PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG RUMAHSAKIT TELUK BAYUR KOTA PADANG

PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG RUMAHSAKIT

TELUK BAYUR KOTA PADANG





Reza Caesario, Suhendrik Hanwar, Khadavi Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan

Universitas Bung Hatta, Padang

E-mail : caesarioreza@gmail.com, mr.suhendrik@gmail.com, qhad_17@yahoo.com

Abstrak

Sejalan dengan berkembangnya pelabuhan Teluk Bayur, perekonomian masyarakat dan populasi penduduk di sekitar pelabuhan juga mengalami peningkatan, seiring dengan peningkatan tersebut, harus diiringi oleh sarana dan prasarana pendukung, yakni rumahsakit. Perencanaan ini dibuat agar didapatkan struktur yang memenuhi kriteria disain aman gempa, sesuai SNI 2847-2013 dan SNI 1726-2012. Perencanaan struktur gedung rumahsakit Teluk Bayur yang terletak di zona gempa 5 ini menggunakan beton bertulang, memakai mutu beton f’c 25 MPa untuk setiap elemen struktur kecuali kolom f’c 30 MPa dengan sistem rangka pemikul momen khusus (SRPMK). Hasil perhitungan adalah sbb: pelat lantai dengan sistem two way slab tebal 15 centimeter dan 10 centimeter untuk lantai atap, balok 40x50 centimeter dengan tulangan tarik dan tekan pada daerah tumpuan, 7D19 dan 5D19 sedangkan pada daerah lapangan didapat 2D19 untuk tulangan tekan dan 4D19 untuk tulangan tarik, kolom 70x70 centimeter dengan tulangan 24D25, sloof 30x50 centimeter dengan tulangan 6D19, pile cap 310x310 centimeter dan fondasi sumuran diameter 3 meter dengan kedalaman 12 meter.

Kata kunci: beton bertulang, rumahsakit, struktur rangka pemikul momen khusus

Pembimbing I Pembimbing II

BUILDING STRUCTURE DESIGN HOSPITAL

PORT TELUK BAYUR PADANG CITY

Reza Caesario, Suhendrik Hanwar, Khadavi

Department of Civil Engineering, Faculty of Civil Engineering and Planning Bung Hatta University, Padang

E-mail : caesarioreza@gmail.com, mr.suhendrik@gmail.com, qhad_17@yahoo.com

Abstract

In line with expansion of the harbor Teluk Bayur, economy and population around the harbor also increased, along with the increase, must be accompanied by supporting facilities and infrastructure, namely the hospital. This plan was made to have a structure which satisfies the design criteria for earthquake-safe, appropriate code SNI 2847-2013 and SNI 1726-2012. Planning Teluk Bayur hospital building structure located in an earthquake zone 5 using reinforced concrete, wearing the quality of concrete f'c 25 MPa for each element of the structure except column f’c 30 MPa with a special moment frame system (SRPMK). The result of the calculation is: slab with two way slab system thickness 15 centimeters and 10 centimeters for flat roof, beams 40x50 centimeters with tensile reinforcement and compressive in the joint, 7D19 and 5D19 while in the field area get compressive reinforcement 2D19 and 4D19 for tensile reinforcement, columns 70x70 centimeters with longitudinal reinforcement 24D25, tie beam 30x50 centimeters with reinforcement 6D19, pile cap 310x310 centimeters and caisson diameter of 3 meters with a depth of 12 meters.

Keywords: reinforced concrete, hospitals, special moment frame system

PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG RUMAHSAKIT

TELUK BAYUR KOTA PADANG





Reza Caesario, Suhendrik Hanwar, Khadavi Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan

Universitas Bung Hatta, Padang

E-mail : caesarioreza@gmail.com, mr.suhendrik@gmail.com,qhad_17@yahoo.com

Abstrak

Sejalan dengan berkembangnya pelabuhan Teluk Bayur, perekonomian masyarakat dan populasi penduduk di sekitar pelabuhan juga mengalami peningkatan, seiring dengan peningkatan tersebut, harus diiringi oleh sarana dan prasarana pendukung, yakni rumahsakit. Perencanaan ini dibuat agar didapatkan struktur yang memenuhi kriteria disain aman gempa, sesuai SNI 2847-2013 dan SNI 1726-2012. Perencanaan struktur gedung rumahsakit Teluk Bayur yang terletak di zona gempa 5 ini menggunakan beton bertulang, memakai mutu beton f’c 25 MPa untuk setiap elemen struktur kecuali kolom f’c 30 MPa dengan sistem rangka pemikul momen khusus (SRPMK). Hasil perhitungan adalah sbb: pelat lantai dengan sistem two way slab tebal 15 centimeter dan 10 centimeter untuk lantai atap, balok 40x50 centimeter dengan tulangan tarik dan tekan pada daerah tumpuan, 7D19 dan 5D19 sedangkan pada daerah lapangan didapat 2D19 untuk tulangan tekan dan 4D19 untuk tulangan tarik, kolom 70x70 centimeter dengan tulangan 24D25, sloof 30x50 centimeter dengan tulangan 6D19, pile cap 310x310 centimeter dan fondasi sumuran diameter 3 meter dengan kedalaman 12 meter.

Kata kunci: beton bertulang, rumahsakit, struktur rangka pemikul momen khusus

PENDAHULUAN

Sejalan dengan berkembangnya pelabuhan Teluk Bayur, perekonomian masyarakat dan populasi penduduknya juga mengalami peningkatan. Ini juga harus diiringi dengan sarana dan prasarana pendukung. Salah satu sarana yang dibutuhkan adalah adanya rumahsakit sebagai sarana publik yang memadai.

Proyek Perencanaan Struktur Gedung Rumah Sakit Teluk Bayur ini mencoba memenuhi kebutuhan tersebut. Salah satu faktor yang penting adalah kekuatan struktur, dimana hal ini sangat erat kaitannya dengan keamanan dan ketahanan bangunan dalam menahan beban-beban yang bekerja pada struktur. Perencanaan bangunan berpedoman pada Standar

Perencanaan Ketahanan Tahan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung (SNI 1726-2012) dan Tata Cara Perhitungan Struktur Beton (SNI 2847-2013).

BATASAN MASALAH

Secara garis besar batasan masalah dalam Tugas Akhir ini adalah:

1. Tidak meninjau analisa biaya, manajemen proyek dan arsitektural. 2. Perhitungan tidak meninjau struktur

sekunder seperti tangga. 3. Analisa struktur:

a. Model struktur dilakukan secara 3 Dimensi, pembebanan dilakukan secara dua arah. Beban vertikal dihitung dengan metode amplop dan beban horizontal (gempa) dengan analisa statik ekuivalen.

b. Perhitungan mekanika struktur menggunakan bantuan program komputer.

METODOLOGI PEMBAHASAN

Metodologi pembahasan dalam tugas akhir ini, yaitu:

1 . Pengumpulan data dilakukan dengan metode studi pustaka atau studi literatur, data-data, ditambah dengan masukan dari dosen pembimbing. 2 . Sebagai tahapan awal (preliminary

design), penentuan dimensi

elemen-elemen struktur dilakukan dengan cara coba-coba (trial error).

3 . Selanjutnya dilakukan perhitungan beban-beban struktur (beban gravitasi dan horizontal).

4 . Untuk mempermudah perhitungan analisa struktur, dilakukan dengan bantuan program k o m p u t e r .Lalu didapat gaya maksimum yang terjadi, dilakukan analisa kembali terhadap profil yang dipilih.

PERMODELAN STRUKTUR

Struktur bangunan dengan panjang arah X 25 m dan panjang arah Y 15 m.

Kolom dan balok didisain sebagai sebagai elemen frame. Permodelan struktur dalam 3D dapat dilihat pada Gambar 1 berikut:

Perencanaan Dimensi Balok a. Tinggi balok (h)

h = _{21 . 0,4 +}L ₇₀₀fy

h = 5000_{21 . 0,4 +} 250₇₀₀ = 214,29 mm

Maka digunakan h balok 500 mm. b. Lebar balok (b)

b =2_{3 . h =}2_{3 . 500 = 330,33 cm}

Maka digunakan b balok 400 mm. Jadi dimensi balok adalah 400x500 mm. Perencanaan Dimensi Kolom

Perhitungan dimensi direncanakan dengan asumsi sebagai beikut:

a. Pembebanan diambil dari setengah bentang yang bersebelahan dalam arah x dan arah y. 500 500 500 500 500 500 500 500 375 625 500 RUMAHSAKIT

Gambar 1. Gambar denah gedung

Tampak depan gedung

b. Ujung-ujung kolom diangap terjepit. c. Beban yang bekerja hanya beban grafitasi Perencanaan dimensi kolom dihitung dengan rumus:

Jadi dimensi kolom (interior dan eksterior) adalah 700x700 mm.

Perencanaan Dimensi Pelat

Berdasarkan SNI 2847-2013, perletakan pelat terjepit penuh, maka ketebalan pelat minimum:

1) tmin1≥  9 36 1400 8 . 0 ln        _ fy . 2) tmin2≥ 90 mm.

Ln = bentang terpanjang dikurangi lebar balok.

Fy = tegangan leleh baja.

ß = perbandingan antara bentang bersih yang terpanjang dengan bentang bersih terpendek. tmin1≥

_{ }

1 9 36 1400 400 8 . 0 4600        _ = 110,22 mm.

Jadi digunakan tebal pelat atap adalah 120 mm dan pelat lantai adalah 150 mm.

PEMBEBANAN STRUKTUR

Analisa Pembebanan Akibat Gaya Vertikal

Analisa akibat pembebanan ini menggunakan metode amplop. Jadi gaya yang terjadi pada pelat disalurkan ke balok. Analisa Pembebanan Akibat Gaya Horizontal

Perhitungan analisa pembebanan akibat gaya horizontal digunakan Metode Analisa Statik Ekuivalen.

a. Menghitung periode fundamental (T)

Ta = Cthnx

= 0,0466 x 200,9= 0,691 detik.

Keterangan:

Hn : Ketinggian struktur.

Koefisien Ct dan x ditentukan dari Tabel 15. b. Menghitung gaya geser dasar nominal

c. Distribusi vertikal gaya gempa. Fx= Cvx V Cvx=



 n i k i i k x x h W h W 1 Keterangan:

Cvx = faktor distribusi vertikal. V = gaya lateral desain total

atau geser di dasar struktur Widan Wx = bagian berat seismik efektif total struktur (W) pada tingkat I atau x.

k = eksponen yang terkait dengan perioda struktur sebagai berikut = 1

d. Distribusi horizontal gaya gempa.

Vx=



 n x i i F

Analisa Struktur Dengan Program Komputer

Setelah preliminary design dan beban-beban struktur diketahui, selanjutnya dilakukan analisa struktur dengan SAP secara 3D. Adapun tahapan-tahapan nya adalah sebagai berikut:

1. Pendisainan bentuk struktur sesuai yang direncanakan.

2. Mendefinisikan karakteristik material. 3. Mendefinisikan dimensi elemen seperti

balok dan kolom.

4. Penempatan elemen pada sistem struktur. 5. Mendefinisikan jenis tumpuan.

6. Mendefinisikan beban (Load Case) dan kombinasi beban (Load Combination). 7. Mendefinisikan beban pada struktur. 8. Melakukan analisis (Run Analisys).

Lantai Tinggihi (m) Berat Lantai Wi (ton) Wihi1 (ton-m) V

(ton) (ton)Fx (ton)Vx

Dasar 0 (atap) 20 232 4640 193,05 46,16 46,16 4 15 490 7350 193,05 73,12 119,28 3 10 490 4900 193,05 48,75 168,03 2 5 503 2515 193,05 25,02 193,05  1375 19405 193,05

PENULANGAN STRUKTUR Penulangan Pelat Beban Mati (DL) Berat sendiri = 0,12 m x 2400 kg/m3 = 288 kg/m2 Plafon + penggantung = (11 + 7) kg/m2 = 18 kg/m2

Plumbing dan sanitasi = (10+20) kg/m2= 30 kg/m2 DLtot = 336 kg/m2 Beban Hidup (LL) = 100 kg/m2 Kombinasi Pembebanan qu1= 1,4 DL = 1,4 x 336 = 470,4 kg/m2. qu2=1,2 DL + 1,6 LL = (1,2 x 336) + (1,6 x 100) = 563,2 kg/m2(menentukan). 2 29 , 1 430 555 _{ }   Sn Ln

 (pelat dua arah).

Mlx = 0.001 . qu . Lx2 . X = 0.001 x 563,2 x 5,002 x 36 = 506,88 kgm Mtx = -0.001 . qu . Lx2 . X = -0.001 x 563,2 x 5,002 x 65,25 = -918,72 kgm (+) Mly = 0.001 . qu . Lx2 . X = 0.001 x 563,2 x 5,002 x 19 = 267,52 kgm Mty = -0.001 . qu . Lx2 . X = -0.001 x 563,2 x 5,002 x 54,25 = -763,84 kgm(+)

 Tumpuan dan lapangan arah x

Mn = Mtx 11487500Nmm 8 , 0 .10 919 4    . Rn = ₂ .d b Mn = ₂ 95 1000 11487500 x = 1,273 N/mm 2_. perlu= _        fy m Rn x m . . 2 1 1 1 =          400 82 , 18 273 , 1 2 1 1 82 , 18 1 x x = 0,00328

Syarat : min perlu  max

0,0031≤0,00328≤0,0203 .... ( MEMENUHI) As perlu= ρ x b x d = 0,00328 x 1000 x 95 = 311,6 mm2. Tumpuan Lapangan Lx D10-200 D10-200 Ly D10-200 D10-200 Lx D10-200 D10-200 Ly D10-200 D10-200 Tulangan Lantai Atap Pelat Lantai

Penulangan Balok Mutumpuan =241,33 kNm.

= 3109,28 kN/m2

Dari Buku Grafik Dan Tabel Perencanaan Beton Bertulang, Tabel. 5.1.c.

ρ = 0,0112 β = 0,85 untuk fc’ ≤ 30 Mpa = 0,027 ρmaks = 0,75 x ρb = 0,75 x 0,027 = 0,020 = 0,0035

Syarat : ρmin ≤ ρ ≤ ρmaks 0,0035 < 0,0112 ≤ 0,020 Maka gunakan ρ = 0,0112 Luas tulangan tarik (As): As = ρ. b. d

= 0,0112 x 400 x 440,5 = 1973,44 mm2

= 6,96_{≈ 7}

Maka digunakan tulangan tarik (As) = 7D19

500 500 500 500 500 500 500 500 375 625 500 Ø10- 200 Ø 10 - 20 0 Ø10- 200

Denah penulangan pelat atap

Luas tulangan tekan (As’): As’ = ½ As

= ½ x 1973,44 = 986,72 mm2

= 3,48 _{≈ 5}

Maka digunakan tulangan tekan (As) 5D19. Mulapangan : 97 kN.m. Mu = 97 kN.m ρ = 0,0042 β = 0,85 untuk fc’ ≤ 30 Mpa = 0,027 ρmaks = 0,75 x ρb = 0,75 x 0,027 = 0,020 = 0,0035

Syarat : ρmin ≤ ρ ≤ ρmaks 0,0035 < 0,0042 < 0,020 Maka gunakan ρ = 0,0047

Luas tulangan tarik (As):

As = ρ. b. d = 0,0042 x 400 x 440,5 = 740,04 mm2

Maka digunakan tulangan tarik (As) = 4D19 Luas tulangan tekan (As’):

As’ = ½ As = ½ x 740,04 = 370,02 mm2

Maka digunakan tulangan tekan (As’) 2D19. Penulangan geser tumpuan

 Vn ≥ Vu

Vn = Vc + Vs Vn = 0 + Vs Vn = Vs

Kuat kontrol geser tidak boleh lebih dari Vs max.

Vsmax = . . . '  3 2 fc d bw .400.437,5. 25  3 2 583.333,7 N = 583,333 kN Vs max > Vs 583,333 KN > 204,093 kN

Dengan memakai tulangan geser 2 kaki Ø 10 mm (Av= 157,08 mm2) diperoleh s sebesar: mm Vs d fy Av s 135,84 204093 5 , 437 . 400 . 08 , 157 . . _{ } 

smax = sepanjang sendi plastis dijung balok 2h = 2x500 = 1000 mm.

Syarat jarak sengkang sesuai dengan syarat: s = d/4 = 437,5/4 = 109,375 mm

s = 6. dl = 6 . 25 = 150 mm s = 150 mm

Jadi dipasang Ø10 – 100 mm sepanjang 2h= 2x500 = 1000 mm dari muka kolom, dimana tulangan geser pertama dipasang 50 mm dari muka kolom.

Penulangan geser lapangan

Untuk pemasangan tulangan geser di luar sendi plastis (di luar 2h= 2 x 500= 1000 mm).

Vulap= 139,55 kN (pada jarak 1000 mm).

Vs = fc .bw.d 6 Vu   = 186,07–145,83 = 40,24 kN. 402400 5 , 437 . 400 . 08 , 157 . . _  Vs d fy Av s =68,71 mm

Sehingga dalam pemasangannya di pasang sengkang dengan D10 dengan jarak 437,5 / 2 = 218,75 mm dipasang jarak 150 mm.

B1 ( BALOK ) LANTAI

2,3 & 4

LAPANGAN TUMP. KANAN

TUMP. KIRI 50 0 400 50 0 400 400 X 500 DIMENSI TUL. ATAS TUL. BAWAH TUL. SAMPING 5 D 19 9 D 19 TUL. SENGKANG Ø 10 - 100 5 D 19 9 D 19 Ø 10 - 100 Ø 10 - 150 4 D 19 2 D 19 BENTANG JUMLAH BALOK 0 500 400

Penulangan Kolom

Gaya normal kolom ( Pu ) : 1369,20 kN.

mm m ey ex e_ 2 _ 2 _1,075 _1075,04 1 , 0 08 , 0 700 5 , 62 ' _{  } h d

r =0,01 fc’ = 30 Mpa, Maka β = 1,2 ρ = r.β = 0,02 x 1,2 = 0,024 As = ρ. Agr = 0.024 x 490000 = 9800 mm2. Maka dipakai tulangan 20D25 = 9812 mm2. Penulangan geser Vu = 282,117 kN φVc =0,6 f c b_w.d 6 '         = 0,6 700 637,5 6 30 x x x _       = 407.368,652 N. 0,5 φVc = 0,5x407.368,652 = 203,684 kN. Vu>φVc = 282,117>203,684kN (diperlukan tulang sengkang).

Dengan s memenuhi ketentuan berikut: - ¼ x h = ¼ x 700 = 175 mm - 6 x Dutama = 6 x 25 = 150 mm - 100 mm

Sehingga diambil s = 100 mm (tumpuan). Sisa panjang kolom tetap harus dipasang tulangan transversal dengan:

- S ≤ 6db = 150mm atau - ≤ 150 mm 5000 ø10 - 100 ø10 - 150 202,717 1,744 Penulangan balok

Sehingga diambil s = 150 mm (lapangan).

Penulangan Pile Cap

Pu = 137 ton.

Lebar penampang kritis B’:

B’ = lebar pile cap/2 – lebar kolom/2 = 3100/2 – 700/2

= 1200 mm

Berat pile cap pada penampang kritis q’: q’ = 2400 kg/m3x 3,1 m x 0,5 m

= 3720 kg/m’

Mu = Pu – ½ q’B’2

= 137000 – ½ (3720)(1,22) = 1343 kNm

Bila dipakai tulangan dengan D25-150 (terpasang 22 tulangan).

As = 0,25 x 3,14 x 252x 22 = 10794 mm2

φMn = φAs . fy (d-1/2 a) > Mu.

Untuk tulangan tekan atas, bisa diberikan sebesar 20% tulangan utama = D19-350.

Penulangan Fondasi

Fondasi direncanakan dengan menggunakan sumuran diameter 3 meter.

Daya dukung tanah

Kapasitas dukung ultimit: Qu=Qb+Qs–Ws Qut = quAb+ (1/F) (Qs – Ws) > Pu K ( KOLOM ) 700 70 0 700 X 700 DIMENSI TUL. UTAMA 20 D 25 TUL. SENGKANG TUMPUAN LAPANGAN Ø 10 - 100 Ø 10 - 150 TINGGI KOLOM

JUMLAH KOLOM 22 BUAH 4500 mm ø 10 - 150 ø 10 - 100 156,339 50 0 3100 D 19-310 1D 13 1D 13 D 25-90

Penulangan pile cap Penulangan kolom

Penulangan

q = γ Ha Ka Mu = 1/8 q l2

Dinding sumuran dianggap sebagai plat beton dengan arah tulangan x dan y yang direncanakan menggunakan tulangan D19.

d = h – p – 1/2D = 200 – 20 ½.19 = 170,5 mm

Dari buku Grafik dan Tabel Perhitungan Beton Bertulang diperoleh ρ = 0,0303.

As = ρ b d 10 = 0,0303x1x0,17x106 = 5151 digunakan 19D19–105.

Tulangan cincin sumuran digunakan 19D19-105.

Gaya tarik melingkar (T) = ½ γ h2 D Ka = ½x1,8x132x3x0,27 = 123,201 t.

Luas tulangan geser (A) = = 123201/1600 = 77 cm2 = 7700 mm2

Tulangan spiral digunakan tulangan 27ø19-74.

KESIMPULAN

Sesuai dengan tujuan penulisan tugas akhir ini, maka berdasarkan keseluruhan hasil analisa yang telah dilakukan dalam penyusunan tugas akhir ini dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:

a. Perencanaan struktur yang berada di daerah dengan intensitas gempa yang tinggi harus memperhitungkan beban gempa sesuai yang diatur SNI 1726-2012.

b. Dari hasil analisa struktur dan perhitungan penulangan struktur, elemen struktur diperoleh data sebagai berikut:

Struktur bawah direncanakan menggunakan pile cap dengan kedalaman 50 cm dengan fondasi sumuran. Sedangkan diminsi sloof direncanakan 30x50 cm

DAFTAR PUSTAKA

Canonica, Lucio, 2013. Memahami

Fondasi, Angkasa Bandung,

Bandung.

Christady, Hary, 2008. Teknik Fondasi II, Beta Offset, Yogyakarta.

Departemen Pekerjaan Umum, 2002.

Pedoman Perencanaan

Ketahanan Gempa Untuk Rumah dan Gedung (SNI - 1726 .2012),

Yayasan Badan Penerbit PU. Jakarta.

Departemen Pekerjaan Umum, 2002.

Persyaratan Beton Struktural Untuk Bangunan Gedung (SNI -2847 .2013), Yayasan Badan

Penerbit PU. Jakarta.

Departemen Pekerjaan Umum, 1991. Tata

Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung (SKSNI T-15-1991-03), Yayasan Lembaga

Penyelidikan Masalah Bangunan, Bandung.

Dipohusodo, Istimawan, 1999. Struktur

Beton Bertulang, Gramedia,

Jakarta.

McCormac, Jack, 2004. Desain Beton

Bertulang Jilid 1, Erlangga,

Jakarta.

Pamungkas Anugrah, Harianti Erny, 2013.

Disain Pondasi Tahan Gempa,

Andi, Yogyakarta.

Purwono, Rachmat dkk, 2007. Tata Cara

Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung (SNI

03-2847-Elemen Struktur Dimensi

Pelat Atap 12

Pelat Lantai 15

Balok 40x50

2002) Dilengkapi Penjelasan

(S-2002) ,ITS Press, Surabaya.

W. C. Vis dan Kusuma, Gideon, 1993.

Dasar-dasar Perencanaan Beton

Bertulang Berdasarkan SK SNI –

T15-1991-03 Seri Beton I,

Erlangga, Jakarta.

W. C. Vis dan Kusuma, Gideon, 1993.

Grafik dan Tabel Perhitungan Beton Bertulang Berdasarkan SK SNI – T15-1991-03 Seri Beton 4,