BAB 1 PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

(1)

1

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dewasa ini pembangunan tempat tinggal maupun perkantoran dengan menggunakan beton semakin meningkat. Hal ini dikarenakan beton mudah dicetak, awet ,tahan api, dapat di cor ditempat ( Subakti 1995). Namun bila bahan material beton tersebut sulit didapatkan, seperti contoh di Banjarmasin, Kalimantan Selatan, maka pembangunan dengan menggunakan beton cor ditempat menjadi sulit dilaksanakan. Apalagi dari segi keakurasian ukuran dan kualitas sistem cor ditempat juga kurang terjamin.

Kesulitan ini dapat diatasi yaitu dengan menggunakan sistem pracetak. Sistem ini memiliki beberapa keunggulan. Di antaranya dari segi keakurasian ukuran dan kualitas yang terjamin, serta pelaksanaan pembangunan yang relatif cepat, rapi, dan ekonomis. Sehingga sitem ini mempunyai nilai tambah tidak hanya dari sisi struktur, yaitu kekuatan dan kekakuannya saja, tetapi juga dari sisi arsitekturalnya yaitu penampakan luar atau keindahannya ( Freedman 1999) .

Dalam tugas akhir ini akan direncanakan gedung perkantoran bertingkat 12 lantai, ukuran 27 m 40 m dengan tinggi 45,75 m. Gedung ini telah di desain oleh konsultan arsitek dengan sistem pracetak. Yang menarik dari tugas akhir adalah digunakannya software Tekla Structures 15 sebagai program bantu. Memang, di Indonesia penggunaan software ini masih kurang populer dibanding SAP 2000 maupun ETABS. Tetapi sesungguhnya program ini mempunyai banyak kelebihan yang layak untuk dipertimbangkan sebagai salah satu solusi dalam pemecahan permasalahan perencanaan atau rekayasa sipil.

Software ini merupakan Building Information Modelling (BIM) yang sangat canggih. Tekla Corporation sebagai produsen dari software ini mengklaim bahwa produknya mampu menggabungkan kemampuan pemodelan, analisa dan desain struktur lengkap dengan detail dan gambar perencanaannya. Selain itu software ini juga mampu digunakan untuk menampilkan data bill of material, sequence dan schedulling pekerjaan.

Kemampuan yang dimiliki oleh software ini membuat banyak perusahaan rekayasa bangunan di berbagai negara tertarik untuk menggunakannya. Walaupun investasi yang harus dikeluarkan untuk pembelian lisensi relatif mahal, namun penggunaannya terus meluas karena software ini terbukti memberikan keuntungan jangka panjang berupa peningkatan produktivitas dalam proses desain dan kontruksi.

(2)

2

1.2 Permasalahan

Permasalahan utama yang akan dibahas dalam Tugas Akhir ini adalah bagaimana mendapatkan hasil perencanaan yang berupa Detail Engineering Design (DED) dari gedung Graha Nusantara dengan menggunakan software Tekla Structures 15.

Detail permasalahan:

1. Apa yang dimaksud dengan sistem pracetak?

2. Apakah keuntungan dan kekurangan sistem pracetak?

3. Komponen struktur apa saja yang bisa menggunakan sistem pracetak?

4. Bagaimana cara merencanakan perhitungan struktur (kolom, balok, pelat, dinding,sambungan, hubungan balok kolom) pada sebuah bangunan bertingkat dengan sistem pracetak ?

5. Apa gambaran umum tentang Tekla Structures 15?

6. Apa saja kekurangan dan kelebihan Tekla Structures 15?

7. Bagaimana memodelkan struktur menggunakan sistem pracetak dengan menggunakan Tekla Structures 15?

8. Bagaimana verifikasi hasil analisa struktur dengan ETAB 9.07?

9. Apakah sesuai dengan hasil permodelan struktur dengan Tekla Structures 15?

10. Jika sesuai, bagaimana desain dan pendetailan struktur dengan Tekla Structures 15?

11. Bagaimana verifikasi hasil analisa struktur dengan perhitungan manual sesuai dengan SNI 03-2847-2002?

12. Apakah sesuai dengan hasil analisa struktur dengan perhitungan manual dan ETAB 9.07?

13. Bagaimana penggambaran detail perencanaan gedung Graha Nusantara dengan Tekla Strukture 15?

1.3 Tujuan

Tujuan utama dari Tugas Akhir ini adalah untuk mendapatkan Detail Engineering Design (DED) dari gedung Graha Nusantara dengan menggunakan software Tekla Structure 15. Hasil perencanaan ini didasarkan dari peraturan perencanaan yang berlaku di Indonesia. Peraturan yang dimaksud adalah SNI-03- 2847-2002 yang mengatur tentang tata cara perhitungan struktur beton untuk bangunan gedung dan SNI 02 - 1726-2002 tentang ketahanan gempanya.

Tujuan khusus:

1. Mengetahui pengertian sistem pracetak.

2. Mengetahui keuntungan dan kekurangan sistem pracetak.

3. Mengetahui komponen struktur yang bisa menggunakan sistem pracetak.

(3)

3 4. Mengetahui cara merencanakan perhitungan struktur (kolom, balok, pelat, dinding,sambungan, hubungan balok kolom) pada sebuah bangunan bertingkat dengan sistem pracetak.

5. Mengetahui gambaran umum tentang Tekla Structures 15.

6. Mengetahui kekurangan dan kelebihan Tekla Structures 15.

7. Mengetahui cara memodelkan struktur menggunakan sistem pracetak dengan menggunakan Tekla Structures 15.

8. Mendapatkan verifikasi hasil analisa struktur dengan ETAB 9.07

9. Mengetahui perbandingan hasil permodelan struktur dengan Tekla Structures 15.

10. Menggambar desain dan pendetailan struktur dengan Tekla Structures 15.

11. Mengetahui verifikasi hasil analisa struktur dengan perhitungan manual sesuai SNI 03-2847-2002

12. Mengetahui apakah hasil analisa struktur dengan perhitungan manual dan ETAB 9.07sudah sesuai atau tidak.

13. Mampu menggambarkan detail perencanaan gedung Graha Nusantara dengan Tekla Strukture 15.

1.4 Batasan Masalah

Beberapa batasan dalam pengerjaan Tugas Akhir ini:

1. Tidak meninjau aspek ekonomis gedung.

2. Tidak meninjau aspek arsitektur, mekanikal dan elektrikal.

3. Menggunakan sofware Tekla Structures 15, ETABS 9.07, Auto Cad.

1.5 Manfaat Penulisan

Manfaat yang bisa didapatkan dari penulisan tugas akhir ini adalah mendapatkan perencanaan gedung beton pracetak lengkap dengan pendetailannya.

Perencanaan ini diharapkan dapat dilakukan dengan lebih cepat dan produktif seiring dengan kemampuan software yang digunakan.

Selain itu dengan menggunakan software Tekla Structures 15 sebagai program bantu dalam Tugas Akhir ini maka akan ada penguasaan yang lebih baik terhadap teknologi perencanaan struktur. Sehingga nantinya seoftware ini bisa dijadikan salah satu alternatif dalam membantu mencari solusi dari suatu masalah perencanaan struktur bagi masyarakat.

(4)

4

BAB 2.

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Lokasi Bangunan

Penting sekali untuk mengetahui data-data lokasi dari pembangunan struktur gedung yang akan dilaksanakan. Hal ini ditentukan oleh jenis tanah di mana bangunan tersebut akan berdiri, terrnasuk dalam zona gempa berapa, dan bahan material apa saja yang mudah didapatkan di daerah tersebut. Karena hal ini akan mempengaruhi dalam perencanaan kekuatan dan keawetan bangunan. maupun biaya pembangunan yang dibutuhkan.

Dalam tugas akhir ini akan direncanakan pembanguan Gedung Perkantoran Graha Nusantara yang berada di kota Banjarmasin. Kota Banjarmasin terletak di provinsi Kalimantan Selatan. Kota ini beriklim tropis dengan suhu udara 25 º -38 º C, curah hujan rata-rata 236 mm. Kota ini mempunyai lapisan gambut tebal, jenis tanah alluvial yang didominasi oleh struktur lempung, dan hasil sondir menunjukkan nilai konsistensi, sangat lunak, lunak, firm, stiff, very stiff . Kota ini berada di wilayah gempa 1 dengan resiko gempa rendah.

Gambar 2.1 Wilayah Gempa Indonesia dengan percepatan puncak batuan dasar dengan perioda ulang 500 tahun ( SNI-1726-2002)

Karena berada pada resiko gempa rendah maka pembangunan gedung dengan sistem pracetak akan mudah dilaksanakan. Sistem pracetak kurang sesuai bila digunakan pada bangunan yang berada pada zona gempa tinggi, karena rawan terhadap gaya lateral.

2.2. Sejarah Perkembangan Sistem Pracetak

Beton adalah material konstruksi yang banyak dipakai di Indonesia, jika dibandingkan dengan material lain seperti kayu dan baja. Hal ini bisa dimaklumi, karena bahan- bahan pembentukannya mudah terdapat di Indonesia, cukup awet, mudah dibentuk dan harganya relative terjangkau. Ada beberapa aspek yang dapat menjadi perhatian dalam sistem beton konvensional, antara lain waktu pelaksanaan yang lama dan kurang

(5)

5

konvensional Pracetak

Pengadaan Semakin terbatas Utamanya impor Mudah Mudah

Permintaan Banyak Banyak Paling banyak Cukup

Pelaksanaan Sukar, Kotor Cepat, bersih Lama, kotor Cepat, bersih

Pemeliharaan Biaya Tinggi Biaya tinggi Biaya sedang Biaya sedang

Kualitas Tergantung spesies Tinggi Sedang-tinggi Tinggi

Harga Semakin mahal Mahal Lebih murah Lebih murah

Tenaga Kerja Banyak Banyak Banyak Banyak

Lingkungan Tidak ramah Ramah Kurang ramah Ramah

Ada Ada Ada Ada

(sedang diperbaharui) (sedang diperbaharui) (sedang diperbaharui) (sedang diperbaharui)

baja Beton

Standar

Aspek kayu

Pelaksanaan Sukar, Kotor Cepat, bersih Lama, kotor Cepat, bersih

Pemeliharaan Biaya Tinggi Biaya tinggi Biaya sedang Biaya sedang

Ada Ada Ada Ada

baja Beton

Standar

Aspek kayu

bersih, kontrol kualitas yang sulit ditingkatkan serta bahan-bahan dasar cetakan dari kayu dan triplek yang semakin lama semakin mahal dan langka.

Sistem beton pracetak adalah metode konstruksi yang mampu menjawab kebutuhan di era millennium baru ini. Pada dasarnya sistem ini melakukan pengecoran komponen di tempat khusus di permukaan tanah (fabrikasi), lalu dibawa ke lokasi (transportasi ) untuk disusun menjadi suatu struktur utuh (ereksi). Keunggulan sistem ini, antara lain mutu yang terjamin, produksi cepat dan massal, pembangunan yang cepat, ramah lingkungan dan rapi dengan kualitas produk yang baik. Perbandingan kualitatif antara strutur kayu, baja serta beton konvensional dan pracetak dapat dilihat pada tabel :

Tabel 2.1 Perbandingan kualitatif antara strutur kayu, baja serta beton konvensional dan pracetak

Pelaksanaan Sukar, Kotor Cepat, bersih Lama, kotor Cepat, bersih Pemeliharaan Biaya Tinggi Biaya tinggi Biaya sedang Biaya sedang

Ada Ada Ada Ada

baja Beton

Standar

Aspek kayu

Sistem pracetak telah banyak diaplikasikan di Indonesia, baik yang sistem dikembangkan di dalam negeri maupun yang didatangkan dari luar negeri. Sistem pracetak berbentuk komponen, contohnya tiang pancang, balok jembatan, kolom plat pantai. Permasalahan mendasar dalam perkembangan sistem pracetak di Indonesia saat ini adalah :

 Sistem ini relatif baru

 Kurang tersosialisasikan jenisnya, produk dan kemampuan sistem pracetak yang telah ada

(6)

6

 Serta kehandalan sambungan antar komponen untuk sistem pracetak terhadap beban gempa .

 Belum adanya pedoman resmi mengenai tata cara analisis, perencanaan serta tingkat kemampuan khusus untuk sistem pracetak yang dapat dijadikan pedoman bagi pelaku konstruksi.

2.3 Review Tekla Structures 15 2.3.1 Pengenalan Software Tekla

Saat ini versi terbaru dari software ini adalah Tekla Structures 15. Tekla adalah aplikasi Building Information Modelling yang dikembangkan oleh Tekla Corporation untuk keperluan perhitungan dan rekayasa struktur termasuk juga fitur fitur komprehensif yang bisa digunakan bagi para detailer, fabricator, manufaktur dan constructor. Modul untuk keperluan manajemen konstruksi juga sudah ditambahkan pada software ini. (Khemlani,2008).

Software ini merupakan program bantu yang sangat canggih dan mampu mempersingkat proses delivery desain, pendetailan, proses manufaktur atau fabrikasi, dan manajemen konstruksi. Gambar di bawah ini adalah siklus kerja dan kolaborasi pengguna pada Tekla dalam menyelesaikan permasalahan perencanaan suatu bangunan.

Gambar.2. 2 Alur kerja Tekla Structures dan kolaborasi antar pihak yang terlibat dalam proyek (tekla.com)

Dari gambar di atas kita dapat melihat bahwa Tekla merupakan program bantu dengan kemampuan yang komplit. Tekla dapat membantu penyelesaian suatu proyek mulai dari proses perencanaan (pemodelan, analisa struktur, pendetailan), hingga proses pelaksanaan (fabrikasi, dan manajemen kontruksi).

Dengan kemampuan yang lengkap tersebut menjadikan penyelesaian proyek akan menjadi lebih cepat. Tidak mengherankan jika ribuan lisensi software ini sudah digunakan oleh perseorangan dan perusahaan di seluruh dunia demi mendapatkan produk rekayasa engineering yang berkualitas dan cepat untuk memuaskan

(7)

7 pelangganya.

2.3.2 Sejarah Singkat Tekla Structures

Tekla Structures awalnya dikenal sebagai Tekla X-Steel yang berfokus hanya pada perencanaan bangunan baja. Pada saat itu program ini sudah bisa digunakan untuk pemodelan, analisa, desain dan pendetailan struktur baja. Versi ini berkembang sampai versi 9. Untuk versi selanjutnya Tekla Corporation sebagai pengembang program ini memperluas kemampuan Tekla Structures dengan menambah fitur untuk pemodelan, analisis, desain dan detailing struktur beton bertulang. Saat ini Tekla Corporation sudah merilis Tekla Structures 15. Dalam versi yang terbaru ini sudah ditambahkan fitur atau modul untuk keperluan manajemen konstruksi.

2.3.3 Building Information Modelling (BIM)

Tekla Structures merupakan aplikasi Building Information Modelling (BIM).

Building Information Modelling adalah proses dalam membangun dan mengelola data bangunan selama siklus pembangunannya. Biasanya menggunakan tiga dimensi, real- time, dan perangkat lunak pemodelan bangunan dinamis untuk meningkatkan produktivitas dalam desain dan konstruksi bangunan (Wikipedia).

Definisi lainnya adalah proses yang menghasilkan Informasi Model Bangunan (juga disingkat BIM), yang meliputi geometri bangunan, hubungan spasial, informasi geografis , serta kuantitas dan properties dari komponen bangunan.(Wikipedia).

BIM saat ini semakin populer dan diyakini akan mempercepat proses perencanaan dan pengerjaan proyek. Penggunaannya terus meluas di dunia.

Bahkan Thom Mayne, seorang arsitek yang tergabung dalam American Institute of Architect menyatakan bahwa perusahaan yang tidak menggunakan aplikasi BIM akan hilang dari peredarannya dalam sepuluh tahun ke depan. Pernyataan ini sangat menarik, dan tentunya harus kita sikapi dengan bijak. Kita harus mulai membuka mata dan mempelajari perkembangan perencanaan struktur dengan berbasis BIM.

2.3.4 Manfaat Pemodelan 3D

Sturts dan Griftfis mengklaim bahwa beberapa insinyur sipil yang menjadi praktisi desain punya pengalaman peningkatan sepuluh kali lipat dalam produktivitas sejak digunakannya CAD, yang sudah menyertakan pemodelan tiga dimensi (Sturts and Griffis 2005), tetapi data ini tidak didasarkan pada pengukuran empiris atau pengalaman. Survey yang dilakukan terhadap 56 pengguna Autodesk Revit (Khemlani 2004) melaporkan peningkatan produktivitas yang signifikan dengan migrasi dari perencanaan berbasis 2D ke pemodelan 3D dalam praktik arsitektural, seperti yang ditunjukkan pada gambar

(8)

8

2.1. Akan tetapi, gambar ini merupakan opini yang subyektif dari para pengguna, bukan dari pengukuran empiris atau pengalaman.

Gambar 2.2 Peningkatan produktivitas sebagai hasil dari migrasi ke program Revit yang diambil dari responden pada survey Autodesk di Web (Khemlani, 2004) 2.3.5 Kelebihan Tekla Structures

Dibandingkan dengan software lain yang sejenis, Tekla Structures memiliki kemampuan yang lebih lengkap. Software ini sudah menggabungkan kemampuan pemodelan, analisa, desain, pendetailan, dan manajemen konstruksi menjadi satu kesatuan yang powerful dan canggih. Lachmi Khemlani pendiri dan editor AECbytes yang ahli dalam pemodelan bangunan cerdas dalam websitenya AECbytes.com mereview beberapa keunggulan dari Tekla Structures 15, beberapa diantanya adalah :

 Dengan menggunakan Tekla maka penyelesaian dari suatu proyek akan lebih terintegrasi mulai dari proses pemodelan,desain,drawing,detailing. Penyelesaian desain dan konstruksi suatu proyek menjadi lebih cepat.

 Database yang tersentralisasi sehingga memastikan semua gambar dan laporan tetap terkoordinasi dengan model

 Parametric components library yang luas cakupannya yang bisa mengautomatisasi pembuatan detail dan sambungan.

 Kemampuan untuk mendeteksi clash dengan native objects dan reference model.

 Kemampuan inter-operasi dengan aplikasi desain dan teknologi manufaktur dan konstruksi.

 Dukungan yang bagus terhadap multiple users dalam mengerjakan sebuah proyek secara bersamaan.

 Tekla juga bisa melakukan perhitungan volume material (Bill of Material) serta mengeluarkan output schedule pelaksanaan proyek.

Selain itu Khemlani juga melakukan review pada versi yang terbaru, yaitu Tekla Structures 15, beberapa diantaranya adalah :

 Data struktur yang inovative sehingga membuat ukuran file lebih ringkas, walaupun digunakan untuk proyek yang luas dan kompleks.

 Library komponen parametric yang luas memungkinkan otomatisasi perintah

(9)

9 untuk membuat detail dan sambungan.

 Interface-nya yang lebih rapi sehingga mengurangi kekacauan dan akan lebihmemudahkan kita.

 Adanya modul manajemen konstruksi yang terintegrasi dengan aplikasi

 schedulling yang handal.

 Video tutorial tersusun dengan cakupan yang luas mampu mempermudah proses pembelajarannya.

Fitur – fitur yang ditawarkan di atas memang sudah dibuktikan oleh para pemakai Tekla baik perorangan, maupun perusahaan. Namun untuk menumbuhkan kepercayaan diri pengguna, maka pada Tugas Akhir ini akan dilakukan pembuktian akan kemampuan dan fitur – fitur yang ditawarkan oleh software ini.

2.3.6 Referensi dari Pengguna

Kemampuannya yang lengkap dalam menyelesaikan permasalahan rekayasa dan perencanaan struktur membuat Tekla Structures dipercaya dan digunakan di proyek – proyek besar di dunia. Tekla telah banyak digunakan oleh berbagai perusahaan di dunia untuk mendesain proyek – proyek seperti Wembley Stadium di Inggris, Shanghai Financial Centre di China, Menara Telekom di Malaysia, Hearst Tower di Amerika Serikat dan gedung –gedung fenomenal lainnya.

Gambar 2.3 Shanghai Financial Centre dan Wembley Stadium (tekla.com) Varghese A. Johns, Engineering Manager dari Tiger Steel Engineering LLC mengatakan bahwa tanpa menggunakan Tekla Structures, mereka akan membutuhkan limakali dari jumlah drafter yang ada dan fase detailing akan memakan waktu dua bulan lebih lama. Perusahaan tersebut merupakan fabrikator baja terkemuka yang terlibat pada proyek Ski Dubai, sebuah wahana ski buatan yang merupakan gedung dengan struktur atap transparan yang

(10)

10

berdiri bebas tanpa kolom pendukung di antaranya.

Selain Johns, ada juga komentar dari Joseph G. Burns - P.E., S.E., AIA Managing Principal dari Thornton Tomasetti, sebuah perusahaan rekayasa struktur yang terlibat di proyek infrastruktur utama di seluruh dunia. Burns mengatakan bahwa Tekla Structures menyediakan paraStructure Engineer kemampuan untuk menghasilkan model 3D dengan analisa properties yang komprehensif. Kualitas pendokumentasiannya pun handal dan mempuyai grade yang tinggi. Penggunaan data untuk keperluan lebih lanjut mempermudah pembuatan estimasi biaya dan memfasilitasi scheduling tahapan konstruksi.

Manajemen informasi 3D meningkatkan komunikasi bagi keseluruan tim. Tekla Structures mempercepat pembuatan shop drawing, meningkatkan ketelitian dalam pengecekan ketidakserasian dan hasil pada struktur yang lebih solid atau kompleks dengan permasalahan di lapangan yang lebih sedikit.

2.3.7 Alasan Menggunakan Tekla

Dengan menggunakan Tekla maka penyelesaian dari suatu proyek akan lebih terintegrasi. Proses perencanaan, pengembangan desain, fabrikasi dan pelaksanaan di lapangan oleh Tekla sudah dikembangkan secara paralel, dengan mempresentasikan kondisi „as-built‟ dari bangunan tersebut. Selain itu model dari Tekla dapat digunakan untuk menyimpan dan memanfaatkan semua analisa 4D, serta untuk mendeteksi jumlah dan penempatan tulangan secara cepat dan akurat. Hal itu tentunya akan mengurangi biaya proyek.

Gambar 2.4 As-built modelling dalam format 3D lengkap dengan denah dan potongan

(Khemlani, 2008)

(11)

11 Gambar 2. 5 Pemodelan Tulangan dalam Tekla Structures (Khemlani, 2008)

2.8 Tekla Dan Beton Pracetak

Sudah dibahas dalam sub bab sebelumnya bahwa dalam alur kerja Tekla Structure juga terdapat kemampuan pemodelan, analisa, desain dan pendetailan komponen struktur. Tekla Structures mampu untuk melakukan pendetailan pada struktur baja dan beton pracetak. Dalam versi yang terbaru, Tekla Structures menjelma menjadi program bantu yang lebih powerful.

Program ini mampu mengintegrasikan informasi penulangan dan mengikuti proyek secara keseluruhan mulai dari tahap desain sampai konstruksi. Tekla adalah satu – satunya program bantu yang mampu menampilkan informasi penulangan seperti bar bending schedule untuk keperluan tahap konstruksi.

Gambar 2.6 Output detailing dan bar bending schedull (tekla.com)

(12)

12

BAB 3 METODOLOGI

3.1 Metodologi Perencanaan

Langkah yang perlu diambil dalam tugas akhir ini adalah sebagai berikut : 3.1.1 Pemodelan Struktur

Pemodelan struktur gedung dengan menggunakan Software Tekla 15. Sebagai input pemodelan adalah gambar arsitektur yang sudah dibuat oleh perencana sebelumnya.

3.1.2 Pembebanan

a. Beban Mati (RSNI – 3 Revisi SNI 1727 1989) b. Beban Hidup (RSNI – 3 Revisi SNI 1727 1989) c. Beban Gempa (SNI-1726-2002)

3.1.3 Kombinasi Pembebanan

Kombinasi pembebanan SNI-2847-2002 Pasal 11.2 : 1. 1,4 D

2. 1,2 D + 1,6 L + 0,5 (A atau R ) 3. 1,2 D + 1,0 L ± 1,0 E

4. 0,9 D ± 1,0 E 3.1.4 Analisa struktur

Analisa struktur dengan bantuan software Tekla Structures 15 untuk mendapatkan gaya dalam yang akan digunakan dalam desain penampang dan pendetailan elemen struktur yang digunakan dalam gedung. Sebagai pembanding, maka juga akan dilakukan analisa struktur menggunakan software analisa struktur lain seperti ETABS.

(13)

13 Penggambaran hasil perencanaan ke dalam gambar perencanaan sesuai dengan kaidah penggambaran teknik. Berbeda dengan prosedur yang umum digunakan dimana proses penggambaran dilakukan dengan menggunakan software AUTO- CAD, maka pada tahapan ini output gambar pendetaialan struktur juga dihasilkan oleh software Tekla Structures 15. Output gambar nantinya juga bisa diekspor ke dalam format DWG untuk diolah dan dicetak melalui program Bantu AUTO- CAD. Sehingga dari uraian di atas dapat dibuat diagram alir sebagai berikut :

Mulai

Studi Kondisi Perencanaan Eksisting dan Literatur

Permodelan Struktur dengan Tekla Structures 14

Verifikasi hasil dengan ETABS 9.07

Cocok

Penggambaran detail perencanaan dengan Tekla Structures 14

Gambar detail perencanaan Desain dan pendetailan elemen strurktur dengan Tekla Structures 14

Verifikasi hasil dengan perhitungan manual sesuai dengan SNI 03-2847-2002

Cocok

Selesai Ya

Ya

Tidak

Gambar 3.1 Diagram alir perencanaan

(14)

14

3.2 Data Perencanaan

Berikut ini adalah data perencanaan yang akan digunakan dalam Tugas Akhir ini 3.2.1 Data Perencanaan

Nama Bangunan : Gedung Graha Nusantara Fungsi bangunan : Perkantoran ( 12 lantai ) Kontraktor : PT.Sumber Daya Nusaphala Arsitek : PT. Megatika International.

Lokasi : Kota Banjarmasin - Wilayah gempa 1 SNI–1726-2002 Jenis Tanah : Tanah Gambut dan Lempung

Tinggi gedung : 45,75 m

Tinggi tiap lantai : 4,5 m (Dasar) ; 3,75 m (Lantai selanjutnya tipikal) Sistem Struktur : Sistem Pracetak

3.2.2 Data Material Beton (f^‟c) : 30 MPa Tulangan (fy) : 400 Mpa

(15)

15

BAB 4 PEMBAHASAN

4.1 Perencanaan Struktur Sekunder

Dalam perencanaan ini komponen struktur yang dibuat pracetak adalah balok dan pelat. Dalam menghitung jumlah kebutuhkan tulangan maka perhitungan dilakukan melalui 3 tahap:

1) Penulangan sebelum komposit 2) Penulangan pada saat pengangkatan 3) Penulangan sesudah komposit

Dari hasil perhitungan yang ada didapatakan hasil seperti dibawah ini:

4.1.1 Perencaan Pelat

Pelat yang direncanakan menggunakan pelat dua rah. Untuk penulangan pelat sebelum komposit menggunakan digunakan tulangan lentur 13-200 mm As = 663,661 mm²- -

Untuk penulangan pelat saat penggangkatan menggunakan tulangan lentur 10-240 mm As = 315,16 mm². Sedangkan untuk penulangan setelah komposit tulangan lentur 13- 200 mm As = 663,661 mm² .

4.1.2 Perencanaan Tangga

Pada perencanaan ini, tangga dimodelkan sebagai frame statis tertentu. Perletakan dapat diasumsikan sebagai sendi-sendi, sendi-jepit, sendi-rol, ataupun jepit-jepit. Namun, dalam perhitungan ini, perletakan tangga diasumsikan berupa sendi dan rol (rol diletakkan pada ujung bordes).

Data-data perancangan : Syarat perencanaan tangga : 2.t + i = 64-67

dimana : t = tinggi injakan (diambil 18 cm) i = lebar injakan

2.t + i = 66 2 (18) + i = 66 i = 30 cm

Mutu beton (fc‟) = 40 MPa

Mutu baja (fy) = 350 MPa

Tinggi antar lantai = 425cm Panjang bordes = 100 cm Panjang tangga = 300 cm

Lebar tangga = 300 cm

(16)

16

Tebal pelat miring = 15 cm Tebal pelat bordes = 15 cm Tinggi injakan ( t ) = 18 cm Lebar injakan ( i ) = 30 cm Diameter tulangan lentur = 12 mm Tebal selimut beton = 20 mm Jumlah tanjakan (n) = (

300

18 ) = 17

Jumlah injakan = (n-1) = 17-1 = 16

Kemiringan Tangga (α) = arc tan 18 30

 

 

 

= arc tan 0,6 = 30,96°

Tebal rata-rata = ²

 i

  × sinα (injakan &tanjakan)

= 30

2

 

 

 × sin 30,96° = 7,72 cm Tebal rata-rata pelat tangga = 15 + 7,72 = 22,72 cm

4.1.3 Perencanaan Balok Anak

Dalam perencanaan ini menggunakan balok anak ukran 35/50 cm dengan lebar bentang 600 cm. Untuk perhitungan tulangan dilakukan pada saat sebelum kom[posit, saat pengangkatan, dan sesudah komposit. Untuk tulangan tumpuan setelah menggunakan tulangan 319 mm = 850,586 mm²karena atas tidak mengalami tarik, tulangan negatif digunakan tulangan praktis minimum sehingga luasan yang diperlukan, As’ = 0,5^As = 0,5 × 850,586 = 425,293 mm². Digunakan 219 mm = 567,057 mm^2..

4.1 Perencanaan balk penggantung lift

Dalam perencanaan ini menggunakan balok anak ukran 35/50 cm dengan lebar bentang 600 cm. Untuk perhitungan tulangan dilakukan pada saat sebelum kom[posit, saat pengangkatan, dan sesudah komposit. Untuk tulangan tumpuan setelah menggunakan tulangan 319 mm = 850,586 mm²karena atas tidak mengalami tarik, tulangan negatif digunakan tulangan praktis minimum sehingga luasan yang diperlukan,

As’ = 0,5^As = 0,5 × 850,586 = 425,293 mm² Digunakan 219 mm = 567,057 mm^2..

4.2 Perencaan balok iniduk dan kolom 4.2.1 Perencanaan balok

Dari hasil penrancangan dan verifikasi dengan ETAB 9.6 maka didapatkan hasil dsebagai berikut:

(17)

17 Tabel 4.1 Penulangan Lentur Balok Pada Tumpuan

Keterangan Satuan Balok AB-1 Balok AB-2 Balok A1-2 Balok B1-2

Munegatif Nmm 271879000 301975000 195177000 195594000

Mnperlu Nmm 339848750 377468750 243971250 244492500

Rn 1,73 1,93 1,25 1,25

ρperlu 0,005088925 0,005669653 0,003625201 0,003633096

ρpakai 0,005088925 0,005669653 0,0045 0,0045

As perlu mm² 1592,833592 1774,60141 1408,5 1408,5

n Tul. tarik 6 7 5 5

As mm² 2279,64 2659,58 1899,7 1899,7

n Tul.tekan 4 5 3 3

As' mm² 1519,76 1899,7 1139,82 1139,82

Mn Nmm 549423438,5 636833208,2 460824867,9 460824867,9

Keterangan OK OK OK OK

ρ 0,00728 0,00850 0,00607 0,00607

ρ' 0,00486 0,00607 0,00364 0,00364

ρ-ρ' 0,00243 0,00243 0,00243 0,00243

kontrol 0,02122 0,02122 0,02122 0,02122

OK OK OK OK

f's Mpa 1585,29 1585,29 1585,29 1585,29

fy Mpa 350 351 352 353

f's pakai Mpa 350 350 350 350

a mm 46,85 54,65 39,05 39,05

Mn Nmm 453877086,1 526244031,1 381510141,2 381510141,2 φMn Nmm 363101668,9 420995224,9 305208112,9 305208112,9

kontrol OK OK OK OK

Mu Nmm 339848750 377468750 243971250 244492500

Penulangan pada tumpuan akibat momen positif

Cek momen nominal tulangan terpasang

(18)

18

Tabel 4.2 Penulangan Lentur Balok Pada Lapangan

Tabel 4.3 Penulangan Geser Balok Memanjang dan Melintang

Mu Nmm 150335000 164478000 71033000 84753000

Mnperlu Nmm 187918750 205597500 88791250 105941250

be1 mm 2000 2000 1500 1500

be2 mm 2580 2580 2580 2580

be3 mm 3750 3750 3750 3750

be mm 2000 2000 1500 1500

Rn 0,96 1,05 0,45 0,54

ρperlu 0,00278 0,00305 0,00130 0,00156

ρpakai 0,0045 0,0045 0,0045 0,0045

a mm 29,00 29,00 29,00 29,00

hf mm 130 131 132 133

kontrol balok T palsu balok T palsu balok T palsu balok T palsu

Keterangan Satuan Balok AB-1 Balok AB-2 Balok A1-2 Balok B1-2 Penulangan pada lapangan

Mu Nmm 150335000 164478000 71033000 84753000

Mnperlu Nmm 187918750 205597500 88791250 105941250

Rn 0,96 1,05 0,45 0,54

ρperlu 0,00278 0,00305 0,00130 0,00156

ρpakai 0,0045 0,0045 0,0045 0,0045

As perlu mm² 1408,5 1408,5 1408,5 1408,5

n Tul. tarik 4 4 3 3

As mm² 1519,76 1519,76 1139,82 1139,82

n Tul.tekan 2 2 2 2

As' mm² 759,88 759,88 759,88 759,88

Mn Nmm 371037496,2 371037496,2 280061323,6 280061323,6

Kontrol OK OK OK OK

Mu Nmm 187918750 205597500 88791250 105941250

Cek balok T atau persegi

Cek balok T asli atau palsu

As mm² 2279,64 2659,58 1899,7 1899,7

As' mm² 1519,76 1519,76 1139,82 1139,82

f's Mpa 101,07 127,52 45,20 45,20

d mm 626 626 626 626

a mm 37,90 43,36 36,08 36,08

Mpr1 kNm 594,87 695,77 496,60 496,60

Mpr2 kNm 387,77 385,13 289,51 289,51

Mpr3 kNm 594,87 695,77 496,60 496,60

Mpr4 kNm 387,77 385,13 289,51 289,51

Wu kN 30,30 30,30 37,27 37,27

L m 8 8 6 6

VeA kN 244,01 256,29 242,82 242,82

VeB kN 1,65 13,93 19,22 19,22

L m 8 8 6 6

VeA kN 244,01 256,29 242,82 242,82

VeB kN 1,65 13,93 19,22 19,22

Penulangan geser

Akibat gempa kiri

Analisa terhadap gempa kanan Analisa terhadap gempa kiri

Akibat gempa kanan

(19)

19 4.2.2 Perancangan Kolom

Dari hasil penrancangan dan verifikasi dengan ETAB 9.6 maka didapatkan hasil dsebagai berikut:

Tabel 4.4 Penulangan longitudinal kolom eksterior dan interior

Ve( gempa) kN 122,83 135,11 131,02 131,02

Ve kN 122,01 128,15 121,41 121,41

kontrol OK OK OK OK

V_s kN 325,35 341,73 323,76 323,76

Av mm² 265,46 265,46 265,46 265,46

s mm 178,77 170,20 179,65 179,65

s₁ mm 156,5 156,5 156,5 156,5

s₂ mm 176 176 176 176

s₃ mm 312 312 312 312

s pasang mm 120 120 120 120

n buah 12,25 12,25 12,25 12,25

n buah 13 13 13 13

Vsmax kN 1319,72 1319,72 1319,72 1319,72

Vs kN 484,69 484,69 484,69 484,69

Vs<Vsmax kN OK OK OK OK

φ(Vc+Vs) kN 363,52 363,52 363,52 363,52

Vumax kN 244,01 256,29 242,82 242,82

φ(Vc+Vs)>Vumax OK OK OK OK

V_e( gempa) kN 122,83 135,11 131,02 131,02

V_e kN 122,01 128,15 121,41 121,41

kontrol OK OK OK OK

V_u kN 282,93 299,31 271,58 271,58

V_s kN 353,67 374,14 339,48 339,48

A_v mm² 265,46 265,46 265,46 265,46

s mm 164,46 155,46 171,33 171,33

s1 mm 313 313 313 313

s pasang mm 150 150 160 160

n buah 35,67 35,67 33,50 33,50

n buah 36 36 34 34

Vsmax kN 1319,72 1319,72 1319,72 1319,72

Vs kN 387,75 387,75 363,52 363,52

Vs<Vsmax kN OK OK OK OK

φ(Vc+Vs) kN 290,81 290,81 272,64 272,64

Vumax kN 244,01 256,29 242,82 242,82

φ(Vc+Vs)>Vumax OK OK OK OK

Daerah sendi non plastis (lapangan) Daerah sendi plastis (tumpuan)

(20)

20

Dimensi kolom mm 800×800 800×800

Ag mm² 640000 640000

Mutu beton (f'_c) Mpa 40 40

Mutu tulangan (f_y) Mpa 350 350

Tulangan 16D25 16D25

Diameter tulangan (d) mm 25 25

Jumlah tulangan buah 16 16

A_st mm² 7850 7850

Rasio tulangan (%) 0,012 0,012

Pu max kN 4870,25 6569,27

φP_n max kN 12.605,11 12.605,11

Mnt kNm 1850 1900

M_nb kNm 2050 2100

Ve kolom kN 917,65 941,18

P_u(dari analisa struktur) kN 4870,25 6569,27

Vc kN 1345,62 1345,62

V_t kN 610,95 610,95

Syarat s max mm 100 100

Sengkang terpasang 4Ø13-200 4Ø13-200

Diameter sengkang (Ø) mm 13 13

Jumlah sengkang (n) buah 4 4

A_sh terpasang mm² 530,66 530,66

0,75 V_n terpasang kN 1467,43 1467,43

0,75 Vn terpasang > Vu kN memenuhi memenuhi

V_e kN 917,65 941,18

Vc kN 672,81 672,81

V_t kN 610,95 610,95

A_sh terpasang mm² 530,66 530,66

0,75 Vn terpasang kN 962,8223327 962,8224685

0,75 V_n terpasang > V_u kN memenuhi memenuhi Penulangan Geser Kolom (Daerah Sendi Plastis)

Penulangan Geser Kolom (Daerah Luar Sendi Plastis) Penulangan longitudinal

(21)

21 4.3 Perencanaan Sambungan

4.1 Perencanaan Sambungan Balok dan Kolom

Pada perencanaan sambungan antara balok induk dan kolom dipergunakan sambungan dengan menggunakan konsol pendek. Balok induk diletakkan pada konsol yang berada pada kolom yang kemudian dirangkai menjadi satu kesatuan. Bentuk konsol pendek yang dipakai dapat dilihat pada gambar 8.1 berikut ini :

Gambar 4.1 Geometri Konsol Pendek

Dimensi kolom mm 800×800 800×800

A_g mm² 640000 640000

Mutu beton (f'_c) Mpa 40 40

Mutu tulangan (f_y) Mpa 350 350

Tulangan 16D25 16D26

Diameter tulangan (d) mm 25 25

Jumlah tulangan buah 16 16

Ast mm² 7850 7850

Rasio tulangan (%) 0,012 0,012

Pu max kN 5852,02 7627,53

φPn max kN 12.605,11 12.605,11

Mn_t kNm 1900 1900

M_nb kNm 2100 2100

V_ekolom kN 941,18 941,18

P_u(dari analisa struktur) kN 5852,02 7627,53

Vc kN 1345,62 1345,62

Vt kN 610,95 610,95

Ash terpasang mm² 530,66 530,66

0,75 Vn terpasang kN 1467,43 1467,43

0,75 Vn terpasang > Vu kN memenuhi memenuhi

V_e kN 941,18 941,18

Vc kN 672,81 672,81

Vt kN 610,95 610,95

Ash terpasang mm² 530,66 530,66

0,75 Vn terpasang kN 962,8224112 962,8225531

0,75 Vn terpasang > Vu kN memenuhi memenuhi Penulangan longitudinal

Penulangan Geser Kolom (Daerah Sendi Plastis)

Penulangan Geser Kolom (Daerah Luar Sendi Plastis)

(22)

22

4.1.1 Perencanaan Konsol pada Kolom Contoh perhitungan

Vu = 191370 N (output ETABS) Dimensi Balok 50/70

Direncanakan dimensi konsol :

bw = 500 mm

d = 500 mm

h = 550 mm

fc‟ = 40 MPa

fy = 350 MPa

lp = 300 MPa

a = 150 mm

Ketentuan yang digunakan dalam perencanaan konsol pendek ini, sesuai dengan SNI 03-2847-2002 Pasal 13.9. Untuk dapat menggunakan SNI 03-2847-2002 Pasal 13.9, maka geometri konsol pendek serta gaya yang terjadi pada konsol pendek tersebut harus sesuai dengan yang diisyaratkan oleh SNI 03-2847-2002 Pasal 13.9.1. Syarat tersebut adalah sebagai berikut :

a/d < 1

150 / 500 = 0,3 < 1....OK

Nuc  Vu

Nuc = 0,2 ^ Vu

= 0,2 ^ 191370=38274N  251810,01 N….OK Sesuai dengan 13.9.3.1, ^ diambil sebesar 0,75.

Vn = 

V_u

= ⁰^,⁷⁵ 191370

= 255160 N

Menentukan luas tulangan geser friksi

Sesuai dengan SNI 03-2847-2002 Pasal 13.9.3.2 (a), untuk beton normal, kuat geser Vn tidak boleh diambil lebih besar daripada 0,2 f’c bwd ataupun 5,5bwd dalam Newton.

0,2 f’c bw d = 0,2^40^500^500 = 2000000 N > Vn ...OK

(23)

23 5,5 bw d = 5,5^500^500 = 1375000 N > Vn ...OK

Avf = fy.

V_n

………SNI 03-2847-2002 Pasal 13.7.4.1

 = 1,4 untuk beton normal yang dicor secara monolit.

(SNI 03-2847-2002 Pasal 13.7.4.3)

Avf = ³⁵⁰ ¹^,⁴

255160

 = 520,73mm²

Menentukan luas tulangan untuk menahan momen Mu = Vua + Nuc (h – d)

= 191370 ^ 150 + 38274 (550 – 500)

= 30619200 Nmm

= f^y 4 ,1

= 1,4/350 = 0,004

= 0,0045

350 4

40 4

' 

  fy fc

Dipilih yang terbesar yaitu 0,0045

Rn = b.d² M_u

= ⁵⁰⁰ ⁵⁰⁰² 30619200

 = 0,245 MPa

m = 0,85 _c'

y

f x f

= ⁰^,⁸⁵ ⁴⁰ 350

x = 10,30

perlu

 = 









 



y n

f R m m

1 2 1 1

= ^











    

350 0,245 30

, 10 1 2

30 1 , 10

1

= 0,00070

Af1 = ^0,85 Mu

 fy d

  

= ⁰^,⁸⁵ ⁰^,⁶⁵ ³⁵⁰ ⁵⁰⁰ 30619200



 = 316,68 mm²

Af2 = __b

w d = 0,0045^500^500 = 1125 mm²..menentukan

min

(24)

24

Menentukan tulangan untuk menahan gaya normal Nuc

An = 0,75 350

38274

 

fy N_w

 = 145,8 mm²

Pemilihan Tulangan yang Digunakan

As = (Af + An) = (1125+ 145,8) = 1270,8 mm²

As = 



 



 A^vf  A_n 3 2

= ^^

 



  

8 , 3 145

520,73 2

=499,62 mm²

Asmin = 0,04 

 



 fy

' fc

b×d = 0,04 ^^

 



 350

40

500 × 500 =1142,86 mm² Ah = 0,5 (As – An) = 0,5 (1270,8 – 145,8)= 562,5 mm² Dipakai tulangan 5D19 = 1417,64 mm²

Dipakai sengkang 5D13 = 663,66 mm²

Dipasang sepanjang (2/3) d = 333,333 mm (vertikal)

Menentukan luas pelat landasan :

Vu = Ø × (0,85) × fc× Al

Al = ⁰^,⁸⁵ ⁴⁰ ⁰^,⁷⁵

191370



 = 7504,7 mm²

S dipakai pelat landasan 400 ^ 200 mm² (tebal 15 mm)

4.1.2 Perhitungan Sambungan Balok Kolom

Sistem sambungan antara balok dengan kolom pada perencanaan memanfaatkan panjang penyaluran dengan tulangan balok, terutama tulangan pada bagian bawah yang nantinya akan dijangkarkan atau dikaitkan ke atas.

Panjang penyaluran diasumsikan menerima tekan dan juga menerima tarik, sehingga dalam perencanaan dihitung dalam dua kondisi, yaitu kondisi tarik dan kondisi tekan.

db = 25 mm

As perlu = 2928,80 mm²

As terpasang = 3042,28 mm²

(25)

25 Panjang Penyaluran Tulangan Deform Dalam Tekan

Berdasarkan SNI 03-2847-2002 Pasal 14.3

d =

perlu terpasang db

As As

d  200 mm

db  0,04 db fy

 0,04 ^ 22 ^ 350 = 308

db = 4 40

350 22 '

4 x

x c

f fy x

db 

= 304,37 mm

d = 304,37 ^3042,28 2928,80

= 293,02 mm

d  200 mm OK

Dipakai ^d = 293,02 mm  300 mm

Panjang Penyaluran Kait Standar Dalam Tarik Berdasarkan SNI 03-2847-2002 Pasal 14.5

dh = ⁴⁰⁰

hb y

f

dh  8 db

dh  150 mm

hb = 100 fc'

db

= 100 ⁴⁰ 22

= 347,85 mm

dh  8 db = 8 ^ 22 = 176 mm

dh = ⁴⁰⁰

hb y

f

= 347,85 ⁴⁰⁰ 350

= 304,37 mm Dipakai ^dh = 304,37 ^ 310 mm

4.2 Perencanaan Sambungan Balok Induk dan Balok Anak

(26)

26

Pada perencanaan sambungan antara balok induk dan balok anak digunakan sambungan dengan konsol pendek. Balok anak diletakkan pada konsol yang berada pada balok induk yang kemudian dirangkai menjadi satu kesatuan.

4.2.1 Perencanaan Konsol pada Balok Induk Vu = 59860 N

Dimensi Balok Anak 35/50 Direncanakan dimensi konsol : bw = 350 mm

Tebal pelat landasan = 15 mm

h = 200 mm

d = h – tebal pelat landasan – (D/2)

= 200 – 15 – (10/2) = 180 mm

lp = 80 MPa

a = 75 mm

fc‟ = 40 MPa

fy = 350 Mpa

Ketentuan yang digunakan dalam perencanaan konsol pendek ini, sesuai dengan SNI 03-2847-2002 Pasal 13.9. Untuk dapat menggunakan SNI 03-2847-2002 Pasal 13.9, maka geometri konsol pendek serta gaya yang terjadi pada konsol pendek tersebut harus sesuai dengan yang diisyaratkan oleh SNI 03-2847-2002 Pasal 13.9.1. Syarat tersebut adalah:

a/d < 1

75 / 180 = 0,42 < 1...OK

Nuc  Vu

Nuc = 0,2 ^ Vu

= 0,2 ^ 59860= 11972 N ...OK Sesuai dengan 13.9.3.1, ^ diambil sebesar 0,75.

Vn = 

V_u

= ⁰^,⁷⁵ 59860

= 79813,33 N Menentukan luas tulangan geser friksi

Sesuai dengan SNI 03-2847-2002 Pasal 13.9.3.2 (a), untuk beton normal, kuat geser Vn tidak boleh diambil lebih besar daripada 0,2 f’c bwd ataupun 5,5bwd dalam Newton.

(27)

27 0,2 f’c bw d = 0,2^40^350^180 = 504000 N > Vn ...OK

5,5 bw d = 5,5^350^180 = 346500 N > Vn ...OK

Avf =

Vn

fy ………SNI 03-2847-2002 Pasal 13.7.4.1

 = 1,4 untuk beton normal yang dicor secara monolit.

(SNI 03-2847-2002 Pasal 13.7.4.3)

Avf = ³⁵⁰ ^,1⁴

79813,33

 = 162,88 mm²

Menentukan luas tulangan untuk menahan momen Mu = Vua + Nuc (h – d)

= 59860^ 75 + 11972 (200 – 180)

= 4728940 Nmm

= f^y 4 ,1

= 1,4/350 = 0,004

= 0,0045

350 4

40 4

' 

  fy fc

Dipilih yang terbesar yaitu 0,0045

Rn = b.d² M_u

= ³⁵⁰ ¹⁸⁰² 4728940

 = 0,417 MPa

m = 0,85 _c'

y

f x f

= ⁰^,⁸⁵ ⁴⁰ 350

x = 10,30

perlu

 = 









 



y n

f R m m

1 2 1 1

= ^











  

350

0,417 30

, 10 1 2

30 1 , 10

1 x x

= 0,0012

Af1 = ^0,85 Mu

fy d



  

= ⁰^,⁸⁵ ⁰^,⁷⁵ ³⁵⁰ ¹⁸⁰ 4728940



 = 117,75 mm²

Af2= __b

w d = 0,0045^350^180 = 283,5 mm2...menentukan

min