BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR

(1)

53 BAB IV

PERHITUNGAN STRUKTUR

4.1 PERENCANAAN STRUKTUR ATAP

Atap direncanakan menggunakan struktur kuda-kuda baja dengan menggunakan bentuk limasan untuk. Perhitungan struktur atap didasarkan pada panjang bentangan kuda-kuda. Selain itu juga diperhitungkan terhadap beban yang bekerja, yaitu meliputi beban mati, beban hidup, dan beban angin. Setelah diperoleh pembebanan, kemudian dilakukan perhitungan dan perencanaan dimensi batang kuda-kuda tersebut. Adapun pemodelan struktur atap sebagai berikut :

Gambar 4.1 Perspektif Rangka Atap

Sumber : dokumentasi pribadi program SAP

Gambar 4.2 Tampak Atas Rangka Atap

(2)

Gambar 4.3 Pemodelan Kuda-Kuda

(3)

4.1.1 Pedoman Perhitungan Atap

Dalam perencanaan atap, adapun pedoman yang dipakai, sebagai berikut : 1. Pedoman Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah dan Gedung (PPPURG

1987).

2. Gunawan, Rudy. 1988. Tabel Profil Kontruksi Baja. Penerbit Kanisius : Yogyakarta.

3. Setiawan, Agus. 2013. Perencanaan Struktur Baja dengan Metode LRFD. Penerbit Erlangga : Jakarta.

4. SNI 03- 1729- 2002. Tata Cara Perencanaan Struktur Baja untuk Bangunan Gedung.

5. Sunggono. 1984. Teknik Sipil. Penerbit Nova : Bandung. 4.1.2 Perhitungan Atap

Perhitungan Rencana Atap Data-Data Perencanaan Kuda-Kuda

 Bentang kuda-kuda = 17 m

 Jarak kuda-kuda = 3,5 m

 Jarak gording = 1,64 m

 Sudut Kemiringan Atap = 30º

(Asumsi)

 Gording = Hollow Structural Tube125 mmx75 mmx3,2 mm

 Berat Gording = 9,520 kg/m(Tabel Profil Konstruksi Baja, hal 54)

Gambar 4.4 Gording Hollow Structural Tube Sumber : Data Pribadi Program SAP

(4)

 Modulus Elastisitas (E) = 200000 Mpa

 Modulus Geser (G) = 80000 Mpa

 Poisson Ratio () = 30%

 Koefisien Muai (at) = 1,2 * 10-6 /ºC

(SNI 03 – 1729 – 2002, hal 9)

 Mutu Baja = BJ 37

 Tegangan Leleh (fy) = 240 Mpa

 Tegangan Ultimit (fu) = 370 Mpa

 Tegangan Dasar = 160 Mpa

 Peregangan Minimum = 20%

(SNI 03-1729 – 2002, hal 11)

 Berat per unit volume = 7850 kg/m3

 Penutup atap = 50 kg/m2

 Plafond Eternit + Penggantung= 11kg/m2+7kg/m2 = 18 kg/m2

(PPPURG 1987, hal 6)

 Beban Hidup Pekerja = 100 kg

 Beban Air Hujan = (40 – 0,8 x 300) = 16 kg/m2

(PPPURG 1987, hal 7)

 Tekanan Tiup Angin = 25 kg/m2 (PPPURG 1987, hal 18) Perhitungan Gording

Data Perencanaan Gording Profil Hollow Structural Tube : 1. Pembebanan

a. Beban Mati (q)

Beban penutup atap = 50kg/m2 x 1,64 m = 82,00 kg/m

Berat Gording = 9,520 kg/m

Berat trackstang (10% x 9,520 kg/m) = 0,952 kg/m

Beban Mati (q) = 92,472 kg/m

b. Beban Hidup (P)

Beban hidup adalah beban terpusat dan terjadi karena beban manusia yang bekerja pada pekerjaan atap dan beban air hujan.

(5)

= 16 kg/m2 x 3,5 m x 1,64 m = 91,84 kg a. Beban Angin (W)

Tekanan tiup angin = 25 kg/m2 Koefisien angin:

 Angin tekan = 0,02α – 0,4 = 0,02 x 30º - 0,4 = 0,2

 Angin hisap = - 0,40

(PPPURG, hal 21) Beban angin :

 Beban angin tekan = 0,2 x 1,73m x 25kg/m2= 8,65 kg/m

 Beban angin hisap = - 0,4 x 1,73m x 25kg/m2= - 17,30 kg/m 2. Momen Akibat Pembebanan

Gambar 4.5 Pembebanan Gording

Sumber : dokumentasi pribadi

a. Beban Mati q = 92,472 kg/m qx = q sin α = 92,472 kg/m . sin 30º = 46,236 kg/m qy = q cos α = 92,472 kg/m . cos 30º = 80,083 kg/m Mx1 = (1/8 . qx . L2). 0,8 = (1/8 x 46,236 kg/m x 3,52m) x 0,8 = 56,391 kg.m My1 = (1/8 . qy . L2). 0,8 = (1/8 x80,083kg/mx 3,52m)x 0,8 = 98,102 kg.m

(6)

b. Beban Hidup

 Beban Hidup Pekerja P = L = 100 kg Px = P sin α = 100kg .sin 30º = 50 kg Py = P cos α = 100kg .cos 30º = 86,602 kg Mx2 = (1/4 .Px .L) . 0,8 = (1/4 x 50 kg x 3,5 m) . 0,8 = 35 kg.m My2 = (1/4 .Py .L) . 0,8 = (1/4 x 86,602kg x 3,5m) . 0,8 = 60,621 kg.m

(Teknik Sipil, hal 68)

 Beban Hidup Air Hujan P = L = 91,84 kg Px = P sin α = 91,84 kg. sin 30º = 45,92kg Py = P cos α = 91,84 kg .cos 30º = 79,536kg Mx2 = (1/4 .Px .L) . 0,8 = (1/4 x 45,92kg x 3,5m) x 0,8 = 32,144 kg.m My2 = (1/4 .Py .L) . 0,8 = (1/4 x 79,536kg x 3,5m) x 0,8 = 55,672 kg.m

(Teknik Sipil, hal 68) Jadi jumlah beban hidup pekerja dan beban hidup air hujan adalah

Mx2 = 35 kg.m + 32,144kg.m = 67,144 kg.m My2 = 60,621 kg.m + 55,672 kg.m = 116,293 kg.m c. Beban Angin

Beban angin tekan = 8,2 kg/m Beban angin hisap = - 16,4 kg/m My3 tekan = (1/8 .Wty . L2) . 0,8 = (1/8 x 8,2kg/m x 3,52m) x 0,8 = 10,045kg.m My3 hisap = (1/8 .Why . L2) . 0,8 = (1/8 x -16,4 kg/m x 3,52m) x 0,8 = -20,09 kg.m

(Teknik Sipil, hal 68) 1. Kombinasi Pembebanan

a. 1,4 D

Ux = 1,4 (56,391 kg.m) = 78,9474 kg.m

(7)

b. 1,2 D + 0,5 La Ux = 1,2(56,391 kg.m) + 0,5 (67,144 kg.m) = 101,2412 kg.m Uy = 1,2(98,102 kg.m) + 0,5 (116,293 kg.m) = 175,869 kg.m c. 1,2 D + 1,6 La + 0,8 W Ux = 1,2 (56,391kg.m) + 1,6 (67,144 kg.m)+ 0,8 (0) = 175,0996 kg.m Uy = 1,2 (98,102kg.m)+ 1,6 (104,27 kg.m) + 0,8 (10,045 kg.m) = 292,591kg.m d. 1,2 D + 1,3 W + 0,5 La Ux = 1,2 (56,391 kg.m) + 1,3 (0) + 0,5 (67,144 kg.m) = 101,2412 kg.m Uy = 1,2 (98,102 kg.m) + 1,3 (10,045 kg.m) + 0,5 (104,27kg.m) = 182,916 kg.m e. 0,9 D ± 1,3 W Ux = 0,9 (56,391 kg.m) + 1,3 (0) = 50,752kg.m = 0,9 (56,391kg.m) - 1,3 (0) = 50,752 kg.m Uy = 0,9 (98,102 kg.m) + 1,3 (10,045 kg.m) = 101,350kg.m = 0,9 (98,102 kg.m) - 1,3 (10,045 kg.m) = 75,2333 kg.m ( pasal 6.2.2, SNI 03-1729-2002, hal 13) 2. Kontrol Terhadap Tegangan

Dari tabel baja hal.55 didapat nilai Zx = 31,10 cm3= 31,10 (103) mm dan nilai Zy = 41,1 cm3=41,1 (103) mm dan momen maksimalyang didapat dari kombinasi pembebanan adalah MUx = 175,0996kg.m = 175,0996 (104) N.mm dan MUy = 292,591kg.m = 292,591 (104) N.mm, faktor reduksi 0,90 menurut Tabel 6.4-2 SNI 03-1729-2002 hal.18.

a. Kontrol Momen Terhadap Batas Tekuk Lokal

𝑴𝑼𝒙 <



𝑴𝒏𝒙 = 𝑴𝑼𝒙 <



𝒁𝒙 . 𝒇𝒙 175,099 104_<

_0,9

_{31,10 . 10}3₂₄₀ 175,099 104 < 671,760 104 𝑴𝑼𝒚 <



𝑴𝒏𝒚 = 𝑴𝑼𝒚 <



𝒁𝒚 . 𝒇𝒚 292,591 104 <

0,9

41,1 . 103₂₄₀ 292,591 104_{< 887,760 10}4

b. Menghitung Momen Interaksi 𝑴𝑼𝒙



𝑴𝒏𝒙+

𝑴𝑼𝒚



𝑴𝒏𝒚< 1

(8)

𝑀𝑈𝑥



𝑍𝑥. 𝑓𝑦+ 𝑀𝑈𝑦



𝑍𝑦. 𝑓𝑦< 1 175,099 (104₎ 0.9 . 31,10 (103_).240+ 292,591 (104₎ 0.9 . 41,1 (103_).240< 1 0,59 < 1 (OK)

( pasal 11.3.1, SNI 03-1729-2002, hal 7) 3. Kontrol Terhadap Lendutan

E = 2,0 x 106 kg/cm2menggunakan asumsi 1 Mpa = 10 kg/cm2, momen inersia yang berada pada profil kanal Lx = 257,Ly = 117

(Tabel Baja, hal 56) Akibat Beban Mati

fx = 5 𝑥𝑞𝑥𝑥𝐿 ⁴ 384 𝑥𝐸𝑥𝑙𝑦 = 5 𝑥 56,394 . 10⁻²𝑥 350⁴ 384 𝑥 2,0 .10⁶𝑥 117 = 0,471 cm fy = 5 𝑥𝑞𝑦𝑥𝐿 ⁴ 384 𝑥𝐸𝑥𝑙𝑥 = 5 𝑥98,102 . 10⁻²𝑥 350 ⁴ 384 𝑥 2,0.10⁶𝑥 257 = 0,373cm Akibat Beban Hidup

fx = 𝑃𝑥𝑥𝐿 ³ 48 𝑥𝐸𝑥𝑙𝑦 = 45,92.10⁻²𝑥 350³ 48 𝑥 2,0.10⁶𝑥 117 = 0,00175 cm fy = 𝑃𝑦𝑥𝐿 ³ 48 𝑥𝐸𝑥𝑙𝑥 = 79,536 .10⁻²𝑥 350 ³ 48 𝑥2,0.106𝑥257 = 0,00138 cm

Akibat Beban Angin

fx = 0 fy = 5 𝑥𝑊𝑦𝑥𝐿 ⁴ 384 𝑥𝐸𝑥𝑙𝑥 = 5 𝑥10,095.10⁻²𝑥 350⁴ 384 𝑥 2,0.10⁶𝑥 257 =0,038 cm Lendutan Kombinasi Fx total = 0,471 + 0,00175 + 0 = 0,4727 cm Fy total = 0,373 + 0,00138 + 0,038 = 0,4123 cm Syarat Lendutan f ijin = L 360 = 350 360 =0,972 (SNI 03 – 1729 – 2002, hal 15)

f yang timbul fx²+ fy² = 0,4727² + 0,4123² = 0,627 cm

(9)

4. Mendimensi Trackstang

Beban mati qx = 46,236 kg/m Beban hidup Px = 95,92 kg

Total beban = (46,236kg/m x 3,5 m) + 95,92kg = 257,746kg Penggunan 2 trackstang, maka : P/3  257,746 / 3 = 85,915kg

𝜍 = 𝑃 𝐹𝑛→ 𝐹𝑛 = 𝑃 𝜍= 85,915 2400 = 0,0357 𝑐𝑚² Fbr = 1,25 fn = 1,25 x 0,0357 = 0,0447 cm² Fbr = 1 4. 𝜋 . d² d = 𝐹𝑏𝑟 .4 𝜋 = 0,0447 . 4 3,14 = 0,238 cm  8 mm

Maka dalam perencanaan kuda-kuda ini menggumaan trackstang dengan diameter minimal = 8 mm. 4.1.3 Perencanaan Kuda-Kuda Data-data :  Bentang kuda-kuda = 17 m  Jarak kuda-kuda = 3,5 m  Jarak gording = 1,64 m

 Sudut kemiringan atap = 30º

 Penutup atap = Genteng

 Plafond = Eternit

 Sambungan = Baut

 Berat gording = 9,520 kg/m

(Asumsi)

 Modulus Elatisitas (E) = 200000 Mpa

 Modulus Geser (G) = 80000 Mpa

(10)

 Koefisien muai (at) = 1,2 * 10-5

(SNI 03 – 1729 – 2002, hal 9)

 Mutu Baja = BJ 37

 Tegangan Leleh (fy) = 240 Mpa

 Tegangan Ultimit (fu) = 370 Mpa

 Tegangan Dasar = 160 Mpa

 Peregangan Minimum = 20%

(SNI 03 – 1729 – 2002, hal 11)

Gambar 4.6 Mutu Baja BJ 37

Sumber : Data Pribadi Program SAP

 Penutup atap genteng = 50 kg/m2

 Berat per unit volume = 7850 kg/m3

(PPPURG 1987, hal 5)

 Plafond eternit + penggantung = 11kg/m2 + 7kg/m2 = 18 kg/m2

(PPPURG 1987, hal 6)

(PPPURG 1987, hal 7)

 Tekanan Tiup Angin = 25 kg/m2

(11)

Pembebanan Kuda-Kuda 1. Akibat Berat Atap

Beban permanen yang bekerja pada kuda-kuda akibat dari benda yang berada diatasnya berupa atap yang diasumsikan dengan menggunakan penutup genteng.

BA = Berat Atap Genteng x Jarak Gording x Jarak Kuda-Kuda BA = 50 kg/m2 x 1,64 m x 3,5 m

BA = 297 kg

Gambar 4.7 Input Beban Atap

Gambar 4.8 Display Beban Atap

2. Akibat Berat Sendiri Kuda-Kuda

Beban permanen yang timbul dari berat profil baja yang difungsikan sebagai kuda-kuda. Beban terhitung secara manual dalam Program SAP, dalam perencanaan menggunakan profil baja

(12)

3. Akibat Berat Sendiri Gording

Beban permanen yang timbul dari berat profil baja yang difungsikan sebagai gording. Beban terhitung secara manual dalam Program SAP, dalam perencanaan menggunakan profil baja

4. Akibat Berat Plafond

Beban yang timbul akibat adanya berat dari plafond yang digantungkan pada dasar kuda-kuda.

BP = Beban Plafond x Jarak Kuda-Kuda x Panjang Kuda-Kuda BP = 18 kg /m2x 3,5 m x 17 m / 12 = 89,25 kg

Gambar 4.9 Input Beban Plafond Sumber : Data Pribadi Program SAP

Gambar 4.10 Display Beban Plafond Sumber : Data Pribadi Program SAP

(13)

5. Beban Hidup

Beban hidup adalah beban terpusat yang terjadi karena beban pekerja yang bekerja pada saat pembuat atau perbaikan kuda-kuda pada atap dan beban air hujan.

a. PPekerja = 100 kg

b. PAir Hujan = (40 – 0,8 x 300) = 16 kg/m2

= 16 kg/m2 x 3,5 m x 1,64 m = 91,84 kg

Gambar 4.11 Input Beban Hidup Pekerja

Gambar 4.12 Display Beban Hidup Pekerja

(14)

Gambar 4.13 Display Beban Air Hujan

Gambar 4.14 Display Beban Hidup Air Hujan

6. Beban Angin

Beban angin adalah beban yang bekerja pada gedung atau bagian gedung yang disebabkan oleh selisih dalam tekanan udara (PPURG 1987). Pada konstruksi ini diasumsikan nilai W = 25 kg/m2.

a. Akibat Angin Tekan

Angin Tekan = 0,02α – 0,4

Angin Tekan = 0,02 x 30º - 0,4 = 0,2

(15)

W tekan = Angin Tekan x W x Jarak Gording x Jarak Kuda-Kuda = 0,2 x 25 kg/m2 x 1,64 m x 3,5 m = 28,7 kg

Penguraian W tekan

W vertical tekan = W tekan x sin α = 28,7 x sin 30º = 14,35 kg W horizontal tekan = W tekan x cos α = 28,7 x cos 30º = 24,85 kg b. Akibat Angin Hisap

Angin hisap = - 0,4

(PPPURG, hal 21) W hisap = Angin Tekan x W x Jarak Gording x Jarak Kuda-Kuda

= - 0,4 x 25 kg/m2x 1,64 m x 3,5 m = -57,4 kg Penguraian W hisap

W vertical hisap = W hisap x sin α = -57,4 x sin 30º = 28,7 kg

W horizontal hisap = W hisap x cos α = -57,4 x cos 30º = 49,709 kg

Gambar 4.15 Display Beban Angin

4.1.4 Input Data Pada Program SAP 2000 1. Rekap Beban a. Beban Mati BA = 297 kg BP = 89,25 kg b. Beban Hidup PPekerja = 100 kg PAir Hujan = 91,84 kg c. Beban Angin Angin Tekan = 28,7 kg Angin Hisap = -57,4 kg

(16)

2. Kombinasi a. U = 1,4 D b. U = 1,2 D + 0,5 La c. U = 1,2 D + 1,6 La + 0,8 W d. U = 1,2 D + 1,3 W + 0,5 La e. U = 0,9 D ± 1,3 W

Gambar 4.16 Load Patterns Sumber : Data Pribadi Program SAP

Gambar 4.17 Load Combination Sumber : Data Pribadi Program SAP

(17)

4.1.5 Perhitungan Profil Kuda-kuda

Dalam peritungan kuda-kuda menggunakan Program SAP dan didapat data-data sebagai berikut, data lengkap terlampir :

1. Gaya aksial yang dihasilkan data terlampir 2. Gaya momen yang dihasilkan data terlampir 3. Gaya geser yang dihasilkan data terlampir

4. Kontrol kekuatan baja yang dihasilkan data terlampir 5. Baja yang digunakan Double Angle Shape :

a. Batang Diagonal Luar : 2L 50.50.9

b. Batang Diagonal Dalam : 2L 60.60.6 dan 2L.50.50.5 c. Batang Horisontal : 2L 60.60.6 dan 2L.75.75.12 d. Batang Vertikal : 2L 30.30.5

Gambar 4.18 Pemodelan Kuda-Kuda Sumber : Data Pribadi (Program SAP)

Material Baja yang Digunakan

Mutu baja = BJ 37

Tegangan leleh ( fy ) = 240 Mpa Tegangan Ultimit ( fu ) = 370 Mpa Peregangan minimum = 20 %

(tabel 5.3, SNI 03- 1729- 2002, hal 11) Modulus Elastisitas (E) = 200.000 Mpa

Modulus geser ( G ) = 80.000 Mpa Poisson ratio ( m ) = 30 % Koefisien muai ( at) = 1,2 * 10-5

(pasal 5.1.3, SNI 03- 1729- 2002, hal 9) Profil kuda kuda = Double Angle Shape

(18)

4.1.6 Perhitungan Batang Tekan Batang 114

P maks = Nu = 6,96751 ton → hasil output SAP 2000 Lbentang = 1638 mm

Gambar 4.19 Diagram of Frame Sumber :DokumentasiPribadi (Program SAP 2000)

Digunakan profil (2L.50.50.9)

Properti penampang elemen 2L.50.50.9

Ag = 824 mm ex= ey =15,6 mm Ix= Iy = 179000 mm4 Rx = Ry = 14,7 mm R min = 9,7 mm Tp = 9 mm

(19)

Menghitung momen inersia dan jari-jari girasi komponen struktur

Gambar 4.20 Moment Inersia Penampang Sumber :DokumentasiPribadi (Program Autcad) - Keterangan :

h = 50 mm b = 50 mm a = 10 mm t = 9 mm

- Titik berat komponen: Lx = 15,6 mm Ly = 55 mm 𝑰𝒙 = 2. 1 12 b. t 3_{+ b. t s +}a 2 2 + 1 12 𝑡. h − t 3_{+ t. h − t .}h − t 2 + t − s 2 𝑰𝒙 = 2. 1 12 50. 9 3_{+ 50. 9 15,6 +}10 2 2 + 1 12 9. 50 − 9 3 + 9. 50 − 9 . 50 − 9 2 + 9 − 15,6 2 𝑰𝒙 = 633969,48 mm4 𝒓𝒙 = 𝑰𝒙 𝑨 = 633969,48 2. 824 = 19,61 𝑚𝑚 𝑰𝒚 = 2. 1 12 t. b 3_{+ b. t}b 2 + a 2 2 + 1 12( 𝑕 − 𝑡). 𝑡 3_{+ t. h − t .}t 2 + a 2 2 X

t

b

a

h

Lx

y

t

b

a

h

Ly

(20)

𝑰𝒚 = 2. 1 129. 50 3_{+ 50. 9}50 2 + 9 2 2 + 1 12 50 − 15 . 9 3 + 9. 50 − 9 . 9 2 + 9 2 2 𝑰𝒚 = 4130575,5 mm4 𝒓𝒚 = 𝑰𝒚 𝑨 = 4130575,5 2. 824 = 50,06 𝑚𝑚

Periksa terhadap Kelangsingan elemem penampang

𝝀 = 𝒃 𝒕𝒑 = 50 9 = 5,5 𝝀𝒓 = 𝟐𝟎𝟎 𝒇𝒚 𝝀𝒓 = 200 240= 12,91

(tabel 7.5-1, SNI 03- 1729- 2002, hal 30) 𝝀 < 𝜆𝑟

5,5 < 12,91 (penampang tak kompak)

(pasal8.2.4, SNI 03- 1729- 2002, hal 36) Periksa terhadap kelangsingan dan kestabilan komponen

- Digunakan pelat kopel 5 buah → Pembagian batang minimum adalah 3 (pasal 9.3.3b, SNI 03- 1729- 2002, hal 59) Jarak antar pelat kopel

𝑳𝒊 = 𝑳𝒃 𝒏 − 𝟏= 1638 5 − 1= 409,5 𝑚𝑚 𝝀𝒊 = 𝑳𝒊 𝒓 𝒎𝒊𝒏= 432,25 9,7 = 44,56 𝑚𝑚 𝑟 min = 𝑗𝑎𝑟𝑖 − 𝑗𝑎𝑟𝑖 𝑔𝑖𝑟𝑎𝑠𝑖 𝑚𝑖𝑛𝑖𝑚𝑎𝑙 𝑒𝑙𝑒𝑚𝑒𝑛 𝑘𝑜𝑚𝑝𝑜𝑛𝑒𝑛

(persamaan 9.3-4, SNI 03- 1729- 2002, hal 58) - Syarat kestabilan komponen

𝝀𝒊 < 50

44,56 < 50 (OK)

(21)

- Kondisi tumpuan sendi-sendi , maka faktor tekuk k = 1 𝑳𝒌𝒙 = 𝑳𝒌𝒚 = 𝐿 𝑏𝑒𝑛𝑡𝑎𝑛𝑔 𝑥 𝑘 = 1638 𝑥 1 = 1638 𝑚𝑚

(tabel 7.6-1, SNI 03- 1729- 2002, hal 32) - Kelangsingan arah sumbu bahan (sumbu x)

𝝀𝒙 = 𝑳𝒌𝒙

𝒓𝒙 < 200 1638

19,61< 200

83,53 < 200 … … … (𝑂𝐾)

(pasal7.6.4, SNI 03- 1729- 2002, hal 29) - Syarat kestabilan arah sumbu bahan (sumbu x)

𝝀𝒙 > 1,2. 𝜆𝑖 83,53 > 1,2. 44,56

83,53 >53,472… … … (OK)

(pasal 9.3.6, SNI 03- 1729- 2002, hal 59) - Kelangsingan arah sumbu bebas bahan (sumbu y)

𝝀𝒚 = 𝑳𝒌𝒚

𝒓𝒚 < 200 1638

50,06< 200

32,72 < 200 … … … (𝑂𝐾)

(pasal 7.6.4, SNI 03- 1729- 2002, hal 29) - Kelangsingan ideal

Nilai muntuk profil 2L = 2

𝝀𝒊𝒚 = 𝝀𝒚𝟐₊𝒎

𝟐 𝝀𝒊𝟐

𝝀𝒊𝒚 = 32,722₊2

244,562 = 55,283

(persamaan 9.3-2, SNI 03- 1729- 2002, hal 57) - Syarat kestabilan arah sumbu bebas bahan (sumbu y)

𝝀𝒊𝒚 > 1,2 𝜆𝑖

55,283 > 1,2 . 44,56 55,283 > 53,472 (𝑂𝐾)

(22)

Menghitung daya dukung tekan nominal komponen

- Menghitung koefisien tekuk arah sumbu bahan (sumbu x) "𝝎𝒙" - Parameter kelangsingan komponen

𝝀𝒄𝒙 =𝝀𝒙 𝝅 𝒇𝒚 𝑬 𝝀𝒄𝒙 =83,53 3,14 240 200000= 0,921

- (persamaan 7.6-2, SNI 03- 1729- 2002, hal 27) - Karena 𝟎, 𝟐𝟓 < 𝜆𝑐𝑥 < 1,2 maka nilai 𝝎𝒙 𝐦𝐞𝐦𝐞𝐧𝐮𝐡𝐢 𝐫𝐮𝐦𝐮𝐬:

- (pasal 7.6.2, SNI 03- 1729- 2002, hal 27)

𝝎𝒙 = 𝟏, 𝟒𝟑

𝟏, 𝟔 − 𝟎, 𝟔𝟕𝝀𝒄𝒙

𝝎𝒙 = 1,43

1,6 − 0,67. 0,921 = 1,455

- (persamaan 7.6-5b, SNI 03- 1729- 2002, hal 27) - Daya dukung komponen arah sumbu bahan (sumbu x)

𝑵𝒏 = 𝑨𝒈.𝒇𝒚

𝝎𝒙= 1648 .

240 𝑀𝑝𝑎

1,455 = 271835,05 𝑁 → 27,18 𝑡𝑜𝑛

(persamaan 7.6-3, SNI 03- 1729- 2002, hal 27) - Menghitung koefisien tekuk arah sumbu bebas bahan (sumbu y) "𝝎𝒚" - Parameter kelangsingan komponen

𝝀𝒄𝒚 =𝝀𝒊𝒚 𝝅 𝒇𝒚 𝑬 𝝀𝒄𝒚 =55,283 3,14 240 200000= 0,609

- (persamaan 7.6-2, SNI 03- 1729- 2002, hal 27)

- Karena 𝟎, 𝟐𝟓 < 𝜆𝑐𝑥 < 1,2 maka nilai 𝝎𝒚 𝐦𝐞𝐦𝐞𝐧𝐮𝐡𝐢 𝐫𝐮𝐦𝐮𝐬:

(23)

𝝎𝒊𝒚 = 𝟏, 𝟒𝟑 𝟏, 𝟔 − 𝟎, 𝟔𝟕𝝀𝒄𝒚

𝝎𝒊𝒚 = 1,43

1,6 − 0,67. 0,609= 1,19

- (persamaan 7.6-5b, SNI 03- 1729- 2002, hal 27) - Daya dukung komponen arah sumbu bahan (sumbu y)

𝑵𝒏 = 𝑨𝒈. 𝒇𝒚

𝝎𝒊𝒚= 1648 .

240

1,19= 33239,74 𝑁 → 33,23 𝑡𝑜𝑛

(persamaan 7.6-3, SNI 03- 1729- 2002, hal 27)

Periksa Terhadap Tekuk Lentur Torsi - Modulus geser

- 𝑮 = 𝐄

𝟐 (𝟏+𝒗)=

200000

2 (1+0,3)= 76923,1 𝑀𝑃𝑎

(Perencanaan Struktur Baja Dengan Methode LRFD, hal 72) - Konstanta Torsi 𝑱 = 𝒃 + 𝒕 𝟑 𝟑 = 𝟐. 𝒃 . 𝒕𝒇𝟑_{+ 𝒉 − 𝒕𝒇 . 𝒕𝒘}𝟑 𝟑 𝑱 = 2 50 . 9 3 _{+ 50 − 9 . 9}3 3 = 44226 𝑚m 4

(Perencanaan Struktur Baja Dengan Methode LRFD, hal 159) - Koordinat pusat geser terhadap titik berat

Gambar 4.21 Titik Pusat Geser Penampang Sumber :DokumentasiPribadi (Program Autcad)

𝒚𝒐 = 𝒆𝒙 −𝒕𝒑

𝟐 = 15,6 −

9

2= 11,1 𝑚𝑚

xo = 0

(Perencanaan Struktur Baja Dengan Methode LRFD, hal 74)

t

b

h

ex

titik pusat massa

(24)

𝒓𝒐𝟐₌𝑰𝒙 + 𝑰𝒚 𝑨 + 𝒙𝒐 𝟐_{+ 𝒚𝒐}𝟐 𝒓𝒐𝟐₌633969,48 + 4130575,5 2. 824 + 0 + 11,1 2 _{= 3014,317 𝑚𝑚}2 𝒇𝒄𝒓𝒛 = 𝑮 . 𝑱 𝑨. 𝒓𝒐𝟐= 76923,1. 44226 1648 . 3014,317 = 684,838 𝑀𝑃𝑎 𝑯 = 𝟏 −𝒙𝒐 𝟐_{+ 𝒚𝒐}𝟐 𝒓𝒐𝟐 = 1 − 0 + 11,12 3014,317= 0,96 𝒇 𝒄𝒓𝒚 = 𝒇𝒚 𝝎𝒊𝒚= 240 1,19= 201,68 𝑀𝑝𝑎 𝒇 𝒄𝒍𝒕 = 𝒇 𝒄𝒓𝒚 + 𝒇 𝒄𝒓𝒛 𝟐𝑯 𝟏 − 𝟏 − 𝟒 . 𝒇 𝒄𝒓𝒚 . 𝒇 𝒄𝒓𝒛 . 𝑯 𝒇 𝒄𝒓𝒚 + 𝒇𝒄𝒓𝒛 𝟐 𝒇 𝒄𝒍𝒕 = 201,68 + 684,838 2. 0,96 1 − 1 − 4 .201,68 .684,838. 0,96 201,68 + 684,838 2 𝒇 𝒄𝒍𝒕 = 198,44 𝑀𝑃𝑎

(persamaan 9.2-1a, SNI 03- 1729- 2002, hal 55) 𝑵 𝒄𝒍𝒕 = 𝑨𝒈 . 𝒇 𝒄𝒍𝒕 = 1648 . 198,44 = 327031,7025 𝑁 → 32,70 𝑡𝑜𝑛

Daya dukung komponen diambil yang terkecil 𝑵𝒏 = 27,18 ton

𝐟𝐚𝐜𝐭𝐨𝐫 𝐫𝐞𝐝𝐮𝐤𝐬𝐢 𝐲𝐚𝐧𝐠 𝐝𝐢𝐠𝐮𝐧𝐚𝐤𝐚𝐧  = 𝟎, 𝟖𝟓

(persamaan 6.4-2, SNI 03- 1729- 2002, hal 18) 𝑵𝒖 <



𝑵𝒏

6,967 < 0.85 x 27,18

4,1307 < 23,103 ton …….. (OK)

(25)

4.1.7 Perhitungan Batang Tarik Batang 130

P maks = Nu = 1,730ton → output SAP 2000 L bentang = 4328 mm

Gambar 4.22 Diagram of Frame Sumber :Dokumentasi Pribadi (Program SAP 2000)

Digunakan profil (2L.60.60.6) Properti penampang elemen L.60.60.6

Ag = 691 mm ex = ey = 16,9 mm Ix = Iy = 228000 mm4 rx = ry = 17,8 mm r min = 11,7 mm tp = 6 mm

(26)

Periksa terhadap tarik - Syarat penempatan baut

Gambar 4.23 Pemodelan Jarak Baut Sumber :Dokumentasi Pribadi (Program Autocad)

Spesifikasi baut yang digunakan : Tipe baut : A 325

Diameter : 12,7 mm (1/2”)

Fu : 825 Mpa

Fy : 585 Mpa

Permukaan baut : tanpa ulir pada bidang geser Diameter lubang baut (dl)= 12,7 + 1 = 13,7 mm

(Perencanaan Struktur Baja Dengan Methode LRFD, hal 110) Jarak antar baut

𝑺 > 3 𝑑𝑏 3 𝑑𝑏 = 3 . 12,7 = 38,1 𝑚𝑚 𝑺 < 15 𝑡𝑝 15 𝑡𝑝 = 15. 6 = 90 𝑚𝑚 𝑺 < 200 𝑚𝑚 𝑆 𝑑𝑖𝑎𝑚𝑏𝑖𝑙 45 𝑚𝑚

Jarak baut ke tepi pelat

𝑺 𝒕𝒆𝒑𝒊 > 1,5 𝑑𝑏 1,5 𝑑𝑏 = 1,5 . 12,7 = 19,05 𝑚𝑚 𝑺 𝒕𝒆𝒑𝒊 𝟏𝟐 𝒕𝒑 12 𝑡𝑝 = 12. 9 = 108 𝑚𝑚 𝑺 < 150 𝑚𝑚 𝑆 𝑑𝑖𝑎𝑚𝑏𝑖𝑙 30 𝑚𝑚

(pasal13.4.2 dan 13.4.3, SNI 03- 1729- 2002, hal 104) S

Nu

U

e

(27)

Spesifikasi pelat buhul : Tebal plat : 10 mm Mutu baja : BJ 37

Fy : 240 Mpa

Fu : 370 Mpa

Luas penampang netto :

Direncanakan menggunakan tipe baut : A 325 baut ukuran 1/2” =12,7 mm satu lajur

n = 1

𝑨𝒏𝒕 = 𝑨𝒈 − 𝒏. 𝒅𝒃. 𝒕𝒑

𝑨𝒏𝒕 = 1382 − 1 . 13,7. 6 = 1299,8 𝑚𝑚2

(pasal 10.2.1, SNI 03- 1729- 2002, hal 71) Luas penampang efektif :

b = lebar penampang profil L = jarak terjauh kelompok baut x = eksentrisitas sambungan

Gambar 4.24 Pemodelan Letak Baut Sumber : Dokumentasi Pribadi (Program Autocad)

𝒙 = 𝒆 = 16,9 𝑚𝑚 = 16,9 𝑚𝑚 𝑼 = 𝟏 −𝒙 𝑳 ≤ 𝟎, 𝟗 𝑼 = 1 −16,9 45 = 0,62 0,62 ≤ 0,90 (𝑂𝐾) 𝑨𝒆 = 𝑨𝒏𝒕. 𝑼 = 1299,8. 0,62 = 805,876 𝑚𝑚2

(pasal 10.2, SNI 03- 1729- 2002, hal 70)

t

b

h

e

t

b

h

Pelat buhul Pelat kopel

(28)

Daya dukung tarik murni - Kondisi leleh

 = 0.9

𝐀𝐠 = 2.691 = 1382 mm2

 𝐍𝒏 =. 𝑨𝒈 . 𝒇𝒚 = 0,9. 1382 . 240 = 298512 𝑁 = 29,85 𝑡𝑜𝑛

(persamaan 10.1-2a, SNI 03- 1729- 2002, hal 70) - Kondisi fraktur

 = 0.75

𝐀𝐞 = 805,876 mm2

 𝐍𝒏 =. 𝑨𝒆 . 𝒇𝒖 = 0,75. 805,876 . 370 = 223630,6 𝑁 = 22,36 𝑡𝑜𝑛

(persamaan10.1-2b, SNI 03- 1729- 2002, hal 70) Daya dukung geser murni

Gambar 4.25 Pemodelan Area Geser Sumber : Dokumentasi Pribadi (Program Autocad) Av :Luas penampang kotor geser

𝐀𝐯 = 2. S + U . tp . 2 = 2. 45 + 30 . 6 . 2 = 1800 mm2

 𝐍𝒏 =. 𝑨𝒗. 𝟎, 𝟔 𝒙 𝒇𝒖 = 0,75. 1800 . 0,6. 370 = 299700 𝑁 = 29,97 𝑡𝑜𝑛

Daya dukung kombinasi tarik dan geser

Gambar 4.26 Pemodelan Area Geser dan Tarik Sumber : Dokumentasi Pribadi (Program Autocad)

S

Nu

U S

Nu

U e B

(29)

Geser

Anv :Luas penampang bersih geser

𝐀𝐧𝐯 = S + U − (1,5. 𝑑𝑙) . tp . 2 = 45 + 30 − 1,5 . 13,7 . 6. 2

= 653,4 mm2

𝐍𝒏 = 𝑨𝒏𝒗. 𝟎, 𝟔 𝒙 𝒇𝒖 = 653,4 . 0,6 . 370 = 145054,8 𝑁 = 14,5 𝑡𝑜𝑛 Tarik

At = Luas penampang kotor tarik

𝐀𝐭 = B − e . tp . 2 = 60 − 16,9 . 6. 2 = 517,2 mm2 Ant = Luas penampang bersih tarik

𝐀𝐧𝐭 = B − e − 0,5. dl . tp . 2 = 60 − 16,9 − 0,5. 13,7 . 6. 2 = 435 mm2 𝐍𝒏 = 𝑨𝒏𝒕. 𝒇𝒖 = 435. 370 = 160950 𝑁 = 16,09 𝑡𝑜𝑛

Nn geser > Nn tarik, maka : Geser leleh – Tarik fraktur

 𝐍𝒏 = 𝟎, 𝟔. 𝒇𝒚. 𝑨𝒗 + 𝒇𝒖. 𝑨𝒏𝒕

= 0,75. 0,6. 240. 1800 + 370. 435 = 315112,5 𝑁 = 31,5 𝑡𝑜𝑛

(Perencanaan Struktur Baja Dengan Methode LRFD, hal 41) Diambil nilai daya dukung batang tarik terkecil

𝑵𝒖 <



𝑵𝒏

1,730 < 22,45 ton………(OK)

𝒑𝒓𝒐𝒇𝒊𝒍 𝟐𝐋 𝟔𝟎. 𝟔𝟎 . 𝟔 𝒂𝒎𝒂𝒏 𝒅𝒂𝒏 𝒅𝒂𝒑𝒂𝒕 𝒅𝒊𝒈𝒖𝒏𝒂𝒌𝒂𝒏 4.1.8 Perhitungan Sambungan

Batang 130

P maks = Nu = 1,730 ton → hasil output SAP 2000 Spesifikasi baut yang digunakan :

Tipe baut : A 325

Fu : 825 Mpa

Fy : 585 Mpa

Permukaan baut:tanpa ulir pada bidang geser

(30)

Spesifikasi pelat buhul : Tebal plat : 10 mm Mutu baja : BJ 37

Fy : 240 Mpa

Fu : 370 Mpa

Tahanan geser baut :

Nilai r untuk baut tanpa ulir pada bidang geser = 0,5 𝝓 𝑽𝒅 = 𝝓 . 𝒓 . 𝒇𝒖𝒃. 𝑨

= 0,75 . 0,5. 825. 1

4. 3,14. 12,7

2_{= 39170,79 N = 3,92 ton}

(persamaan 13.2-2, SNI 03-1729-2002, hal 100) Tahanan tumpu baut :

fu = nilai tegangan tarik putus terendah dari baut dan pelat buhul

𝝓 𝑹𝒅 = 𝟐. 𝝓. 𝒅𝒃. 𝒕𝒑. 𝒇𝒖 = 2. 0,75. 12,7. 6. 370 = 42291 𝑁 = 4,23 𝑡𝑜𝑛 (persamaan 13.2-8, SNI 03-1729-2002, hal 101) Diambil nilai terkecil dari tahanan geser baut dan tahanan tumpu baut

jumlah baut yang kebutuhan 𝑵𝒖

𝝓 𝑽𝒅=

1,730

3,92 = 0,44 𝑏𝑢𝑎𝑕

jumlah baut minimum 2 buah Dipakai = 2 baut Jarak antar baut

𝑺 > 3 𝑑𝑏 3 𝑑𝑏 = 3 . 12,7 = 38,1 𝑚𝑚 𝑺 < 15 𝑡𝑝 15 𝑡𝑝 = 15. 6 = 90 𝑚𝑚 𝑺 < 200 𝑚𝑚 𝑆 𝑑𝑖𝑎𝑚𝑏𝑖𝑙 45 𝑚𝑚

Jarak baut ke tepi pelat

𝑺 𝒕𝒆𝒑𝒊 > 1,5 𝑑𝑏 1,5 𝑑𝑏 = 1,5 . 12,7 = 19,05 𝑚𝑚 𝑺 𝒕𝒆𝒑𝒊 𝟏𝟐 𝒕𝒑 12 𝑡𝑝 = 12. 6 = 72 𝑚𝑚 𝑺 < 150 𝑚𝑚 𝑆 𝑑𝑖𝑎𝑚𝑏𝑖𝑙 30 𝑚𝑚

(31)

4.1.9 Perhitungan Plat Kopel Batang 114

Digunakan profil 2 L 50.50.9

P maks = Nu = 6,967 ton → hasil output SAP 2000 L bentang =1638 mm

Digunakan pelat kopel 5 buah Jarak antar pelat kopel

𝑳𝒊 = 𝑳𝒃

𝒏 − 𝟏

𝑳𝒊 =1638

5 − 1= 409,5 𝑚𝑚

Menghitung tinggi pelat kopel Digunakan pelat kopel :

Tebal = 10 mm Lebar = 130 mm Mutu baja = BJ 37 Fy = 240 Mpa Fu = 370 Mpa σ = 160 Mpa

Gambar 4.27 Pemodelan Pelat Kopel Sumber : Dokumentasi Pribadi (Program Autocad)

t

b

h

Pelat kopel

b

h pelat

l pelat

t pelat

(32)

𝑰𝒙 𝒑𝒆𝒍𝒂𝒕 = 𝟏 𝟏𝟐𝒕 𝒉

𝟑

𝒂 = jarak antar titik pusat massa elemen komponen 𝒂 = 𝟐𝒆 + 𝒋𝒂𝒓𝒂𝒌 𝒂𝒏𝒕𝒂𝒓 𝒑𝒓𝒐𝒇𝒊𝒍 𝑳

𝒂 = 2. 15,6 + 10 = 41,2 𝑚𝑚

𝑰 𝐦𝐢𝐧 = moment inersia minimal elemen komponen

𝑰 𝐦𝐢𝐧 = 76700 𝑚𝑚4

- Syarat kekakuan pelat kopel 𝑰𝒙 𝒑𝒆𝒍𝒂𝒕

𝒂 ≥ 𝟏𝟎

𝑰 𝒎𝒊𝒏 𝑳𝒊

(persamaan 9.3.5, SNI 03-1729-2002, hal 59) 𝟏 𝟏𝟐𝒕𝒉 𝟑_{≥ 𝟏𝟎}𝒂. 𝑰 𝒎𝒊𝒏 𝑳𝒊 𝒉 ≥ 𝟏𝟎. 𝟏𝟐 𝒂. 𝑰 𝒎𝒊𝒏 𝒕. 𝑳𝒊 𝟏 𝟑 𝒉 ≥ 120.41,2. 76700 10. 409,5 1 3 𝒉 ≥ 45,24 𝑚𝑚 Dipakai h = 50 mm Periksa terhadap geser

Gaya lintang yang dipikul pelat kopel

𝑫𝒖 = 𝟎, 𝟎𝟐 𝑵𝒖 = 0,02. 6,967 = 0,0139 ton Gaya lintang yang dipikul 1 pelat kopel

𝑫 𝟏 𝒑𝒆𝒍𝒂𝒕 = 0,0139

5 = 0,0279 ton

Tahanan geser pelat kopel :

𝝀𝒘 = 𝒉 𝒕𝒘= 50 10= 5 𝑚𝑚 𝑲𝒏 = 𝟓 + 𝟓 𝒂 𝒉 𝟐= 5 + 5 41,2 5 2= 5,07 𝒉 𝒕𝒘≤ 𝟏, 𝟏𝟎 𝑲𝒏 𝑬 𝒇𝒚

(33)

5 ≤ 1,10 5,07. 200000 240 5 ≤ 71,5 ……… (OK)

Maka tahanan geser nominal pelat:

𝑽𝒏 = 𝟐. 𝟎, 𝟔. 𝒇𝒚. 𝒕𝒘 = 2. 0,6. 240 .50. 10 = 144000 N = 14,4 ton

(persamaan 8.8-3a , SNI 03-1729-2002, hal 45) 𝑫𝒖 <



𝑽𝒏

0,0139 < 0,75. 14,4

0,0139 < 10,8 … … … 𝑂𝐾

4.4.5 Perhitungan Plat Landasan dan Baut Angkur Tegangan tumpupelat landasan

Mutu beton = fc’ = 25 Mpa σ beton = 0,3. 25 = 7,5Mpa Digunakan tebal pelat = 10 mm

P Vertikal maks pada tumpuan = 3,75 ton→ hasil output SAP 2000 P Horizontal maks pada tumpuan = 5,59 ton→ hasil output SAP 2000

Menghitung lebar pelat landasan efektif

Gambar 4.28 Pemodelan Pelat Landasan Sumber : Dokumentasi Pribadi (Program Autocad)

t

a

h

t pelat

Pelat landasan

b

L pelat

(34)

Lebar efektif pelat landasan

𝒂 = 𝟐𝒆 + 𝒋𝒂𝒓𝒂𝒌 𝒂𝒏𝒕𝒂𝒓 𝒑𝒓𝒐𝒇𝒊𝒍 𝑳 = 41,2 𝑚𝑚 σ beton = σ pelat landasan

𝟗 = 𝑷𝒗 𝑳 𝒙 𝒂 𝑳 =36739,13 𝑁 5 𝑥 41,2 𝑳 = 178,345 𝑚𝑚 𝑫𝒊𝒑𝒂𝒌𝒂𝒊 𝑳 = 𝟐𝟎𝟎 𝒎𝒎

Gambar 4.29 Tampak Atas Pelat Landasan Sumber : Dokumentasi Pribadi (Program Autocad)

Spesifikasi baut yang digunakan : Tipe baut : A 325

Fu : 825 Mpa

Fy : 585 Mpa

Periksa terhadap geser baut

𝝓 𝑽𝒅 = 𝝓 . 𝒓 . 𝒇𝒖𝒃. 𝑨 = 0,75 . 0,5. 825. 1

4. 3,14. 12.7

2_{= 39170,79 N} = 3,92 ton

(persamaan 13.2-2, SNI 03-1729-2002, hal 100) Jumlah baut

jumlah baut yang kebutuhan 𝑵𝒖

𝝓 𝑽𝒅=

3,75

3,92= 0,96 𝑏𝑢𝑎𝑕

jumlah baut minimum 2 buah Dipakai = 2 baut

a

L pelat

(35)

4.2 PERENCANAAN STRUKTUR PLAT LANTAI

Pada sistem perencanaan plat direncanakan sama dari lantai 1-6 dengan tumpuan berupa jepit ataupun bebas. Sistem penulangan direncanakan sama pada tiap-tiap lantai.

Gambar 4.30 Perspektif Struktur Plat Lantai Sumber : dokumen pribadi (program SAP)

4.2.1 Pedoman Perhitungan Plat

Dalam perencanaan plat lantai, pedoman yang dipakai adalah :

1. Pedoman Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah dan Gedung (PPPURG 1987)

2. SNI 03-2847-2002. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung.

3. Kusuma, Gideon. 1993. Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang. Penerbit Erlangga : Jakarta.

(36)

4.2.2 Perhitungan Plat Lantai

a. Data Teknis Plat Lantai Rencana: 1. Material Beton

Fc = 25 Mpa

Berat per unit volume = 2400 Kg/m3 (PPPURG 1987) Modulus elastisitas = 23500 Mpa

𝑬𝒄 = 𝟒𝟕𝟎𝟎 𝒇𝒄 → 𝟒𝟕𝟎𝟎 𝟐𝟓 = 𝟐𝟑𝟓𝟎𝟎 𝑴𝒑𝒂

(SNI -03 -2847 -2002, pasal 10.5(1), hal 54 ) 2. Material Tulangan

Fy = 240 Mpa (SNI-03-1729-2002, pasal 5.1.3, hal 9) Berat per unit volume = 7850 kg/m3 (PPPURG 1987) Modulus elastisitas = 200000 Mpa (SNI-03-1729-2002, pasal 5.1.3, hal 9)

b. Menentukan Syarat-Syarat Batas dan Bentang Plat Lantai 1. Penulangan plat model I – 2

 Plat 1 Lx = 400 cm, Ly = 400 cm dengan kode A

 Plat 2 Lx = 400 cm, Ly = 450 cm dengan kode B

 Plat 3 Lx = 275 cm, Ly = 400 cm dengan kode C

 Plat 4 Lx = 150 cm, Ly = 400 cm dengan kode I

 Plat 6 Lx = 300 cm, Ly = 400 cm dengan kode F 2. Penulangan plat model I – 3

 Plat 5 Lx = 300 cm, Ly = 500 cm dengan kode D 3. Penulangan plat model I – 5

 Plat 6 Lx = 400 cm, Ly = 400 cm dengan kode E

 Plat 7 Lx = 250 cm, Ly = 450 cm dengan kode F

 Plat 8 Lx = 250 cm, Ly = 400 cm dengan kode G

 Plat 9 Lx = 150 cm, Ly = 300 cm dengan kode H

 Plat 10 Lx = 150 cm, Ly = 150 cm dengan kode J

Keterangan: Sisi bentang pendek ( Lx ) Sisi bentang panjang ( Ly )

(37)

𝛽 =𝐿𝑦 𝐿𝑥=

400

400 = 1< 2  menggunakan plat lantai dua arah (two way slab) 𝛽 =𝐿𝑦

𝐿𝑥= 450

400 = 1,125 < 2  menggunakan plat lantai dua arah (two way slab) 𝛽 =𝐿𝑦

𝐿𝑥= 400

275 = 1,45< 2  menggunakan plat lantai dua arah (two way slab) 𝛽 =𝐿𝑦

𝐿𝑥= 400

150 = 2,6 > 2  menggunakan plat lantai satu arah (one way slab) 𝛽 =𝐿𝑦

𝐿𝑥= 150

150 = 1 > 2  menggunakan plat lantai dua arah (two way slab) 𝛽 =𝐿𝑦

𝐿𝑥= 300

150 = 2 ≤ 2  menggunakan plat lantai dua arah (two way slab) 𝛽 =𝐿𝑦

𝐿𝑥= 500

𝐿𝑥= 400

400 = 1< 2  menggunakan plat lantai dua arah (two way slab) 𝛽 =𝐿𝑦

𝐿𝑥= 450

𝐿𝑥= 400

250 = 1,6< 2  menggunakan plat lantai dua arah (two way slab)

Gambar 4.31Denah Plat Lantai Sumber : dokumen pribadi (program CAD)

(38)

c. Menentukan Tebal Plat Lantai

Perencanaan plat dalam menentukan tebal diambil dari bentang plat yang 3 lebih pendek (lx) dari luasan plat terbesar. Pada lantai dasar sampai 6 memiliki type

plat dengan luasan yang berbeda. Dengan menggunakan asumsi plat 2 arah, dan menggunakan standar plat dengan ketebalan 12 cm. Asumsi menggunakan beton konvensional dengan perhitungan bahwa setiap plat dibatasi oleh balok.

h

=

𝑙𝑛

0,8 +

𝑓𝑦 1500

36 + 9

𝑙𝑥_𝑙𝑦

h

=

500 0,8 +

240 1500

36 + 9

450₄₀₀

h

=

10,41 cm

( Maka tebal plat lantai yang digunakan yaitu 12 cm )

(SNI -03 -2847 -2002, pasal 11.5(3(3)), hal 66 ) d. Data Beban Yang Bekerja Pada Plat

 Beban Mati

Berat jenis beton bertulang = 2400 Kg/m3 Berat jenis Baja = 7850 Kg/m3 Berat jenis lapisan lantai = 1800 Kg/m3 Penutup lantai ubin = 24 Kg/m2 Tebal lapisan lantai = 3 cm

Dinding pasangan bata merah = 1700 Kg/m3(tanpa lubang) Berat plafond 11+7 = 18 Kg/cm

( PPPURG 1987, hal 5 dan 6 )

 Beban Hidup

Bangunan kantor = 250 Kg/m2 Gedung parkir = 400 Kg/m2

(39)

e. Pembebanan Pada Plat 1. Beban Mati (WD)

Berat plat lantai = 2400 x 0,12 = 288 Kg/m3 Berat spaci lantai = 0,03 x 1800 = 54 Kg/m3

Penutup lantai = 24 Kg/m2

Berat plafond = 18 Kg/m2

Total pembebanan (WD) = 384 Kg/m2

2. Beban Hidup (WL)

Beban hidup kantor = 250 Kg/m2 Beban hidup lantai parkir = 400 Kg/m2 3. Kombinasi Pembebanan

a. Sebagai lantai utama kantor WU = 1,2 WD + 1,6 WL = 1,2 (384) + 1,6 (250)

= 860,8 Kg/m2  8,608 KN/m2 b. Sebagai lantai parkir

WU = 1,2 WD + 1,6 WL = 1,2 (384) + 1,6 (400)

= 1100,8 Kg/m2  11,008 KN/m2

f. Perhitungan Momen pada Tumpuan dan Lapangan

Penulangan plat model I – 5, I – 3 dan model I – 2 dengan skema dari diagram momen penulangan. Momen penulangan persatuan panjang terhadap beban terbagi rata.Buku Gideon jilid 4, hal 32.

(40)

Gambar 4.32. Skema Penulangan Plat Model I – 5 Sumber : buku struktur beton bertulang (Gideon Kusuma) Tabel 4.1. Skema Penulangan Plat Model I – 5

(41)

Gambar 4.33. Skema Penulangan Plat Model I – 3 Sumber : buku struktur beton bertulang (Gideon Kusuma)

Tabel 4.2. Skema Penulangan Plat Model I – 3

Sumber : buku struktur beton bertulang (Gideon Kusuma) hal.32

(42)

Gambar 4.34. Skema Penulangan Plat Model I – 2 Sumber : buku struktur beton bertulang (Gideon Kusuma)

Tabel 4.3. Skema Penulangan Plat Model I – 2

(43)

4.2.3 Momen Yang Menentukan

Perhitungan pada pelat tipe B dengan dimensi 400 x 450 cm, lantai utama difungsikan untuk perkantoran.

Gambar 4.35. Pemodelan Momen Pada Pelat Sumber : dokumen pribadi (program CAD) 1. Momen Ultimate Tumpuan Arah x ( A )

Menentukan koefisien momen

𝜷 = 1 → 𝒙 = −44 dan 𝜷 = 1,2 → 𝒙 = −56 𝜷 𝑩 =𝑳𝒚 𝑳𝒙= 450 400 = 1,125 → 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑝𝑜𝑙𝑎𝑠𝑖 𝑥 = −51,5 𝑴𝒖_𝒕𝒙𝑨 = 𝟎, 𝟎𝟎𝟏 . 𝑾𝒖 . 𝑳_𝒙𝟐 . 𝒙 𝑴𝒖_𝒕𝒙𝑨 = 0,001. 8,608 . 42_{. −51,5 = −7,093 𝑘𝑁. 𝑚}

(tabel 4.3.c, Gideon Kusuma series 4, hal 29 ) 2. Momen Ultimate Lapangan Arah x

𝜷 = 1 → 𝒙 = 17 dan𝜷 = 1,2 → 𝑥 = 24 𝜷 𝑩 =𝑳𝒚 𝑳𝒙= 450 400 = 1,125 → 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑝𝑜𝑙𝑎𝑠𝑖 𝑥 = 21,375 𝑴𝒖_𝒍𝒙 = 𝟎, 𝟎𝟎𝟏 . 𝑾𝒖 . 𝑳_𝒙𝟐 . 𝒙 𝑴𝒖_𝒍𝒙 = 0,001. 8,608 . 42_{. 21,375 = 2,944 𝑘𝑁. 𝑚}

(44)

3. Momen Ultimate Tumpuan Arah x ( B ) Menentukan koefisien momen

𝜷 = 1 → 𝒙 = −44 dan 𝜷 = 1,2 → 𝒙 = −56 𝜷 𝑩 =𝑳𝒚 𝑳𝒙= 450 400 = 1,125 → 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑝𝑜𝑙𝑎𝑠𝑖 𝑥 = −51,5 𝑴𝒖𝒕𝒙𝑩 = 𝟎, 𝟎𝟎𝟏 . 𝑾𝒖 . 𝑳𝒙𝟐 . 𝒙 𝑴𝒖_𝒕𝒙𝑩= 0,001. 8,608 . 42_{. −51,5 = −7,093 𝑘𝑁. 𝑚}

(tabel 4.3.c, Gideon Kusuma series 4, hal 29 ) 4. Momen Ultimate Tumpuan Arah y ( A )

𝜷 = 1 → 𝒙 = −44 dan 𝜷 = 1,2 → 𝒙 = −47 𝜷 𝑩 =𝑳𝒚 𝑳𝒙= 450 400 = 1,125 → 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑝𝑜𝑙𝑎𝑠𝑖 𝑥 = −45,875 𝑴𝒖_𝒕𝒚𝑨 = 𝟎, 𝟎𝟎𝟏 . 𝑾𝒖 . 𝑳_𝒙𝟐 . 𝒙 𝑴𝒖_𝒕𝒚𝑨 = 0,001. 8,608 . 42_{. −45,875 = −6,318 𝑘𝑁. 𝑚}

(tabel 4.3.c, Gideon Kusuma series 4, hal 29 ) 5. Momen Ultimate Lapangan Arah y

𝜷 = 1 → 𝒙 = 17 dan 𝜷 = 1,2 → 𝒙 = 17 𝜷 𝑩 =𝑳𝒚 𝑳𝒙= 450 400 = 1,125 → 𝑥 = 17 𝑴𝒖_𝒍𝒚 = 𝟎, 𝟎𝟎𝟏 . 𝑾𝒖 . 𝑳_𝒙𝟐 . 𝒙 𝑴𝒖_𝒍𝒚 = 0,001. 8,608 . 42_{. 17 = 2,342 𝑘𝑁. 𝑚}

(tabel 4.3.c, Gideon Kusuma series 4, hal 29 ) 6. Momen Ultimate Tumpuan Arah y ( B )

𝜷 = 1 → 𝒙 = −44 dan 𝜷 = 1,2 → 𝒙 = −47

𝜷 𝑩 =𝑳𝒚

𝑳𝒙= 450

(45)

𝑴𝒖_𝒕𝒚𝑩 = 𝟎, 𝟎𝟎𝟏 . 𝑾𝒖 . 𝑳_𝒙𝟐 . 𝒙

𝑴𝒖_𝒕𝒚𝑩= 0,001. 8,608 . 42_{. −45,875 = −6,318 𝑘𝑁. 𝑚}

(tabel 4.3.c, Gideon Kusuma series 4, hal 29 ) Perhitungan selanjutnya disajikan dalam bentuk tabel :

(46)

(47)

(48)

(49)

(50)

Sumber : Dokumentasi Pribadi (Program Microsoft Exel)

4.2.4 Perhitungan Penulangan Plat

Tebal plat (h) = 12 cm  120 mm Fc = 25 Mpa  250 kg/cm2 Fy = 240 Mpa  2400 Kg/cm2 min = 1,4 fy = 1,4 240 = 0,00583

( Buku Gideon jilid 1, tabel 6, hal 51 ) Tebal Selimut Beton = p = 20 mm

( Buku Gideon jilid 1, tabel 3, hal 44 ) Diameter Tulangan arah x =  10  10 mm

Tinggi evektif arah x

dx = h – p – ½ Dx

= 120 – 20 – ½ 10 = 95 mm

Diameter tulangan arah y =  10  10 mm Tinggi evektif arah y

dy = h – p – Dy – ½ Dy

= 120 – 20 – 10 – ½ 10 = 85 mm

(51)

4.2.5 Tulangan Yang Dihasilkan

Perhitungan tulangan pada plat lantai secara manual dengan dibantu program excel. Perhitungan tulangan pada interpolasi untuk menentukan ( ρ), sesuai dengan tabel 5.1.c, buku Gideon jilid 4 pada halaman 46. Adapun rumus dalam interpolasi :

𝑀𝑢 𝑏×𝑑2 = A  ρ = a 𝑀𝑢 𝑏×𝑑2= X  Interpolasi 𝑀𝑢 𝑏×𝑑2= B  ρ = b ρ = a + 𝐗−𝐀 𝟏𝟎𝟎 × (b – a)

Tabel 4.5. Penentuan ρ pada Mutu beton f c 25

Sumber : buku struktur beton bertulang (Gideon Kusuma) hal.46

(52)

13a, buku Gideon jilid 1 pada halaman 82.

Tabel 4.6. Diameter Batang dalam mm2 per meter lebar Plat Jarak pusat ke pusat dalam mm Diameter dalam mm 6 8 10 12 14 16 19 20 50 75 100 125 150 175 200 225 250 565 377 283 226 188 162 141 126 113 1005 670 503 402 335 287 251 223 201 1571 1047 785 628 524 449 393 349 314 2262 1508 1131 905 754 646 565 503 452 3079 2053 1539 1232 1026 880 770 684 616 4022 2681 2011 1608 1340 1149 1005 894 804 5671 3780 2835 2268 1890 1620 1418 1260 1134 6284 4189 3142 2513 2094 1795 1571 1396 1257 Sumber : buku struktur beton bertulang (Gideon Kusuma)

Dalam menentukan diameter dan jumlah tulangan disesuaikan dengan perencanaan yang dibuat. Adapun hasil dari perhitungan tulangan, sebagai berikut :

Perhitungan pada plat tipe B dengan dimensi 400 x 450 cm, lantai utama. 1. Penulangan Arah X

Momen Lapangan (Mu txA) = -7,093 KN.m 𝑀𝑢 𝑏×𝑑2 = −7,093 1,0×0,0952 = -785,928 KN/m 2 𝑀𝑢 𝑏×𝑑2 = 700  ρ = 0,0037 𝑀𝑢 𝑏×𝑑2= 785,928  Interpolasi 𝑀𝑢 𝑏×𝑑2= 800  ρ = 0,0043 ρ = 0,0037 + 85,928 100 × (0,0043 – 0,0037) = 0,00421...  ρmin> ρ As = ρmin × b × dx = 0,0058 × 1000 × 95 = 554 mm2

Didapat dari tabel 13a Tulangan yang dipakai  10 – 125 (As = 628 mm2) 2. Penulangan Arah X Momen Tumpuan (Mu tx) = 2,944 KN.m 𝑀𝑢 𝑏×𝑑2 = 2,944 1,0×0,0952 = 326,205 KN/m 2 𝑀𝑢 𝑏×𝑑2 = 300  ρ = 0,0016

(53)

𝑀𝑢 𝑏×𝑑2= 326,205  Interpolasi 𝑀𝑢 𝑏×𝑑2= 400  ρ = 0,0021 ρ = 0,0016 + 26,205 100 × (0,0021 – 0,0016) = 0,0017...  ρmin> ρ As = ρmin × b × dx = 0,0058 × 1000 × 95 = 554 mm2

Didapat dari tabel 13a Tulangan yang dipakai  10 – 125 (As = 628 mm2) 3. Penulangan Arah X Momen Lapangan (Mu txB) = -7,093 KN.m 𝑀𝑢 𝑏×𝑑2 = −7,093 1,0×0,0952 = -785,928 KN/m 2 𝑀𝑢 𝑏×𝑑2 = 700  ρ = 0,0037 𝑀𝑢 𝑏×𝑑2= 785,928  Interpolasi 𝑀𝑢 𝑏×𝑑2= 800  ρ = 0,0043 ρ = 0,0037 + 85,928 100 × (0,0043 – 0,0037) = 0,00421...  ρmin> ρ As = ρmin × b × dx = 0,0058 × 1000 × 95 = 554 mm2

Didapat dari tabel 13a Tulangan yang dipakai  10 – 125 (As = 628 mm2) 4. Penulangan Arah Y

Momen Lapangan (Mu lyA) = -6,318 KN.m 𝑀𝑢 𝑏×𝑑2 = −6,318 1,0×0,0852 = -874,464 KN/m 2 𝑀𝑢 𝑏×𝑑2 = 800  ρ = 0,0043 𝑀𝑢 𝑏×𝑑2= -874,464  Interpolasi 𝑀𝑢 𝑏×𝑑2= 900  ρ = 0,0048 ρ = 0,0043 + 74,464 100 × (0,0048 – 0,0043) = 0,0046...  ρmin> ρ

(54)

As = ρmin × b × dx = 0,0058 × 1000 × 85 = 496 mm2

Didapat dari tabel 13a Tulangan yang dipakai  10 – 125 (As = 628 mm2) 5. Penulangan Arah Y Momen Tumpuan (Mu ly) = 2,342 KN.m 𝑀𝑢 𝑏×𝑑2 = 2,342 1,0×0,0852 = 324,153 KN/m 2 𝑀𝑢 𝑏×𝑑2 = 300  ρ = 0,0016 𝑀𝑢 𝑏×𝑑2= 324,153  Interpolasi 𝑀𝑢 𝑏×𝑑2= 400  ρ = 0,0021 ρ = 0,0016 + 24,153 100 × (0,0021 – 0,0016) = 0,0017...  ρmin> ρ As = ρmin × b × dx = 0,0058 × 1000 × 85 = 496 mm2

Didapat dari tabel 13a Tulangan yang dipakai  10 – 125 (As = 628 mm2) 6. Penulangan Arah Y

Momen Lapangan (Mu lyB) = -6,318 KN.m 𝑀𝑢 𝑏×𝑑2 = −6,318 1,0×0,0852 = -874,464 KN/m 2 𝑀𝑢 𝑏×𝑑2 = 800  ρ = 0,0043 𝑀𝑢 𝑏×𝑑2= -874,464  Interpolasi 𝑀𝑢 𝑏×𝑑2= 900  ρ = 0,0048 ρ = 0,0043 + 74,464 100 × (0,0048 – 0,0043) = 0,0046...  ρmin> ρ As = ρmin × b × dx = 0,0058 × 1000 × 85 = 496 mm2

(55)

(56)

(57)

(58)

(59)

(60)

4.3 PERENCANAAN STRUKTUR PORTAL (BALOK DAN KOLOM)

Gambar 4.36. Prespektif Rangka Portal Struktur Beton Sumber : dokumentasi pribadi (program SAP)

4.3.1 Pedoman Perhitungan Balok dan Kolom

Dalam perencanaan Balok dan Kolom, pedoman yang dipakai:

1. Pedoman Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah dan Gedung (PPPURG 1987)

2. SNI 03-1726-2012. Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung.

3. SNI 03-2847-2002.Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung.

4. Kusuma, Gideon. 1993. Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang. Penerbit Erlangga : Jakarta.

(61)

4.3.2 Perhitungan Balok dan Kolom 4.3.2.1 Data Teknis Portal

1. Material beton

Berat per unit volume = 2400 Kg/m3

f.c ( kolom ) = 35 Mpa

Modulus elastisitas = 27805,575 Mpa 𝑬𝒄 = 𝟒𝟕𝟎𝟎 𝒇𝒄 → 𝟒𝟕𝟎𝟎 𝟑𝟓 = 𝟐𝟕𝟖𝟎𝟓, 𝟓𝟕𝟓𝑴𝒑𝒂

(SNI -03 -2847 -2002, pasal 10.5(1), hal 54 )

f.c ( balok ) = 25 Mpa

Modulus elastisitas = 23500 Mpa 𝑬𝒄 = 𝟒𝟕𝟎𝟎 𝒇𝒄 → 𝟒𝟕𝟎𝟎 𝟐𝟓 = 𝟐𝟑𝟓𝟎𝟎𝑴𝒑𝒂

(SNI -03 -2847 -2002, pasal 10.5(1), hal 54 ) 2. Material tulangan

Besi ulir , Fy = 400 Mpa

Fu = 520 Mpa

Besi polos , Fy = 240 Mpa

Fu = 370 Mpa

Berat per unit volume = 7850 kg/m3 Modulus elastisitas = 200000 Mpa

4.3.3 Menentukan Syarat-syarat Batas dan Panjang Bentang

Balok dianggap ditumpu bebas pada kedua tepinya, dengan panjang bentang 600 cm dan 800 cm.

4.3.4 Menentukan Dimensi

1. Pada perencanaan dimensi balok menggunakan acuan dengan asumsi awal, 1/10 dari jarak kolom.

B1 = 40 x 80 cm B2 = 30 x 60 cm B4 = 25 x 45 cm Ba1= 20 x 40 cm Ba2= 15 x 30 cm

2. Pada perencanaan dimensi kolom dengan menyesuaikan beban yang terjadi dengan asumsi awal, K = 50 x 50 cm

(62)

4.3.5 Pembebanan Portal

Sesuai dengan Peraturan Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan Gedung ( PPPURG 1987 ), ada empat pembebanan yang ditinjau dalam portal, yaitu beban mati, beban hidup, beban angin dan beban gempa. Sesuai dengan kegunaannya, diperoleh beban sebagai berikut :

4.3.5.1 Beban Pada Plat Lantai 1. Beban mati (WD)

Berat spaci lantai = 21 Kg/m2

Penutup lantai = 24 Kg/m2

Berat plafond = 18 Kg/m2

Total pembebanan (WD) = 63 Kg/m2

Gambar 4.37. Beban Mati Pelat Sumber : dokumentasi pribadi (program SAP)

2. Beban Hidup (WL)

Beban hidup kantor = 250 Kg/m2 Beban hidup balkon yang menjorok bebas = 300 Kg/m2

(63)

Gambar 4.38. Beban Hidup Pelat Sumber : dokumentasi pribadi (program SAP) 4.3.5.2 Beban Pada Balok

Berat dinding ( batu bata merah) = 4 m x 0,15 m x 1700 Kg/m3 = 1020 kg/m

Berat kuda-kuda = Beban atap langsung didistibusikan pada pembebanan portal sesuai kordinat dari tumpuan pada atap.

Gambar 4.39. Beban Mati Pada Balok Sumber : dokumentasi pribadi (program SAP

(64)

4.3.5.3 Beban Pada Portal

Karena data kecepatan angin tidak diketahui, maka diambil tekanan minimal sebesar p = 25 kg/m2 . sesuai dengan data pembebanan pada buku PPPURG 1987. Angin sebagai beban merata pada bangunan, pada pemodelan rangka angin dikenakan pada setiap joint sebagai beban terpusat.

Dalam mengubah beban angin menjadi beban terpusat: - Panjang dinding = 5 m

- Tinggi dinding = 4 m - Tekanan angin minimun = 25 kg/m2

P = 25 x 5 x 4 = 500 kg

Pada setiap dinding memiliki 4 sudut dimana beban angin akan disalurkan maka: P = 500 : 4 = 125 kg

1. Angin tekan

Koefisien tekan 0,9 maka: 125 x 0,9 = 112,5 kg 2. Angin Hisap

Koefisien hisap -0,4 maka: 125 x -0,4 = -50 kg

Gambar 4.40. Beban Angin Sumber : dokumentasi pribadi (program SAP)

(65)

Beban gempa atau respons spectrum yang terjadi sesuai dengan data pada peritungan gempa, mengacu pada SNI 03-1726-2012.

a. Menentukan Kategori Resiko Struktur Bangunan (I-IV) dan faktor keutamaan (Ie)

Untuk berbagai kategori risiko struktur bangunan gedung dan non gedung sesuai Tabel 4.8. pengaruh gempa rencana terhadapnya harus dikalikan dengan suatu faktor keutamaan Iemenurut Tabel 4.9.

Tabel 4.8. Kategori Risiko Bangunan Gedung dan Non Gedung Untuk Beban Gempa

Sumber : SNI 03-1726-2012 Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung.

(66)

Tabel 4.9. Faktor Keutamaan Gempa

Sumber : SNI 03-1726-2012 Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung

Gedung yang direncanakan berupa gedung perkantoran dengan kategori risiko II, untuk faktor keutamaan gedung adalah :

Ie = 1,0

a. Menentukan Parameter percepatan gempa (SS, S1)

Berdasarkan dari gambar respon spektra pada Gambar 4.41. dan Gambar 4.42. didapat nilai parameter Ss dan S1, dimana parameter

Ss(percepatan batuan dasar pada perioda pendek) dan parameter

S1(percepatan batuan dasar pada perioda 1 detik).

Gambar 4.41. Peta Parameter Ss Wilayah Indonesia

(67)

Gambar 4.42. Peta Parameter S1 Wilayah Indonesia

Dari gambar tesebut wilayah kota Semarang memiliki nilai : 1. Ss = 0,5 -0,6 g

2. S1 = 0,3-0,4 g

b. Menentukan Kelas Situs

Penetapan Kelas Situs harus melalui penyelidikan tanah di lapangan dan di laboratorium, yang dilakukan oleh otoritas yang berwenang atau ahli desain geoteknik bersertifikat, dengan mengukur minimal secara independen dua dari tiga para meter tanah yang tercantum dalam Tabel4.10.Tipe kelas situs harus ditetapkan sesuai dengan definis dari Tabel4.10 dan pasal pasal berikut.

(68)

Berdasarkan letak wilayah Kota Semarang sesuai dengan wilayah perencanaan pembangunan, dengan klasifikasi situs berada pada (SD) tanah sedang dengan kecepatan 175 sampai 350 m/detik.

c. Menentukan Koefisien-koefisien situs dan paramater-parameter respons spektral percepatan gempa maksimum yang dipertimbangkan risiko-tertarget (MCER)

Dalam penentuan respons spektral percepatan gempa MCER di

permukaan tanah, diperlukan suatu faktor amplifikasi seismik pada perioda 0,2 detik dan perioda 1 detik. Faktor amplifikasi meliputi faktor amplifikasi getaran terkait percepatan pada getaran perioda pendek (Fa) dan faktor

amplifikasi terkait percepatan yang mewakili getaran perioda 1 detik (Fv).

Parameter spektrum respons percepatan pada perioda pendek (SMS) dan perioda satu detik (SM1) yang disesuaikan dengan pengaruh klasifikasi situs.

(69)

Tabel 4.11. Koefisien Situs (Fa)

Tabel 4.12. Koefisien Situs (Fv)

Menghitung nilai SMS dan SM1meggunakan rumus empiris:

SMS = Fa SS

= 1,4 x 0,5 = 0,7 SM1 = Fv S1

(70)

SD1menggunakan rumus empiris:

SDS = 2/3 SMS

= 2/3 x 0,7 = 0,46 SD1 = 2/3 SM1

= 2/3 x 0,54 = 0,36

d. Menentukan Spektrum respons Desain

Bila spektrum respons desain diperlukan oleh tata cara ini dan prosedur gerak tanah dari spesifik-situs tidak digunakan, maka kurva spektrum respons desain harus dikembangkan dengan mengacu pada Gambar 4.43 dan mengikuti ketentuan di bawah ini :

1) Untuk perioda yang lebih kecil dari T0, spektrum respons percepatan

desain, Saharus diambil dari persamaan:

𝑆_𝑎 = 𝑆_𝐷𝑆 0,4 + 0,6𝑇 𝑇0

2) Untuk perioda lebih besar dari atau sama dengan T0dan lebih kecil dari

atau sama dengan Ts, spektrum respons percepatan desain, Sa, sama

dengan SDS.

3) Untuk perioda lebih besar dari Ts, spektrum respons percepatan desain,

Sa, diambil berdasarkan persamaan:

𝑆_𝑎 = 𝑆𝐷𝑆

𝑇

Keterangan :

SDS= parameter respons spektral percepatan desain pada perioda pendek SD = parameter respons spektral percepatan desain pada perioda 1 detik T = perioda getar fundamental struktur

𝑇₀ = 0,2𝑆𝐷1 𝑆_𝐷𝑆 𝑇𝑆 =

𝑆_𝐷1 𝑆_𝐷𝑆

(71)

Gambar 4.43. Spektrum Respons Desain

e. Spektrum Respons Desain Manual Data

Data yang dimasukan pada perhitungan gempa dengan sistem perkiraan dimana perhitungan hanya mendekati dan belum bisa dipastikan kebenarannya.

Berdasarkan data yang diambil secara umum dengan menggunakan titik letak wilayah kota Semarang. Dari perhitungan didapat 4 (empat) kemungkinan yang tertera pada tabel 4.13.

f. Spektrum Respons Desain Sistem Aplikasi Data

Dalam menentukan Respon Spektrum secara akurat, digunakannya system aplikasi data dari situs (http:puskim.pu.go.id/aplikasi/desain_spektra_indonesia/.) cara kerja aplikasi ini secara online. Setelah masuk ke program, terdapat kolom titik koordinat yang harus diisi sesuai dengan perencanaan wilayah pembangunan.

Dengan memasukan titik koordinat wilayah kususnya daerah Sukun Raya tepatnya di jalan Sukun Raya No.41 Semarang Sesuai dengan perencanaan wilayah pembangunan, didapat nilai respons spektrum pada tabel 4.13.

(72)

Sumber :(http:puskim.pu.go.id/aplikasi/desain_spektra_indonesia/.)

g. Menentukan Kategori desain seismik (A-D)

Dalam menentukan Ketegori desain seismik apabila diunakan alternatif prosedur penyederhanaan desain pada pasal 8 (SNI 1726-2012) kategori disain seismik diperkenankan untuk ditentukan dari Tabel 4.14dengan menggunakan nilai SDS yang ditentukan dalam pasal 8.8.1 (SNI 1726-2012)

Tabel 4.14. Kategori Desain Seismik Berdasarkan Parameter Respons Percepatan Pada Perioda Pendek

(73)

Tabel 4.15. Kategori Desain Seismik Berdasarkan Parameter Respons Percepatan Pada Perioda 1 detik

Harga,

SDS= 0.46 (0,33 < SDS <0,5) =>Kategori Resiko Tipe C

SD1= 0.36 (0,133 < SD1 < 0,2) =>Kategori Resiko Tipe D

h. Pemilihan sistem struktur dan parameter sistem (R, Cd, Ωo,)

Sistem penahan gaya gempa lateral dan vertikal dasar harus memenuhi salah satu tipe yang ditunjukkan dalam Tabel 4.16

Tabel 4.16. Faktor R, Cd dan Ωo Untuk Sistem penahan Gaya Gempa

(74)

Untuk sistem penahan gaya gempa dengan rangka beton bertulang pemikul momen khusus, didapat :

- Koefisien modifikasi respons (R) = 8 - Faktor kuat lebih sistem (Ωo ) = 3 - Faktor pembesaran defleksi (Cd) = 5,5 Faktor reduksi untuk perhitungan beban gempa Scale factor = I/R x 9,81

= 1/8 x 9,81

= 1,22625

Keterangan:

SC = Scale Factor (dalam meter) I = Faktor keutamaan Gempa R = Faktor Reduksi Gempa 9,81 = Koefisien grafitasi

Gambar 4.44. Data Respons Spectrum

Sumber : dokumentasi pribadi (program SAP)

4.3.6 Menentukan Momen pada Portal

Untuk menentukan momen, perhitungan dilakukan menggunakan bantuan program aplikasi komputer ( SAP 2000 ). Hasil momen yang didapat sesuai dengan data masukan.

(75)

1. Balok 40 x 80 cm

Panjang balok (L) = 8000 mm Lebar balok (b) = 400 mm Tinggi balok (h) = 800 mm Tebal penutup beton (𝑝) = 40 mm Diameter tulangan utama = 𝐷 19 mm Diameter tulangan sengkang = ∅ 10 mm Fc = 25 Mpa

Fy = 400 Mpa (tulangan pokok) Fy = 240 Mpa (tulangan sengkang) Tinggi efektif d adalah :

d = h – 𝑝 – ∅sengk – ½.∅tul.ut = 800 – 40 – 10 – ½ . 10 = 740,5 mm a. Tulangan Lapangan M max = 59,4807 KN.m Mu b ×d2 = 59,4807 0,40 ×0,740 ,52 =271,1852 KN/m2 Mu b ×d2 = 200  0,0006 Mu b ×d2 = 300  0,0009 ρ = 0,0006 + 71,1852 100 × (0,0009 – 0,0006) = 0,000821 ρmin = 1,4 fy = 0,0035 ( ρ< ρ min )

Luas penampang tulangan yang dibutuhkan : As = ρ × b × d = 0,0035 × 400 × 740,5 =1037 mm2 Dipakai tulangan 4 D 19 ( As = 1134 mm2 ) As’ = 0,5 x As = 0,5 x 1037 = 518,5 mm2 Dipakai tulangan 2 D 19 ( As = 567 mm2 )

(76)

Mmax = - 155,964 KN.m Mu b ×d2 = 155 ,964 0,40 ×0,740 ,52 = 711,0731 KN/m2 Mu b ×d2= 700  0,0022 Mu b ×d2 = 800  0,0026 ρ = 0,0022 + 11,0731 100 × (0,0026– 0,0022) = 0,00227 ρmin = 1,4 fy = 0,0035 ( ρ min < ρ )

Luas penampang tulangan yang dibutuhkan : As = ρ × b × d = 0,0035 × 400 × 740,5 = 1037 mm2 Dipakai tulangan 4 D 19 ( As = 1134 mm2 ) As’ = 0,5 x As = 0,5 x 1037 = 518,5 mm2 Dipakai tulangan 2 D 19 ( As = 567 mm2 ) c. Tulangan Sengkang Vu = 50808 N

Gaya lintang pada penampang :

Vu = 𝑉𝑢 𝑏×𝑑 =

50808

400 × 740 ,5 = 0,172 Mpa

Batas tegangan geser beton dapat memikul beban geser : ØVc = 1 6 × 0,6 × 𝐹𝑐 = 1 6 × 0,6 × 25 = 0,50 Mpa ØVc < Vu

0,50 > 0,172  ( tidak diperlukan tulangan geser ) Tegangan geser tulangan :

Ø Vsmax = 0,6 × 2 3 × 𝐹𝑐 = 0,6 × 2 3 × 25 = 2 Mpa

(77)

Ø Vs = Vu - Ø Vc = 0,172 – 0,50 = -0,328 Mpa Ø Vs < Ø Vsmax

- 0,328 < 2  ( balok tidak perlu diperbesar ) Jarak tumpuan tulangan sengkang :

y =Ø𝑉𝑠× 1 2×𝐿 𝑉𝑢 =0,328 × 1 2×800 0,172 = 856,5mm

Tulangan geser yang dibentuk oleh tulangan sengkang : As sengkang = Ø Vs Ø Fy × y × b = 0,328 1,0 × 240 ×856,5 × 400 = 468,887 mm2 As sengkang min = 𝑏×𝑦 3 ×𝐹𝑦 = 400 ×856 ,5 3 ×240 = 475,83 mm 2

Pemasangan sengkang tumpuan dipakai tulangan Ø10 – 150 (As = 524mm2)

d. Tulangan Puntir (Torsi) Tu = 20582,8 N.mm Ct = 𝑏 . 𝑑 𝑏2 . 𝑕 = 400 . 740 ,5 4002_{. 800} = 0,00231 Gaya geser yang terjadi :

Vu = 50808 N

Momen torsi beton tanpa sengkang bersama gaya geser :

Tc = 1 15 𝑓𝑐 𝑥 2_𝑦 1+ _{𝐶𝑡 . 𝑇𝑢}0,4 𝑉𝑢 = 1 15 25 . 400 2_{. 800} 1+ _{0,00231 . 20582 ,8}0,4 . 50808 = 2056855,6 N.mm

(78)

= 1234113,36 N.mm Syarat penggunaan tulangan torsi :

( Tu < Ø Tc ) maka dibutuhkan tulangan torsi. Besar gaya torsi maksimum :

Ø Ts = Tu – Ø Tc

= 20582,8 – 1234113,36 = -1213530,56 N.mm

Besar gaya torsi maksimum yang dapat ditahan sengkang : Ø Ts maks = 4 . Ø Tc

= 4 . 1234113,36 = 4936453,44

Karena (Ø Ts < Ø Ts maks ) syarat terpenuhi.

Untuk tulangan sengkang tertutup : b1 = 400 – 2(40 +0,5 . 10) = 310 mm h1 = 800 – 2(40 +0,5 . 10) = 710 mm α = 0,66 + 0,33(h/b) = 0,66 + 0,33(800/400) = 1,32

Tulangan torsi yang dibutuhkan :

At = 𝑏1+𝑕1 𝑏1 . 𝑕1 . 2(Ø Ts ) α . Ø . fy = 310 +710 310 . 710 . 2(−1213530 ,56 ) 1,32 . 0,6 . 400 = 36 mm2

Digunakan tulangan memanjang 1 Ø 16 (As = 201 mm2) Tabel 4.17. Perhitungan Penulangan Balok 40x80 cm