PERENCANAAN ULANG STRUKTUR GEDUNG KAMPUS PWK-ITS SURABAYA

DENGAN METODE SISTEM RANGKA PEMIKUL MOMEN KHUSUS

Dosen Pembimbing :

NUR AHMAD HUSIN

NIP. 19720115.199802.1.001

YUSIANA INDA DEWINRP. 3109030063

LINDAWATI MARBUNNRP. 3109030084

LATAR BELAKANG

Berdasarkan SNI 03-1726-2002, wilayahSurabaya termasuk dalam zona gempa 2, yaituwilayah yang memiliki intensitas gempa biasa.Akan tetapi dalam Proyek Akhir ini, gedungAkan tetapi dalam Proyek Akhir ini, gedungakan direncanakan ulang pada daerah zonagempa 6. Sehingga analisis strukturbangunannya menggunakan metode SistemRangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK).

PERUMUSAN MASALAH

• Bagaimanakah perencanaan struktur gedungkampus dengan Sistem Rangka PemikulMomen Khusus.

• Bagaimanacara penentuankebutuhanjumlah• Bagaimanacara penentuankebutuhanjumlahtulangan lentur, aksial, geser, dan torsi yangdiperlukan sebagai penguat pada elemen-elemen strukturnya.

• Bagaimana merencanakan pondasi tiangpancang.

BATASAN MASALAH

• Perencanaan dan perhitungan bangunan atas meliputi :� Struktur Sekunder : Atap baja, Pelat, dan Tangga� Struktur Primer : Balok dan Kolom� Struktur Bawah : Sloof, Pondasi, dan Tiang pancang

• Analisa Struktur :� MenggunakanmetodeSistemRangkaPemikulMomenKhusus(SRPMK).� MenggunakanmetodeSistemRangkaPemikulMomenKhusus(SRPMK).� Perhitungan gempa menggunakan metode Analisis Statik Ekuivalen.� Perhitungan mekanika struktur untuk mendapatkan gaya-gaya dalam bidang

(M, N, D) menggunakan program analisa struktur SAP 2000 versi 14.2.2.� Perencanaan struktur tidak memperhitungkan unsur arsitektur, bahan pelengkap

(shaft=terowongan sampah) dan utilitas.� Perencanaan ulang struktur ini tidak meninjau analisa biaya dan manajemen

konstruksi.

TUJUAN DAN MANFAAT

• TUJUAN� Untuk mengetahui bagaimana perencanaan struktur gedung kampus

dengan metode Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus.� Untuk mengetahui pendimensian struktur (balok, kolom, atap baja,

pelat, tangga, sloof, dan pondasi) menurutSNI 03-2847-2002.� Untuk mengetahui cara penentuan kebutuhan jumlah tulangan lentur,

aksial, geser, dan torsi yangdiperlukansebagaipenguatpadaelemen-aksial, geser, dan torsi yangdiperlukansebagaipenguatpadaelemen-elemen strukturnya.

• MANFAAT� Mendapatkan suatu desain bangunan gedung yang mampu menahan

gempa yang terjadi sehingga memberi rasa aman kepada penghuninya.� Meminimalkan kerusakan gedung yang terjadi akibat gempa.� Mendapatkan ilmu tentang memperhitungkan penulangan dengan

Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK).

DATA UMUM PROYEK

Gedung Kampus PWK-ITS yang terdiri dari 4 lantai dan luasbangunan ± 1946,88 m2 memiliki data proyek sebagai berikut:– Nama Proyek : Proyek Gedung Kampus PWK-ITS Surabaya

– PemilikProyek : ITS Surabaya– PemilikProyek : ITS Surabaya

– Lokasi Proyek : Kampus ITS, Sukolilo Surabaya

– Struktur Atas : Lantai 1 s/d 4 menggunakan konstruksi betonbertulang

– Struktur Bawah : Pondasi Tiang Pancang dengan kedalaman 16 m

– Struktur Atap : Konstruksi Baja

METODOLOGI

Analisis Struktur

Analisis Pembebanan

Beban Mati

-Beban Hidup

-Beban Gempa

-Beban Angin

Pengumpulan Data-Data

START

Permodelan Struktur

Preliminary

Analisis Gaya Dalam

Struktur Sekunder

Perhitungan Penulangan

Struktur Primer Struktur Bawah

Tidak Memenuhi

Gambar Rencana

Memenuhi

Cek Persyaratan

FINISH

Preliminary Balok & Kolom

Bentang balok dan fy

START

Bentang kolom, bentang balok, dan

dimensi balok

START

SNI 03-2847-2002 pasal 11.5.3, Tabel 8

• Balok Dua Tumpuan h = 16

l

• Balok Ujung Menerus h = 8

l

FINISH

dimensi balok

balok

balok

kolom

kolom

L

I

L

I ≥

FINISH

Hitung:

α1 = s

b

I

I

α = n∑+++ αααα321

A

Hitung:

÷

÷÷

−+

÷

÷÷

−+÷

+÷

−÷

÷÷

−+

=

h

tx

b

b

h

tx

b

b

h

t

h

t

h

tx

b

b

k

w

e

w

e

w

e

11

14641132

Ib = k x bw x 12

3h dan Ip = k x bs x 12

3t

Tebal Pelat

START

fc’, fy, tebal pelat rencana

Hitung:L αm =

n

n∑+++ αααα321

FINISH

Hitung tebal pelat berdasarkan:

2,0≤mα → pelat lantai 120mm, pelat atap 100mm,

0,22,0 <<m

α → t=)2,0(536

15008.0ln

−+

÷

+

m

fy

αβ≥ 120 mm

2≥m

α → t =β936

15008.0ln

+

÷

+ fy≥ 90 mm

A

n

n

S

L=β

fwel hbb 4+=

wwe hbb +=2

fwel hbb 8+=

wwe hbb 22+=

Dipakai be terkecil

Dipakai be terkecil

SNI 03-2847-2002 gambar 27

SNI 03-2847-2002 pasal 11.5.3

Penulangan Pelat

Pembebanan Pelat

Diketahui αm Rata-Rata

START

Perhitungan Gaya – Gaya Dalam

Tentukan type perletakkan pelat • αm ≤ 0,375 (Pelat tanpa balok tepi) • 1,875 > αm ≥ 0,375 (Pelat terjepit elastis) • αm ≥ 1,875 (Pelat terjepit penuh)

Hitung Spasi Tulangan

Batasan Spasi Tulangan ; S ≤ 2h

Hitung Kebutuhan tulangan susut + suhu

ρsusut = 0,002

As = ρsusut x b x t

A

Direncanakan fc,fy, Ø tulangan

Perhitungan Gaya – Gaya Dalam Mtx, Mty, Mlx, Mly (PBBI’71 pasal 13.3 ) • Terjepit Penuh (Tabel 13.3.1) • Terjepit Elastis ( Tabel 13.3.2)

Hitung:

�

+××=

fyfy

fcb

600

600'85.0 βρ

maxρ = 0.75 . bρ

� minρ = fy

4.1

� '.85,0 fc

fym=

� 0,8

MuMn =

� 2d . b

MnRn =

�

−−=

fy

2xmxRn11

m

1ρperlu

� d . b . ρAs=

A

As = ρsusut x b x t

Jarak spasi tulangan

S < 5 x h atau 450mm

FINISH

Tangga 5

Pembebanan Bordes Pembebanan Tangga

Penentuan Tebal Pelat Tangga dan Bordes

START

Rencanakan fc’, fy, Ø tulangan

Dimensi Tangga

Kontrol Jarak Spasi Tulangan

A

Analisa Gaya-Gaya Dalam

Hitung:

�

+=

fyfy

fcbalance

600

600'**85.0 βρ

� maxρ = 0.75* balanceρ

� minρ = fy

4.1

� '.85,0 fc

fym =

� 8,0

MuMn =

� 2bxd

MnRn=

�

−−=

fy

xmxRn

mperlu

211

1ρ

� xbxdAs ρ=

A

Kontrol Perlu Tulangan Susut dan Suhu

FINISH

GORDING

Rencana profil gording

Pembebanan gording

Analisa gaya dalam yang terjadi

Start Mulai

Kontrol lendutan profil

•Lendutan yang terjadi≤ Lendutan ijin(f)=

< f ijin

•Lendutan yang terjadi

terpusatmerata

Tidak

FINISH

Kuda KudaSTART

Rencana profil kuda-kuda

Pembebanan dari out put sap

Kontrol penampang profil

•Untuk sayap

(penampang kompak)

(penampang tidak kompak)

•Untuk badan

(penampang kompak)

Kontrol Lateral Buckling

•bentang pendek→

•bentang menengah→

•bentang panjang→ (penampang kompak)

(penampang tidak kompak)

u/ penampang kompak

u/ penampang tidak kompak

→

Ya

A

B

Kontrol geser

-Plastis

Vu≤φVn

-elastis

A

Tidak

B

Kontrol kuat tekan

Tidak

FINISH

Tidak

Perencanaan GempaSTART

Hitung beban-beban gempa yang bekerja pada tiap portal. Beban terdiri dari : 1. Beban mati 2. Beban hidup

Hitung : 1. Waktu getar struktur (T) 2. Faktor respons gempa (C)

Input : 1. Faktor keutamaan (I) 2. Faktor reduksi gempa (R)

Hitung: V =

WtR

IC ××

Gaya geser dasar sepanjang ketinggian bangunan :

Fi = ((wi x hi) x V)/ ∑ wi x hi

FINISH

Torsi Balok

Penulangan Lentur Balok

Geser Balok

Check kondisi

Vu < 0.5*ϕ*cV tidak perlu tulangan geser

0.5*ϕ*cV < Vu <ϕ*

cV Vs perlu = Vs min

ϕ*cV < Vu < (ϕ cV +ϕ Vs min ) Vs perlu = Vs min

ϕ V ϕ ϕ V ϕ ϕ ϕ

START

Vu1 = Wu x L

Ln

Mpr2Mpr1 ++2

(ϕ cV +ϕ Vs min ) < Vu < (ϕ cV +ϕ ½Vs max ) ϕ Vsperlu = Vu-ϕ*cV

ϕ Vsada = s

dfyAv **φ

(ϕ cV +ϕ Vs max ) <Vu < (ϕ cV +ϕVs max ) ϕ Vsperlu = Vu-ϕ*cV

ϕ Vsada = s

dfyAv **φ

S max : ¼d (tumpuan) , ½ d (lapangan)8*tul.lentur24*tul.sengkang300 mm

FINISH

Kolom START

Rencanakan fc’,fy, Ø Tulangan, b, h, Pu,

Momen-momen yang dibutuhkan

βd =

Ec = 4700 √ fc’

EI =

Tentukan : r = √ I/A

berfaktortotalbebanmomen

berfaktortetapbebanmomen

d

xEcxIg

β+1

4,0

( )( )

balok

kolom

EI

EI

∑∑=

λλ

ψ/

/

Kontrol Kelangsingan Kolom

Syarat :

22

12342

1

≤

−≤

r

uxk

M

M

r

uxk

λ

λTidak Ya

Kelangsingan

Diabaikan Perbesaran

Momen

A

B

C

Pc = (π² EI)/(kLu)²

Cm = 1

δb = > 1 δs =

M1 = M1ns + δsM1s

M2 = M2ns + δsM2s

Pc

PuCm

φ−1

1

1

≥−∑∑

Pc

PuM s

φ

Perbesaran

Momen

BC

A

Kelangsingan

Diabaikan

Cek kondisi balanced :

D

C

D

e perlu < e balanced (tekan menentukan)

e perlu > e balanced (tarik menentukan)

Tidak Ya

Kondisi tekan menentukan : Kondisi tarik menetukan :

C

D

C

D

C

Mn > Mu

Cek jarak antar tulangan :S =

1

).()2()2(

−−−−

n

utamatulnxxsengkangxdeckingb φ

Tidak

Tidak

OK

FINISH

Cek momen menggunakan PCACOL

M pasang > M yang terjadi

Tidak

SLOOF Mulai

Rencanakan fc’, fy, b, h, d, d’

Hitung:

2bh

Mndan

bh

Pn

Tentukan momen (Mu) dan gaya aksial kolom

Selesai

Ast = ρt.b.h

Didapat ρt dari diagram interaksi

CekMnpasang> Mn

Perbesar As pasang

OK

TIDAK

Pondasi

Hasil Perencanaan

Struktur sekunder• TanggaInjakan tangga 30 cmTanjakan tangga 18 cm

• PelatTebalpelatlantai1 danatap= 10 cm

Struktur utama• Balok Induk

Dimensi B1 : 40 x 80Dimensi B2 : 40 x 60

• Balok AnakDimensi B3 : 45 x 65Dimensi B4 : 35 x 50

• KolomDimensi : 55 x 55Tebalpelatlantai1 danatap= 10 cm

Tebal pelat lantai 2 dan 3 = 13 cm

• Struktur atapProfil gording LLC 150 x 75 x 20 x 4,5Penggantung gording∅ 13 mmIkatan angin∅ 16 mmProfil kuda-kuda WF 300 x 200 x 8 x 12Profil pedestal WF 300 x 200 x 8 x 12

Dimensi : 55 x 55

Struktur bangunan bawah• Sloof

Dimensi BS1 : 45 x 65Dimensi BS2 : 40 x 80

• PoerDimensi poer P1 2,4 m x 2,4 m x 0,45 mDimensi poer P2 2,4 m x 2,1 m x 0,45 mDimensi tiang pancang Ø 40 cm

TERIMA KASIHSEKIAN

TERIMA KASIH