TUGAS AKHIR RE DESAIN STRUKTUR BETON BERTULANG DENGAN TIPE D PADA ASRAMA KALTIM RUHUI RAHAYUDiajukan kepada Universitas Islam Indonesia Untuk Memenuhi Persyaratan Memperoleh Derajat Sarjana Strata Satu (S1)Teknil Sipil

Disusun oleh : Bambang Raka Siwi 99 511 439

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN UNIVERSITAS ISLAM INDONESIA YOGYAKARTA 2008

TUGAS AKHIR RE DESAIN STRUKTUR BETON BERTULANG DENGAN TIPE D PADA ASRAMA KALTIM RUHUI RAHAYUDiajukan kepada Universitas Islam Indonesia Untuk Memenuhi Persyaratan Memperoleh Derajat Sarjana Strata Satu (S1)Teknil Sipil

Disusun oleh : Bambang Raka Siwi 99 511 439

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN UNIVERSITAS ISLAM INDONESIA YOGYAKARTA 2008

KATA PENGANTAR

Bissmillahirrahmaanirrahiim Assalamualaikum Wr. Wb. Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayahNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Ahir tentang RE DESAIN STRUKTUR BETON BERTULANG DENGAN TIPE D PADA ASRAMA KALTIM RUHUI RAHAYU ini dengan baik. Penelitian yang merupakan salah satu syarat untuk mencapai derajat sarjana S-1, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Islam Indonesia, Yogyakarta. Dengan selesainya laporan penelitian ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Ir. H. Suharyatmo, MT, selaku Dosen Pembimbing yang dengan penuh kesabaran dan ketekunan telah membimbing penulis, 2. Bapak Ir.H. Kadir Aboe.MT selaku dosen penguji, Terima kasih atas masukan-masukan nya yang telah diberikan kepada penulis 3. Bapak Ir.H. Susastrawan.MT selaku dosen penguji, terima kasih atas kesabaran nya yang telah menguji penulis 4. Bapak DR. Ir. Ruzardi, selaku Dekan Fakultas Teknik sipil dan Perencanaan , Universitas Islam Indonesia, 5. Bapak Ir. H. Faisol AM, MS, selaku Ketua Jurusan Fakultas Teknik silpil dan Perencanaan Universitas Islam Indonesia,

iii

6. Pak Santoro dan Mas Heri di Bagian Tugas Akhir FTSP UII, 7. Kedua orang tuaku yang telah memberi dorongan baik moral maupun material selama pelaksanaan pendidikan, penelitian dan penulisan tugas akhir ini, 8. Kakak dan adik ku ( Endang, Ningsih, Kiky ) Terima kasih atas support dan doa nya. 9. Anak ku Tercinta My sun Saka doa kan semoga semua berjalan dengan baik ya. 10. Anak anak kost ABENK ZONE Makasih atas dorongan moril nya. 11. Anak anak Sipil Omerta 99 - Akhirnya Tugas Kita selesai Juga 12. Rikhi, hendri, ginting, Oddy, Een Thanks atas bantuan dan penginapannya selama penyusunan Tugas Akhir ini khusus nya kost DEVILUXs 13. Semua pihak yang tidak dapat Penyusun sebutkan satu persatu baik langsung maupun tidak langsung ikut membantu dalam menyelesaikan penelitian ini. Penulis menyadari bahwa hasil karya perencanaan ini masih jauh dari sempurna, namun penulis berharap agar hasil yang diperoleh ini bermanfaat bagi penelitian-penelitian selanjutnya. Wassalamualaikum Wr. Wb. Yogyakarta,

Penulis B. Raka Siwi

iv

HALAMAN PERSEMBAHAN

DEDICATE TO : My Unconditional Love

My Father & Mother

v

MOTTO

Sesungguhnya, Perubahan hanya dapat dimulai oleh orang-orang yang cerdas, Dilaksanakan oleh orang-orang yang ikhlas, Dan dimenangkan oleh orang-orang yang berani... Manusia memang relatip.. Tapi bukan berarti pernah benar.. Maju terus.. Walaupun dengan sisa tenaga yang ada.. Dan badai pasti berlalu seperti adanya... Matahari untuk malam yang berganti..

vi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ..................................................................................... HALAMAN PENGESEHAN ....................................................................... KATA PENGANTAR .................................................................................... HALAMAN PERSEMBAHAN .................................................................... MOTTO .......................................................................................................... DAFTAR ISI ................................................................................................... DAFTAR NOTASI ......................................................................................... DAFTAR TABEL .......................................................................................... DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. ABSTRAKSI...................................................................................................

i ii iii v vi vii xii xvii xviii xx xxi

BAB I. PENDAHULUAN ............................................................................. 1.1 Latar Belakang ............................................................................... 1.2 Maksud Dan Tujuan ......................................................................... 1.2.1 Batasan Dan Perencanaan ...................................................... 1.2.2 Lokasi Proyek ........................................................................ 1.3 Metode Perencanaan .......................................................................

1 1 2 2 4 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA................................................................... 2.1 Pendahuluan .................................................................................... 2.2 Struktur Bawah ............................................................................... 2.2.1 Pondasi .................................................................................. 2.3 Struktur Atas ................................................................................... 2.3.1 Atap ....................................................................................... 2.4 Pelat ................................................................................................. 2.4.1 Pelat Satu Arah ...................................................................... 2.4.2 Pelat Dua Arah ......................................................................

6 6 6 7 7 8 8 9 9

vii

2.5 Kolom .............................................................................................. 2.6 Balok ............................................................................................... 2.7 Portal ............................................................................................... 2.7.1 Portal Tak Bergoyang ........................................................... 2.7.2 Portal Bergoyang ................................................................... 2.8 Pembebanan .................................................................................... 2.8.1 Macam-macam Pembebanan ................................................. 2.8.2 Kombinasi Pembebanan ........................................................ 2.8.3 Faktor Reduksi Kekuatan ...................................................... 2.9 Dasar-dasar Perencanaan ..................................................................

9 10 11 11 11 12 12 13 14 14

BAB III LANDASAN TEORI ..................................................................... 3.1 Pembebanan ..................................................................................... 3.2 Perencanaan Pelat ............................................................................. 3.2.1 Menentukan Tabel Minimum Pelat......................................... 3.2.2 Menentukan Momen Lentur Plat yang Terjadi ....................... 3.2.3 Menentukan Tinggi Manfaat (d) arah X dan y........................ 3.2.4 Menentukan Luas Tulangan (As) arah X dan y ...................... 3.2.5 Kontrol Kapasitas Lentur Pelat yang terjadi ........................... 3.3 Perencanaan balok ........................................................................... 3.3.1 Perencanaan Balok Penampung Persegi Menahan Lentur Dengan Tulangan sebelah .....................................................

15 15 17 17 18 19 20 21 21

23

3.3.2 Perencanaan Balok Penampang Persegi Menahan Lentur Dengan Tulangan Rangkap ................................................................ 3.3.3 Perencanaan Geser Balok...................................................... 3.3.4 Perencanaan Geser Dan Torsi Balok ..................................... 3.4 Perencanaan Kolom ........................................................................ 3.4.1 Perencanaan Kolom pendek .................................................. 3.4.2 Kolom Langsing ................................................................... 3.5 Perencanaan Beban Gempa ............................................................. 3.5.1 Perencanaan Struktur Portal Dengan daktilitas Penuh .......... 25 27 30 34 34 39 42 42

viii

3.5.2 Perencanaan Balok Portal .................................................... 3.5.3 Perencanaan Kolom Portal .................................................... 3.6 Pondasi ............................................................................................ 3.6.1 Perencanaan Dimensi Penampang Pondasi ........................... 3.6.2 Perencanaan Geser Pondasi .................................................. 3.6.2.1 Perencanaan Geser satu Arah .................................. 3.6.2.2 Perencanaan Geser dua Arah ................................... 3.6.3 Kuat Tumpuan Pondasi ......................................................... 3.6.4 Perencanaan Tulangan Lentur Pondasi ................................. 3.7 Perencanaan Tangga ........................................................................ 3.7.1 Langkah-langkah Perencanaan Tangga ................................

44 46 50 50 52 52 53 55 55 56 56

BAB IV ANALISA DAN DISAIN ............................................................... 4.1. Pendahuluan .................................................................................... 4.2. Data Struktur ................................................................................... 4.3. Waktu Penelitian .............................................................................. 4.4 Tahap Perencanaan pondasi ............................................................

59 59 59 60 60

BAB V PERHITUNGAN KONTRUKSI ................................................... 5.1 Perencanaan Pelat ........................................................................... 5.1.1 Perencanaan Pelat Lantai ...................................................... 5.1.1.1 Pembebanan Pelat Lantai ....................................... 5.1.1.2 Perhitungan Tulangan Poko Pelat Lantai Tipe 7 .... 5.1.1.3 Perhitungan Tulangan Bagi Pelat Lantai ................ 5.1.2 Perencanaan Pelat Atap ......................................................... 5.1.2.1 Pembebanan pelat Atap .......................................... 5.1.2.2 Perhitungan Tulangan Pokok Pelat Atap Tipe 7 .... 5.1.2.3 Perhitungan Tulangan Bagi Pelat Atap .................. 5.2 Perencanaan Pembebanan Portal...................................................... 5.2.1 Pembebanan terbagi Rata Dengan Tributari Area plat Lantai 5.3 Beban Gempa ..................................................................................

63 63 63 63 65 73 75 75 77 85 87 87 91

ix

5.3.1 Perencanaan Beban Gempa ................................................... 5.3.2 Perhitungan Gempa ............................................................... 5.3.3 Distribusi Gaya Gempa ......................................................... 5.4 Perencanaan Portal .......................................................................... 5.4.1 Perencanaan Tulangan Balok ................................................ 5.4.1.1 Perencanaan Penulangan Balok ...............................

91 96 97 100 100 100

5.4.1.2 Perhitungan Tulangan Tumpuan Balok Tepi Elemen 262 ................................................................................................ 5.4.1.3 Perhitungan Moment Kapasitas Portal .................... 5.4.1.4 Perencanaan Tulangan Geser Portal ........................ 5.4.2 Perhitungan Kolom ............................................................... 5.4.2.1 Kelangsingan Kolom ................................................ 5.4.2.2 Perhitungan Grafik Interaksi Kolom ........................ 5.4.2.3 Mengitung Moment Rencana Kolom ....................... 5.4.2.4 Perhitungan Geser Kolom ........................................ 5.4.2.5 Perhitungan Tulangan Geser Kolom ....................... 5.5 Perancangan Tangga ....................................................................... 5.5.1 Spesifikasi Struktur .............................................................. 5.5.2 Pembebanan Tangga ........................................................... 5.5.3 Perencanaan Balok Bordes ................................................. 5.6.5 Perencanaan pondasi Tangga ............................................. 5.7 Pondasi ............................................................................................ 5.7.1 Kontrol Geser ...................................................................... 5.7.2 Perencanaan lentur(Tulangan) ............................................ 109 111 114 120 120 122 126 132 132 135 135 139 145 149 151 153 155

BAB VI PEMBAHASAN.............................................................................. 6.1 Umum ............................................................................................ 6.2 Portal ............................................................................................. 6.3 Kolom ............................................................................................ 6.4 Pondasi ......................................................................................... 6.5 Pelat ..............................................................................................

159 159 159 160 161 161

x

6.5 Tangga ..........................................................................................

162

BAB VII KESIMPULAN DAN SARAN ...................................................... 7.1. Kesimpulan .................................................................................. 7.2. Saran .............................................................................................

163 163 163

DAFTAR PUSTAKA .....................................................................................

164

LAMPIRAN ....................................................................................................

163

xi

DAFTAR NOTASI

Ag As As

= Luas bruto penampang. = Luas dari tulangan tarik. = Luas dari tulangan tekan.

As min = Luas tulangan minimum. As susut = Luas tulangan susut. Av = Luas tulangan geser pada daerah sejarak s, atau luas tulangan geser yang tegak lurus terhadap tulangan lentur tarik dalam suatu daerah sejarak s pada komoponen struktur lentur tinggi. A a aleleh ak b bv = Luas penampang satu batang tulangan. = Tinggi blok tegangan regangan tekan persegi ekivalen. = Tinggi blok tegangan regangan tekan persegi ekivalen pada saat leleh. = Tinggi blok tegangan regangan persegi kapasitas ekivalen. = Lebar dari muka tekan komponen struktur. = Lebar penampang pada bidang kontak yang ditinjau terhadap geser horizontal. bw Bx By c C1 Cc = Lebar badan balok atau diameter penampang bulat. = lebar abutment arah x = lebar abutment arah y = Jarak dari serat tekan terluar ke garis netral. = Koefisien gempa dasar. = Gaya tekan dalam beton tanpa tulangan tekan.

xii

Cs d d d1 D

= Gaya tekan tambahan akibat tulangan tekan. = Jarak dari serat tekan terluar kepusat tulangan tarik (tinggi efektif balok). = Jarak dari serat terluar kepusat tulangan tekan. = Simpangan horisontal lantai tingkat ke-i. = Beban mati, atau momen dan gaya dalam yang berhubungan dengan beban mati.

e E

= Eksentrisitas gaya terhadap sumbu. = Pengaruh beban gempa, atau momen dan gaya dalam yang berhubungan dengan gempa.

Ec Es fc fi

= Modulus elastisitas beton. = Modulus elastisitas baja. = Kuat tekan beton yang disyaratkan. = Faktor kuat lebih beban dan bahan yang terkandung di dalam struktur gedung dan nilainya ditetapkan sebesar 1,6.

fs fy g h h H I K k

= Kuat tekan leleh tulangan pada saat beban bekerja. = Kuat leleh baja tulangan yang diisyaratkan. = Percepatan gravitasi. = Tinggi kolom portal. = Tinggi bersih kolom portal. = Tinggi kolom, tinggi total portal struktur. = Faktor keutamaan, momen inersia. = Faktor jenis keutamaan. = Kekakuan lentur kolom.

xiii

L

= Beban hidup, atau momen dan gaya dalam yang berhubungan dengan beban hidup.

ln

= Panjang dari bentang bersih dalam arah memanjang dari konstruksi dua arah, dukur dari muka-ke-muka balok atau tumpuan lain pada kasus lainnya, mm.

ln l m MD ME MEK Mkap ML Mn Mu n Pb PD PE Pg PL Pn Pu

= Bentang bersih. = Panjang bentang. = Perbandingan tegangan = Momen akibat beban mati. = Momen akibat beban gempa. = Momen akibat gaya geser gempa. = Momen kapsitas penampang. = Momen akibat beban hidup. = Kuat momen nominal pada suatu penampang. = Momen ultimit/terfaktor penampang. =Jumlah tulangan, jumlah lantai bangunan. = Kuat beban aksial nominal pada kondisi regangan seimbang. =Gaya aksial akibat beban mati. =Gaya aksial akibat beban gempa. = Gaya aksial akibat beban grafitasi terfaktor pada pusat joint. =Gaya aksial akibat beban hidup. = Kekuatan beban aksial nominal. = Gaya aksial terfaktor pada eksentrisitas yang diberikan.

xiv

R Rn s

= Faktor reduksi gempa. = Koefisien lawan untuk perencanaan kekuatan. = Spasi tulangan geser atau torsi dalam arah pararel dengan tulangan longitudinal, mm.

T TEQ Ts U

= Waktu getar struktur, detik. = Gaya gempa/gaya geser total = Gaya tarik tulangan baja. = Kuat perlu untuk menahan beban yang telah dengan faktor beban atau momen dan gaya dalam yang berhubungan dengannya

V Vc VD VE Vg VL Vs Vu wu Wt Z

= Gaya gempa/gaya geser total. = Kuat geser nominal yang disumbangkan oleh beton. = Gaya geser akibat beban mati. = Gaya geser akibat beban gempa. = Gaya geser akibat beban mati ditambah beban hidup. = Gaya geser akibat beban hidup. = Kuat geser nominal yang disumbangkan oleh tulangna geser. = Gaya geser berfaktor pada penampang. = Beban terfaktor per unit luas. = Berat total struktur. = Besaran pembatas distribusi tegangan lentur. = jumlah gaya arah horizontal = jumlah gaya arah vertikal = jumlah momen dari beban vertikal

HVMv

xv

Mh = jumlah momen dari beban horizontal

= Faktor distribusi momen kolom portal yang ditinjau, yang nilainya dihitung sebanding dengan kekakuan relatif unsur-unsur yang bertemu pada titik pertemuan tersebut.

= Rasio dari bentang bersih dalam arah memanjang terhadap arah memendek dari plat.

1

= Perbandingan a/x; tinggi dari distribusi tegangan persegi terhadap kedalaman dari garis netral.

b mak min c cu s y

= Perbandingan tulangan tarik non-pratekan. = Perbandingan tulangan pada keadaan regangan berimbang. = Perbandingan tulangan pada keadaan regangan maksimum. = Perbandingan tulangan pada keadaan regangan minimum. = Regangan tekan beton. = Regangan tekan beton maksimum pada saat hancur. = Regangan pada baja tulangan. = Regangan pada saat baja mencapai tegangan leleh. = Faktor reduksi kekuatan. = Faktor penambahan kekuatan (overstrength factor), yang ditetapkan sebesar 1,25 untuk baja tulangan dengan fy < 400 MPa dan 1,4 untuk fy > 400 MPa.

0

xvi

DAFTAR TABEL

Tabel 5.1 Tabel 5.2 Tabel 5.3 Tabel 5.4 Tabel 5.5 Tabel 5.6 Tabel 5.7 Tabel 5.8 Tabel 5.9 Tabel 5.10 Tabel 5.11 Tabel 6.1 Tabel 6.2

Perhitungan berat dinding ....................................... Perhitungan berat lantai 1 ....................................... Perhitungan berat lantai 2 ....................................... Perhitungan berat lantai 3 ....................................... Perhitungan berat lantai Atap ..................................

92 92 93 94 94

Gaya gempa tiap lantai dengan T = 0,48 Detik ....... 96 Tulangan Balok Lantai ..................................... Tulangan Balok Atap ........................................ 118 119

Tulangan kolom tepi ................................................ 134 Tulangan kolom tengah ........................................... 135

Tulangan kolom parktis ........................................... 135 Tulangan pelat lantai ................................................ 161 Tulangan pelat atap .................................................. 161

xvii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Gambar 1.2 Gambar 3.1

Denah lokasi proyek ............................................

4 5

Flow Chart Perencanaan ......................................Diagram momen nominal kuat desak aksial nominal ( Mn-Pn )...............................................................

38

Gambar 3.2

Kolom dengan Mu,k berdasarkan kapasitas sendi plastis balok ........................................................ 49 50 52 54 61 62 62 63 74 75 86 87 97 100 101 102

Gambar 3.3 Gambar 3.4 Gambar 3.5 Gambar 4.1a Gambar 4.1b Gambar 4.1b Gambar 5.1 Gambar 5.2 Gambar 5.3 Gambar 5.4 Gambar 5.5 Gambar 5.6 Gambar 5.7 Gambar 5.8 Gambar 5.9

Potongan pondasi ................................................ Pondasi dengan geser 1 arah ............................... Pondasi dengan geser 2 arah ...............................

Flow Chart penulisan tugas akhir 4.1.a................ Flow Chart penulisan tugas akhir 4.1.b................ Flow Chart penulisan tugas akhir 4.1.b................Denah Penulangan Pelat Lantai 1 dan 2................ Perencanaan penulangan pelat lantai tipe 7 ........ Denah Penulangan Pelat Lantai 3 dan 4 (Atap) ,. Perencanaan penulangan pelat Atap tipe 7 ........ Denah Tributari .................................................. Pembebanan gaya gempa ................................... Denah Balok 262/B1 Pada Lantai 3 ................... Denah Balok dan Kolom Lantai 1 dan 2 ............ Denah Balok dan Kolom Lantai 3 dan 4 ............

xviii

Gambar 5.10 Gambar 5.11 Gambar 5.12 Gambar 5.13 Gambar 5.14 Gambar 5.15 Gambar 5.16 Gambar 5.17 Gambar 5.18 Gambar 5.19 Gambar 5.20 Gambar 5.21 Gambar 5.22 Gambar 5.23 Gambar 5.24 Gambar 5.25 Gambar 5.26 Gambar 5.27 Gambar 5.28 Gambar 5.29 Gambar 5.30

Display SAP 2000 Beban Mati Pelat ................. Display SAP 2000 Beban Mati Tembok ........... Display SAP 2000 Beban Hidup Pelat .............. BMD Combo 3 ................................................. Tulangan B1 ....................................................... Display 3D Output SAP ..................................... Denha Kolom Lantai 1 dan 2 ............................. Denah Kolom Lantai 3 dan 4 ............................... Denah Kolom ...................................................... Potongan Portal denah Kolom ........................... Penulangan Kolom Tepi ...................................... Denah Tangga Pada Lantai 1 dan 2 ..................... Denah Tangga Pada Lantai 3 dan 4 .................... Dimensi Tangga .................................................. Momen Tangga .................................................. Geser Balok Bordes ............................................ Pondasi Tangga .................................................. Denah Pondasi .................................................... Ukuran Pondasi .................................................. Denah Perencanaan Lentur ................................. Penulangan Pondasi ............................................

105 106 107 108 111 119 120 121 127 128 134 137 138 139 140 148 149 152 154 155 158

xix

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Lembar konsultasi Lampiran 2 Pelat lantai Lampiran 3 Perhitungan Balok dan Output SAP 2000 Balok Lampiran 4 Perhitungan Kolom dan Output SAP 2000 Kolom Lampiran 5 Display Hasil SAP 2000 Lampiran 6 Gambar denah asrama Ruhui Rahayu Lampiran 7 Gambar detail penulangan pelat Lantai, Atap, Balok, Kolom, Pondasi dan Tangga

xx

AbstraksiPerkembangan dalam bidang pendidikan seperti sekarang ini sangat pesat sekali terutama unutk daerah yogyakarta yang mana yogyakarta adalah daerah salah satu pusat pendidikan di Indonesia. Dan seperti kita ketahui bersama perguruan tinggi sebagai pusat penelitian dan pengembangan ilmu pengetahuan merupakan salah satu tempat untuk mencetak manusia-manusia yang tanggap terhadap tuntunan pembangunan dan kemajuan zaman. Oleh sebab itu, untuk mewujudkan sumber daya manusia yang siap pakai diperlukan sarana dan prasarana yang memiliki situasi yang cocok untuk menuju proses kegiatan belajar seperti yang diharapkan diantaranya pembangunan prasarana gedung Asrama kaltim ruhui rahayu. Tujuan diadakannya Re-Desain struktur pada asrama Kaltim ruhui rahayu adalah untuk sebagai perbandingan antara desain struktur yang satu dengan desain yang lainnya dengan melihat dari berbagai aspek antara lain : Keamanan, bentuk, biaya dan juga manfaat dari kegunaan nya. Dalam re-desain ini perencana menggunakan Mutu beton (fc) = 22,5MPa dan Mutu baja (fy) = 240MPa untuk pekerjaan pelat lantai, untuk pekerjaan kolom dan balok (fc) = 27,5MPa dan Mutu baja (fy) = 400MPa sedangka untuk pekerjaan pondasi dan tangga digunakan Mutu beton (fc) = 20MPa dan Mutu Baja (fy) = 400MPa. Dari hasil perhitungan perencanaan balok Gedung asrama Kaltim Ruhui Rahayu menggunakan bentuk tulangan rangkap, agar memenuhi syarat SK-SNI bahwa struktur tahan gempa harus direncanakan tulangan desak 0,5 tulangan tarik. Untuk mempermudah pekerjaan dilapangan menggunakan tulangan P10 dengan fy = 240MPa, untuk tulangan geser menggunakan tulangan P8 dengan fy = 240MPa. Untuk pekerjaan Kolom direncanakan ketinggian 4m. dimensi kolom disesuaikan dengan tingginya untuk mendapatkan angka kelangsingan yang aman. Adapun dimensi kolom yang direncanakan yaitu (500x500). Perhitungan kolom mengunakan SK-SNI dengan menggunakan tulangan Pokok P12 dengan fy = 240MPa dan D25 dengan fy = 400MPa sedangkan untuk penulangan geser menggunakan P8 dengan fy = 240MPa, P10 dan D13 dengan fy = 240 dan 400MPa. Untik pekerjaan pondasi digunakan bentuk footplate yang disesuaikan dengan tegangan tanah. Tulangan pokok arah x dan y menggunakan penulangan D25-220 dan tulangan susut D16-140. dan untuk pekerjaan tulangan tangga yaitu sandaran (1mx0,12m), jumlah Optrade dan tinggi Optrade (23 buah dan 17,39Cm), jumlah antrade dan panjang antrade (21 buah dan 30 Cm)dengan sudut kemiringan 30,09, panjang tangga 190,5 Cm, panjang bordes 150 Cm dan lebar tangga 175 Cm, tebal pelat sisi miring 17,336 Cm adapun tulangan yang dipakai yaitu pelat bordes (Dipakai tulangan Pokok D13-250 dan P8-160), pelat tangga (dipakai tulangan Pokok D13-180 dan P8-160), balok bordes (dipakai tulangan memanjang 3D16 dan P10-200 dan pondasi tangga yaitu pondasi batu kali dengan ukuran 0,7 x 1 x 1,5 (m)

xxi

AbstraksiPerkembangan dalam bidang pendidikan seperti sekarang ini sangat pesat sekali terutama unutk daerah yogyakarta yang mana yogyakarta adalah daerah salah satu pusat pendidikan di Indonesia. Dan seperti kita ketahui bersama perguruan tinggi sebagai pusat penelitian dan pengembangan ilmu pengetahuan merupakan salah satu tempat untuk mencetak manusia-manusia yang tanggap terhadap tuntunan pembangunan dan kemajuan zaman. Oleh sebab itu, untuk mewujudkan sumber daya manusia yang siap pakai diperlukan sarana dan prasarana yang memiliki situasi yang cocok untuk menuju proses kegiatan belajar seperti yang diharapkan diantaranya pembangunan prasarana gedung Asrama kaltim ruhui rahayu. Tujuan diadakannya Re-Desain struktur pada asrama Kaltim ruhui rahayu Type A adalah untuk sebagai perbandingan antara desain struktur yang satu dengan desain yang lainnya dengan melihat dari berbagai aspek antara lain : Keamanan, bentuk, biaya dan juga manfaat dari kegunaan nya. Dalam re-desain ini perencana menggunakan Mutu beton (fc) = 20 MPa dan Mutu baja (fy) = 240MPa untuk pekerjaan pelat lantai, untuk pekerjaan kolom dan balok (fc) = 20MPa dan Mutu baja (fy) = 400MPa sedangka untuk pekerjaan pondasi dan tangga digunakan Mutu beton (fc) = 25MPa dan Mutu Baja (fy) = 400MPa. Dari hasil perhitungan perencanaan balok Gedung asrama Kaltim Ruhui Rahayu menggunakan bentuk tulangan rangkap, agar memenuhi syarat SK-SNI bahwa struktur tahan gempa harus direncanakan tulangan desak 0,5 tulangan tarik. Untuk mempermudah pekerjaan dilapangan menggunakan tulangan P10 dengan fy = 240MPa, untuk tulangan geser menggunakan tulangan P8 dengan fy = 240MPa. Untuk pekerjaan Kolom direncanakan ketinggian 4m. dimensi kolom disesuaikan dengan tingginya untuk mendapatkan angka kelangsingan yang aman. Adapun dimensi kolom yang direncanakan yaitu (700x700). Perhitungan kolom mengunakan SK-SNI dengan menggunakan tulangan Pokok P12 dengan fy = 240MPa dan D25 dengan fy = 400MPa sedangkan untuk penulangan geser menggunakan P8 dengan fy = 240MPa, P10 dan D13 dengan fy = 240 dan 400MPa. Untik pekerjaan pondasi digunakan bentuk footplate yang disesuaikan dengan tegangan tanah. Tulangan pokok arah x dan y menggunakan penulangan D19190 dan tulangan susut P12-110. dan untuk pekerjaan tulangan tangga yaitu sandaran (1mx0,12m), jumlah Optrade dan tinggi Optrade (18 buah dan 17,22cm), jumlah antrade dan panjang antrade (161 buah dan 30 cm)dengan sudut kemiringan 28,96, panjang tangga 390 cm, panjang bordes 150 cm dan lebar tangga 175 cm, tebal pelat sisi miring 17,22 cm adapun tulangan yang dipakai yaitu pelat bordes (Dipakai tulangan Pokok P13-250 dan P8-160), pelat tangga (dipakai tulangan Pokok P13140 dan P8-160), balok bordes (dipakai tulangan memanjang 3D16 dan P10-200 dan pondasi tangga yaitu pondasi batu kali dengan ukuran 0,7 x 1 x 1,5 (m)

BAB I PENDAHULUAN

1.1

LATAR BELAKANG Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi sekarang ini merupakan salah

satu hasil kreatifitas manusia yang diiringi dengan kemajuan dalam dunia pendidikan. Pengetahuan yang tinggi dan tingkat penalaran yang baik akan memberikan produk berupa kualitas manusia yang tinggi. Perguruan Tinggi sebagai pusat penelitian dan pengembangan ilmu pengetahuan merupakan salah satu tempat untuk mencetak manusia-manusia yang tanggap terhadap tuntutan pembangunan dan kemajuan zaman yaitu dengan cara membekali mahasiswanya dengan ilmu pengetahuan sehingga dengan bekal ilmu pengetahuan tersebut diharapkan mahasiswa apabila kelak terjun di dalam masyarakat dapat mengembangkan ilmu yang dimilikinya demi kemajuan kita bersama terutama bagi bangsa dan negara. Oleh karena itu, untuk mewujudkan Sumber Daya Manusia yang siap pakai diperlukan sarana dan prasarana yang memiliki situasi yang cocok untuk menuju proses kegiatan belajar seperti yang diharapkan diantaranya berupa pembangunan Gedung Asrama Kaltim Ruhui Rahayu ini. Selain itu juga, diharapkan kepada mahasiswa yang menempati Asrama Kaltim Ruhui Rahayu ini dapat lebih disiplin dalam menjalani perkuliahan dan untuk

1

membantu mahasiswa yang kurang mampu dari segi ekonomis karena jika menempati asrama Kaltim ini biayanya relatif lebih murah. Dari latar belakang tersebut perlu kiranya direncanakan suatu gedung untuk memenuhi kebutuhan yang mendesak ini yang sesuai dengan ketentuan-ketentuan dan syarat-syarat yang berlaku dalam perencanaan pembangunan gedung.

1.2

MAKSUD DAN TUJUAN Adapun maksud dan tujuan dari perencanaan ulang (redisain) pembangunan

gedung Asrama Kaltim Ruhui Rahayu sebagai penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut : 1. Untuk mendapatkan alternative disain lain yang efektif dan efisien dengan tingkat keamanan sesuai yang disyaratkan. 2. Untuk mengaplikasikan ilmu keteknisipilan yang telah diperoleh, sehingga dapat dijadikan bekal dalam dunia kerja dibidang konstruksi.

1.2.1

BATASAN DAN PERENCANAAN Ruang lingkup yang diperhitungkan dalam redesign/perencanaan ulang

gedung Asrama Kaltim Ruhui Rahayu pada penyusunan tugas akhir ini adalah : 1. Obyek perencanaan ulang adalah gedung Asrama Kaltim Ruhui Rahayu

Yogyakarta, meliputi : - Perencanaan atap

2

- Perencanaan pelat lantai - Perencanaan balok, balok anak dan kolom - Perencanaan tangga - Perencanaan dinding penahan tanah basement - Perencanaan pondasi 2. Perencanaan ulang (redesign) ini meliputi perhitungan struktur bangunan dari atas sampai bawah, tidak termasuk Rencana Anggaran Biaya (RAB). 3. 4. Perencanaan atap menggunakan pelat beton dengan tebal 12 cm. Perencanaan struktur menggunakan mutu beton dengan kuat desak rencana (fc) = 27.5 MPa. 5. Perencanaan struktur menggunakan baja tulangan polos (BJTP) untuk 12 mm dengan tegangan leleh (fy) = 240 MPa, sedangkan untuk baja tulangan ulir (BJTD) untuk 13 mm dengan tegangan leleh (fy) = 400 MPa. 6. Perencanaan pondasi dan dinding penahan tanah diperhitungkan berdasarkan data karakteristik tanah yang ada dengan menggunakan jenis pondasi sumuran. 7. 8. Analisa mekanika struktur menggunakan program SAP 2000 3D versi 11. Kombinasi beban yang diperhitungkan adalah beban mati, beban hidup dan beban horizontal gempa mengambil gempa wilayah 3 (DIY dan sekitarnya). 9. Secara keseluruhan struktur beton direncanakan menggunakan tingkat daktilitas penuh dengan nilai ( K = 1 ) dengan faktor keutamaan ( I ) = 2.

3

1.2.2

LOKASI PROYEK Gedung Asrama Kaltim Ruhui Rahayu ini dibangun di kota Yogyakarta, yaitu

di jalan Kantil No.10 Kelurahan Baciro Kecamatan Gondokusuman Kodya Yogyakarta Propinsi Daerah Istimewa Yogyakarta. Hal-hal yang menjadi pertimbangan dibangunnya Asrama Kaltim tersebut di lokasi ini adalah: Lokasi tersebut terletak di tengah kota Suasana untuk belajar cukup tenang Mudah dicapai dengan sarana kendaraan Lokasi tersebut mudah untuk memperoleh persediaan air, listrik dan telpon Dengan demikian diharapkan lokasi tersebut cocok untuk Gedung Asrama Kaltim Ruhui Rahayu ini yang berdasarkan hasil tinjauan diatas. Untuk lebih jelasnya lokasi proyek ini dapat dilihat pada gambar 1.1.

jln . A rg o lo b a n g

jln. menur

jln . g a m b irjln. kantil

jln. mawar

W is m a A rg a J a s a

Ua b a = rum ah pen dud uk b = ru m ah pen du duk

jln . k a n til n o .1 0 g e d u n g A sra m a K a ltim R u h u i R a h a y ujln . k e n o n g o

Gambar 1.1 Denah lokasi proyek

4

Seperti terlihat pada gambar 1.1 secara letak proyek tersebut dibatasi oleh: 1. Sebelah Utara 2. Sebelah Selatan 3. Sebelah Barat 4. Sebelah Timur : Jalan Gambir : Rumah Penduduk : Jalan Kantil : Rumah Penduduk

1.3

METODE PERENCANAAN Dalam perencanaan gedung Asrama Kaltim Ruhui Rahayu dapat dibuat

menjadi beberapa langkah sesuai dengan gambar 1.2 yaitu flow chart sebagai berikut : Mulai Pembebanan

Penentuan Dimensi Memasukkan rumus-rumus yang ada No

Cek Keamanan

Yes Gambar Struktur

Gambar 1.2 Flow Chart Perencanaan

5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1

PENDAHULUAN Disain struktur merupakan salah satu bagian dari keseluruhan proses

perencanaan bangunan. Proses disain tersebut merupakan gabungan antara unsur seni dan sains yang membutuhkan keahlian dalam mengolahnya. Proses ini dibedakan dalam dua bagian : 1. Tahap pertama Desain umum yang merupakan peninjauan umum dari garis besar keputusankeputusan disain. Tipe struktur dipilih dari berbagai allternatif yang memungkinkan. Tata letak struktur, geometri atau bentuk bangunan, jarak antar kolom, tinggi lantai dan material bangunan telah ditetapkan dengan pasti pada tahap ini. 2. Tahap kedua Desain terinci yang antara lain meninjau tentang penentuan besar penampang lintang balok, kolom, tebal pelat dan elemen struktur lainnya. Kedua proses disain ini saling mengait. (Wahyudi dan Rahim,1997:2)

2.2

STRUKTUR BAWAH

6

Yang dimaksud dengan struktur bawah (sub structure) adalah bagian bangunan yang berada di bawah permukaan. Dalam proses perencanaan ulang (redesign) gedung Asrama Kaltim Ruhui Rahayu ini hanya meliputi pondasi.

2.2.1 Pondasi Pondasi adalah suatu konstruksi yang berfungsi untuk meneruskan beban-beban bangunan atas ke tanah yang mampu mendukungnya. (Sidharta dkk,1999 : 347) Pondasi umumnya berlaku sebagai komponen struktur pendukung bangunan yang terbawah dan telapak pondasi berfungsi sebagai elemen terakhir yang meneruskan beban ke tanah, sehingga telapak pondasi harus memenuhi persyaratan untuk mampu dengan aman menyebarkan beban-beban yang diteruskan sedemikian rupa sehingga kapasitas atau daya dukung tanah tidak terlampaui. Perlu diperhatikan bahwa dalam merencanakan pondasi harus memperhitungkan keadaan yang berhubungan dengan sifat-sifat mekanika tanah. Dasar pondasi harus diletakkan di atas tanah kuat pada keadaan cukup tertentu (Dipohusodo, 1994 : 342)

2.3

STRUKTUR ATAS Struktur atas atau upper structure adalah elemen bangunan yang berada di atas

permukaan tanah. Dalam proses perencanaan ulang (redisain) gedung Asrama Kaltim Ruhui Rahayu meliputi : atap, plat lantai, kolom, balok, portal dan tangga.

7

2.3.1 Atap Atap adalah elemen struktur yang berfungsi melindungi bangunan beserta apa yang ada di dalamnya dari pengaruh panas dan hujan. Bentuk atap tergantung dari beberapa faktor, misalnya : iklim, arsitektur, modelitas bangunan dan sebagainya dan menyerasikannya dengan rangka bangunan atau bentuk daerah agar dapat menambah indah dan anggun serta menambah nilai dari harga bangunan itu.

2.4

PELAT Pelat merupakan panel-panel beton bertulang yang mungkin tulangannya dua

arah atau satu arah saja, tergantung sistem strukturnya. Kontinuitas penulangan pelat diteruskan ke dalam balok-balok dan diteruskan ke dalam kolom. Dengan demikian sistem pelat secara keseluruhan menjadi satu-kesatuan membentuk rangka struktur bangunan kaku statis tak tentu yang sangat kompleks. Perilaku masing-masing komponen struktur dipengaruhi oleh hubungan kaku dengan komponen lainnya. Beban tidak hanya mengakibatkan timbulnya momen, gaya geser, dan lendutan langsung pada komponen struktur yang menahannya, tetapi komponen-komponen struktur lain yang berhubungan juga ikut berinteraksi karena hubungan kaku antar komponen. (Dipohusodo, 1994:207) Berdasarkan perbandingan antara bentang panjang dan bentang pendek pelat dibedakan menjadi dua, yaitu pelat satu arah dan pelat dua arah.

8

2.4.1 Pelat satu arah Pelat satu arah adalah pelat yang didukung pada dua tepi yang berhadapan saja sehingga lendutan yang timbul hanya satu arah saja yaitu pada arah yang tegak lurus terhadap arah dukungan tepi. Dengan kata lain pelat satu arah adalah pelat yang mempunyai perbandingan antara sisi panjang terhadap sisi pendek yang saling tegak lurus lebih besar dari dua dengan lendutan utama pada sisi yang lebih pendek (Dipohusodo, 1994:45).

2.4.2 Pelat dua arah Pelat dua arah adalah pelat yang didukung sepanjang keempat sisinya dengan lendutan yang akan timbul pada dua arah yang saling tegak lurus atau perbandingan antara sisi panjang dan sisi pendek yang saling tegak lurus yang tidal lebih dari dua (Dipohusodo, 1994:45).

2.5

KOLOM Definisi kolom menurut SNI-T15-1991-03 adalah komponen struktur

bangunan yang tugas utamanya menyangga beban aksial desak vertikal dengan bagian tinggi yang tidak ditopang paling tidak tiga kali dimensi lateral terkecil. Kolom adalah batang tekan vertikal dari rangka (frame) struktur yang memikul beban dari balok induk maupun balok anak. Kolom meneruskan beban dari elevasi atas ke elevasi yang lebih bawah hingga akhirnya sampai ke tanah melalui

9

pondasi. Keruntuhan pada suatu kolom merupakan kondisi kritis yang dapat menyebabkan runtuhnya (collapse) lantai yang bersangkutan dan juga runtuh total (total collapse) seluruh struktur. Kolom adalah struktur yang mendukung beban dari atap, balok dan berat sendiri yang diteruskan ke pondasi. Secara struktur kolom menerima beban vertikal yang besar, selain itu harus mampu menahan beban-beban horizontal bahkan momen atau puntir/torsi akibat pengaruh terjadinya eksentrisitas pembebanan. hal yang perlu diperhatikan adalah tinggi kolom perencanaan, mutu beton dan baja yang digunakan dan eksentrisitas pembebanan yang terjadi.

2.6

BALOK Balok adalah bagian struktur yang berfungsi sebagai pendukung beban

vertikal dan horizontal. Beban vertikal berupa beban mati dan beban hidup yang diterima plat lantai, berat sendiri balok dan berat dinding penyekat yang di atasnya. Sedangkan beban horizontal berupa beban angin dan gempa. Balok merupakan bagian struktur bangunan yang penting dan bertujuan untuk memikul beban tranversal yang dapat berupa beban lentur, geser maupun torsi. Oleh karena itu perencanaan balok yang efisien, ekonomis dan aman sangat penting untuk suatu struktur bangunan terutama struktur bertingkat tinggi atau struktur berskala besar (Sudarmoko, 1996).

10

2.7 PORTAL Portal merupakam suatu rangka struktur pada bangunan yang harus mampu menahan beban-beban yang bekerja, baik beban mati, beban hidup, maupun beban sementara

2.7.1 Portal tak bergoyang ( braced frame ) Portal tak bergoyang didefinisikan sebagai portal dimana tekuk goyangan dicegah oleh elemen-elemen topangan struktur tersebut dan bukan oleh portal itu sendiri ( salamon & Jhonson, 1996 ) Portal tak bergoyang mempunyai sifat : 1. 2. Portal tersebut simetris dan bekerja beban simetris Portal yang mempunyai kaitan dengan kontruksi lain yang tidak dapat bergoyang

2.7.2

portal bergoyang Suatu portal dikatakan begoyang, jika :

1.

Beban yang tidak simetris yang bekerja pada portal yang simetris atau tidak simetris

2.

beban simetris yang bekerja pada portal yang simetris tau tidak simetris

11

PEMBEBANAN Macam-macam Pembebanan Beban-beban yang bekerja pada struktur, pada umumnya dapat digolongkan menjadi 5 (lima) macam (PPIUG, 1983) 1. Beban Mati Beban mati adalah berat dari semua bagian dari suatu gedung yang bersifat tetap, termasuk segala unsur tambahan, penyelesaian- penyelesaian, mesin-mesin serta peralatan tetap yang merupakan bagian yang tak terpisahkan dari gedung itu. 2. Beban Hidup Beban hidup adalah sesuai beban yang terjadi akibat penghunian/penggunaan suatu gedung dan kedalamnya termasuk beban-beban pada lantai yang berasal dari barang yang dapat berpindah, mesin-mesin serta peralatan yang merupakan bagian gedung yang tidak terpisahkan dari gedung dan dapat diganti selama masa hidup dari gedung itu, sehingga mengakibatkan perubahan dalam pembebanan lantai dan atap tersebut. Khusus pada atap kedalam beban hidup dapat termasuk beban yang berasal dari air hujan, baik akibat genangan maupun akibat tekan jatuh (energi kinetik) butiran air. Kedalam beban hidup tidak termasuk beban angin, beban gempa dan beban khusus. 3. Beban Angin Beban angin adalah semua beban yang bekerja pada gedung atau bagian gedung yang disebabkan oleh selisih dalam tekanan udara.

12

4.

Beban Gempa Beban gempa adalah semua beban statik ekuivalen yang bekerja pada gedung

atau bagian gedung yang meneruskan pengaruh dari gerakan tanah akibat gempa itu. Dalam hal pengaruh gempa pada struktur gedung ditentukan berdasarkan suatu

analisa dinamik, maka yang diartikan dengan beban gempa disini adalah gaya-gaya di dalam struktur tersebut yang terjadi oleh gerakan tanah akibat gempa itu. 5. Beban Khusus Beban khusus adalah semua beban yang bekerja pada gedung atau bagian gedung yang terjadi akibat selisih suhu, pengangkatan dan pemasangan, penurunan pondasi, susut, gaya-gaya tambahan yang berasal dari beban hidup seperti gaya rem yang berasal dari crane, gaya sentripetal dan gaya dinamis yang berasal dari mesinmesin serta pengaruh-pengaruh khusus lainnya.

2.8.2 Kombinasi Pembebanan Provisi keamanan yang disyaratkan dalam SNI-1726-2002 dapat dibagi dalam dua bagian yaitu : provisi faktor beban dan provisi faktor reduksi kekuatan. Kuat perlu (U) adalah kekuatan suatu komponen struktur atau penampang yang diperlukan untuk menahan beban terfaktor atau momen dan gaya dalam yang berkaitan dengan beban tersebut dalam suatu kombinasi seperti yang ditetapkan dalam tata cara ini

13

2.8.3 Faktor Reduksi Kekuatan Ketidakpastian kekuatan bahan terhadap pembebanan dianggap sebagai factor reduksi kekuatan menurut SNI-T15-1991-03, faktor reduksi ditentukan sebagai berikut : Tabel Faktor Reduksi Kekuatan No 1 2 3 Gaya yang bekerja Lentur tanpa beban aksial Aksial tarik dan aksial dengan lentur Aksial tekan dan aksial tekan dengan lentur : Dengan tulangan spiral Dengan tulangan sengkang ikat 4 5 Geser dan torsi Tumpuan pada beton 0,65 0,6 0,7 Nilai 0,8 0,8 0,7

DASAR-DASAR PERENCANAAN Peraturan-peraturan atau standarisasi yang digunakan dalam perencanaan ulang (redesain) Gedung Asrama Kalimantan Timur Ruhui Rahayu : Peraturan Perencanaan Gempa Indonesia Untuk Gedung (PPTGIUG) 1983. SK SNI T-15-1991-03. Peraturan Beton Bertulang Indonesia (PBBI) 1971 NI-2. Pedoman Perencanaan untuk Struktur Beton Bertulang Biasa dan Struktur Tembok Bertulang untuk Gedung 1983.

14

BAB III LANDASAN TEORI

3.1

PEMBEBANAN Kekuatan yang dibutuhkan suatu komponen struktur untuk menahan beban

berfaktor yang bekerja dengan berbagai kombinasi efek beban disebut kuat perlu. Kuat perlu (U) suatu struktur harus dihitung dengan beberapa kombinasi beban yang bekerja pada struktur tersebut, kuat rencana diperoleh dari mengalikan kuat nominal dengan faktor reduksi kekuatan () yang nilainya lebih kecil dari satu. Faktor keamanan yang disyaratkan oleh SK-SNI T-15-1991-03 dapat dikelompok dalam dua bagian yaitu faktor beban dan faktor reduksi kekuatan. 1. Untuk kondisi beban mati (D) dan beban hidup (L) U = 1,2 D + 1,6 L . 2. (3.1)

Bila beban angin (W) turut diperhitungkan, maka kombinasi beban mati (D), hidup (L) dan angin (W), berikut ini harus dipilih untuk menetukan nilai kuat perlu (U) terbesar : U = 0,75 (1,2 D + 1,6 L + 1,6 W) .. (3.2)

Dengan beban hidup (L) yang kosong, turut pula diperhitungkan untuk mengantisipasi kondisi yang bahaya sehingga : U = 0,9 D + 1,3 W ................................ .. 3. (3.3)

Bila ketahanan struktur terhadap beban gempa (E) turut diperhitungkan

15

U = 0,90 (D E) . Atau U = 1,05 (D + LR E) ...

(3.4)

(3.5)

Dengan Lg = beban hidup yang telah direduksi sesuai dengan ketentuan SNI-1726-02 tentang tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk rumah dan gedung. Nilai beban gempa (E) ditetapkan berdasarkan ketentuan SNI-1726-2002 Keterangan : D = Beban mati L = Beban hidup W = Beban angin U = Kuat perlu A = Beban Air R = Beban hujan E = Beban Gempa Beban rencana terbagi rata untuk kombinasi beban hidup dan beban mati, adalah : WU = 1,2 WD + 1,6 WL Sedangkan momen perlu atau momen rencana untuk kombinasi beban tersebut Adalah : MU = 1,2 MD + 1,6 ML

16

Dengan demikian, dapat dinyatakan bahwa kuat momen yang digunakan MR (kapasitas momen)sama dengan kuat momen ideal / nominal MR dikalikan dengan faktor , MR = Mn

3.2

PERENCANAAN PELAT Dalam perencanaan struktur asrama Ruhui Kalimantan ini menggunakan

metode perhitungan 2 Arah. Dengan ketentuan

Ly 2 (Pelat Dua Arah) Lx

3.2.1 Menentukan Tebal Minimum Pelat ( h )

Menurut SK SNI T-15-1991-03 pasal 3.2.5 butir 3.3 memberikan pendekatan empiris mengenai batasan defleksi dilakukan dengan tebal pelat minimum sebagai berikut :

h

Ln.(0,8 + fy/1500) ..................................... 1 36 + 5 . m 0,12.1 +

(3.6)

tetapi tidak boleh kurang dari : h Ln.(0,8 + fy/1500) 36 + 9 ........................................ (3.7)

dan tidak perlu lebih dari :

h

Ln.(0,8 + fy/1500) 36

........................................

(3.8)

Dalam segala hal tebal minimum pelat tidak boleh kurang dari harga sebagai berikut :

17

Untuk m < 2,0 digunakan nilai h minimal 120 mm Untuk m 2,0 digunakan nilai h minimal 90 mm Dengan :Ln

= Bentang bersih terkecil pada pelat dihitung dari muka kolom (mm) = Rasio kekuatan balok terhadap pelat = Rasio panjang terhadap lebar pelat

m

3.2.2

Menentukan Momen Lentur Pelat yang Terjadi

Perencanaan dan analisis dilakukan dengan menggunakan konsep beban Amplop yaitu dengan menggunakan koefisien momen Besar momen lentur adalah : ....................................... ....................................... ....................................... ...................................... Dengan :qu Lx Ctx Clx

(3.9) (3.10) (3.11) (3.12)

= Beban Total = Panjang bentang pendek = Koefisien momen tumpuan arah x = Koefisien momen lapangan arah x

18

Cty Cly

= Koefisien momen tumpuan arah y = Koefisien momen lapangan arah y

Nilai koefisien momen (c) diambil dari tabel 13.31 dan 13.32 PBBI 1971

3.2.3 Menentukan Tinggi Manfaat (d) arah x dan y

Menurut SK SNI T-15-1991-03 pasal 3.2.5 butir 3.3 adalah sebagai berikut : b = 0,85.f' c 600 . 600 + fy fy

........................................................................................ ...........................................

(3.13) (3.14) (3.15)

max = 0,75.b

min =

1,4 fy

Dengan : max :Perbandingan tulangan pada keadaan regangan maksimum min :Perbandingan tulangan pada keadaan regangan minimum b :Perbadingan tulangan pada keadaan regangan berimbang Pada pelat dua arah, tulangan momen positif untuk kedua arah dipasang saling tegak lurus. Karena momen positif arah bentang pendek (x) lebih besar dari bentang panjang (y) dx = h-b-1/2.Dtul x .. (3.16) (3.17)

dy = h-b-Dtulx-1/2.Dtuly ... dy untuk tulangan tumpuan arah y (ty) sama dengan dx.

19

3.2.4 Menentukan Luas Tulangan (As) arah x dan y

Berdasarkan penurunan dari SK SNI T-15-1991-03 pasal 3.2.5 butir 3.3Maka dapat dilakukan dengan cara :

Rn = m=

Mu/ b.d 2

....................... ...................................

(3.18)

fy 0,85.f' c

..........................................................

(3.19)

ada =

1 2.m.Rn .1 1 m fy

...............................................

(3.20)

(SK-SNI T-15-1991-03) Rasio baja-tulangan harus memenuhi min ada maks Jika ada < min ,maka digunakan = min dan As = ada.b.d Jika ada > maks ,maka tebal pelat harus diperbesar

Setelah didapatkan nilai

,maka : (3.21)

Asperlu = perlu.b.d As bagi/susut = 0,002.b.h .............. Jarak tulangan pokok (di ambil b= 1 meter)s A1.b Asperlu

............................................................. ............................................................. .........................................................

(3.22) (3.23) (3.24)

s 2h s 250mm

20

Diambil nilai jarak tulangan (s) yang terkecil, sehingga didapatkan nilai Asada yaitu : Asada = A1.b s ........................................................ (3.25)

Dengan : s Rn m b : Jarak tulangan pelat : Koefisien lawan untuk perencanaan kekuatan : Perbandingan tegangan : Lebar dari muka tekan komponen struktur

3.2.5

Kontrol Kapasitas Lentur Pelat yang Terjadi

Kontrol kapasitas pelat dengan mengkuti acuan dari SK SNI T-15-1991-03 pasal3.2.5 butir 3.3

a=

Asada.fy 0,85.f' c.b

...................................

(3.26) (3.27)

Mn = Asada.fy.(d-a/2 ) Mu/ .. Bila perlu = 1,33.ada ,maka :

Mn = C.(d - a/2) . ..................................Dengan : Mn a : Kuat momen nominal pada suatu penampang : Tinggi balok tegangan regangan

(3.28)

21

d C

: Jarak dari serat tekan terluar kepusat tulangan tarik : gaya tekan beton

3.3

PERENCANAAN BALOK

Langkah-langkah perencanaan balok : 1. Menentukan mutu beton dan baja tulangan :

Faktor blok tegangan beton (1) menurut (SK SNI T-15-1991-03 Pasal 3.3.2 butir 7.3) adalah: fc 30MPa maka 1=0,85 MPa ............... (3.29) (3.30)

fc 30MPa maka 1=0,850,008(fc 30) 0,65 ....... 2. Menentukan nilai rasio tulangan () :

menurut (SK SNI T-15-1991-03 Pasal 3.3.2 butir 7.3) adalah sebagai berikut : b = 600 0,85.f' c .1 600 + fy ................................. fy ...................................... ..................................... (3.31) (3.32) (3.33) (3.34)

maks = 0,75.. min = 1,4/fy aktual =

1 2m.Rn 1 1 .................................... m fy

disyaratkan : min Mu/............ Dengan :a Mn

= Tinggi balok tegangan persegi ekivalen (mm) = Kapasitas lentur nominal yang terjadi (Nmm)

3.3.2 Perencanaan Balok Penampang Persegi Menahan Lentur Dengan Tulangan Rangkap

Berdasarkan dari SK SNI T-15-1991-03 pasal 3.2.5 butir 3.3 adalah : Balok lentur tulangan rangkap direncanakan jika : Mn > Mnperlu Langkah-langkah penyelesaiannya sebagai berikut : 1. Menentukan As1 dan Mn1 ..................................... (3.44)

As = 1.b.ddiketahui Diambil 1 = awal = 0,75.b a= As1.fy 0,85.f' c.b

...................................

(3.45) (3.46)

Mn1 = As1 . fy . (ddiketahui a/2) > Mu/ ......................... 2. Menentukan Mn2

25

Mn2 = Mu/ Mn1 Dengan :Mn1

..................................................

(3.48)

= kuat momen pasangan kopel gaya beton tekan dan tulangan tarik (Nmm)

Mn2

= kuat momen pasangan kopel tulangan baja tekan dan baja tarik tambahan (Nmm)

Mu

= Momen perlu Menentukan As = As2 dan As (kondisi dimana tulangan desak dan tulangan

3.

tarik mencapai leleh secara bersamaan) Tegangan desak baja : 0,85.f' c. 1 d fs' = 600.1 . ( ' ).fy ddiketahui As' = .............................. (3.49)

Jika fs fy,maka baja desak sudah leleh sehingga dipakai fy Jika fs < fy,maka baja desak belum leleh sehingga dipakai fs

Mn2 fs'.(ddiketahui d)

.............................

(3.50)

n'

As' ; n bilangan bulatn 2 batang A1 ......................... (3.51)

As = As1 + As ; As = As2 Dengan : As1

= Rasio tulangan tekan yang dipakai dalam perencanaan = Luas penampang tulangan baja tarik (mm2)

26

As2 As n n

= Luas penampang tulangan baja tarik tambahan (mm2) = Luas tulangan baja tekan (mm2) = Jumlah tulangan desak yang dipakai = Jumlah tulangan tarik yang dipakai

4. =

Kontrol kapasitas lentur yang terjadi As b.ddiketahui As' b.ddiketahui ........................................................... (3.52)

=

..........................................................

(3.53)

Tegangan tulang desak : 0,85.f' c.. d' fs' = 600.1 . fy ......................... (.').fy ddiketahui a= As.fy.As'.fs' 0,85.f' c.b ........................................................... (3.54)

(3.55)

Mn = Mn1 + Mn2 =(As.fy-As.fs).(ddiketahui-a/2)+(As.fs).(ddiketahui.d)

(3.56)

3.3.3 Perencanaan Geser Balok

Dalam perencanaan ini juga mengkuti dari pedoman SK SNI T-15-1991-03pasal 3.2.5 butir 3.3 yakni :

Langkah-langkah perencanaan tulangan geser balok :

27

1. 2.

Menentukan tegangan geser beton (Vc) Tegangan geser beton biasanya dinyatakan dalam fungsi dari kapasitas dan

3.

beton dalam menerima geser menurut SK SNI-T15-1991-03 adalah sebesar :

1 Vc = f' c .b.d 6 4.

....................................................

(3.57)

Menentukan jarak sengkang Berdasarkan kriteria jarak sengkang pada SK SNI-T15-1991-03 adalah

sebesar: Bila

.....................

(3.58)

Geser tidak diperhitungkan. Bila

...................

(3.59)

Perlu tulangan geser kecuali : struktur pelat (lantai,atap,pondasi) balok h 25cm atau h 2,5hf Adapun jarak tulangan geser menurut SK SNI-T15-1991-03 : s av.f.d Vsmin .................................................................... ........................................................................ ...............................................................................................................

(3.60) (3.61) (3.62)(3.63)

s d/2

s600mm

Bila Vc < Vu/ (Vc + Vsmin)

28

Maka diperlukan tulangan geser dengan jarak : s Av.fy.d Vsmin ................................ .................................. .................................... (3.64) (3.65) (3.66) (3.67)

s d/4 s 600 mm

Bila ( Vc+Vsmin < Vu/ 3Vc ) .............

Maka diperlukan tulangan geser dengan jarak :

s

Av. fy.d Vu Vc

...................................................

(3.68)

sd/2 s 600 mm

................................................... .................................... ..................................

(3.69) (3.70) (3.71)

Bila Vu/ 5 Vc

Maka diperlukan tulangan geser dengan jarak :s Av. fy.d Vu Vc ................................... (3.72)

s d/4 s 300 mm

...................................... ...................................... ..................................

(3.73) (3.74) (3.75)

Bila Vu/ 5 Vc

Maka dimensi balok diperbesar.

29

Dengan : Vsmin = Kuat geser nominal tulangan geser minimal (N) Vc Vu = Tegangan geser ijin beton (Mpa) = Gaya geser berfaktor akibat beban luar (N) = Faktor reduksi kekuatan, diambil nilai 0,6 (geser & torsi) Va = Luas penempang tulangan geser (mm)

3.3.4

Perencanaan Geser dan Torsi Balok

Penjelasan dari SK SNI T-15-1991-03 pasal 3.2.5 butir 3.3 maka dapat dilakukan Langkah-langkah penyelesaian geser dan torsi balok adalah : 1. Identifikasi jenis torsi

Untuk struktur statis tertentu (torsi keseimbangan),pengaruh torsi diperhitungkan apabila momen torsi terfaktor :

1 Tu . f' c. x 2 .y 20

.........................................

(3.76)

Untuk struktur statis tak tentu (torsi kompabilitas),pengaruh torsi diperhitungkan apabila momen torsi terfaktor : 1 Tu . f' c. x 2 .y 20 2. .................................... (3.77)

Menentukan kuat momen torsi nominal (Tn)

Kontrol kuat momen torsi yang terjadi : Tu Tn

30

Tn = Tc+Ts

.............................................................

(3.78)

Bila puntir murni :

Tc = 1 / 15. f ' c . x 2. y

(

)

............................................

(3.79)

Bila puntir murni + geser :

(1/ 15. Tc =Dengan : Ct = bw.d x 2 .y

f ' c. x 2 . y2

)

......................................

(3.80)

0,4.vu 1+ Ct.Tu

.............................................................

(3.81)

1/6.f' c.bw.d Vc = 2 1 + (2,5.Ct.Tu/Vu ) Tc =

.......................................

(3.82)

Bila puntir murni + geser + gaya aksial

(1/15.

f' c. x 2 .y Nu .............................. .1 + 0,3. 2 Ag 0,4.Vu 1+ Ct.Tu

)

(3.83)

1/6.f' c.bw.d Vc = 2 1 + (2,5.Ct.Tu/Vu )

.1 + 0,3. Nu ................ Ag

(3.84)

Jika Tu/ Tc maka torsi diabaikan Jika Tu/ > Tc maka diperlukan tulangan torsi

31

Untuk torsi keseimbangan : Ts = Tu/-To .................................................................. (3.85)

Untuk torsi kompabilitas :Ts = 1/9 f' c. x 2 .y.1/3 Tc ........................................ (3.86)

Jika Tu/ > 4Tc maka tampang balok diperbesar

Dengan :Tn = Kekuatan nominal tampang torsi (Nmm) Tu = Kekuatan torsi terfaktor akibat beban geser (Nmm) Ts = Kekuatan baja normal menahan torsi (Nmm) Tc = Kekuatan beton nominal menahan torsi (Nmm) Nu = Gaya aksial terfaktor,(+) untuk tekan dan (-) untuk tarik Ag = Luas tampang beton (mm2)

3.

Menghitung perbandingan luas tulangan torsi dan jarak sengkang. ........................................ ........................................

At Ts = s t.x 1 .y1 .fy

(3.87) (3.88)

t = 1 / 3(2 + y1 / x1 ) 1,54.

Menentukan tulangan geser + torsiBila Vc < Tu/ , maka diperlukan tulangan geser

Vs = Tu / - Vc

.............................................

(3.89)

32

5.

Perbandingan antara luas tulangan geser dan jarak : ................................................... (3.90)

Av Vs = Vs fy.d

Luas tulangan sengkang (tulangan torsi + geser) :Av.t 2. At Av bw.s = . s s s 3. fy

.........................................

(3.91)

6.

Menentukan luas torsi memanjang ...................................... (3.92)

x + y1 Al1 = 2.At 1 atau s

2,8.x.s x + y1 Tu Al1 = ....... 2.2t 1 fy Tu + Vu/3.Ct s Nilai Al1diambil yang terbesar, tetapi tidak lebih dari : 2,8.x.s Tu bw.s x 1 + y1 Al1 = ...... fy Tu + Vu/3.Ct 3.fy s Dengan :Av = Luas sengkang menahan geser (mm2) At = Luas sengkang menahan torsi (mm2) Al = Luas tulangan memanjang tambahan pada torsi (mm2)

(3.93)

(3.94)

7. Kriteria tulangan geser dan torsi Jarak tulangan sengkang :s x 1 + y1 4

........................................................

(3.95)

s 300mm

33

Dengan : Tulangan memanjang disebar merata ke semua sisi dengan jarak tulangan memanjang 300 mm tulangan torsi memanjang 12 mmfy tulangan torsi 400 Mpa

Tulangan torsi harus ada paling tidak sejauh (b+d) dari titik ujung teoritis torsi yang diperluka.

3.4

PERENCANAAN KOLOM

Menurut acuan SK SNI T-15-1991-03 pasal 3.3.10 maka dapat di dapat sebagaiberikut :

3.4.1

Perencanaan Kolom Pendek

Langkah-langkah : 1. 2. Menentukan properties penampang kolom (b,h,fc,fy,d,d) Menghitung beban kapasitas kolom pendek Pn = 0,85.fc.(Ag-Ast)+Ast.fy . 3. Menentukan sengkangUntuk sengkang biasa :

(3.96)

Pn = 0,80.(0,85.fc.(Ag-Ast)+fy.Ast)

(3.97)

34

Karena Agperlu =

, maka :

Pu ....................... 0,80.(0,85.f' c(1 g ) + fy.y )

(3.98)

Untuk sengkang spiral :

Pn = 0,85.[0,85. f ' c( Ag Ast ) + fy. Ast ] ........................

(3.99)

Karena Agperlu =

, maka : Pu 0,85.(0,85.f' c(1 g ) + fy.y ) ................... (3.100)

Sehingga setelah nilai Ag perlu diperoleh, panjang dan lebar sisi kolom persegi atau diameter kolom bulat dapat ditentukan.Ag = b.h = 1 / 4. .D 2Astotal = n%;Ag = As+As

.............................................................................................

(3.101) (3.102) (3.103)

As = As = Ast/2 Dengan :

......................................................

Pn = Kuat desak aksial nominal pada kolom konsentris (N) Pu = Gaya aksial terfaktor Ast = Luas tulangan total pada kolom (mm2) As = Luas tulangan desak pada kolom (mm2) As = Luas tulangan tarik pada kolom (mm2)

35

Kapasitas kolom dengan beban eksentris C= 600 .d 600 + fy ............................................... (3.104)

f' s =

(c d') .600c

................................................

(3.105)

fs =

(d c ) .600c

................................................

(3.106)

Jika fs> fy, maka fs=fy Jika fs< fy, maka fs=fs

Cc = 0,85.fc.b.a Cs = As.fs Ts = As.fs Dengan :

.................................................... ................................................... ..................................................

(3.107) (3.108) (3.109)

a = .c = Tinggi blok tekan beton (mm)

Tentukan nilai C yang digunakan : Jika C > Cb, terjadi keruntuhan tekan Jika C = Cb, terjadi keruntuhan balanced Jika C < Cb, terjadi keruntuhan tarik

Syarat kegagalan : a. Keruntuhan tekan C > Cb; Pn > Pb; Mn > Mnb

36

b.

Keruntuhan balanced C = Cb; Pn = Pb; Mn = Mnb

c.

Keruntuhan tarik C < Cb; Pn < Pb; Mn < Mnb

Dari persamaan keseimbangan Pn = Cc + Cs - t

= 0 pada diagram tegangan regangan, diperoleh : (3.110) (3.111)

.....................................

= 0,85.fc.b.a + As.fs As.fs .. Mn = Pn . = Cc.(C a/2 ) + Cs.(C d') + Ts.(d C) .......

(3.112)

= 0,85.f' c.b.a(C a/2) + As'.f'c.(C d' ) + As.fs' (d c)Sehingga diperoleh :l=

Mn Pn

.....................................................

(3.113)

gambar diagram Momen Nominal (Mn) dan Gaya Desak Nominal (Pn) (Ast=1%Ag;Ast=2%Ag;Ast=3%Ag;Ast=4%Ag;Ast=5%Ag) Gambar dibawah adalah gambar interaksi kolom, dimana kuat desak aksial di ungkapkan sebagai Pn pada sumbu tegak dan kuat momen di ungkapkan sebagai Pn.e pada sumbu datar. Diagram hanya berlaku untuk kolom yg di analisis saja, dan dapat memberikan gambaran tentang susunan pasangan kombinasi beban aksial dan kuat momen. Untuk titik titik yg berada disebelah dalam diagram akan memberikna pasangan beban dan momen uji, akan tetapi dengan menggunakannya perecanaan

37

kolom akan berlebihan (overdesigned). Dan titik-titik yang di luar diagram akan memberikan pasangan beban dan momen yang menghasilkan penulangan yang kurang(underdesigned) ataupun penulangan yang kurang sesuai dengan apa yang diharapkan pada perencanaan struktur.

Mn Vs Pn (500x500)12000

10000

8000

6000 P (k ) n N

1% 2%

b4000

3% 4% 5%

2000

0 0 200 400 600 800 1000 1200 1400

-2000 M n (k Nm )

Gambar.3.1. Diagram momen nominal-kuat desak aksial nominal ( Mn Pn)

38

3.4.2

Kolom langsing

Dari SK SNI T-15-1993-03 pasal 3.3.11 ayat 4, adalah sebagai berikut : Tahap tahap perencanaan kolom langsing adalah sebagai berikut : 1. Menetukan tingkat tingkat kelangsingan kolomk.lu r= r 1 A

Kelangsingan = Keterangan :

k = faktor panjang efektif lu = panjang bersih kolom r = radius gravitasi I = inersia tampang A = luas tampang

Nilai k ditentukan dengan memperhatikan kondisi kolom Untuk kolom lepas

Kedua unjung sendi, tidak tergerak lateral Kedua ujung sendi Satu ujung jepit, ujung yang lain bebas Kedua ujung jepit, ada gerak lateral Untuk kolom yang merupakan bagian portal

k = 1,0 k = 0,5 k= 2,0 k = 1,0

Sebagai langkah awal adalah menentukan nilai kekakuan relatif ( )

39

=

(EI/I)kolom (EI/I)kolom

...............................................

(3.114)

Kemudian nilai diplotkan ke dalam grafik nomogram atau grafik alignment, sehingga didapat nilai k Batas-batas kolom disebut langsing, adalah k.I M1b > 34 12 , untuk rangka dengan pengaku lateral r M2b ( tak bergoyang ) > 22 untuk rangka / portal bergoyang Dimana : M1b dan M2b adalah momen-momen ujung terfaktor pada kolom Yang posisinya berlawanan ( M1b M2b ) 2. Momen rencana....................................................

M rencana = b.M2b+s.M2s b =

(3.115)(3.116)

Cm 1,0 .................................................... Pu 1 Pc M1b 0,4 .......................................... M2b ..........................................................c

Cm = 0,6 + 0,4 1

(3.117)

=

P 1 Pu

(3.118)

2 .EI ( rumus euler ) ................................... Pc = (kl) 2

(3.119)

40

Dalam peraturan SK SNI T-15-1991-03 pasal 3.3.11 ayat 5.2, memberikan ketentuan untu memperhitungkan EI sebagai berikut : 1 (Ec.Ig ) + Es.Is ................................................... EI = 5 1 + d Bila Asst 3%Ag , maka : EI = Ec.Ig ......................................................... 2,5(1 + d) (3.121)

(3.120)

Keterangan :bs

= pembesaran momen dengan pengaku pada pembebanan tetap = pembesaran momen tanpa pengaku pada pembebanan sementara = momen terfaktor terbesar pada ujung komponen tekanan akibat pembebanan sementara

M2b

M2s

= momen terfaktor terbesar disepanjang komponen struktur tekan akibat pembebanan sementara

Pu

= beban aksial kolom akibat gaya luar = 0,65 = faktor reduksi = beban tekuk = modulus elastis beton = modulus elastis baja tulangan = momen inersia beton kotor (penulangan diabaikan0 = momen inersia terhadap sumbu pusat penampang komponen struktur

Pc Ec Es Ig Ise

41

d 3.

=

momen akibat beban mati rencana .................. momen akibat beban total

(3.122)

Mencari Mn dan Pn ................................................................ ............................................................. (3.123) (3.124)

Pn = Pu Mn= Mu

Dari nilai tersebut dimasukan ke dalam diagram Pn Mn kolom untuk mendapatkan luas tulangan rencana.

3.5

PERENCANAAN BEBAN GEMPA

Dalam perencanan beban gempa dapat dilakukan berdasarkan cara-cara Seperti yang ada dibawah ini.

3.5.1 Perencanaa struktur portal dengan daktilitas penuh

Pembebanan gempa menurut SK SNI 1726 02 pasal 6.1.2 adalah sebagai berikut : VV C I Rm Wt

=

C.I Wt Rm

= gaya gempa dasar = koefisien gempa dasar = faktor keumpamaan struktur = faktor reduksi gempa = berat kombinasi beban mati keseluruhan dan beban hidup vertical yg di

42

reduksi

Koefisien gempa dasar ( C ) ditentukan dari gambar untuk wilayah gempa 3 dengan memakai waktu getar alamai struktur

Waktu getar alami ( T ) dalam SNI 1726 - 02 untuk struktur portal beton ditentukan rumus : T = 0,06.H ; dengan : H = tinggi struktur

Gaya geser pada masing- masing lantai tingkat dapat di hitung dengan menggunakan rumus : - untuk hw < 3,0 lw (3.125)

Fx =

Wx.hx .Vbx Wx.hxWy.hy .Vby Wy.hy

Fy =

(3.126)

- untuk

hw 3,0 twWx.hx Vbx + (0,1.Vb dipuncak) Wx.hx

FX = 0,9

(3.127)

Fy = 0,9 Keterangan :

Wy.hy Vby + (0,1Vb dipuncak) (3.128) Wy.hy

Fx Fy

= beban horisontal tiap lantai pada arah x =beban horisontal tiap lantai pada arah y

43

Wx Wy

= berat tiap lantai pada arah x = berat tiap lantai pada arah y

3.5.2 Perencanaan balok portal

Dari hasil SK SNI 1991-02 pasal 3.14.2, maka perencanaan balok portal untuk beban gempa yaitu : a. Perencanaan balok portal terhadap lentur

kuat lentur balok portal (Mu,b) harus dinyatakan berdasarkan kombinasi pembebanan tanpa atau dengan beban gempa sebagai berikut ini : Mu,b Mu,b Mu,b = 1,2 Md,b + 1,6 Ml,bR . = 1,05. (MD,b + ME,bR + ME,b) = 0,9. MD,b + ME,b . (3.129) (3.130) (3.131)

Keterangan :

MD,b ML,b

= Momen lentur balok portal akibat beban mati tak berfaktor = Momen lentur balok portal akibat beban hidup berfaktor

ME,b = Momen lentur balok portal akibat beban gempa tak berfaktor ME,bR = Momen lentur balok portal akibat beban gempa berfaktor

Dalam perencanaan kapasitas balok portal, momen tumpuan negatif akibat kombinasi beban gravitasi dan beban gempa balok boleh diretribusikan dengan menambah atau mengurangi dengan persentase yang tidak melebihi :

44

4 ' q = 30. 1 . % 3 b

(3.132)

Dengan syarat apabila tulangan lentur balok portal telah direncanakan ( ) tidak boleh melebihi 0,5 b. Momen lapangan dan tumpuan pada bidang muka kolom yang diperoleh dari hasil redistribusi selanjutnya digunakan untuk menghitung penulangan lentur yang diperlukan. Untuk portal dengan daktilitas penuh perlu dihitung kapasitas lentur sendi plastis balok yang besar nya ditentukan ditentukan sebagai berikut : Mkap,b = 0.Mnak,b .. Keterangan :0

(3.133)

= faktor penambahan kekuatan ( overstrenght factor ). Faktor yang memperhitungkan pengaruh penambahan kekuatan maksimal dan tulangan terhadap kuat leleh yang ditetapkan, diambil sebesar 1,25 untuk tulangan dengan fy 400 Mpa, 1,40 untuk fy 400 Mpa

Mnak,b = kuat momen lentur nominal aktual balok yang dihitung terhadap luas tulangan yang sebesarnya ada pada penampang balok yang di tinjau a. Perencanaan Balok portal terhadap gaya geser

Besar nya gaya geser rencana Vu yang harus ditahan oleh komponen struktur lentur tahan gempa dengan daktalitas 3, menurut SK SNI T-15-1991-03 adalah : Mkap Mkap' Vu,b = 0,7 + 1,05Vg . ln

(3.134)

45

Tetapi tidak besar dari : 4,0 VE, b .. Vu,b = 1,05 VD, b + VL, b + K Keterangan : (3.135)

Mkap

= momen kapasitas (momen nominal aktual) di sendi plastis pada suatu ujung atau bidang muka kolom

MKap = momen kapasitas pada ujung lainnya Ln VD VL VE K Vg= bentang bersih balok = gaya geser balok akibat beban mati = gaya geser balok akibat beban gempa = gaya geser balok akibat beban gempa = faktor jenis struktur = gaya geser balok akibat berat sendiri dan beban gravitasi

3.5.3 Perencanaan Kolom portal

Diambil dari SK SNI T-15-1991-3 pasal 3.14.2 adalah sebagai brikut : a. Perencanaan Kolom portal terhadap lentur dan aksial

untuk struktur rangka dengan daktalitas 3, kuat lentur minimum harus memenuhi persyaratan sebagai berikut : Mu,k = 0,70 d Mkap, b . (3.136) (3.137)

Atau Mu,k = 0,7.d.k (Mkap.ki + Mkap, ka)

46

Tetapi dalam segala hal tidak lebih besar dari : 4,0 Mg , k Mu,k = 1,05 MD , k + ML , k + k Mu,k = 0,Mnak,b Sehingga : (3.138)

M

kap, b

= Mkap.ki + Mkap.ka .

(3.139)

Keterangan : = koefisien pembesar dinamis yang memperhitungkan pengaruh

terjadinya sendi plastis pada struktur secara keseluruhan.

M

kap, b

= jumlah momen kapasitas balok pada pusat joint, yang berhubungan dengan kapasitas lentur aktual balok (untuk jumlah luas tulangan yang sebenarnya terpasang)

MD,K MI,K MF,K

= momen pada kolom akibat beban mati = Momen pada kolom akibat beban hidup = momen pada kolom akibat beban gempa dasar (tanpa faktor pengali tambahan)

K

= faktor jenis struktur

Mnak,b = kuat momen lentur nominal aktual balok yang dihitung terhadap luastulangan yang sebenarnya ada pada penampang balok yang ditinjau sedangkan beban aksial rencana yang bekerja pada kolom portal daktalitas penuh dihitung dengan :

47

Nu, k =

0,7R. Mkap, b Ib

+ 1,05Ng, k

(3.140)

Tetapi dalam segala hal : 4,0 Nu , k > 1,05 Ng , k + . NE , K K Keterangan : Rv = faktor reduksi yang terhitung dari 1,0 untuk 1 < n 4 .. (3.141)

1,1 0,025n untuk 4 < n 20 0,6 untuk n > 20 = jumlah lantai tingkat di atas kolom yang ditinjau = bentang balok, diukur dari pusat joint = gaya aksial akibat beban gravitasi terfaktor pada pusat joint = gaya akibat beban gempa pada pusat joint

n 1b Ng,k NE,K

b.

Perencanaan Kolom portal Terhadap geser

kuat geser portal dengan daktilitas penuh berdasarkan sendi sendi plastis pada ujung ujung balok yang bertemu pada kolom harus di hitung sebagai berikut : untuk kolom lantai atas dan lantai dasar : Vu, k = Mu, k atas.Nu, k bawah h' k . (3.142)

Dan dalam segala hal tidak perlu lebih besar dari :

48

Vu, k = 1,05(MD, K + ML, K + 4/K.VE, K )

(3.143)

Kapasitas lentur sendi plastis kolom dapat dihitung : Mkap,k bawah = 0.Mnak, k bawah (3.144)

Sendi Plastis

Sendi Plastis

Titik Pertemuan

Titik Pertemuan

V

D, B

V

D, B

Sendi Plastis Sendi Plastis

Gambar 3.2 Kolom dengan Mu,k berdasarkan kapasitas sendi plastis balok

Keterangan :

Mu,k atas = momen rencana kolom ujung atas dihitung pada muka balok Mu,k bawah= momen rencana kolom ujung bawah dihitung pada muka balok hk VD,k VL,k VE,k= tinggi bersih kolom = gaya geser kolom akibat beban mati = gaya geser kolom akibat beban hidup = gaya geser kolom akibat beban gempa

Mkap, k bawah= kapasitas lentur ujung dasar kolom lantai dasar Mnak, k bawah= kuat lentur nominal aktual ujung dasar kolom lantai dasar Mkap,Ki= momen kapasitas balok berdasarkan tulangan yang sebenarnya

49

Terpasang pada salah satu ujung balok kiri atau bidang muka kolom kiri

Mkap,Ka = momen kapasitas balok berdasarkan tulangan yang sebenarnyaterpasang pada salah satu ujung balok kanan atau bidang muka kolom kanan

VD,b VL,b VE,b In

= gaya geser balok portal akibat beban mati = gaya geser balok portal akibat beban hidup = gaya geser balok portal akibat beban gempa = bentang bersih balok

3.6

PONDASI

Pada perencanaan struktur ini menggunakan Pondasi Flootplate

3.6.1

Perencanaan dimensi penampang Pondasi

1.

Tinjau terhadap beban tetapP

q all tanahGambar 3.3 Potongan Pondasi

50

netto tanah = tanah- (h. beton ) - (h. tanah ) netto tanah = P My Mx + + 2 A perlu 1/6.Bx .By 1/6.By 2 .Bx

(3.145) (3.146)

Kemudian dengan coba-coba di ambil nilai Lp (lebar pondasi) dan Pp (panjang pondasi) Sehingga didapat nilai A ada = Lp x Pp > A perlu Kontrol tegangan kontak yang terjadi didasar pondasi : netto tanah = P My Mx + + < netto tanah .. 2 A ada a/6.P .L 1/6.L2 .P (3.147)

Jarak pusat tulangan tarik ke serat tekan beton : d = h - Pb tulangan pokok keterangan : Nilai P, Mx, My dari hasil analisa SAP 2000 . (3.148)

tanah

= berat volume tanah (kN/m3)

2.

Tinjauan terhadap beban sementara

Eksentrisitas yang terjadi : ex = Mx P My P .. (3.149)

-

ey =

.

(3.150)

kontrol tegangan yang terjadi :

51

=

P .. (L.(P 2.ex)) + (P.(L 2.ey))

(3.151)

3.6.2 Perencanaan geser Pondasi

Pada struktur ini menggunakan bentuk struktur Pondasi dua arah

3.6.2.1 Geser satu (1) Arah

Gambar 3.4 Pondasi dengan geser satu arah

Keterangan : n1 d Lp Bp bk hk n1 : Jarak penampang kritis : Selimut beton : Panjang pondasi : Lebar pondasi : Lebar kolom ( x ) : Panjang kolom ( y ) = Lp tk 2.d 2 . (3.152)

52

Tegangan kontak yang terjadi : qult = 1,2Pd + 1,6Pl A P M + Aada 1/6.Lp 2 .Bp (Lp m).qmax + m.qumin Lp . (3.153)

qumin =

....

(3.154)

qum = Keterangan : P Pd Pl A L

..

(3.155)

: Beban pondasi : Beban Mati dari struktur atas : Beban Hidup dari struktur atas : Luas bidang kontak : Panjang pondasi

gaya geser akibat beban luar yang bekerja pada penampang kritis pondasi : Vu = qux terjadi.n1.Vu/

...

(3.156)

kekuatan beton menahan geser Vc = 1/6.f ' c .L.d

. .........

(3.157)

kontrol gaya geser : Vc Vu/....

(3.158)

3.6.2.2 Perencanaan Geser Dua arah

ditinjau pada arah momen terbesar :

53

x = hk + d Tinjaun terhadap arah x pada perencanaan pondasi ( Vertikal ) y = tk + d tinjauan terhadap arah y pada perencanaan pondasi ( Horizontal )

Gambar 3.5 Pondasi dengan geser dua arah

tegangan kontak yang terjadi : max = P My Mx + + 2 A ada 1/6.Bp .Lp 1/6.Lp 2 .Bp P My Mx 2 A ada 1/6.Bp .Lp 1/6.Lp 2 .Bp .... (3.159)

min

=

(3.160)

Gaya geser akibat beban luar yang bekerja pada penampang kritis pondasi : Vu = quT . ((Bp.Lp) (x.y)) (3.161)

Kekuatan beton menahan geser : c = sisi panjang sisi pendek . (3.162)

54

bo =2.(x+y) Vc1 = (1+2/c).(2. Vc2 = 4.f ' c .bo.d

f ' c ). bo.d

(3.163) (3.164) (3.165)

.

.

Digunakan nilai yang terkecil dari Vc1 dan Vc2 Vc Vu/

(3.166)

3.6.3

Kuat Tumpuan Pondasi Kuat tumpuan pondasi .Pn = .(0,85.fc.A1. A2 /A1 )

(3.167)

Kuat tumpuan kolom : .Pn = .(0,85.fc.A1)

.

(3.168)

Kontrol kuat tumpuan : .Pnpondasi > .Pnkolom

..

(3.169)

keterangan : A1 = luas penampang kolom A2 = luas pelat pondasi

3.6.4

Perencanaan tulangan lentur Pondasi

Diambil nilai lebar (b)pondasi tiap 1 meter = 1000 mm

Tulangan arah x : l1 = (Bp - hk)

.

(3.170)

55

Mu1 = .qu.l12

. ...

(3.171) (3.172) (3.173)

Tulangan arah y : 12 = (Bp bk) Mu2 = .qu.l22

..

Keterangan : Bp hk bk : Lebar pondasi : Lebar kolom (x) : Panjang kolom (y)

Diambil nilai Mu1 atau Mu2 yang terbesar. Untuk Mu yang besar letak tulangan dibawah sedangkan Mu yang kecil letak tulangan diatas. Untuk pondasi diambil nilai penutup beton (Pb) 70 mm d = h + Pb - . tul.bawah d = h + Pb - . tul bawah - . tul atas untuk tulangan bawah untuk tulangan atas

Untuk selanjut nya seperti pada perhitungan penulangan pada pelat lantai

3.7

PERENCANAAN TANGGA

Pada kontruksi Gedung Asrama Ruhui Kalimantan ini menggunakan tangga dengan beton bertulang.

3.7.1 Langkah langkah perencanaan tangga adalah sebagai berikut ini :

Menentukan lebar dan jumlah opterde dan antrede Tinggi bersih antara lantai (h) dalam meter dapat diketahui

56

Lebar bordes (Lb) dalam meter dapat ditentukan, diambil 1,20 meter Tinggi optrede ideal 20 cm (15 cm 18 cm) Maka jumlah optrede (buah) Jumlah optrede = h (dibulatkan ke atas) ho .. (3.174)

Sehingga tinggi optrede sebenar nya ho =

h jumlah optrede

(3.175)

Lebar antrede ideal 30 cm, diambil nilai lebar antrede (La) = 30 cm Jumlah antrede = jumlah optrede 2 (3.176)

Tangga dibagi menjadi dua (2) bagian, sehingga panjang bentang tangga (Pt) Pt = (Pa x jumlah antrede /2) + Lb 4,50 meter .. (3.177)

1.

Menentukan tebal pelat tangga (h1) dan lebar tangga (Lt)

Untuk panjang bentang tangga 4,50 meter

Diambil nilai tebal pelat (h) : 17,5 meter Sudut kemiringan ideal tangga antara 30o 35o misal diambil sudut perkiraan awal () = 30o, maka tebal pelat sisi miring (h) : h = h cos .. (3.178)

57

sehingga sudut tangga sebenarnya () : =

h' la

(3.179)

Jarak antara as-as kolom (d) dalam meter dapat diketahui, sehingga jarak bersih antar as-as kolom (d)

Jarak antara balok tangga, jarak antar tangga-tangga, diambil nilai = 10cm, sehingga lebar bersih untuk 1 buah tangga : Lt = . (d (3 x 0,1) 1,20 meter (3.180)

2.

Menentukan tulangan pelat tangga : Untuk perhitungan penulangan pelat tangga sama dengan perhitungan pada penulangan pelat lantai

58

BAB IV ANALISA DAN DISAIN

4.1

PENDAHULUAN

Dalam suatu perencanaan/disain diperlukan analisis struktur agar diperoleh tegangan yang diperhitungkan agar tidak mengalami keruntuhan, setelah dilakukan analisis maka untuk mewujudkan perencanaan yang dapat dilaksanakan, maka dilakukan analisis menggunakan data yang berhubungan dengan struktur yang direncanakan. Pada bab ini akan dijelaskan tentang tahapan perencanaan sampai dengan gambar siap dilaksanakan.

4.2

DATA STRUKTUR

Struktur Gedung Asrama Ruhui Kalimantan adalah berupa beton bertulang yang memiliki spesifikasi sebagai berikut : 1. 2. Struktur Gedung Asrama Ruhui Berupa Balok Induk, anak dan susut Struktur atas berupa beton bertulang yang terdiri dari : a. Pelat b.Balok induk c.Balok anak d.Kolom

59

3.

Struktur bawah berupa beton bertulang yang terdiri dari :

untuk keperluan perhitungan maka diperlukan data bahan beton bertulang sebagai berikut : 1. 2. 3.

BJTP (Baja Tulangan Polos ) fy = 2400 kg/cm2 BJTD (Baja Tulangan Deform )fy = 4000 kg/cm2Mutu beton = fc = 275 kg/cm2

= 240 Mpa = 400 Mpa = 27,5 Mpa

4.3

WAKTU PENELITIAN

Waktu studi penelitian direncanakan dimulai pada akhir bulan July 2008 dan selesai pada bulan Agustus 2008

4.4

TAHAP PERENCANAAN

Tahap perencanaan dari tugas akhir perencanaan Re design asrama Kalimantan ruhui adalah meliputi : 1. 2. Menentukan spesifikasi dan konfigurasi struktur Gedung, Menghitung beban-beban yang bekerja dengan Peraturan Perencanaan Teknik Gedung, 03(SK-SNI T-15-1991-03), 3. 4. 5. 6. Menganalisa struktur dengan program SAP 2000 dan excel, Merencanakan elemen-elemen struktur dengan beton bertulang, Pembahasan, dan Menyimpulkan hasil.

langkah-langkah penyelesaian tugas akhir ini dapat dilihat pada gambar 4.1.

60

FLOW CHART PERHITUNGAN GEDUNG ASRAMA RUHUI KALIMANTAN

START

Input Data : - Model/Gambar RKS - Material

Analisis dengan softwear SAP 2000

Yes

Cek Hasil

NoOutput data : - Desain Awal - Momen - Gaya geser - Gaya Axial

Pengolahan data output SAP

A

Gambar 4.1.a Flow Chart penulisan tugas akhir

61

A

Desain Struktur dengan Variasi Mutu Beton (fc)

Merencanakan struktur atas Gedung Asrama 1. Merencanakan Pelat atap 2. Merencanakan pelat lantai 3. Merencanakan balok induk 4. Merencanakan balok anak 5. Merencanakan kolom

Merencanakan struktur bawah Struktur 1. Merencanakan pondasi

Gambar detail Gedung Asrama

Kesimpulan

FINISH

Gambar 4.1.b Flow Chart penulisan tugas akhir

62

BAB V PERHITUNGAN KONTRUKSI

5.1

PERENCANAAN PELAT

5.1.1.Perencanaan pelat lantai

Pada perhitungan ini akan diberikan contoh perhitungan pelat lantai lantai type 7 dengan ukuran 4500 x 45005.1.1.1 Pembebanan Pelat Lantai4.0000 3.0000 9.0000 4.5000 9.0000

7

4.0000

Lantai T1

Lantai T2

Keterangan :Lantai T2 Lantai T2 Lantai T2 Lantai T2 Lantai T2 Lantai T24.0000

Lantai T1 (4000 x 4000) Lantai T2 (4000 x 3000)

6

Lantai T3 (4000 x 2500) Lantai T4 (3000 x 2500)

2.5000

Lantai T3

Lantai T4

Lantai T4

Lantai T4

Lantai T4

Lantai T4

Lantai T4

Lantai T4

2.5000

5

Lantai T5 (3000 x 3000) Lantai T6 (4500 x 3000)

Lantai T2

Lantai T5

Lantai T6

Lantai T7

Lantai T6 Lantai T6

Lantai T6

Lantai T7 (4500 x 4500)4.5000

Lantai T8 ( 0,5.( 4500 x 4500 ))9.0000

4

Lantai T2

Lantai T5

Lantai T6 Lantai T9 Lantai T9 Lantai T86.0000

Lantai T9 ( 0,5.( 4500 x 4500 )) Lantai T10 (3000 x 3000)24.4043

Lantai T2

Lantai T5

Lantai T6

Lantai T10 Lantai T8 Lantai T10 Lantai T10 Lantai T109.0000

Lantai T96.0000

Lantai T2

Lantai T5

Lantai T6

Lantai T10 Lantai T9

9.0000

Lantai T2

Lantai T5

Lantai T8 Lantai T10 Lantai T2 Lantai T5 Lantai T6 Lantai T8 Lantai T96.0000

4.0000

3.0000

4.5000

9.0000

A

B

C

D25.0000

E

F

G

Denah Pelat Lantai 1 dan 2

Gambar 5.1 Denah penulangan pelat lantai 1 dan 2

1

2

Lantai T6

Lantai T10

3

Lantai T10

63

Beban mati pelat lantai (qD): Berat sendiri pelat (perkiraan) Pasir (tebal 5cm) Spesi (tebal 3cm) keramik internit+plafon : 0,12 x 25 = 2,88 kN/m : 0,05 x 16 = 0,80 kN/m : 0,03 x 21 = 0,63 kN/m : 0,01 x 20 = 0,20 kN/m : 0,18 kN/m

-

_____________________________________________________________ (+) Beban mati total (qD) = 4,81 kN/m

Beban hidup pelat lantai :

Fungsi bangunan sebagai ruangan asrama : ql (PPIUG, 1983 tabel 3.1 halaman 17)

2,5 kN/m

Kombinasi pembebanan ( SK SNI T-15-1991-03, pasal 3.2.2) - qU = 1,2.qD+1,6.qL = 1,2 . 4,81 + 1,6 . 2,5 = 9,772 kN/m

Digunakan tulangan pokok 10 mm Penutup beton digunakan : pb = 20 mm Digunakan h = 120 mm Mutu beton (fc) = 22,5 Mpa Mutu baja (fy) = 240 Mpa Tinggi manfaat tulangan pelat :

64

Arah lapangan - x : dx

= h - pb - tul.x = 120 20 - .10 = 95 mm

Arah lapangan - y : dy

= h pb tul.x - .tul.y = 120 20 10 - .10 = 85 mm

Arah tumpuan - x dan y : 95 mm

5.1.1.2 Perhitungan tulangan pokok pelat lantai tipe 7

ly 4,5 = =1 lx 4,5

Dari tabel 13.3.2 halaman 203 PBBI NI-2 (pelat dianggap jepit elastis) Didapat : Clx = Ctx = 36 Cly = Cty = 36

Momen momen yang bekerja pada pelat : Mu = 0,001 . qU . lx . C

Mulx = -Mutx = 0,001 . 9,772 kN/m. 4,5 . 36 = 7,1237 kNm Muly = Muty = 0,001 . 9,772 kN/m . 4,5 . 36 = 7,1237 kNm Mutx = Mutx = 0,001 . 9,772 kN/m . 4,5 . 36 = 7,1237 kNm Muty = Muty = 0,001 . 9,772 kN/m . 4,5 . 36 = 7,1237 kNm

65

a.

Perencanaan tulangan Mulx

Mulx Mu/ m=

= -Mutx

= 7,1237 kNm

= 7,1237/0,8 = 8,9047 kNm

fy 240 = = 12,549 0,85.f' c 0,85.22,5

koefisien ketahanan (Rn) diambil nilai b tiap 1000 mm : Rn = Mn 8,9047.10 6 = = 0,9866 N/mm = 0,9866Mpa b.d 2 1000.95 2

Rasio tulangan : min = 1,4 1,4 = = 0,00583 fy 240 0,85.f' c.. fy 600 0,85.22,5. 0,85 600 = 0,048 600 + fy = 240 600 + 240

b =

maks = 0,75.pb = 0,75.0,048 = 0,0363 aktual=

1 2m.Rn 1 1 m fy 1 2.12,549.0 ,9866 1 1 = 0,004223 < maks = 0,0363 12,549 240

=

Persyaratan Menurut SK-SNI T-15-1991-03 Rasio baja-tulangan harus memenuhi min ada maks Jika ada < min ,maka digunakan ada = min dan As = ada.b.d Jika ada > maks ,maka tebal pelat harus diperbesar

66

1,33.aktual = 1,33 . 0,004223 = 0,005616 < min = 0,00583 Sehingga dipakai : pakai = 0,00583 Asperlu = pakai.b.d = 0,00583.1000.95 = 553,85 mm2 Digunakan tulangan bagi 10mm, sehingga luas tampang 1 tulangan pokok : A1 = ..D2 = ..102 = 78,5 mm2 Jarak antara tulangan :s A1.b 78,5.1000 Asperlu 553,85

s 141,7305 mm s 2h 2.120 240 s 250Dipakai tulangan pokok : P10 -130 mm

Asada =

A1 .1000 78,5.1000 = = 603,846 mm 2 > Asperlu = 533,85 mm 2 s 130

Kontrol kapasitas Momen (Mn): a= Asada.fy 603,846.24 0 = = 7,5576 mm 0,85.f' c.b 0,85.22,5. 1000

Mn = Asada.fy.(d-a/2) = 603,846 . 240 (95 7,5576 / 2) = 13,2200 kNm Mu = 8,9046kNm........OK.!

67

b.

Perenc