban Angin (PPIUG 1983 Bab 4)
Beban angin dihitung sebagai berikut :
2
16Vp =
(3.4)
dimana :
p = Desain tekanan angin (kg/m3)
V = Kecepatan angin (m/dtk)
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
30
3.5 Kombinasi Pembebanan (SNI 03 1729 2002 Pasal 6.2.2 )
Pembebanan struktur baja harus mampu memikul semua kombinasi
pembebanan di bawah ini :
1. 1.4D
2. 1.2D + 1.6L + 0,5 (La atau H)
3. 1.2D + 1,6 (La atau H) + (L L atau 0.8W)
4. 1.2D + 1.3W + L L + 0,5 (La atau H)
5. 1.2D + 1,0E + L L
6. 0.9D (1.3W atau 1,0E)
dimana :
D = Beban Mati yang diakibatkan oleh berat konstruksi hermanen,
termasuk dinding, lantai, atap, plafon, partisi tetap, tangga, dan
peralatan layan tetap.
L = Beban Hidup yang ditimbulkan oleh penggunaan gedung,
termasuk kejut, tetapi tidak termasuk beban lingkungan seperti
angin, hujan, dan lain-lain.
La = Beban Hidup di atap yang ditimbulkan selama perawatan oleh
pekerja, peralatan, dan material, atau selama penggunaan biasa
oleh orang dan benda bergerak.
W = Beban Angin
E = Beban Gempa, yang ditentukn menurut SNI 03 1726 2002,
atau penggantinya.
H = Beban Hujan, tidak termasuk diakibatkan oleh genangan air
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
31
3.6 Batasan Story Drift
Pada LRFD pasal 15.4.1 disebutkan drift dihitung berdasarkan respons
simpangan inelastic maximum (m).
m = 0.7 R s (3.5)
dimana:
R = faktor reduksi gempa. ( lihat lampiran tabel L.2 )
s = respons statis simpangan elastis.
Displacement (LRFD pasal 15.4.2) terjadi ketika struktur dirancang
akibat gaya lateral. Pembatasan story drift didasarkan pada periode dasar
struktur, yaitu :
T 0.7 detik m 0.025h
T > 0.7 detik m 0.02h
dimana :
T = periode getar struktur.
h = beda tinggi antar lantai.
3.7 Kontrol Perhitungan Balok dan Kolom
3.7.1 Kontrol Perhitungan Balok Castellated
Kontrol Penampang (SNI 03 1729 - 2002 tabel 7.5 1)
Pelat sayap : ; Pelat badan :
f
f
t
b
2=l
wth
=l (3.6)
yf
p 170=l yf
p 1680=l
(3.7)
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
32
ryff
r-
=370l
yf
r 2550=l
(3.8)
Untuk memenuhi persyaratan penampang harus masuk pada kategori
penampang kompak.
Penampang kompak (SNI 03 1729 2002 Pasal 8.2.3)
Pll
Pn MM = Penampang tidak kompak (SNI 03 1729 2002 Pasal 8.2.4)
RP lll <
Pn MM = - ( )( )( )PR
PRP MM ll
ll-
--
(3.9)
Kontrol Tekuk Badan untuk profil Castellated (eq. 4.2ASCE journal page
3319)
Gambar 3.2 Dimensi Geometri Penampang Castellated Beam
a. w
f
ttd 2-
yf
1365 ;
w
f
ttd 2-
yf
1100
(3.10)
3.0 o
o
ha
Vm 32 Vp untuk balok non komposit dan balok komposit pada
momen negatif .
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
33
Vm 32 VP + Vc untuk balok komposit pada momen positif.
b. w
f
ttd 2-
fy
1365 ; w
f
ttd 2-
> yf
1100
(3.11)
2,2o
o
ha
Vm 0.45VP
dimana :
VP = fy tw d/ 3
Vc = Vpt (/ 1) 0 atau Vmt (sh) Vpt ; mana yang lebih kecil
c. Parameter Opening :
1. po = (ao/ho) + (6ho/d) tidak boleh lebih dari 5.6; untuk balok baja.
2. po = (ao/ho) + (6ho/d) tidak boleh lebih dari 6.0; untuk balok komposit.
Momen Lentur Nominal (eq. 3.2 ASCE journal page 3327)
nu MM f ( LRFD Pasal 8.1.1 )
Mn = Mp fy.DAs
+ eho
4; untuk balok non komposit (3.12)
dimana :
Mn = Kuat Momen Lentur Nominal Balok
DAs = ho x tw
ho = tinggi lubang
tw = ketebalan badan
e = eksentrisitas lubang untuk penampang non-komposit
fy = kuat leleh baja
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
34
Kontrol Kuat Geser (eq. 3.3a ASCE journal page 3317)
nu VV f Vn = S Vnt Untuk tee bawah dan atas :
3
6+
+n
m (3.13)
Vnt = 36+
+n
m Vpt Vpt (3.14)
dimana :
Vnt = kuat geser satu tee
Vpt = fy tw st / 3 = faktor reduksi
fy = kuat leleh baja
ao = panjang lubang
tw = tebal badan
st = tinggi tee
= aspek rasio tee = ao/st
bf = lebar sayap
Persamaan Interaksi Lentur dan Geser untuk Profil Castellated (eq. 3.1 ASCE
journal page 3317)
0,1
33
+
Vn
VuMnMu
ff (3.15)
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
35
3.7.2 Kontrol Perhitungan Kolom
Kontrol Penampang
Penampang tidak boleh termasuk dalam kategori penampang langsing :
Pelat sayap : ; Pelat badan :
l < rl l < rl
ff
tb2
1 (3.44)
3.8.1 Daerah Panel Hubungan Balok Kolom
3.8.1.1 Gaya Geser Rencana pada Daerah Panel
Berdasarkan SNI 03 1729 2002 pasal 15.7.2.3, Gaya geser berfaktor Vu
pada daerah panel ditentukan berdasarkan momen lentur balok sesuai dengan
kombinasi pembebanan 1,2DL + L + E dan 0,9DL + E. Namun Vu tidak perlu
melebihi gaya geser yang ditetapkan berdasarkan 0,8Ry. Mp dari balok balok yang merangka pada sayap kolom disambungan. Kuat geser rencana Vn panel
ditentukan menggunakan persamaan berikut :
Bila Nu 0,75Ny, = 0,6 1 + (3.45) Bila Nu > 0,75Ny, = 0,6 1 + 1,9 , (3.46) Keterangan :
tp adalah tebal total daerah panel, termasuk pelat pengganda
dc adalah tinggi keseluruhan penampang kolom
bcf ada lah lebar sayap kolom
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
41
db adalah tinggi bruto penampang balok
fy adalah tegangan leleh bahan baja pada daerah panel
Kapasitas aksial kolom :
0,75Ny = 0,75xAgxfy (3.45)
Kontrol gaya aksial kolom :
Nu > 0,75Ny , apabila hasilnya Nu < 0,75Ny maka digunakan rumus: = 0,6 1 + (3.45) 3.8.1.2 Gaya Geser yang Terjadi pada Daerah Panel
Gaya geser yang terjadi pada daerah panel pada daerah gempa tinggi
merupakan gaya geser akibat momen kapasitas balok dan kolom.
Perhitungan Momen pada balok dan kolom M = (1,1xRyxMp) Ry = 1,5 untuk fy < 300 Mpa Mp = Zxxfy Perhitungan Gaya Geser
T1 = C1 = (3.46)
T2 = C2 = (3.47)
Vk = (3.48)
Gaya geser daerah panel
V = T1 + C2 Vk (3.49)
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
42
Kontrol gaya geser pada daerah panel :
Gaya geser daerah panel harus memenuhi syarat > V . Apabila hasil perhitungan tidak memenuhi syarat atau < V , dimana kapasitas geser daerah panel tidak mencukupi maka perlu adanya penebalan pelat panel.
Besar penebalan pelat daerah panel adalah sebagai berikut :
t = xtp (3.50) 3.9 Sambungan
Dalam perencanaan sambungan harus disesuaikan dengan bentuk struktur agar
perilaku yang timbul nantinya tidak menimbulkan pengaruh-pengaruh buruk pada
bagian lainnya. Perencanaan sambungan harus memenuhi persyaratan sebagai
berikut:
Gaya-gaya dalam yang disalurkan berada dalam keseimbangan gaya-
gaya yang bekerja pada sambungan.
Deformasi sambungan masih berada dalam batas kemampuan deformasi
sambungan.
Sambungan dan komponen yang berdekatan harus mampu memikul
gaya-gaya yang bekerja.
3.9.1 Klasifikasi Sambungan :
Pada sambungan antar elemen digunakan jenis End Plate Connection adalah
sambungan yang dianggap memiliki kekakuan yang cukup untuk mempertahankan
sudut-sudut di antara komponen-komponen struktur yang akan disambung.
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
43
HBK Interior HBK Eksterior
Gambar 3.3 Sambungan pada Hubungan Balok Kolom
3.9.2 Sambungan Baut
Kuat Geser Rnv = x fv x Ab x m (3.51)
Kuat Tumpu Rnt = x 1.8 fy x db x tp (3.52)
Diambil mana yang lebih kecil nilainya
Jumlah Baut (n) = n
u
RVf
(3.53)
Kontrol Jarak Baut (SNI 03 1729 2002 Pasal 13.4)
Jarak tepi minimum = 1.5 x db
Jarak tepi maksimum = (4 tp + 100 mm) atau 200 mm
Rak minimum antar baut = 3 x db
Jarak maksimal antar baut = 15 x tp atau 200mm
3.9.3 Sambungan Las (SNI 03 1729 2002 Pasal 13.5.3.10)
Las sudut yang memikul gaya terfaktor per satuan panjang las, Ru, harus
memenuhi : Ru Rnw dengan,
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
44
f Rnw = 0,75tt (0,6 fuw ) (las) (3.54)
(SNI 03 1729 2002 Pasal 13.5-3a)
f Rnw = 0,75tt (0,6 fu ) (bahan dasar) (3.55)
(SNI 03 1729 2002 Pasal 13.5-3b)
f = 0,75 faktor reduksi kekuatan saat fraktur
dimana :
fuw = tegangan tarik putus logam las (MPa)
fu = tegangan tarik putus bahan dasar(MPa)
tt = tebal rencana las (mm)
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
45
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
46
halaman ini sengaja dikosongkan
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
45
BAB IV
PERENCANAAN STRUKTUR SEKUNDER
Perencanaan struktur sekunder meliputi struktur pelat atap balok anak, dan tangga.
4.1. Pelat Atap ( lantai 8 )
4.1.1. Beban Berguna ( Super Imposed Load ):
Beban berguna dalam tabel Perencanaan Praktis adalah jumlah beban hidup
dan beban-beban finishing lainnya.
1. Beban hidup : ( Menurut PPIUG 1983 )
Beban Lantai atap = 1000 N/m2
2. Beban Finishing:
Aspal = 2 cm x 14 = 280 N/m2
Plafon = 110 N/m2
Penggantung = 70 N/m2
Sanitasi = 200 N/m2
Plumbing = 100 N/m2
+
Maka, Beban Berguna = 1760 N/m2
Berdasarkan tabel Perencanaan Praktis ( Brosur Lysaght ) :
Direncanakan menggunakan bondex, tebal 0,75 mm untuk bentang menerus
dengan tulangan negatif.
Bentang = 2 m ( menggunakan 1 baris penyangga )
Tebal plat = 9 cm
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
46
Tul.Negatif = 1,67 cm2/m
4.1.2 Pembebanan Pelat Atap
1. Beban hidup :
Lantai atap (qL) = 1000 N/m2
2. Beban mati :
Berat pelat bondek = 101 N/m2
Berat beton = 0,09 x 2400 = 2160 N/m2
Aspal = 2 cm x 14 = 280 N/m2
Spesi (semen) = 2 cm x 21 = 420 N/m2
Plafon = 110 N/m2
Penggantung = 70 N/m2
Sanitasi = 200 N/m2
Plumbing = 100 N/m2
+
qD = 4441 N/m2
Kombinasi Pembebanan (qU) :
qU = 1,2qD + 1,6 qL
= 1,2(4441) + 1,6(100) = 6929,2 N/m2 = 6,929 kN/m2
3. Perencanaan Tulangan
Dipakai tulangan 8 (As = 0,5024 cm ) Jumlah tulangan yang dibutuhkan tiap 1 m :
= . = , , = 3,324buah 4buah
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
47
Jarak antar tulangan tarik per meter
= 10004 = 250 Jarak tul.vertikal ( decking ) = 20 mm
Jadi, dipasang tulangan (tarik) negatif 8-250
Gambar 4.1 Penulangan Bondek Atap
4.2. Pelat Lantai
4.2.1. Beban Berguna ( Super Imposed Load )
1. Beban hidup : ( Menurut PPIUG 1983 )
Beban Lantai Perkantoran (qL) = 2500 N/m2
2. Beban Finishing:
Tegel = 2 cm x 24 = 480 N/m2
Spesi = 2 cm x 21 = 420 N/m2
Plafon = 110 N/m2
Penggantung = 70 N/m2
Sanitasi = 200 N/m2
Plumbing = 100 N/m2
+
Maka, Beban berguna = 3880 N/m2
Berdasarkan tabel Perencanaan Praktis ( Brosur Lysaght ) :
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
48
Direncanakan menggunakan bondek, tebal 0,75 mm untuk bentang menerus
dengan tulangan negatif.
Bentang = 2 m ( menggunakan 1 baris penyangga )
Tebal plat = 11 cm
Tul.Negatif = 4,09 cm2/m
4.2.2 Pembebanan Pelat Lantai
1. Beban hidup :
Lantai Perkantoran (qL) = 2500 N/m2
2. Beban mati :
Berat pelat bondek = 101 N/m2
Berat beton = 0,11 x 2400 = 2640 N/m2
Tegel = 2 cm x 24 = 480 N/m2
Spesi = 2 cm x 21 = 420 N/m2
Plafon = 110 N/m2
Penggantung = 70 N/m2
Sanitasi = 200 N/m2
Plumbing = 100 N/m2
+
qD = 6621 N/m2
Kombinasi Pembebanan (qU) :
qU = 1,2qD + 1,6 qL
= 1,2(6621) + 1,6(2500) = 11945,2 N/m2 = 11,945 kN/m2
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
49
3. Perencanaan Tulangan
Dipakai tulangan 8 (As = 0,5024 cm ) Jumlah tulangan yang dibutuhkan tiap 1 m :
N = . = , , = 8,140buah 8buah
Jarak antar tulangan tarik per meter
S = 10004 = 125mm Jarak tul.vertikal ( decking ) = 20 mm
Jadi, dipasang tulangan (tarik) negatif tumpuan 8-125
Gambar 4.2 Penulangan Bondek Lantai
4.3. Perencaan Balok Anak
Balok anak berfungsi untuk membagi luasan lantai agar tidak terlalu lebar
sehingga kekakuannya lebih baik. Balok anak menumpu diatas dua tumpuan
sederhana.
4.3.1. Data Perencanaan Balok Anak Menggunakan Profil Castellated Beam :
Profil WF 200 x 100 x 5.5 x 8
Mutu baja BJ.41 , fy = 250 Mpa = 250000 kN/m2
W = 0,213 kg/m r = 11 mm
d = 200 mm Ix = 1840 cm4
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
50
tw = 5,5 mm = 60
bf = 100 mm Sx = 184 cm3
tf = 8 mm h = d 2(tf + r ) = 162 mm
Gambar 4.3 Pembebanan Balok lantai
4.3.1.1 Kontrol Penampang
Pelat Sayap
= = = 6.25 l = = = 10,75
< p Penampang Kompak (OK)
Pelat Badan
l = ht = 1625.5 = 29.45 l = 1680 f = 1680250 = 106,25
< p Penampang Kompak (OK)
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
51
4.3.2. Perhitungan Dimensi Profil Castellated
( Berdasarkan Jurnal Opened Web Expanded Beams and Girder )
Asumsi, K1 = 1,5
h = d (K1 1 )
= 200 ( 1,5 1 ) = 100 mm
dg = d + h = 200 + 100 = 300 mm
b = = , = 57.80 dt =
= ( ) 100 = 42 ho = 2h = 200 mm
e = 0,25 ho = 50 mm
ao = 2b + e = 165,6 mm
Gambar 4.4 Pot. Memanjang Castellated Beam
ao ho
dg
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
52
Gambar 4.5 Pot. Melintang Castellated Beam
Maka, profil wide flange menjadi profil Castellated dengan data-data sebagai
berikut :
dg = 300 mm = 200 mm tw = 5,5 mm ao = 165,6 mm
bf = 100 mm r = 11 mm
tf = 8 mm h = dg 2(tf + r ) = 262 mm
4.3.2.1. Mencari Ix dan Zx pada profil castellated
Momen inersia tanpa lubang
= 112 2 112 2 2 = 225000000 7.875 x 73560059
= 44612856 mm4
= 0,0004461 m4
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
53
= 4 + ( ) = 123750 + 194.5 x 292
= 344502 mm3
= 0,00345 m3
Momen inersia berlubang
= 112 2 112 2 2 112 ( 2 )
= 225000000 7.875 x 73560059 270569,376
= 44020152 mm4
= 0,0004402 m4
= 14 2 14 2 2 14 = 123750 + 194,5 x 292 - 55000
= 289502 mm3
= 0,002895 cm3
= = + 2
= 4461,2856 + 4402,01522 = 4431,65 = 0,0004431 Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
54
4.3.3. Pembebanan Tributary Area
Beban Segitiga
Penurunan rumus :
P = x b x qa
P = x b/2 x P = x P x b
Mmax = P1 x ( b/2 1/3 x b/2 )
= x P x B x ( b/3 )
= x ( 1/2 x b x qa ) x b x b/3
Meq max = 1/8 x qeq xb Mmax = Meq-max
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
55
1/24 x qa x b = 1/8 x qeq xb qeq = 1/3 x qa x b
qeq = 1/3 x qa x b
Beban Trapesium
P2 = P x ( Ly b ) / 2
Meq max = 1/8 x qeq x L Mmax = Meq max
qeq = 1/2 x qa x Lx ( 1 1/3 x L / L ) Perhitungan pembebanan balok anak menggunakan tributary trapesium :
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
56
1. Beban mati :
qDeq = 2 x x qa x Lx ( 1 1/3 x L / L ) = 2 x x 6,621 x 4 ( 1 1/3 x 2 / 4 ) = 4,15 kN/m
2. Beban hidup :
Lantai Perkantoran (Tabel 3.1 PPIUG 1983) = 250 kg/m2 = 2,5 kn/m2
qLeq = 2 x x qa x Lx ( 1 1/3 x L / L ) = 2 x x 2,5 x 4 ( 1 1/3 x 2 / 4 ) = 1,67 kN/m
Kombinasi Beban :
qU = 1,2qD x 1,6qL
= (1,2 x (4,15 + 0,213)) + (1,6 x 1,67)
= 5,23 + 2,67
= 7,89 kNm
Mu = x qu x L2 = x 7,89 x (4)2
= 15,79 kNm
Vu = x qu x L = x 7,89 x 4
= 15,79 kNm
4.3.4 Kontrol Penampang :
Pelat Sayap
l = b2t = 1002x8 = 10016 = 6,25 Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
57
l = 170 f = 170250 = 10,75 < p Penampang Kompak (OK)
Pelat Badan ( ketika solid )
l = ht = 2005,5 = 36,36 l = 1680 f = 1680250 = 106,25
< p Penampang Kompak (OK)
Dari kombinasi pembebanan didapat,
Mu = 15,79 kNm
Karena penampang kompak, maka : Mn = Mp
Mn = fy x Zx
= 250000 x 0,002895
= 723,75 kNm
Mn = 0,9 x 723,75
= 651,375 kNm
Mn Mu
651,375 kNm 15,79 kNm (OK)
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
58
Pelat Badan ( ketika berlubang )
l = dTt = 428 = 5,25 l = 170 f = 170250 = 10,75 l = 370 f f = 370250 70 = 27,57
Didapat, < p Penampang Kompak (OK)
Karena penampang kompak, maka :
As = ho x tw
= 20 x 0,55
= 11 cm2 = 0,011 m2
Momen Lentur Nominal (berdasarkan ASCE Journal of Structural Engineering
Vol.118, No.12 page 3327)
Mn = M f xAs( + e) = 723,75 250 x 0,011 ( + 50) = 448 kNmm = 0,448 kNm
Mn = 0,9 x 0,448 kNm
= 0,403 kNm
Mn Mu
0,403 kNm 15,79 kNm (OK)
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
59
Kontrol Kuat Geser :
= , = 51,63 = = 86,33 = = 69,57
Kontrol Tekuk Badan (berdasarkan ASCE Journal of Structural Engineering
Vol.118, No.12 page 3319)
51,63 86,33 . 51,63 69,57. . . . ao = 165,6 mm
ho = 200 mm ah = 165,6200 = 0,82 3,0 V = f xt x d3 = 250x5,5x17,32 = 23,815N = 0,238 kN P = ah + 6hd = 165,6200 + 1200300 = 4,82 5,6 ( nilai 5,6 adalah untuk balok baja non komposit )
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
60
Untuk tee atas dan bawah :
V = f xt xdt3 = 250x5,5x423 = 33341,98N = 333,42kN = 0
v = ad = 165,642 = 3,94 6 + v + 3 = 0,43 1,0 V = 6 + v + 3V = 0,43 x 333,42
= 143,37 kN
Vnt Vpt 143,37 kn 333,42 ......(OK)
Vn = Vnt = 2 x Vnt = 666,83 kN
Vn = Vnt = 0,9 x Vn = 0,9 x 666,83
= 600,16 kN
Vn Vu
600,16 kN 15,79 kN ........ OK
4.3.5 Persamaan Interaksi :
MM + VV 1,0
= 157982527602,5 + 1579,8260015,56 1,0 Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
61
= 0,059 1,0 ...... OK
4.3.6 Kontrol Jarak Antar Lubang :
S = 2 (b+e) = 2 (57,8 + 50) = 215,6 mm
S ho
215,6 mm 200 mm ........ OK
S ao 215 165,6 , ,
21,5 cm 1,59 cm ....................... OK
4.3.7 Kontrol Lendutan
cm 1,11360400
360Lf ===
( )OK! ............ cm 1,11f0,23
4431,65102400)67,115,4(
3845
IELqq
3845f
6
4rata-ratax
4Ld
==
+
=
+
=
Jadi, Profil Balok Anak dipakai Castellated Beam 300 x 100 x 5,5 x 8
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
62
4.4 Perencanaan Tangga
Gambar 4.6 Denah Tangga
Gambar 4.7 Potongan Tangga
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
63
4.4.1. Data data Perencanaan Tangga :
Tanjakan (t) = 18 cm
Lebar injakan (i) = 30 cm
Tebal plat anak tangga = 3 mm
Tebal plat bordes = 6 mm
Lebar bordes = 150 cm
Lebar tangga = 120 cm
Tinggi per lantai = 400 cm
Tinggi Bordes = 200 cm
Sudut kemiringan () = arc tan (20/30) = 34
Syarat sudut kemiringan : 25 40 = 25 27 40
Syarat perencanaan tangga :
60 cm 2t + i 65 cm
60 cm (2 x t) + 30 65 cm
(2 x 18) + 30 = 60 cm
66 cm 65 cm .....( OK )
Jumlah antrid = 20018
= 11 buah Jumlah oprid = 11 - 1 = 10 buah
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
64
4.4.2. Pelat Anak Tangga :
Gambar 4.8 Tampak Anak Tangga
4.4.2.1. Pembebanan plat anak tangga :
1. Beban mati :
Berat sendiri baja = 78500 N/m
Tebal pelat = 3 mm = 0,003 m
Lebar tangga = 1,20 m
+
qD = 78500 x 0,003 x 1,20
= 283 N/m = 0,283 kN/m
2. Beban hidup :
Tangga (Tabel 3.1 PPIUG 1983) = 300 kg/m2 = 3 kN/m2
qL = 0,3 x 3= 0,9 kN/m
Kombinasi Beban :
qU = 1,2qD + 1,6qL
= (1,2 x 0,283) + (1,6 x 0,9)
= 1,78 kN/m
Mu = x qu x L2 = x 1,78 x (0,6)2
= 0,8 kNm
Profil siku 45x45x5
60 cm 30 cm
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
65
Zx = x b x h2 = x 220 x (0,3)2
= 4,95 cm3 = 0,0000495 m3
Mn = fy x Zx = 250000 x 0,0000495
= 12,375 kNm
Mn = 0,9 x 12,375
=11,14 kNm
Mn Mu
11,14 knm 0,8 knm........ OK
4.4.2.2. Kontrol Lendutan
fijin= L360 = 60360 =0,16cm Ix= 112 bh3= 112 x220x0,33=0,495cm4 f= 5384 x (qD+qL)L4ExIx = 5384 x (0,283+0,9)6042000000x0,49 =0,0769
f < fijin 0,0769 < 0,16....... (OK)
4.4.3. Pengaku Pelat Anak Tangga
Direncanakan memakai profil siku L 50 x 50 x 6
Mutu baja , fy = 250 Mpa = 250 N/mm2 = 250000 kN/m2
h = b = 45 mm t = 6 mm
w = 0,047 kN/m Ix = 13,1257 cm4 = 0,000001313 m4
Zx = 6,7015 cm3 =0,000067 m3
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
66
4.4.3.1. Pembebanan
1. Beban Mati (1/2 lebar injakan)
Tebal pelat = 3mm = 0,003 m
Berat pelat = 7850 x 0,003 x 0,150 = 47,1 N/m
Berat profil = 44,7 N/m
+
= 91,8 N/m
Alat Penyambung 10% = 9,18 N/m
+
qD = 100,098 N/m
Kombinasi pembebanan :
VD = x qD x L = x 0,1 x 6
= 0,3 kN
MD = x qD x L2 = x 0,1 x (6)2
= 0,45 kN
2. Beban Hidup
Beban Hidup Terpusat
Beban hidup pada anak tangga adalah sebagai berikut :
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
67
a. Kondisi Beban Terpusat
Gambar 4.9 Distribusi Beban Hidup Terpusat (Kondisi 1)
P1 = 1000 N
VL (terpusat) = (2 x P1)/2
= ( 2 x 1000 )/2
= 1000 N
ML (terpusat) = Mmax (terpusat)
= x P1 x L
= x 1000 x 0,6
= 150 Nm
Beban Hidup Terbagi Rata
qL = 3 x 0,15 = 0,45 kN/m
VL (terbagi rata) = 1/2 x qL x L
= 1/2 x 0,45 x 0,6
= 0,135 kN
ML (terbagi rata) = Mmax (terbagi rata)
= 1/8 x qL x L2
= 1/8 x 0,45 x (0,6)2
= 0,02 kN
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
68
Sehingga :
qu = 1,2qD + 1,6qL
= (1,2 x 1) + (1,6 x 0,45)
= 1,92 kN/m
Vu = 1,2VD + 1,6VL
= (1,2 x 0,3) + (1,6 x 0,135)
= 0,576 kN
Mu = 1,2MD + 1,6ML
= (1,2 x 0,45) + (1,6 x 0,02)
= 0,572 kNm
4.4.3.2. Kontrol Lendutan
fijin=
L360
=0,6360
=0,00167 f = 5384 x (qD + qL)LExI = 5384 x (1 + 0,45)0,62000000x0,000001313
= 0,000932 cm < fijin = 0,00167 .....(OK)
4.4.3.3. Kontrol Penampang Profil
Pelat Sayap
l = bt = 506 = 8,33 l = 170 f = 170250 = 10,75 < p Penampang Kompak (OK)
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
69
Karena penampang kompak, maka :
Mn = Mp
Mn = fy x Zx = 250000 x 0,000067
= 16,75 kNm
Mp = 0,9 x 16,75
= 15,075 kNm
Mp Mu
15,075 kNm 0,572 kNm......... OK
4.4.3.4. Kontrol Kuat Geser
ht = 456 = 7,5 ht
1100 fy ( plastis) 1100 f = 1100250 = 69,57 Vn = 0,6 x fy x Aw
= 0,6 x 250 x ( 5 x 0,6 + 5 x 0,6 )
= 9000 N = 9 kN
Vn = 0,9 x 9
= 8,1 kN
Vn Vu
8,1 kN 0,576 kN......... OK
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
70
4.4.4. Pelat Bordes
Pelat bordes menggunakan pelat baja t = 3 mm. b = 1000 mm
Mutu baja BJ 37
fy = 240 Mpa = 240 N/mm2
fu = 370 Mpa = 370 N/mm2
Sx = 1/6 x b x t2
= 1/6 x 1000 x 32 = 1500 mm3
4.4.4.1 Pelat Bondek
1. Beban Hidup ( tabel 3.1 PPIUG 1983 )
Beban hidup bordes (qL) = 300 kg/m2 = 3 kN/m2
2. Beban Mati
Berat sendri baja = 7850 kg/m3 = 78,5 kN/m3
Berat sendiri pelat bordes = 78,5 x 0,003 x 1 = 0,236 kN/m
qU = 1,2qD + 1,6qL
= (1,2 x 0,236) + (1,6 x 3)
= 0,2832 x 4,8
= 1,359 kN/m
Mu = 1/8 x qU x L2
= 1/8 x 1,359 x 0,62
= 0,0611 kNm
Mn = fy x Sx
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
71
= 240 x 1500
= 360000 Nmm = 0,36 kNm
Mn = 0,9 x Mn
= 0,9 x 0,36
= 0,324 kNm
Mn Mu
0,324 kNm 0,0611 kNm......... OK
4.4.5. Balok Tangga
Direncanakan :
WF 200 x 100 x 5,5 x 8
Mutu baja , fy = 250 Mpa =250 N/mm2 = 250000 kN/m2
w = 21,3 kg/m r = 11 mm
d = 200 mm Ix = 1840 cm4
tw = 5,5 mm Zx = 200 cm3
bf = 100 mm = 60
tf = 8 mm Sx = 184 cm3
iy = 2,22 cm Ag = 27,16 cm2
h = d 2(tf + r ) = 162 mm
4.4.5.1 Pembebanan
a. Pada Tangga
1. Beban mati :
Berat pelat = (78500 x 0,6 x 0,004 ) = 188,4 N/m
Berat profil siku = ( 44,7 x 0,6 x 0,3 ) = 8,05 N/m
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
72
Berat profil WF = Wcos
= 213cos 34
= 256,9 N/m
+
= 521,85 N/m
Alat penyambung 10% = 521,85 N/m
+
qD = 574,03 N/m
2. Beban hidup :
qL = 0,6 x 3 = 1,8 kN/m
qU1 = 1,2qD + 1,6qL
= (1,2 x 0,574) + (1,6 x 1,8)
= 3,568 kN/m
a. Pada Bordes
1. Beban mati :
Berat pelat bordes = 4239 N/m
Berat profil balok tangga = 213 N/m
+
= 4452 N/m
Alat penyambung 10% = 445,2 N/m
+
qD = 4897,2 N/m
2. Beban hidup :
qL = 0,6 x 3 = 1,8 kN/m
qU2 = 1,2qD + 1,6qL
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
73
= (1,2 x 4,897) + (1,6 x 1,8)
= 10,677 kN/m
Gambar 4.11 Distribusi Beban Tangga
MA = - RB (4,5) + qu1(3)(1,5) + qu2 (1,5)(3,75) = 0
R = 3,568(4,5) + 10,677(5,625)4,5 = 16,91kN MB = RA (4,5) - qu1(3)(3) - qu2 (1,5)(0,75) = 0
R = 3,568(9) + 10,677(1,125)4,5 = 9,8kN V = RA + RB - qu1(3) - qu2 (1,5)
= 9,8 + 16,91 - 10,71 - 16
= 0 .......OK
Momen maksimum pada bentang A-C adalah :
MX = RAX qu1 X2
= 1860,28 X ( x 1067,664 X2) Momen maksimum terjadi bila = 0 1860,28 1067,664 X = 0
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
74
X = , , = 1,74 Mmax = 18,60 (1,74) ( x 10,68 (1,74)2) = 16,21 kNm
Momen maksimum pada bentang B-C adalah :
Momen maksimum terletak pada titil C ( X= 1,5 dari kanan)
MC KANAN = RBX qu2 X2
= 16,91 (1,5) ( x 10,667 (1,5)2)
= 13,36 kNm
MC KIRI = RAX qu1 X2
= 9,8 (3) ( x 3,568 (3)2)
= 13,36 kNm
MC KANAN = MC KIRI = 13,36 kNm
Gaya lintang pada bentang A-C adalah :
X = 0 m
DA = RA x cos 34
= 9,8 x cos 34 = 81,24 kN
X = 3 m
DC KIRI = RA x cos34 qu1(LAC) x cos34
= 9,8 x cos34o (3,568 (3) x cos34)
= - 0,749 kN
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
75
Gaya lintang pada bentang B-C adalah :
DC KANAN = RB qu2(LCB)
= 16,91 (3,568(1,5))
= 11,558 kN
X = 4,5 m
DBMAX = RB = 16,91 kN
Gaya lintang pada bentang B-C adalah :
NA = -RA x sin 34
= 9,8 x sin 34 = 54,8 kN
NC KIRI = -RA x sin 34 + qu1(LAC) x sin 34
= -9,8 x sin 34 + (3,568(3) x sin 34)
= 11,46 kN
DC KANAN-B = 0
4.4.5.2 Kontrol Penampang Profil
Pelat Sayap
l = b2t = 1002x8 = 10016 = 6,25
l = 170 f = 170250 = 10,75 < p Penampang Kompak (OK)
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
76
Pelat Badan
l = ht = 1625,5 = 29,5 l = 1680 f = 1680250 = 106,25 < p Penampang Kompak (OK)
4.4.5.3 Kontrol Tekuk Lateral
Lb = ( + ) = (15 + 30 ) = 33,5 cm
Lp = 1,76 iy = 1,76 x 2,22 = 110,512 cm
Lb < Lp = Bentang Pendek
Karena bentang pendek, maka :
Mn = Mp
Mn = fy x Zx = 250000 x 0,0002
= 50 kNm
Mn = 0,9 x 50
= 45 kNm
Mn Mu
45 kNm 20,63 kNm....... OK
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
77
4.5.4. Kontrol Kuat Geser
= , = 29,5
ht
1100 fy ( plastis) 1100 fy = 1100250 =69,57
Vn = 0,6 x fy x Aw
= 0,6 x 250000 x ( 0,005 x 0,162 )
= 121,5 kN
Vn = 0,9 x 121,5
= 109,35 kN
Vn Vu
109,35 kn 26,71 kn................ OK
4.4.5.5. Kontrol Interaksi Tekan dan Lentur
L = 3002 + 2002 = 360,55 cm
kc = 1 ( sendi-sendi )
= = 1 335,41 2,22 25002000000
= 1,68 c 1,2
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
78
= 1,25 c2 = 3,53
Pn = ( Ag x fy )/ = (0,2716 x 250000 ) / 3,53
= 192,35 kN
Pn = 0,9 x Pn = 0,9 x 192,35 = 173,11 kN = , , = 0,1 < 0,2 maka, = 0,1
..2
++
ny
uy
nx
ux
n
u
MbM
MbM
PP
fff
0,1
450006,2519
192,35220,76
+=
x
= 0,60 1,0 ................. OK
4.4.5.6. Kontrol Lendutan
fijin=
L360
=360,55
360= 1 cm
f = 5384
x (qD qL)L4ExIx
= 5384
x(489700 + 180)360,554
2000000x1840 = 0,14 cm < fijin = 1......(OK)
Jadi,Profil Balok tangga dipakai : WF 200 x 100 x 5,5 x 8
4.5. Perencanaan Balok Lift
Perencanaan balok lift meliputi balok-balok yang berkaitan dengan ruang
mesin lift, yaitu yang terdiri dari balok penumpu dan balok penggantung lift.
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
79
Untuk lift pada bangunan ini menggunakan lift yang diproduksi oleh PT.
Hyundai Elevator CO., LTD, dengan data-data sebagai berikut :
Type lift : Office Elevator
Merk : Hyundai
Kapasitas : 6 orang ( 450 kg )
Lebar pintu ( opening width ) : 800 mm
Dimensi sangkar ( car size ) : Inside 850 x 1400 mm
Outside 1060 x 1460 mm
Dimensi ruang luncur : 1400 x 2200 mm
Dimensi ruang mesin : 2600 x 2900 mm
Beban reaksi ruang mesin : R1 = 3750kg(Beratmesinpenggerak + bebankereta + perlengkapan) R2 = 2600kg(Beratbandulpemberat + perlengkapan) 4.5.1 Balok Penggantung Lift
1. Beban yang bekerja pada balok penumpu
Beban yang bekerja merupakan beban akibat dari mesin penggerak lift +
berat kereta dari mesin luncur + perlengkapan, juga akibat bandul pemberat +
perlengkapan.
2. Koefisien kejut beban hidup oleh keran
Pasal 3.3.(3) PPIUG 1983 menyatakan bahwa beban keran yang membebani
struktur pemikulnya terdiri dari berat sendiri keran ditambah muatan yang
diangkatnya, dalam kedudukan keran induk dan keran angkat yang paling
menentukan bagi struktur yang ditinjau. Sebagai beban rencana harus diambil
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
80
beban keran tersebut dengan mengalikannya dengan suatu koefisien kejut
yang ditentukan dengan rumus berikut :
= ( 1 + k1 x k2 x V ) 1,15
Dimana :
= koefisien kejut yang nilainya tidak boleh diambil kurang dari 1,15.
V = kecepatan angkat maksimum dalam m.det pada pengangkatan
muatan maksimim dalam kedudukan keran induk dan keran angkat
yang paling menentukan bagi struktur yang ditinjau dan nilainya
tidak perlu diambil lebih dari 1,00 m/det.
k1 = koefisien yang bergantung pada kekakuan struktur keran induk,
yang untuk keran induk dengan struktur rangka, pada umumnya
nilainya dapat diambil sebesar 0,6.
K2 = koefisien yang bergantung pada sifat mesin angkat dari keran
angkatnya dan diambil sebesar 1,3.
Jadi, beban yang bekerja pada balok adalah :
P = R x
= (37,50 + 26 ) x ( 1 + 0,6 x 1,3 x 1 )
= 113,03 kN ( beban terpusat lift )
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
81
Gambar 4.13 Denah Lift
4.5.1.1 Data-data Perencanaan
Direncanakan :
WF 200 x 100 x 5,5 x 8
Mutu baja BJ 41 , fy = 250 Mpa = 250 N/mm2 = 250000 kN/m2
w = 21,3 kg/m r = 11 mm
d = 200 mm Ix = 1840 cm4
tw = 5,5 mm Zx = 200 cm3
bf = 100 mm = 60
tf = 8 mm Sx = 184 cm3
iy = 2,22 cm Ag = 27,16 cm2
h = d 2(tf + r ) = 162 mm
Panjang balok penggantung (L) = 0,95 m
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
82
4.5.1.2 Pembebanan Balok Penggantung Lift
1. Beban mati :
Berat profil = 213 N/m
Berat bondek = 101 x (1/2 x 1,25) = 63,13 N/m
Beton = 0,09 x 24000 x 0,625 = 1350 N/m
+
= 1626,13 N/m
Penggantung 10% = 162,6 N/m
+
qD = 1788,73 N/m
2. Beban hidup :
(Tabel 3.1 PPIUG 1983)
Beban hidup pada atap = 1000 N/m2
qL = x 1,25 x 1000 = 625 N/m
Kombinasi Beban :
P = 113,03 kN
qu = 1,2qD + 1,6qL
= (1,2 x 1,79) + (1,6 x 0,625) = 2,78 kN/m
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
83
Dari persamaan didapat MB = 97,5 kN
Va = Vb = x 56,51 kN = 28,25 kN MMAX = (
x 56,51 x 0,95) + ( x 2,79 x 0,95 ) = 13,42 + 0,63 = 14,05 kNm
4.5.1.3 Kontrol Penampang
Pelat Sayap
l = bf2tf
= 1002x8 = 10016 = 6,25
l p = 170 fy = 170250 = 10,75 < p Penampang Kompak (OK)
Pelat Badan
l = htw
= 1625,5 = 29,45 l p = 1 fy = 1 250 = 67,98
< p Penampang Kompak (OK)
Dari kombinasi pembebanan didapat,
Mu = 13,42 kNm
Karena penampang kompak, maka : Mn = Mp
Mn = Fy x Zx
= 250000 x 0,0002 = 50 kNm
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
84
Mn = 0,9 x 50
= 45 kNm
Mn Mu
45 kNm 13,42 kNm ......... OK
4.5.1.4 Kontrol Kuat Geser
l = = , = 29,45 l p = 1100 fy = 1100250 = 69,57 h
tw 1100 fy = Plastis
Vn = 0,6 x Fy x Aw
= 0,6 x 250000 x (0,05 x 0,2)
= 150 kN
Vn = 0,9 x 150 = 135 kN
Vn Vu
135 kN 28,25 kN ..... OK
4.5.1.5 Kontrol Lendutan
cm 0,53360190
360Lf ===
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
85
( )OK ............ 0,53f0,26
18401020,95412,
3845
IEL)q(q
3845f
6
4x
4Ld
==
=
+
=
Jadi, Profil Balok Penggantung Lift dipakai Profil WF 200 x 100 x 5,5 x 8
4.5.2 Balok Penumpu Lift
4.5.2.1 Data-data Perencanaan
Direncanakan : Profil WF 200 x 150 x 6 x 9
Mutu baja BJ 41 , fy = 250 Mpa = 250 N/mm2 = 250000 kN/m2
W = 30,6 kg/m r = 13 mm
d = 200 mm Ix = 2690 cm4
tw = 6 mm Zx = 296 cm3
bf = 150 mm Sx = 277 cm3
tf = 9 mm
h = d 2(tf + r )
= 200-2(9+13) = 15 mm
Panjang balok penumpu (L) = 1,45 m
4.5.2.2 Pembebanan Penumpu Lift
Beban reaksi perletakan balok penggantung lift
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
86
Va = Vb = x 56,52 x 2
= 56,52 kN
Vu = 56,51 kN
Ma = 0
M1= M3 = 56,52 x 0,75
= 42,38 kNm
M2 = 56,52 (0,75 + 0,25) 56,52 x 0,25
= 56,52 14,12
= 42,38 kNm
M max = 42,38 kNm
4.5.2.3 Kontrol Penampang
Pelat Sayap
l = bf2tf
= 602x8
= 6016
= 3,75
l p = 170 fy = 170250 = 10,75 < p Penampang Kompak (OK)
Pelat Badan
l = ht = 916 = 15,17 l p = 1680 fy = 1680250 = 106,25
< p Penampang Kompak (OK)
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
87
Dari kombinasi pembebanan didapat,
Mu = 42,38 kNm
Karena penampang kompak, maka : Mn = Mp
Mn = Fy x Zx
= 250000 x 0,000296 = 74 kNm
Mn = 0,9 x 74
= 66 kNm
Mn Mu
66 kNm 42,38 kNm (OK)
4.5.2.4 Kontrol Kuat Geser
l = ht = 916 = 15,17 l p = 1100 fy = 1100250 = 69,57 htw 1100 fy PLASTIS
Vn = 0,6 x Fy x Aw
= 0,6 x 250000 x (0,006 x 0,2)
= 180 kN
Vn = 0,9 x 180 kN
= 162 kN
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
88
Vn Vu
162 kN 56,51 kN (OK)
4.5.2.5 Kontrol Lendutan
cm 0,0043601,45
360Lf ===
( )OK! ............ 59,0f0.25
26901021,4541,2
3845
IEL)q(q
3845f
6
4x
4Ld
==
=
+
=
Jadi, Profil Balok Penumpu Lift dipakai Profil WF 200 x 150 x 6 x 9
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
89
BAB V
PEMBEBANAN DAN ANALISA STRUKTUR PRIMER
5.1 Umum
Merencanakan beban gempa adalah bertujuan untuk mendapatkan beban
gempa yang sesuai dengan peraturan untuk dibebankan kedalam struktur gedung.
Beban gempa rencana dicek terhadap kontrol kontrol sesuai peraturan gempa yaitu
SNI 03-1726-2002, dimana kontrol kontrol tersebut terdiri dari kontrol nilai gaya
geser dasar (base shear), waktu getar alami fundamental (T), dan simpangan (drift).
5.2 Pembebanan
Untuk mendapatkan beban gempa yang sesuai dengan SNI 03-1726-2002,
maka terlebih dahulu dicek besarnya Vdinamis yang telah didapatkan dengan bantuan
program ETABS v9.7.1 dan membandingkan besaran Vdinamis tersebut dengan Vstatis
yang akan diperhitungkan di bawah ini sesuai dengan SNI 03-1726-2002 Ps.6.1, dan
nilai Vstatis ini harus dibagikan sepanjang tinggi struktur gedung ke masing masing
lantai sesuai SNI 03-1726-2002 Ps.6.1.2
5.2.1 Data Gedung
Data data gedung yang akan dibutuhkan dalam penghitungan Vstatis adalah
sebagai berikut,
- Mutu baja : BJ41
- Mutu beton ( fc ) : 25MPa
- Tinggi tipikal lantai : 4,25 m
- Tebal pelat bondek lantai 1 6 : 11 cm
- Tebal pelat bondek lantai atap : 9 cm
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
90
- Profil balok induk 1 : Castellated beam 675 x 200 x 9 x 14
- Profil balok induk 2 : Castellated beam 450 x 150 x 6,5 x 9
- Profil balok induk 3 : Castellated beam 225 x 75 x 5 x 7
- Profil balok anak : Castellated beam 300 x 100 x 5,5 x 8
- Profil balok tangga : WF 200 x 100 x 5,5 x 8
- Profil kolom king cross : King cross 800 x 300 x 14 x 26
- Profil kolom queen cross : King cross 800 x 300 x 14 x 26
- Wilayah gempa : WG6
- Kategori tanah : Tanah Lunak
- I ( Faktor keutamaan gedung ) : 1
Denah gedung terlampir.
5.2.2 Perhitungan Berat Struktur
Beban gravitasi berupa beban mati dan beban hidup yang bekerja di tiap lantai
atau atap.
a) Lantai 8 (Atap)
Kolom king cross : 4 x 3697 x 29 = 428852 N
Kolom queen cross : 4 x 2774 x 29 = 321784 N
Balok induk 1 : 2160 x 660 = 142560 N
Balok induk 2 : 122,35 x 367 = 26060 N
Balok induk 3 : 16,3 x 140 = 2282 N
Balok anak : 255,6 x 213 = 54443 N
Balok Penggantung lift : 4 x 213 = 852 N
Balok Penumpu lift : 4,35 x 306 = 1330 N
Pelat bondek : 915,92 x 101 = 92508 N
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
91
Pelat beton : 915,92 x 0,11 x 24000 = 418029 N
Dinding : 43 x 4 x 2500 = 376250 N
Penggantung : 915,92 x 70 = 64114 N
Plafond : 915,92 x 110 = 100750 N
Aspal t = 1 cm : 915,92 x 240 = 219820 N
Spesi t = 2 cm : 915,92 x 210 x 2 = 384686 N
Plumbing : 915,92 x 100 = 91592 N
Pipa + ducting : 915,92 x 200 = 91592 N
Wd8 = 2117504 N
Dan beban hidup yang bekerja pada lantai tersebut adalah,
Beban hidup : = 915,92 x 250 = 228980 Kg = 2289800 N
Wl8 : = 228980 Kg = 2289800 N
Menurut PPIUG Ps.3.5 bahwa beban hidup dapat direduksi untuk komponen
struktur yang menumpu bebrapa lantai tingkat, maka beban hidup diatas dapat
direduksi dikalikan dengan koefisien reduksi untuk beban hidup sebesar 0,6 untuk
gedung yang berfungsi sebagai perkantoran menurut PPIUG Ps.3.5 Tabel 3.3.
Sehingga setelah dikalikan faktor reduksi tersebut , maka total beban hidup (Wl1)
menjadi,
Wl8 = 0,3 x Wl3
= 0,3 x 228980
= 68694 Kg = 686940 N
Sehingga berat total lantai 8 menjadi,
Wt8 = Wd8 + Wl8
= 211750,4 + 68694 = 280444,4 Kg = 2804444 N
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
92
b) Lantai 3-7
Kolom king cross : 4 x 3697 x 29 = 428852 N
Kolom queen cross : 4 x 2774 x 29 = 321784 N
Balok induk 1 : 216 x 660 = 142560 N
Balok induk 2 : 116,35 x 367 = 24783 N
Balok induk 3 : 16,3 x 140 = 2282 N
Balok anak : 255,6 x 213 = 54443 N
Balok tangga : 18 x 213 = 3834 N
Pelat bondek : 915,92 x 101 = 92508 N
Pelat beton : 915,92 x 0,11 x 24000 = 2418029 N
Dinding : 188 x 3,325 x 2500 = 156275 N
Penggantung : 915,92 x 70 = 64114 N
Plafond : 915,92 x 110 = 100750 N
Tegel : 915,92 x 240 = 219820 N
Spesi t = 2 cm : 915,92 x 210 x 2 = 384686 N
Plumbing : 915,92 x 100 = 915920 N
Pipa + ducting : 915,92 x 200 = 915920 N
Wd3 = 6004389 N
Dan beban hidup yang bekerja pada lantai tersebut adalah,
Beban hidup : = 915,92 x 250 = 228980 Kg = 228980 N
Wl3 : = 228980 Kg = 2289800 N
Menurut PPIUG Ps.3.5 bahwa beban hidup dapat direduksi untuk komponen
struktur yang menumpu bebrapa lantai tingkat, maka beban hidup diatas dapat
direduksi dikalikan dengan koefisien reduksi untuk beban hidup sebesar 0,3 untuk
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
93
gedung yang berfungsi sebagai perkantoran menurut PPIUG Ps.3.5 Tabel 3.3.
Sehingga setelah dikalikan faktor reduksi tersebut , maka total beban hidup (Wl1)
menjadi,
Wl3 = 0,3 x Wl3
= 0,3 x 228980
= 68694 Kg = 686940 N
Sehingga berat total lantai 3-6
Wt3 = Wd3 + Wl3
= 600438,9 + 68694 = 669132,9 Kg = 6691329 N
c) Lantai 1-2
Kolom king cross : 4 x 3697 x 29 = 428852 N
Kolom queen cross : 4 x 2774 x 29 = 321784 N
Balok induk 1 : 216 x 660 = 142560 N
Balok induk 2 : 110,35 x 367 = 40498 N
Balok induk 3 : 16,3 x 140 = 2282 N
Balok anak : 249,6 x 213 = 53165 N
Balok tangga : 18 x 213 = 3834 N
Pelat bondek : 915,92 x 101 = 92508 N
Pelat beton : 915,92 x 0,11 x 24000 = 2418029 N
Dinding : 188 x 3,325 x 2500 = 1562750 N
Penggantung : 915,92 x 70 = 64114 N
Plafond : 915,92 x 110 = 100750 N
Tegel : 915,92 x 240 = 219820 N
Spesi t = 2 cm : 915,92 x 210 x 2 = 384686 N
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
94
Plumbing : 915,92 x 100 = 91592 N
Pipa + ducting : 915,92 x 200 = 91592 N
Wd1 = 6018816 N
Dan beban hidup yang bekerja pada lantai tersebut adalah,
Beban hidup : 915,92 x 250 = 228980 Kg = 2289800 N
Wl1 : 228980 Kg = 2289800 N
Menurut PPIUG Ps.3.5 bahwa beban hidup dapat direduksi untuk komponen
struktur yang menumpu bebrapa lantai tingkat, maka beban hidup diatas dapat
direduksi dikalikan dengan koefisien reduksi untuk beban hidup sebesar 0,6 untuk
gedung yang berfungsi sebagai perkantoran menurut PPIUG Ps.3.5 Tabel 3.3.
Sehingga setelah dikalikan faktor reduksi tersebut , maka total beban hidup (Wl1)
menjadi,
Wl1 = 0,3 x Wl1
= 0,3 x 228980
= 68694 Kg = 686940 N
Sehingga berat total lantai 1-2
Wt1 = Wd1 + Wl1
= 601881,6 + 69712,5 = 671594,1 Kg = 6715941 N
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
95
Ringkasan berat bangunan dinyatakan dalam Tabel 5.1 berikut ini :
Tabel 5.1 Berat Struktur per Lantai
Lantai Tinggi hx (m) Berat Lantai Wx
(N) Lantai 8 28 2804444 Lantai 7 24 6691329 Lantai 6 20 6691329 Lantai 5 16 6691329 Lantai 4 12 6691329 Lantai 3 8 6691329 Lantai 2 4 6715941 Lantai 1 0 6715941
5.3 Pembebanan Gempa Statik Ekivalen
5.3.1 Waktu Getar Alami
Menurut Ps. 5.6 SNI 03-1726-2002, untuk mencegah penggunaan struktur
gedung yang terlalu fleksibel, nilai waktu getar alami fundamental T1 struktur harus
dibatasi. Dengan rumus empiris Method A dari UBC section 1630.2.2, waktu getar
alamai gedung adalah :
Ct = 0,0853 (koefisien untuk bangunan sistem rangka pemikul momen baja)
Hn = 4 x 7 = 28 m (tinggi gedung dalam m, diukur dari taraf penjepitan)
Tempiris = Ct x = 0,0853 x 12,17
= 1,038 detik
Menurut Ps .5.6 tabel 8 SNI 03-1726-2002 untuk wilayah gempa, pembatasan waktu
getar alami adalah : = 0,15 (wilayah gempa 6) n = 7 (jumlah tingkat gedung yang ditinjau)
Hak Cipta milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
-
96
T = xn = 0,15 x 7
= 1,05 detik
Sehingga Tempiris = 1,038 detik < T= 1,05 detik.....OK!
5.3.2 Gaya Geser Dasar Nominal