BAB II TINJAUAN PUSTAKA

6

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Tinjauan Umum

Dalam melakukan sebuah proses perencanaan perlu ditetapkan kriteria – kriteria yang akan digunakan sebagai tolok ukur kelayakan pelaksanaan pembangunan. Beberapa kriteria yang dimaksud adalah :

1. Serviceability (kemampuan layanan)

Kriteria ini merupakan kriteria dasar yang sangat penting.Struktur yang direncanakan harus mampu memikul beban secara aman tanpa mengalami kelebihan tegangan maupun deformasi yang melebihi batas.

2. Nilai Efisiensi Bangunan

Kriteria efisiensi ini mencakup tujuan desain struktur serta kemudahan untuk pelaksanaannya, yang meliputi banyaknya material yang digunakan, waktu pelaksanaan, tenaga kerja, dan lain-lain.Selain itu proses perencanaan struktur yang ekonomis didapatkan dengan membandingkan besarnya pemakaian bahan pada kondisi tertentu dengan hasil yang berupa kemampuan untuk memikul beban. Nilai efisiensi yang tinggi merupakan tolok ukur kelayakan perencanaan yang baik.

3. Pemilihan Konstruksi dan Metode Pelaksanaan

Pemilihan konstruksi yang sesuai dengan kebutuhan serta metode pelaksanaan yang akan dilakukan mempengaruhi nilai kelayakan sebuah pembangunan. Kriteria ini mempunyai ruang lingkup yang sangat luas, diantaranya pemilihan peralatan, waktu pelaksanaan, biaya dan sumber daya manusia yang diperlukan.

4. Harga/biaya

Disamping dari kriteria – kriteria tersebut diatas terdapat sebuah kriteria yang sangat penting untuk diperhatikan. Kriteria tersebut adalah biaya yang

7

dibutuhkan dalam proses pembangunan. Nilai pemakaian biaya yang efisien tidak terlepas dari efisiensi bahan dan kemudahan pelaksanaan.

5. Estetika

Dalam pembuatan suatu bangunan harus memperhatikan dalam segi estetika.Yang dimaksud estetika bukan hanya keindahannya saja tapi juga melihat fungsi dari bangunan maupun ruangan yang ada sehingga dapat mendesain dengan baik tanpa meninggalkan segi estetikannya.

2.2 Landasan teori

Ketentuan – ketentuan dalam Perencanaan Struktur Gedung Lima Lantai Yang Difungsikan Untuk Rusunawa Dilokasi Sekarang Gunungpati Semarang menggunakan pedoman yang digunakan sebagai acuan, yaitu :

a. Standart Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-2847 Beton 2002)

Dalam tugas akhir ini meliputi perencanaan : 1. Modulus elastisitas beton (Ec)

2. Kuat perlu (U)

3. Faktor reduksi kekuatan (φ) 4. Faktor (β1)

b. Standart Tata Cara Perencanaan Struktur Baja untuk bangunan gedung (SNI_03_1729_2002)

Dalam tugas akhir ini meliputi perencanaan : 1. Modulus elastisitas baja (Es)

2. Mutu baja

3. Tegangan-tegangan baja (tegangan ijin, tegangan geser, tegangan leleh, tegangan putus)

4. Ketentuan-ketentuan mengenai sambungan.

c. Standart perencanaan ketahanan gempa untuk struktur bangunan gedung (SNI_03_1726_2012).

Dalam tugas akhir ini meliputi perencanaan : 1. Cara-cara analisis gempa

8

3. Faktor keutamaan (I) 4. Faktor jenis struktur (K) 5. Wilayah / zone gempa

d. Peraturan pembebanan Indonesia untuk gedung 1987. Dalam tugas akhir ini meliputi perencanaan :

1. Berat sendiri bahan bangunan 2. Beban hidup lanati gedung 3. Koefisien reduksi beban hidup 4. Beban angin

2.3 Mutu Bahan

Mutu bahan yang digunakan dalam perencanaan struktur gedung ini adalah beton fc’ = 25 MPa, fc’ = 30 MPa, dan fc’ = 35 MPa. Ec = 23500 MPa untuk struktur secara umum. Baja tulangan menggunakan mutu baja fy = 390 MPa, Es = 200000 MPa untuk tulangan pokok dan fy = 240 MPa untuk tulangan sengkang.

2.4 Konsep Perencanaan Struktur

Konsep Perencanaan Struktur merupakan dasar teori perencanaan dan perhitungan struktur, yang meliputi desain terhadap beban lateral (gempa) dan metode analisis struktur yang digunakan .

2.4.1 Desain terhadap Beban Lateral (Gempa)

Kerak bumi tidak statis, ia selalu bergerak konstan. Menurut teori geologi tentang tektonik lempengan, permukaan bumi terdiri dari beberapa lempengan batuan tebal yang mengapung diatas matel bumi yang cair. Lempengan-lempengan tektonik baru di bentuk terus-menerus sepanjang lembah yang curam di dasar laut dimana bahan cair dari interior bumi didorong ke atas sehingga samudra baru membentuk tepi lempengan samudra yang menyebabkan continental drift, yaitu lempengan-lempengan samudra didorong terhadap lempengan kontinental. Pada pertemuan ini, lempengan akan terkunci di tempat tersebut sehingga pergeseran lempengan dapat dicegah. Tekanan terbentuk disepanjang tepi lempengan sehingga peleset yang mendadak karena pantulan elastik atau terjadi patahan batuan sehingga menghasilkan pelepasan energi regangan mendadak. Akibatnya

9

adalah terjadi patahan pada kerak bumi bagian atas sepanjang arah tertentu, dan terbentuklah sesar. Sebagian energi dalam bentuk gelombang dijalarkan kesemua arah. Gerak gelombang inilah yang dikenal sebagai gempa. Di sini jelas bahwa suatu sesar yang menderita gempa di masa lalu mungkin sekali akan mengalami gangguan yang sama dikemudian hari (Wolfgang,2001).

Untuk itu, dalam mendesain suatu struktur, kestabilan terhadap beban gempa (lateral) adalah hal terpenting karena gaya lateral mempengaruhi desain elemen – elemen vertikal dan horisontal struktur. Mekanisme dasar untuk menjamin kestabilan terhadap beban gempa (lateral) diperoleh dengan menggunakan hubungan kaku untuk memperoleh bidang geser kaku yang dapat memikul beban lateral. Beban gempa mempunyai efek dinamis yang menjadikan analisisnya lebih kompleks. Tinjauan ini dilakukan untuk mendesain elemen – elemen struktur agar elemen – elemen tersebut kuat menahan gaya gempa.

2.4.1.1 Analisis Struktur terhadap Gempa

Metode analisis yang dapat digunakan untuk memperhitungkan pengaruh beban gempa terhadap struktur adalah sebagai berikut :

1. Metode Analisis Statis Ekuivalen

Merupakan analisis sederhana untuk menentukan pengaruh gempa tetapi hanya digunakan pada bangunan sederhana dan simetris, penyebaran kekakuan massa menerus, dan ketinggian tingkat kurang dari 40 meter. Analisis statis prinsipnya menggantikan beban gempa dengan gaya – gaya statis ekuivalen bertujuan menyederhanakan dan memudahkan perhitungan, dan disebut Metode Beban Statik ekuivalen, yang mengasumsikan besarnya gaya gempa berdasar hasil perbandingan antara perkalian suatu konstanta akibat tanah dan keutamaan gedung serta massa dengan faktor reduksi maksimum yang tergantung dari bahan yang digunakan.

10 2. Metode Analisis Dinamis

Analisis dinamis dilakukan untuk evaluasi yang akurat dan mengetahui perilaku struktur akibat pengaruh gempa yang sifatnya berulang. Analisis dinamis perlu dilakukan pada struktur – struktur bangunan dengan karakteristik sebagai berikut :

 Gedung – gedung dengan konfigurasi struktur sangat tidak beraturan.

 Gedung – gedung dengan loncatan – loncatan bidang muka yang besar.

 Gedung – gedung dengan kekakuan tingkat yang tidak merata.

 Gedung – gedung dengan ketinggian lebih dari 40 meter. Metode ini ada dua jenis yaitu Analisis Respon Dinamik Riwayat Waktu yang memerlukan rekaman percepatan gempa rencana dan Analisis Ragam Spektrum Respon dimana respon maksimum dari tiap ragam getar yang terjadi didapat.

2.4.1.2 Pemilihan Cara Analisis

Pemilihan metode analisis untuk perencanaan struktur ditentukan berdasarkan konfigurasi struktur dan fungsi bangunan berkaitan dengan tanah dasar dan wilayah kegempaan.Untuk struktur bangunan kecil dan tidak bertingkat, elemen struktural dan non struktural tidak perlu didesain khusus terhadap gempa, tetapi diperlukan detail struktural yang baik.Untuk struktur bangunan beraturan digunakan metode Analisis Beban Statik Ekuivalen.Untuk struktur bangunan yang tidak beraturan harus dianalisis menggunakan analisis dinamis yaitu metode Analisis Ragam Spektrum Respon atau metode Analisis Riwayat Waktu.

Semua analisis tersebut pada dasarnya untuk memperoleh respon maksimum yang terjadi akibat pengaruh percepatan gempa yang dinyatakan dengan besarnya perpindahan (Displacement) sehingga besarnya gaya – gaya dalam yang terjadi pada struktur dapat ditentukan lebih lanjut untuk keperluan perencanaan.

11 2.4.2 Denah dan Konfigurasi Bangunan

Dalam mendesain struktur perlu direncanakan terlebih dulu denah struktur setiap lantai bangunan, sehingga penempatan balok dan kolom sesuai dengan perencanaan ruang.

2.5 Konsep Pembebanan

Dalam perencanaan suatu bangunan tentunya ada umur rencana bangunan, dimana selama umur rencananya struktur harus dapat menerima berbagai macam kondisi pembebanan yang mungkin terjadi.

Kesalahan dalam menganalisis beban merupakan salah satu penyebab utama kegagalan struktur.Mengingat hal tersebut, sebelum melakukan analisis dan desain struktur, perlu adanya gambaran yang jelas mengenai perilaku dan besar beban yang bekerja pada struktur beserta karakteristiknya.

Beban – beban yang bekerja pada struktur bangunan dapat berupa kombinasi dari beberapa beban yang terjadi secara bersamaan. Untuk memastikan bahwa suatu struktur bangunan dapat bertahan selama umur rencananya, maka pada proses perancangan dari struktur perlu ditinjau beberapa kombinasi pembebanan yang mungkin terjadi.

2.5.1 Jenis – jenis beban

Dalam menjalankan fungsinya setiap sistem struktur harus mampu menahan atau menerima pengaruh – pengaruh dari luar yang harus dipikul untuk selanjutnya diteruskan ke tanah dasar melalui pondasi.

Pengaruh dari luar yang bekerja pada struktur dapat dinyatakan sebagai besaran gaya dengan intensitas yang dapat diukur. Intensitas pengaruh dari luar pada struktur disebut beban atau gaya luar, dimana cara bekerjanya serta besarnya diatur dalam peraturan atau standar pembebanan yang berlaku.

Selain pengaruh dari luar yang dapat diukur sebagai besaran gaya seperti berat sendiri struktur, beban akibat hunian, pengaruh angin atau getaran gempa, tekanan hidrostatik air dan tekanan tanah, terdapat juga pengaruh – pengaruh luar yang tidak dapat diukur sebagai gaya dengan contoh antara lain pengaruh penurunan pondasi pada struktur bangunan atau pengaruh temperatur pada elemen struktur.

12

Secara umum beban atau gaya luar yang bekerja pada struktur dapat dibedakan menjadi beban statik dan beban dinamik yaitu seperti yang diuraikan dibawah ini :

2.5.2 Beban – beban pada struktur

1. Beban statis

Beban statis adalah beban yang bekerja secara terus menerus pada suatu struktur bangunan.Beban statis juga diasosiasikan dengan beban-beban yang secara perlahan-lahan timbul serta mempunyai variabel besaran yang bersifat tetap (steady states). Maka jika suatu beban mempunyai perubahan intensitas yang berjalan cukup perlahan sedemikian rupa sehingga pengaruh waktu tidak dominan, maka beban tersebut dapat di kelompokkan sebagai beban static (static load) deformasi dari sebuah struktur akibat beban statik akan mencapai

Beban Mati:

- Beban akibat berat sendiri struktur - Beban akibat berat elemen bangunan Beban Hidup:

- Beban hunian atau penggunaan (akibat orang,peralatan,kendaraan)

- Beban akibat air hujan

- Beban pelaksanaan atau konstruksi Beban Khusus:

- Pengaruh penurunan pondasi

- Pengaruh tekanan tanah atau tekanan air - Pengaruh temperature/suhu

Beban Statik

Beban Dinamik Bergetar:

- Beban akibat getaran gempa atau angin - Beban akibat getaran mesin

Beban Dinamik Kejut:

- Beban akibat ledakan atau benturan - Beban akibat getaran mesin

- Beban akibat pengereman kendaraan Beban

13

puncaknya jika beban ini mencapai nilai maksimum. Beban statis pada umumnya dapat dibagi menjadi beban mati, beban hidup dan beban khusus yaitu beban yang terjadi akibat penurunan pondasi atau efek temperature.

a. Beban mati

Beban mati adalah berat dari semua bagian dari suatu gedung yang bersifat tetap.Beban mati pada struktur bangunan ditentukan oleh berat jenis bahan bangunan.

Menurut Pedoman Perencanaan Pembebanan Indonesia untuk Rumah dan Gedung tahun 1987 beban mati pada struktur dibagi menjadi 2 yaitu beban mati akibat material konstruksi dan beban mati akibat komponen gedung.

Tabel 2.1 Berat Sendiri Material Konstruksi

Baja 7850 kg/ m3

Beton Bertulang 2400 kg/ m

3

Sumber : Pedoman Perencanaan Pembebanan Indonesia untuk Rumah dan Gedung 1987

Tabel 2.2 Berat Sendiri Komponen Gedung Beban Mati Besar Beban

Adukan semen per cm tebal 21 kg/m3

Dinding pasangan 1/2 bata 250 kg/m2

Kaca setebal 12 mm 30 kg/m2

Langit – langit + penggantung 18 kg/m2 Lantai ubin semen portland 24 kg/m2

Spesi per cm tebal 21 kg/m2

Atap genteng, usuk, reng 50 kg/m2

Sumber : Pedoman Perencanaan Pembebanan Indonesia untuk Rumah dan Gedung 1987

2. Beban Hidup

Beban hidup adalah semua beban yang terjadi akibat penghunian atau penggunaan suatu gedung.

14 Tabel 2.3 Beban Hidup Pada Lantai Bangunan

Beban Hidup Lantai Bangunan Besar Beban

Lantai kantor, toko 250 kg/m2

Lantai dan tangga rumah tinggal 200 kg/m2

Lantai untuk ruang pertemuan 400 kg/m2

Balkon – balkon yang menjorok bebas keluar 300 kg/m2

Tangga dan bordes untuk kantor, toko 300 kg/m2

Beban hidup pada atap 100 kg/m2

Beban hidup pada bagian atap yang tidak dapat dicapai dan dibebani oleh orang, harus diambil yang paling menentukan di antara dua macam beban berikut :

a. Beban terbagi rata per m2 bidang datar berasal dari beban hujan sebesar (40-0,8α) kg/m2 , dengan α = sudut kemiringan atap (º). Beban tersebut tidak perlu diambil ≥ 20 kg/m2 dan tidak perlu ditinjau bila α ≥ 50º.

b. Beban terpusat dari seorang pekerja pemadam kebakaran dengan peralatannya minimum 100 kg.

Sumber : Pedoman Perencanaan Pembebanan Indonesia untuk Rumah dan Gedung 1987

Untuk reduksi beban dapat dilakukan dengan mengalikan beban hidup dengan suatu koefisien reduksi yang nilainya tergantung pada penggunaan bangunan. Besarnya koefisien reduksi beban hidup untuk perencanaan portal ditentukan sebagai berikut :

Tabel 2.4 Faktor Reduksi Beban Hidup

Penggunaan gedung Koefisien Perencanaan portal Peninjauan gempa Perumahan / Penghunian - Rumah tinggal - Asrama - Hotel - Rumahsakit 0,75 0,30 Pendidikan : - Sekolah - Ruang kuliah 0,90 0,50

15 Perdagangan : - Toko - Toserba - Pasar 0,80 0,80 Industry : - Pabrik - Bengkel 1,00 0,90 Tempat kendaraan : - Garasi - Gedung parkir 0,90 0,50

Gang dan tangga :

- Perumahan/penghunian - Pendidikan,kantor - Pertemuan umum - Perdagangan - Penyimpanan - Industry - Tempat kendaraan 0,75 0,75 0,90 0,30 0,50 0,50

Sumber : Pedoman Perencanaan Pembebanan Indonesia untuk Rumah dan Gedung 1987

3. Beban Dinamis

Beban dinamis adalah suatu beban yang mempunyai perubahan intensitas yang bervariasi secara tepat terhadap waktu.Beban dinamis ini bekerja secara tiba-tiba pada struktur.Pada umumnya, beban ini tidak bersifat tetap (unsteady-state) serta mempunyai karakteristik besaran dan arah yang berubah dengan cepat. Deformasi pada struktur akibat beban dinamik ini juga akan berubah-ubah secara cepat. Beban dinamis terdiri dari beban gempa dan beban angin.

3.1. Beban gempa

Gempa rencana ditetapkan sebagai gempa dengan kemungkinan terlewati besarannya selama umur struktur bangunan 50 tahun adalah sebesar 2%. Gempa rencana akan menyebabkan struktur bangunan

16

gedung mencapai kondisi di ambang keruntuhan tetapi masih dapat berdiri, sehingga dapan mencegah jatuhnya korban jiwa. Berbagai katagori resiko bangunan gedung dan struktur lainnya untuk beban gempa menurut SNI 03-1726-2012 pasal 4.1.2.Tergantung pada probabilitas terjadinya keruntuhan struktur gedung Selama umur rencana tersebut yang diharapkan.Pengaruh gempa rencana terhadapnya harus dikalikan dengan suatu faktor keutamaan gempa menurut SNI 03-1726-2012 Pasal 4.1.2.

Tabel 2.5 Kategori risiko bangunan gedung dan non gedung gedung untuk beban gempa

Jenis Pemanfaatan Kategori

Risiko Gedung dan non gedung yang memiliki risiko

rendah terhadap jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan, termasuk, tapi tidak dibatasi untuk, antara lain:

- Fasilitas pertanian, perkebunan, peternakan, dan perikanan

- Fasilitas sementara - Gudang penyimpanan

- Rumah jaga dan struktur kecil lainnya

I

Semua gedung dan struktur lain, kecuali yang termasuk dalam kategori risiko I,II,III,IV termasuk, tapi tidak dibatasi untuk :

- Perumahan

- Rumah toko dan rumah kantor - Pasar

- Gedung perkantoran

- Gedung apartemen/ rumah susun - Pusat perbelanjaan/ mall

- Bangunan industri - Fasilitas manufaktur

17

- Pabrik

Gedung dan non gedung yang memiliki risiko tinggi terhadap jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan, termasuk, tapi tidak dibatasi untuk : - Bioskop

- Gedung pertemuan - Stadion

- Fasilitas kesehatan yang tidak memiliki unit bedah dan unit gawat darurat

- Fasilitas penitipan anak - Penjara

- Bangunan untuk orang jompo

Gedung dan non gedung, tidak termasuk kedalam kategori risiko IV, yang memiliki potensi untuk menyebabkan dampak ekonomi yang besar dan/atau gangguan massal terhadap kehidupan masyarakat sehari-hari bila terjadi kegagalan, termasuk, tapi tidak dibatasi untuk :

- Pusat pembangkit listrik biasa - Fasilitas penanganan air - Fasilitas penanganan limbah - Pusat telekomunikasi

Gedung dan non gedung yang tidak termasuk dalam kategori risiko IV, (termasuk tetapi tidak dibatasi untuk fasilitas manufaktur, proses, penanganan, penyimpanan, penggunaan atau tempat pembuangan bahan bakar berbahaya, bahan kimia berbahaya, limbah berbahaya, atau bahan yang mudah meledak) yang mengandung bahan beracun atau peledak dimana jumlah kandungan bahannya melebihi nilai batas yang disyaratkan oleh instansi yang berwenang dan cukup menimbulkan bahaya bagi masyarakat

18

jika terjadi kebocoran.

Gedung dan non gedung yang ditunjukkan sebagai fasilitas yang penting, termasuk, tetapi tidak dibatasi untuk :

- Bangunan-bangunan monumental - Gedung sekolah dan fasilitas pendidikan

- Rumah sakit dan fasilitas kesehatan lainnya yang memiliki fasilitas bedah dan unit gawat darurat

- Fasilitas pemadam kebakaran, ambulans, dan kantor polisi, serta garansi kendaraan darurat - Tempat perlindungan terhadap gempa bumi,

angin badai, dan tempat perlindungan darurat lainnya

- Fasilitas kesiapan darurat, komunikasi, pusat operasi dan fasilitas lainnya untuk tanggap darurat

- Pusat pembangkit energi dan fasilitas publik lainnya yang dibutuhkan pada saat keadaan darurat

- Struktur tambahan (termasuk menara telekomunikasi, tangki penyimpanan bahan bakar, menara pendingin, struktur stasiun listrik, tangki air pemadam kebakaran atau struktur rumah atau struktur pendukung air atau material atau peralatan pemadam kebakaran) yang disyaratkan untuk beroperasi pada saat keadaan darurat.

Gedung dan non gedung yang dibutuhkan untuk mempertahankan fungsi struktur bangunan lain yang masuk ke dalam kategori risiko IV.

IV

19 Tabel 2.6 Faktor Keutamaan Gempa

Kategori risiko Faktor keutamaan gempa, Ie

I atau II 1,0

III 1,25

IV 1,50

Sumber : Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung (SNI 03-1726-2012)

3.1.1. Klasifikasi Situs untuk desain Seismik (SNI 03-1726-2012) Dalam perumusan kriteria desain seismik suatu bangunan di permukaan tanah atau penentuan amplifikasi besaran percepatan gempa puncak dari batuan dasar ke permukaan tanah untuk suatu situs tersebut harus iklasifikasikan terlebih dahulu dengan rumusan sebagai berikut :

N = ∑ ∑

di : Tebal setiap lapisan antara kedalaman 0 sampai 30 meter Ni : Tahanan penetrasi standart 60% energi (N) yang terukur

dilapangan.

∑ = di + d2 + d3 + d4 + d5

∑

=

Profile tanah di situs harus diklasifikasikan sesuai dengan SNI 03-1726-2012 Pasal 5.3, berdasarkan profile tanah lapisan 30 meter paling atas.

Tabel 2.7Klasifikasi Situs

Kelas situs ῡ, (m/detik) N atau Nch Su (Kpa)

SA (batuan keras) >1500 N/A N/A

Sb (batuan) 750 sampai 1500 N/A N/A

Sc (tanah keras sangat padat dan batuan lunak)

350 sampai 750 >50 ≥100

20

50 100

SE (tanah lunak) < 175 < 15 < 50

Atau setiap profil tanah yang mengandung lebih dari 3 m tanah dengan karakteristik sebagai berikut:

1. Indeks Plastisitas. PI > 20, 2. Kadar air, w ≥40%,

3. Kuat geser niralir ŝn < 25 kPa

SF (tanah khusus yang membutuhkan investigasi geoteknik spesifik-situs yang mengikuti pasal 6.10.1

Setiap profil lapisan tanah yang memiliki salah satu atau lebih dari karakteristik berikut:  Rawan dan berpotensi gagal atau runtuh akibat beban gempa seperti mudah likuifaksi, lempung sangat sensitive, tanah terementasi lemah  Lempung sangat organik dan/atau

gambut(ketebalan H > 3 m)

 Lempung berplastisis sangat tinggi (ketebalan H 7.5 m dengan indeks Plastisitas PI > 75)

 Lpaisan lempung lunak / setengah teguh dengan ketebalan H > 35m dengan Su< 50 kPa

CATATAN: N/A = Tidak dapat dipakaiSumber : SNI 03-1726-2012 3.1.2. Wilayah Gempa dan Spektrum Respon (SNI

03-1726-2012 Pasal 6)

Penentuan respons spectral percepatan gempa maksimum diperlukan suatu faktor amplikasi seismic pada periode 0,2 detik (Ss) dan periode 1 detik (S1) untuk menentukan percepatan respons spectral ditentukan berdasarkan pada zonasi gempa seperti gambar 2.1 dan gambar 2.2.

21 Gambar 2.1Peta Percepatan Respons Spektral Periode 0,2 detik (Ss)

Gambar 2.2Peta Percepatan Respons Spektral Periode 1 detik (S1)

Faktor amplikasi getaran terkait percepatan paada getaran periode pendek (Fa) dan faktor amplikasi terkait percepatan yang mewakili getaran periode 1 detik (Fv). Parameter spektrum respons percepatan pada periode pendek (Sms) dan periode 1 detik (SmI) yang disesuaikan dengan pengaruh klasifikasi situs harus ditentukan dengan rumusan sebagai berikut :

Sms = Fa x Ss SMI= Fv x S1

Dimana :

Ss : Parameter respons spektral percepatan gempa MCER terpetakan untuk periode pendek.

S1 : Parameter respons spektral percepatan gempa MCER terpetakan untuk periode 1 detik.

22

Koefisien situs Fad an Fv ditentukan berdasarkan SNI 03-1726-2012 pasal 6.2 (Tabel 4 dan table 5). Setelah nilai Fad an Fv ditentukan, maka dilanjutkan dengan menghitung parameter percepatan spektral desain untuk periode pendek (Sps) dan pada periode 1 detik (Sp1) ditentukan dengan perumusan sebagai berikut :

Sps= SMs Sp1= SM1

Dalam menentuka kurva spectrum respons desain harus dikembangkan dengan mengacu SNI 03-1726-2012 pasal 6.4 Gambar 2.3 dan mengikuti ketentuan di bawah ini :

1. Untuk periode yang lebih kecil dari To, spectrum respons percepatan desain , Sdsharus diambil dari persamaan :

Sa= SDs x

2. Untuk periode lebih bessar dari atau sama dengan Todan lebih kecil dari atau sama dengan Ts1spektrum respons percepatan desain SDsdiambil dari persamaan :

Sa= SDs

3. Untuk lebih besar dari Ts1spektrum respons percepatan desain Sdsdiambil berdasarkan persamaan :

Sa=

Dimana :

SDs : parameter respons spektral percepatan desain pada periode pendekSDI : Parameter respons spektral percepatan desain pada periode 1 detik

23 Gambar 2.3.Spektrum Rospons Percepatan Desain

Dimana : To= 0,2 Ts=

3.1.3. Periode Fundemental Pendekatan (SNI 03-1726-2012 Pasal 7.8.2.1)

Periode fundeamental pendekatan 9Tc), dalam detik, harus ditentukan dari persamaan berikut :

Tmaks = Cu. Ta Denagan : Ta= Ct .h3/4

Dimana :

h = Ketinggian struktur, dalanm (m), diatas dasar sampai tingkat tertinggi struktur.

Cu = koefisien untuk batas atas pada periode yang dihitung, ditentukan berdasarkan table 14 SNI 1726-2012.

24

Ct = nilai parameter periode ditentukan berdasarkan table 15 pada SNI 1726-2012.

Tabel 2.8.Koefisien untuk Balas Atas pada Periode yang Dihitung

Parameter percepatan respons

spektrum desain pada 1 detik SD1 Koefisien Cu

1,4 0,3 1,4 0,2 1,5 0,15 1,6 0,1 1,7 Sumber : SNI 1726 – 2012

Tabel 2.9.Nilai Parameter Periode

Tipe struktur C1 X

Sistem rangka pemikul momen dimana rangka memikul 100 persen gaya gempa yang disyaratkan dan tidak dilingkupi atau dihubungkan dengan komponen yang lebih kaku dan akan mencegah rangka dari defleksi jika dikenai gempa

Rangka baja pemikul momen 0,0724 0,8

Rangka beton pemikul momen 0,0466 0,9

Rangka baja dengan bresing eksentris 0,0731 0,75

Rangka baja dengan bresing terkekang terhadap tekuk

0,0731 0,75

Semua sistem struktur lainnya 0,0488 0,75

Sumber : SNI 1726-2012

3.1.4. Geser Dasar Seismik (SNI 03-1726-2012 Pasal 7.8.1)

Geser dasar seismic (V) dalam arah yang ditetapkan harus ditentukan sesuai dengan persamaan berikut :

25

Dimana :

Ca : Koefisien respons seismic yang ditentukan sesuai pasal 7.8.1.1 W : berat seismic efektif menurut pasal 7.7.2.

3.1.5. Persyaratan Simpangan Antar lantai (SNI 03-1726-2012 Pasal 7.12.1)

Simpangan antar lantai tingkat desain ( a) Seperti didapat dari tabel 16 untuk semua tinngkat.

1 =

= 0,020 x hn Dimana :

Cd: faktor amplifikasi defleksi le: Faktor keutaman

: Simpangan antar lantai yang diijinkan 1: Simpangan antar lantai tingkat desain

hsx : Tinggi tingkat di bawah tingkat x, dinyatakan dalam millimeter (mm).

δe : Perpindahan elastis yang dihitung akibat gaya gempa desain tingkat kekuatan.

1. Faktor Reduksi Kekuatan Bahan (Strength Reduction Factors)

Faktor reduksi kekuatan bahan merupakan suatu bilangan yang bersifat mereduksi kekuatan bahan dengan tujuan untuk mendapatkan kondisi paling buruk jika pada saat pelaksanaan nanti terdapat perbedaan mutu bahan yang ditetapkan sesuai standart bahan yang ditetapkan dalam perencanaan sebelumnya. Besarnya faktor reduksi kekuatan bahan yang digunakan tergantung dari pengaruh atau gaya yang bekerja pada suatu elemen struktur sesuai SNI 03-2847-2002.

2. Distribusi dan Penyaluran Beban Pada Struktur

Penyaluran beban merata dari pelat lantai ke balok induk dan balok anak mengikuti pola garis leleh pelat lantai.Untuk memudahkan perhitungan dalam analisa struktur, maka pada balok anak dilakukan perataan beban, dimana momen maksimum free body dari beban

26

trapesium dan beban segitiga pelat lantai disamakan dengan momen dari beban merata segiempat.Kemudian untuk penyaluran beban terpusat dari balok anak ke balok induk diambil dari reaksi perletakan balok anak yang menentukan di lokasi tersebut.Selanjutnya beban dari balok induk disalurkan ke kolom dan diteruskan ke pondasi.

2.6. Perilaku Material dan Element Struktur 2.6.1 Beton

Kuat tekan beton biasanya didapat dari pengujian kuat tekan benda uji berbentuk silinder berukuran tinggi 30 cm diameter 15 cm. Gambar 2.2 menunjukkan bentuk parabolic dari kurva atau diagram tegangan (f’c) – regangan (e) untuk benda uji beton berbentuk silinder. Modulus young atau modulus elastisitas beton (Ec) bias diambil sebesar 4730 f’c MPa, dimana f’c merupakan kuat tekan beton dalam MPa. Nilai regangan beton pada tegangan maksimum kira-kira 0,002 untuk semua mutu beton.Bentuk penurunan percabangan kurva tegangan – regangan bervariasi sesuai tulangan melintang yang terpasang.

(a) (b)

Gambar 2.4 Diagram tegangan (f’c) – regangan (e) beton tertekan : (a) Diagram fc-e beton sebenarnya. (b) Diagram fc-e beton yang diidealiskan.

2.6.2 Baja

Menurut SNI 03-2847-2002, tulangan yang dapat digunakan pada elemen beton bertulang dibatasi hanya pada baja tulangan dan kawat baja saja. Belum ada peraturan yang mengatur penggunaan tulangan lain, selain dari baja tulangan atau kawat baja tersebut.

Baja tulangan yang ada di pasaran ada 2 jenis, yaitu baja tulangan polos (BJTP) dan baja ulir/deform (BJTD). Tegangan leleh (fy) untuk tulangan

27

polos minimal 240 Mpa (BJTP-24) dan Tegangan leleh (fy) untuk tulangan ulir/deform minimal 300 Mpa (BJTD-30) (Ali Asroni,2010).

Hubungan antara tegangan regangan sebenarnya untuk material baja yang didapat dari pengujian tarik diperlihatkan pada Gambar 2.3 untuk keperluan desain biasanya dipergunakan Diagram fc-e yang sudah di idealiskan dengan bentuk garis bilinear seperti pada gamber b. Nilai modulus young atau modulus elastisitas baja (Es) besarnya dapat diambil sekitar 0,2 x 106 MPa untuk semua mutu baja. Berbeda dengan material beton yang bersifat gets, baja merupakan material yang bersifat daktail. Selain itu baja mempunyai sifat elastic dan plastis, dari diagram fc-e terlihat jelas batas antara sifatelastis dan plastis dari baja, yaitu pada titik leleh bahan.

Gambar 2.5 Diagram tegangan (fc) – regangan (e) baja tertarik : (a) Diagram fc-e baja yang sebenarnya. (b) Diagram fc-e baja yang di

idealiskan.

2.6.3 Perencanaan Pelat Lantai

Pelat adalah bidang tipis yang menahan beban transversal dengan aksi lentur ke masing-masing tumpuan/balok. Bentuk plat berupa panel segiempat dan panel tidak beraturan. Perhitungan plat dikembangkan dari metode numerik untuk menghitung berbagai macam bentuk plat.

Jenis / Tipe-Tipe Pelat : 1. Pelat slab

Pelat dengan penebalan pada kepala kolom caitaal. Pelat tanpa balok. menumpu beban yang ringan dan bentang yang pendek. Pelat digunakan Apartement, hotel dengan tebal 12-25 cm, bentang 4,5 – 7 m.

28

Pelat ini tebalnya sama tanpa drop panel dan tanpa cavital. Pelat bisa digunakan sebagai plafond langsung untuk keperluan estetika. Tebal pelat 12-25 cm dengan bentang 4,5 – 7 m.

3. Pelat lantai grid 2 arah

Pelat ini dengan balok grid/bersilang rapat pada dua arah dengan plat tipis, mengurangi berat sendiri pelat. Bentang 9 – 12 m.

4. Pelat sistem lajur

Pelat ini mengutamakan ketinggian lantai. Dengan sistem balok lajur

(band beam) dengan balok lurus menyambung pada kolom dan balok

dibuat lebih lebar kearah lebarnya. (b > h)

5. Pelat sistem pelat dan balok

Pelat jenis ini adalah pelat yang ditumpu pada balok (monolit) dengan bentang balok 3 – 6 m. Tebal pelat dihitung sesuai fungsi pelat, sesuai keamanannya. Pelat ini banyak dipakai karena bagian bawah pelat bisa di plafond atau tidak diplafond. Beban lantai besar bisa digunakan untuk pelat beraturan dan tak beraturan untuk fungsi estetika.

1. Desain Metode Pelat dan Balok

Dalam perencanaan ini menggunakan model pelat sistem pelat dan balok b h

l

y

l

x hf ₅ 38 𝑊𝑦. 𝑙𝑦 𝐸. 𝐼 5 38 𝑊𝑥. 𝑙𝑥 𝐸. 𝐼

29

Beban luar ditahan momen arah x dan y. Tidak mengitung efek torsi/puntir. Defleksi pada titik silang lendutan sama.

Arah y lendutan . . Arah x lendutan 5 38 . . W = Wx + Wy

x,y = anak bentang pelat

Wx,Wy = beban luar pelat / beban yang bekerja pada pelat

l

y,

l

y = bentang pelat

Kesimpulan :

1. Bentang pendek (

l

x) menerima beban > bentang panjang (

l

y). 2. Sehingga tulangan pelat dipasang lebih dulu pada bentang pendek. 3. Gaya pelat yang bekerja menentukan aksi satu arah (one way slab) dan

dua arah (two way slab).

2. Ratio / Perbandingan Bentang Pelat

l

y = bentang panjang

l

x = bentang pendek Rasio

desain pelat dengan dua arah (two way slab)

desain pelat dengan satu arah (one way slab)

3. Menentukan Tebal Pelat (h)

Desain satu arah (one way slab) a. 2 tumpuan sederhana  h min = Ln Ln Ln Ln sama

30

b. Tumpuan jepit dengan satu ujung menerus

 h min =

c. Tumpuan jepit 2 ujung menerus

 h min = d. Tumpuan kantilever  h min = 4. Momen

Letak dan besaran momen tergantung dari bentuk serta panjang bangunan. Berikut ini contoh perhitungan momen :

M-interior = . M-eksterior = . M-tengah = . 5. Pembebanan Pelat Wu = 1,2 DL + 1,6 LL + B Gempa

LL = beban hidup diambil sesuai fungsi pelat DL = beban mati lihat contoh/aturan di PBI

Ln Ln Ln Ln Ln Ln Ln Ln Ln Ln Ln Ln Lu L TP ex tengah TP int

31

Ln = bentang bersih (tepi balok – tepi) L = bentang bersih (as balok – as balok)

Contoh DL (beban mati)

Berat pelat = 0,12 x 1 x 1 x 2400 = 288 kg/m2 Spesi = 0,01 x 1 x 1 x 2100 = 21 kg/m2 Tegel = 0,01 x 1 x 1 x 2400 = 24 kg/m2

Plafond = 18 kg/m2 +

DL = 351kg/m2

LL (beban hidup) di ambil sesuai fungsi pelat yaitu sebagai gedung sekolah. LL = 250 kg/m2

6. Prosentasi Tulangan (

ρ

)

ρ

b = ( . ) tulangan balance/seimbang

ρ

max = 0,75

ρ

b  tulangan maksimal/over

ρ

min =  tulangan kurang

ρ

= _.

= 0,3

ρ

b s/d 0,5

ρ

b

ρ

= tulangan direncanakan / di desain.

Catatan : pelat tipis tulangan banyak defleksi / lentur besar, maka tebal pelat maksimal.

7. Arah Desain / Perencanaan

1. ρmin < ρ < ρmax  ρ < ρb  runtuh tarik/lentur 2. ρmin < ρb < ρmax  ρ = ρb  runtuh tarik/lentur

3. ρmin >ρ>ρmax  ρ > ρmax  runtuh tekan/geser/mendadak. Catatan : dalam desain kita arahkan 1 dan 2  runtuh lentur.

8. Hitung Momen Nominal (Mn) Dan Momen Batas/Ultimit (Mu)

32

Mu = Ø Mn atau Mu = As.fy.(h - 0,5α) Keterangan :

b = lebar pelat 1m

α = tinggi balok tegangan h = tebal pelat

9. Hitung Luas Tulangan (As)

As =

 max As min (Tul min) As =

ρ

rencana . b . h

Catatan : setelah As diketahui hasilnya maka cari hasilnya pada tabel penulangan pelat.

10. Gambar Sket Tulangan yang Didesain

11. Gambar Detail Penulangan

Gambar 2.6Detail Penulangan Pelat

As ex As int As tengah 1 5 L -1 4 L I I 1 L -5 1 L4 POT I-I

33

Catatan : Untuk desain 2 arah (two way slab) yang berbeda hanya menentukan tebal pelat (h).

2.6.4 Perencanaan Balok

Prinsip balok design / Perencanaan : a. Balok Anak atau Balok Segiempat

Untuk perhitungan desain balok anak harus menghitung isi tulangan yang di butuhkan agar desain menjadi aman. Tulangan yang harus di hitung adalah : - Tulangan Tarik (+)

- Tulangan Tekan (-) - Tulangan susut

- Tulangan sengkang/begel.

b. Balok Induk Tengah (Balok T)

Untuk perhitungan desain balok induk tengah / Balok T harus menghitung isi tulangan yang di butuhkan agar desain menjadi aman. Tulangan yang harus di hitung adalah :

- Tulangan Tarik (+) Cek tulangan tumpuan dan tulangan lapangan - Tulangan Tekan (-)

- Tulangan geser / begel - Tulangan torsi / puntir.

c. Balok Induk Tepi (Balok L)

Untuk perhitungan desain balok induk tepi / Balok L harus menghitung isi tulangan yang di butuhkan agar desain menjadi aman. Tulangan yang harus di hitung adalah :

- Tulangan Tarik (+) Cek tulangan tumpuan dan tulangan lapangan - Tulangan Tekan (-)

- Tulangan geser / begel - Tulangan torsi / puntir.

34 PRINSIP DESAIN BALOK SEGIEMPAT TULANGAN TUNGGAL

1. Analisis penampang balok dilakukan dengan terlebih dahulu mengetahui dimensi usur-unsur penampang balok yang terdiri dari : jumlah dan ukuran tulangan baja (As), lebar balok (b), tinggi efektif (d), tinggi total (h), mutu beton (fc’), mutu baja (fy), momen (Mu) dari hasil analisis, sedangkan yang akan dicari adalah kekuatan balok dalam bentuk (Mn).

2. Penampang hasil desain tidak kaku

3. Perbandingan b dan d  b : d = 0,4 s/d 0,6

Contoh desain tulangan tunggal :

Rumus mencari b, d, As dari perencanaan. Fc  diketahui

Fy  diketahui

Mu  dari hasil analisis struktur

1. Mn = . . . Mu = MD = Ø Mn Mn = 2. ( . . ) ( ) 5 .  5 3. . ( . . ) . 5  . 5 . . 5 √ . 5

35

4. As = ρ . b . d =...mm2

Dengan tabel diperoleh diameter tulangan

. . .

As = dari jumlah tulangan yang dihitung b = hasil perhitungan

. . ( ) Mn > Mn yang diperlukan

36

BAGAN ALIR DESAIN TULANGAN TUNGGAL 𝑚𝑢𝑙𝑎𝑖 𝐼𝑛𝑝𝑢𝑡: 𝐵 𝑑 𝐸𝑠 𝑓𝑦 𝑓𝑐’ 𝑀𝑢 𝐸𝑐 . . .. 𝜌𝑏 85 𝑓𝑐′𝛽 𝑓𝑦 . 3 𝐸𝑠 3 𝐸𝑠 𝑓𝑦 𝜌 5 𝜌𝑏 𝑤 𝜌 . 𝑓𝑦/𝑓𝑐′ 𝑅 𝑤. 𝑓𝑐′ _{59 . 𝑤} 𝑑 √ 𝑀𝑢 𝑃 𝑅 𝐴𝑠 𝜌. 𝑏. 𝑑 𝑑 ≈ 𝑑 𝑎𝑠𝑢𝑚𝑠𝑖 𝑃𝐼𝐿𝐼𝐻 𝐵𝐴𝐽𝐴 𝑇𝑈𝐿𝐴𝑁𝐺𝐴𝑁 𝑀𝑢 ⋯ 𝑆𝐸𝐿𝐸𝑆𝐴𝐼 𝑡𝑖𝑑𝑎𝑘

37 PRINSIP DESAIN BALOK SEGIEMPAT TULANGAN RANGKAP

Desain balok segiempat tulangan rangkap yang sering di gunakan : 1. Tentukan fc dan fy

Hitung Mu dan Mneg

2. b,d desain dengan syarat b:d = 0,4 s/d 0,6 3. Hitung sebagai balok tulangan tunggal

( 85 ) ( ) 85 5 . . . .

As = luas dari jumlah tulangan b = hitungan desain 4. Momen . ( ) ′ 8 ⋯ ′

As tarik direduksi sesuai Rasio momen  panah Mpositif pada tulangan tunggal

. ⋯ b d d' h c a T c T Qn

38 . ′ . ′ Periksa kapasitas tampang (kuat rencana) ′_{. .} 85. ′ 5 85 . 85. 5. . 3 5 3 5. Misal : d1 = 50mm As’ = 402 mm2 b =300mm As = 1005 mm2 fc =22,5 Mpa Es = 200000 Mpa = 2,105 Mpa Asal persamaan kuadrat a

T = As.fy T = es  Cc = T es = As.fy Cc = es 5 5 3 5 5 3 5 5 5 3 5 5 3 5 5 5 5 3 5 5 5 3 5 3 8 3 8 √ √ √

39

Regangan tulangan tarik 3 ⋯

⋯

Regangan tulangan tekan

′ ₃ 85 ′ _⋯ ′_{. ⋯} ’ 85 ′ _{( )} ′ ′ ′ Cek kesetimbangan cc + es = T 5 5 5 5 5 5 3 5 5 3 5 .5 3 933 . 39 95 3 933 39 95 / 85 ( ) ′ ′ ′

40

BAGAN ALIR DESAIN TULANGAN RANGKAP MULAI

INPUT: B, H, dc, Ds, Fc’, Fy, Mu, Mneg

𝜌𝑏 85 𝑓𝑐′𝛽 𝑓𝑦 3 𝐸𝑠 3 𝐸𝑠 𝑓𝑦 𝜌𝑚𝑖𝑛 𝑓𝑦 𝜌𝑚𝑎𝑥 5 𝜌𝑏 As = B.D n = As / (π . Ds2 / 4) As = n (π . Ds2 / 4) 𝑎 𝐴𝑠 𝑓𝑦 85 𝑓𝑐′_{𝛽 . 𝐵} Mmaks = Ø As fy (D-a/2) Mu ≤ Mmaks Ya Penampang tulangan tunggal As = (Mu/Maks) As Penampang tulangan rangkap Ø Mn2 = Mneg Ø Mn2< Mneg Ø Mn2 = Mneg 𝐴𝑠’ 𝑀𝑛 𝑓𝑦 𝐷 𝑑𝑐 As = As + As Analisis kapasitas momen Selesai Tidak

41 PRINSIP DESAIN BALOK T DAN L

Balok T lebar efektif ambil terkecil Balok L 5 ambil terkecil Desain balok T dan L

1. qn ≤ hf  desain balok  dengan bw = be

2. qn pada badan balok di desain sebagai balok T, L be=6hf+bw be=16hf+bw bw bw L Ln hf

42 I. Kesetimbangan C = T atau C-T = 0 . 85 . 85 . . 85 . . . ( ) Karena  ( 85 ) ( 3 3 ) be bw hf d As a 0,003 s = y c T (d-a/2)

43

II.

T1 = Asf . fy Asf = luas tulangan kondisi leleh ef = 0,85 fc . hf (be-bw)

Kesetimbangan dala T1 = ef 85 .

. hf) Bagian Web (badan)



85 . .  Keseimbangan Dalam (internal)

85 . . . ( ) . ( ) . ( ) be bw d As c=0,003 s > y c1 T1 (d-a /2) Teg Flens Mn 1 0,85 fc T2 (d-a /2) Teg Web Mn 2 0,85 fc cw

44

III. Kondisi Seimbang

Kesetimbangan horisontal . 85 85 . 85 . . . 85 ( ) ( ) 85 ( ) ( 3 3 ) 5 5  .

IV. Perencanaa tulangan akibat geser dan puntir beban geser

Pada perencanaan kuat geser menurut pedoman SNI 03-2847-02 pasal 13.1.1, kekuatan penampang yang mengalami geser kecuali untuk komponen struktur lentur tinggi, harus didasarkan pada

Vu ≥ Vn be bw hf d As c=0,003 s = y c1 (d-hf/2) 0,85 fc (d-a/2) 0,85 fc cw T1=Asf' fy T2=(As-As')fy eb a

45

Vn ditentukan persamaan sebagai berikut : Vn = Vc + Vs

a. Perencanaan tulangan akibat geser

Tentukan besarnya gaya geser terfaktor Vu, pada penampang yang ditinjau, serta tentukan pula faktor reduksi  untuk perencanaan geser dan puntir. Besarnya faktor reduksi  berdasarkan SNI 03-2847-02 pasal 11.3.2.3. yaitu =0,75.

V = Vu = ...(gaya lintang) Vn =  ( = _ 5)

 Vc =  √ ′ b d

Vu < Vc / 2  tidak perlu tulangan geser dipakai tulangan praktis  Cek penampang :

 Vs max = 0,6 √ b d  Vs = Vu -  Vc

 Vs < Vs max ...OK!

 Jika Vu < Vc  perlu tulangan geser minimum Av.min = _. .

S=...<d/2

Dengan s = jarak antar tulangan geser dalam arah memanjang (mm)

 Jika Vu > Vc perlu tulangan geser S = . .

.

Dengan Av = luas penampang 2 kali tulangan geser (mm2) Syarat :

S < d/4 (pada daerah sendi plastis y = d) S < d/2 (pada daerah diluar sendi plastis y=2h)

b. Perencanaan tulangan akibat kombinasi geser dan puntir Vu = ...(gaya lintang)

46 Tn = _ (=0,6) Tc = √ ′ x b x h 2 x 106 Ts = Tn -  Tc Tsmax = 4 Tc

Tc < Tu diperlukan tulangan torsi Ts <Tsmax  ukuran balok memenuhi syarat (

. ) . (

. . )

Tentukan diameter tulangan sengkang dan jarak s berdasarkan SNI 03-2847-02 pasal 13.6(6(1) dan 13.5(4(1), dimana nilai s tidak boleh melebihi dari nilai dibawah ini :

 Akibat torsi = Smin = Ph/8 atau 300 mm  Akibat geser = Smin = d/2 atau 600 mm

47

BAGAN ALIR DESAIN BALOK T, L, 

MULAI

INPUT : bef, d, dc, fc’, fy’, M ASUMSI a = hf 𝐴𝑠 𝑀 𝑓𝑦 𝑑 𝑎 ρ = As / (b.d) 𝑎 𝐴𝑠. 𝑓𝑦 85 𝑓𝑐′_{𝛽 . 𝐵} 𝑎<hf 𝑎>hf Sebagai balok biasa/persegi  Balok-T 𝐴𝑠𝑓 85 𝑓𝑐 ′ _{𝑏 𝑏𝑤 𝑓} 𝑓𝑦 ØMn1 = Øasf . fy (d-hf/2) ØMn2 = Mn – ØMn1 Tentukan 𝑎 𝐴𝑠 𝐴𝑠 𝑀𝑛 𝑓𝑦 𝑑 𝑎 𝑎𝑏 𝐴𝑠 𝐴𝑠𝑓 𝑓𝑦 85 𝑓𝑐′_{. 𝑏𝑤} 𝑎𝑏 𝑎 As = Asf + (As-Asf) SELESAI

48 2.6.5 Perencanaan Kolom

Berdasarkan Tata cara perhitungan struktur beton untuk bangunan gedung SNI03-1726-2002. Kolom adalah elemen tekan dan termasuk dalam struktur utama dari bangunan yang berfungsi untuk memikul beban vertikal yang diterimanya. √ ′ . . . . . . 35 . .

Faktor ѱ (derajad hambatan kolom) pada satu ujung kolom menggunakan persamaan berikut :

.

∑( . ⁄ ) ∑( . ⁄ )

Satu dari dua nilai disebut A, yang lain disebut B. Faktor panjang efektif k didapat dengan titik perpotongan antara A dan B dengan nomograf tengah adalah k.

49

Gambar 2.7. Kurva Alinyemen untuk Portal Tak Bergoyang dan Portal Bergoyang

Sumber : Tata Cara Perencanaan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung SNI 03-2847-2002

Selain menggunakan Kurva Alinyemen, nilai k (faktor panjang efektif kolom) dihitung melalui persamaan :

1. Bila Portal bergoyang

a. Kedua kolom terjepit balok : Jika ѱm < 2

√

Jika ѱm ≥ 2

9 √

b. Salah satu kolom terjepit

3 ѱm 2. Bila Portal tak bergoyang

50 85 5 ѱmin

Didalam penentuan jenis kolom yang dipakai dan kelangsingan kolom dapat dilakukan melalui persamaan :

r = 0,3 . h .

3 ( ) (tergolong kolom pendek) Eksentrisitas pembebanan dinyatakan :

emin = 15 + (0,03 . h)

Untuk kolom panjang perlu dipertimbangkan bahaya tertekuknya batang kolom. Besar tekuk atau kapasitas tekan (Pc) dirumuskan :

. . . . √ ′ . .

Pembesaran momen s dapat ditentukan jika :

.

Berlaku rumus berikut :

_∑ ∑ Dimana: ( )

51

Pu = beban vertikal dalam lantai yang ditinjau

Sehingga momen desain yang digunakan harus dihitung dengan rumus :

Perhitungan gaya-gaya dalam berupa momen, gayageser, gaya normal maupun torsi pada kolom menggunakan program SAP 2000 V.14. Dari hasil output gaya-gaya dalam tersebut kemudian digunakan untuk menghitung kebutuhan tulangan pada kolom.

1. Perencanaaan Tulangan Memanjang /Pokok a. Beban sentris

Gambar 2.8 Desain Kolom Sentris

 Menentukan dimensi kolom, mutu bahan, dan gaya yang bekerja pada kolom tersebut

 Rasio tulangan kolom ( didapat dari diagram interaksi) min = 0,01

= r . > min

 Menghitung luas penampang kolom bruto (Ag)

. [ . . . ]

 Menentukan beban aksial kolom

P

52 . 85 [ 85 . ′_{. . ]}

. . .

 Luas tulangan yang diperlukan

. _{. .}

Jumlah tulangan ( ⁄ . ) b. Beban eksentris

Gambar 2.9Desain Kolom Eksentris

 Menentukan dimensi kolom, mutu bahan, dan gaya yang bekerja pada kolom tersebut

 Eksentrisitas kolom emin = 15 + (0,03 . h) .

 Menghitung luasan tulangan

. . . ′ P Garis Sumbu P e e

53 ⁄ . .

Jika As perlu >As

 Menghitung jarak garis netral Cb, regangan dan tegangan baja

. ′ _{3 . ( )} ′ _{, maka} ′ ′ _. ′ _{, maka} ′  Menentukan nilai Pb [ 85 . ′_{. . . . ]} 85 . ′

 Apabila tidak berarti [keruntuhan tekan (compression failure)]

. ( . )

. ′

* _{. .} . . + 8

 Apabila ya berarti [keruntuhan tarik (tension failure)]

85 . ′_{. [√(} 85. ₃₈₎ . . 5. ( 85. 38)] Chek penampang Ф. Pn > Pu

MR = Ф Pn.e Aman untuk digunakan

2. Tulangan Geser Kolom

Berdasarkan taat cara perhitungan struktur beton untuk bangunan gedung SNI 03-28476-2002, perencanaan penampang terhadap geser harus didasarkan pada:

54

Keterangan :

Vn = Gaya geser nominal (N)

Vu = Gaya geser ultimate yang terjadi (N)

Kuat geser maksimum untuk komponen struktur (SNI 03-2847-2002 pasal 13.3.2.2) yaitu: ( . ) . √ ′ . . 3 √ ′_{. . . √(} 3 . ) 3√ ′. . Dimana:

Vn = kuat geser nominal (N) Ø = faktor reduksi

f’c = kuat tekan beton (Mpa)

b = lebar penampang kolom (mm)

d = tinggi efektif penampang kolom (mm) Pu = gaya aksial yang terjadi (N)

Agr = luas penampang kolom (mm2) Jika:

(Vn – Vc) < Vs, maka penampang cukup

(Vn – Vc) ≥ Vs, maka penampang harus diperbesar Vu < Ø Vc, maka tidak perlu tulangan geser

Vu ≥ Ø Vc, maka perlu tulangan geser Langkah perhitungan

55

 Menentukan dimensi kolom, mutu bahan, dan gaya yang bekerja pada kolom

 Menghitung nilai SNI 03-2847-2002 pasal 13.5.6(9)

( 3.

) √ . .

3√ ′ . .

Vs < Vs mak, maka penampang cukup Vu < Ø Vc, maka tidak perlu tulangan geser Vu ≥ Ø Vc, maka perlu tulangan geser

 Luasan tulangan sengkang kolom SNI 03-2847-2002 pasal 13.5.5.3

5 √ ′ . . 3 . 2.6.6 Perencanaan Tangga

1. Plat tanggadan plat bordes (denganteori plat) a. Data PerencanaanTangga

Tinggiantarlantai, lebar tang (ℓ), mutubeton (fc), mutubaja (fy),tinggilantaibordes (T), panjangbordes.

b. MenghitungUkuranOptrede (o) danAntrede (a) Kemiringantangga

Tan α = , syaratkemiringan 25° < α < 45° 2 . o + a = 65

56 c. MenghitungTebalPelatTangga L = √ Tebalpelattangga h = . L . (0,4 + ) h’ = + . cos α d. MenentukanPembebanan Plat = 1,2 + 1,6 + Beban Gempa = bebanhidupdiambilsesuaifungsi plat = bebanmati e. MenentukanBesaranmomenpada plat

MtumpuandanMlapangan yang didapatdarihasilanalisis SAP f. Menentukanmomen nominal (Mn) danmomenbatas (Mu)

Mn= .fy .b .d2 . (1 – 0,59 . ) Mu = . Mnatau

Mu = . . (d – 0,5a) g. ArahPerencanaan :

→ → runtuh Tarik / lentur → = → runtuh Tarik / lentur

→ → runtuhtekan / geser / mendadak Sehinggaperencanaandiarahkanke 1dan 2 h. Menentukanluastulangan (As) As = _. . ⁄ → max

57 = (tulangan min)

= . b .h

Setelahmendapatkanluasan, lihattableuntukmenentukan diameter danjaraktulangan yangdirencanakan.

2. Balokbordesmenggunakanbalokpersegitulanganrangkap  Menentukannilai fc, fydansudahmenghitung Mu dan  Menentukan b dan d di desaindengansyaratb : d = 0,4 s/d 0,6  Menghitungsebagaitulangantunggaldahulu = [ . ( . ) ( )] → = 0,85 = 0,75 . = → memenuhibaloktulangantunggal As = . b .d = …….mm² (tabel tulangan) a = _. . . As = luasdarijumlahtulangan b = hitungdesain  PerhitunganMomen = As .fy .( ) = = ɸ . → momenpositif = ɸ . → momen negative As’ = = _. . = ………. mm² As’ = tulangantekan

58

Momen positif padatul. Tunggal As = _.

( ) = ……… mm² (tabletulangan)

= . _. = ……..

= _. = ………

- tulangan tekan belum leleh  Periksa kapasitas tampang (kuatrencana) :

= As’ .600 . . = 0,85 .ab

 Solusi dengan persamaan abc : = √ ²

= √ ² = √ ² Nilai a → diambil yang positif  Regangan tulangan tarik :

{

 Regangan tulangan tekan : = ……….

= . = …………. Mpa

 Subsitusi = dan ke persamaan : = 0,85 ’ ( ) + ( ) = = ɸ .

59

Atau dicek kesetimbangan T = As .fy

+ = T (jika sama berarti setimbang dipenuhi) = 0,85 ( ) +

= = ɸ .

 PerencanaanTulanganakibatgeser

Tentukan besarnya gaya geser terfakto r , pada penampang yang ditinjau, sertatentukan pula factor reduksi ɸ untuk perencanaan geser dan puntir. Besarnya factor reduksi ɸ berdasarkan SNI 03-2847-02 pasal 11.3.2.3 yaitu ɸ = 0,75

V = Vu = ………… (gayalintang) Vn = → ( ɸ = 0,75

ɸ .Vc = ɸ . .√ . b .d

Vu ɸ .Vc / 2 → tidak perlu tulangan geser → dipakaitul. Praktis Vu ɸ Vc /2 → perlu tulangan geser

 Cek Penampang :

ɸ Vs max = 0,6 . . √ . b .d ɸ Vs = Vu – Vc

ɸ Vs Vs max ……… OK!

 Jika Vu . Vc → perlu tulangan geser minimum . = _. . D

60

dengan s = jarak antar tulangan geser dalam arah memanjang (mm)  Jika Vu ɸ .Vc → perlu tulangan geser

S = . .

.

Dengan = luas penampang 2 kaki tulangan geser (mm²) Syarat :

S < d / 4 (pada daerah sendi plastis y = d )

S < d / 2 ( pada daerah diluar sendi plastis y = 2h)

2.6.7. Perencanaan Lift

1. Kapasitas dan Jumlah Lift

Kapasitas dan jumlah lift akan disesuaikan dengan perkiraan jumlah pemakai lift, mengingat dari segi manfaat dan efesiensi biaya, serta dilihat dari kelayakan dan besarnya bangunan.

2. Perencanaan Konstruksi

a. Mekanikal

Secara mekanikal perencnaan konstruksi lift tidak direncanakan disini karena sudah direncanakan di pabrik dengan spesifikasi tertentu, sebagai dasar perencanaan konstruksi dimana lift tersebut akan diletakkan.

b. Konstruksi ruang dan tempat lift

Lift terdiri dari tiga komponen utama, yaitu :

1) Mesin dengan kabel penarik serta perangkat lainnya.

2) Trace / traksi / kereta penumpang yang digunakan untuk mengangkut penumpang dengan pengimbangan.

3) Ruangan dan landasan serta konstruksi penumpang untuk mesin, kereta, beban dan pengimbangannya.

Ruangan dan landasan lift direncanakan berdasarkan kriteria sebagai berikut :

61

1) Ruangan dan tempat mesin lift diletakkan pada lantai teratas bangunan. Oleh karenanya perlu dibuat dinding penutup mesin yang memenuhi syarat yang dibutuhkan mesin dan kenyamanan pemakai gedung.

2) Mesin lift dengan beban – beban (q) sama dengan jumlah dari berat penumpang, berat sendiri, berat traksi, dan berat pengimbangannya yang ditumpukkan pada balok portal.

3) Ruang terbawah diberi kelonggaran untuk menghindari tumbukan antara lift dan lantai dasar. Ruang terbawah ini juga direncanakan sebbagai tumpuan yang menahan lift pada saat maintenance.

3. Spesifikasi Lift yang dipakai

Lift penumpang yang digunakan adalah merek Hyundai tipe Gearless Elevator, dengan spesifikasi sebagai berikut ;

1) Dapat memuat penumpang 17 orang. 2) Dapat menahan beban 1150 Kg. 3) Kecepatan = 120 m/detik. 4) Berat lift = 10 kN.

2.7 Struktur Bawah

2.7.1 Perencanaan Pondasi

Pondasi merupakan struktur bawah yang berfungsi untuk meletakkan bangunan atas tanah dan meneruskan beban dari struktur atas ke tanah dasar. Beberapa persyaratan umum yang harus dipenuhi oleh pondasi antara lain (Sardjono, 1984) :

1. Terhadap Tanah Dasar

 Pondasi harus mempunyai bentuk, ukuran dan struktur demikian rupa sehingga tanah dasar mampu memikuk gaya-gaya yang bekerja.

 Penurunan yang terjadi tidak boleh terlalu besar atau tidak merata.  Bangunan tidak boleh bergeser atau mengguling.

2. Terhadap Struktur Pondasi

Struktur pondasi harus cukup kuat sehingga tidak pecah gaya yang bekerja. Dalam merencanakan stuktur bawah dari konstruksi bangunan dapat digunakan beberapa macam tipe pondasi, pemilihan tipe pondasi didasarkan pada hal-hal sebagai berikut (Sardjono, 1984) :

62

 Besarnya beban dan berat dari bangunan atas

 Keadaan tanah dimana bangunan tersebut akan didirikan  Jumlah biaya yang dikeluarkan

3. Pemilihan Bentuk Pondasi

Pmilihan bentuk pondasi dapat diklasifikasikan sebagai berikut (Suryono, 2000) :

1). Pondasi Dangkal

2). Pondasi Tiang atau Pondasi Tiang Apung (floating pile foundation) 3). Tiang Pancang (pile drieven foundation)

4). Tiang baja atau tiang beton yang dicor ditempat.

Berdasarkan data tanah diketahui bahwa tanah keras terdapat pada kedalaman 2 m. dalam perencanaan gedung rusunawa ini digunakan pondasi sumuran, keuntungan pemakaian pondasi sumuran, antara lain : (Hardiyatmo, 2013)

 Pembangunannya tidak menyebabkan getaran dan pengembangan tanah, seperti pada pemancangan pondasi tiang pancang.

 Penggalian tidak mengganggu tanah disekitarnya.

 Biaya pelaksanaan umumnya relative rendah, berhubungan alat yang dipakai adalah alat ringan.

 Kondissi – kondisi tanah atau batu pada dasar sumuran sering dapat diperiksa dan diuji secara fisik.

 Alat gali tidak banyak menimbulkan suara.

4. Pondasi Sumuran

 Tekanan konstruksi ke tanah < daya dukung tanah pada dasar sumuran.  Aman terhadap penurunan yang berlebihan, gerusan air dan longsoran

tanah.

 Diameter sumuran 1,50 meter.  Cara galian terbuka tidak disarankan.

 Kedalaman dasar pondasi sumuran harus dibawah gerusan maksimum.  Biasanya digunakan sebagai pengganti pondasi tiang pancang apabila

laisan pasir tebalnya > 2,00 m dan lapisan pasirnya cukup padat.

4.1. Perhitungan Daya Dukung Pondasi Sumuran

Dengan menggunkaan metode LCPC, 1991 diperoleh : Qe = Ah x qc x Kc

Keterangan :

Qe = Daya dukung ujung tiang (Kg) Ah = luas Penampang ujung tiang (cm²) qc = Nilai konus (Kg /cm²)

Kc = faktor nilai konus Qs = As x Fs

Keterangan :

63

As = Luas selimut tiang (cm²) Fs =Tahanan dinding (Kg/cm²)

Nilai Fs dapat dicari dengan persamaan 2.115. Fs = 0,0012 x qc

Qult = Qe + Qs Qall = Keterangan :

Qult = Daya dukung batas (Kg)