Perencanaan Struktur Baja Pada Bangunan Refinery Dan Fraksinasi Delapan Lantai

BAB II

DASAR TEORI

2.1

Dasar Perencanaan

2.1.1 Jenis Pembebanan

Perencanakan struktur pada suatu bangunan bertingkat berdasarkan pada

gaya gaya yang akan bekerja pada bangunan tersebut. struktur yang didisain harus

mampu mendukung berat bangunan, beban hidup akibat fungsi bangunan, tekanan

angin, maupun beban khusus berupa gempa dll. Beban-beban yang bekerja pada

struktur dihitung menurut Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983.

2.1.1.1

Beban Mati (q

DL

)

Beban mati adalah berat dari semua bagian dari suatu gedung yang bersifat tetap,

termasuk segala unsur tambahan, penyelesaian–penyelesaian, mesin mesin serta

peralatan tetap yang merupakan bagian tak terpisahkan dari gedung itu.Untuk

merencanakan gedung ini, beban mati yang terdiri dari berat sendiri bahan

bangunan dan komponen gedung adalah :

Tabel 2.1. Berat jenis bahan bangunan

No.

Material

Berat

Keterangan

1. Baja

_{7850 kg/m3}

2. Batu

alam

_{2600 kg/m3}

3. Batu belah, batu bulat,batu gunung

_{1500 kg/m3 berat tumpuk}

4. Batu

karang

_{700 kg/m3 berat tumpuk}

5. Batu

pecah

_{1450 kg/m3}

6. Besi

tuang

_{7250 kg/m3}

 

Tabel 2.1. Berat jenis bahan bangunan (lanjutan)

No.

Material

Berat

Keterangan

8. Beton

bertulang

_{2400 kg/m3}

9. Kayu

_{1000 kg/m3 kelas I}

10. Kerikil,

koral

_{1650 kg/m3}

kering udara sampai

11. Pasangan bata merah

_{1700 kg/m3}

12. Pasangan batu belah, batu bulat,

_{2200 kg/m3}

13. Pasangan batu cetak

_{2200 kg/m3}

14. Pasangan

batu

karang

_{1450 kg/m3}

15. Pasir

_{1600 kg/m3 kering udara sampai}

16. Pasir

_{1800 kg/m3 jenuh air}

17. Pasir

kerikil,

koral

_{1850 kg/m3 kering udara sampai}

18. Tanah,

lempung

dan

lanau

_{1700 kg/m3 kering udara sampai}

19. Tanah,

lempung

dan

lanau

_{2000 kg/m3 basah}

20. Timah hitam / timbel)

_{11400 kg/m3}

(Sumber : Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983

.

)

Tabel 2.2. Beban Mati Tambahan (komponen gedung)

No.

Material

Berat

Keterangan

1.

Adukan, per cm tebal :

21

kg/m2

- dari semen

- dari kapur, semen merah/tras

_{17 kg/m2}

2. Aspal, per cm tebal :

_{14 kg/m2}

3.

Dinding pasangan bata merah :

450

_kg/m2

- satu batu

- setengah batu

_{250 kg/m2}

4.

Dinding pasangan batako :

- berlubang :

tebal dinding 15 cm tebal

dinding 10 cm

300

200

kg/m2

Tabel 2.2. Beban mati tambahan (komponen gedung) (lanjutan)

No.

Material

Berat

Keterangan

5.

Langit-langit & dinding, terdiri :

-

semen asbes (eternit), tebal

maks. 4 mm

6. Lantai kayu sederhana dengan

_{40 kg/m2}

tanpa langit-langit, bentang

7. Penggantung langit-langit (kayu)

7

kg/m2

bentang maks. 5 m, jarak

8. Penutup atap genteng

50 kg/m2

dengan reng dan usuk / kaso

9. Penutup atap sirap

40 kg/m2

dengan reng dan usuk / kaso

10. Penutup atap seng gelombang

10 kg/m2

tanpa usuk

11. Penutup lantai ubin, /cm tebal

24 kg/m2

ubin semen portland, teraso

12. Semen asbes gelombang (5 mm)

11 kg/m2

(Sumber : Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983

.

)

2.1.1.2

Beban Hidup (q

LL

)

 

Beban hidup merupakan baban-beban gravitasi yang bekerja pada saat struktur

telah berfungsi, namun bervariasi dalam besar dan lokasinya. Contohnya adalah

beban orang, furnitur, perkakas yang dapat bergerak, kendaraan dan barang-barang

yang dapat disimpan. Secara praktis beban hidup bersifat tidak permanen

sedangkan, yang lainnya sering berpindah-pindah tempatnya. Karena tidak

diketahui besar, lokasi dan kepadatannya, besar dan posisi sebenarnya dari

beban-beban semacam itu sulit sekali ditentukan

(Salmon dan Johnson, 1992).

Beban hidup untuk bangunan terdiri dari beban hidup lantai dan beban hidup atap

yang bervariasi bergantung pada fungsi bangunan tersebut

Tabel 2.3. Beban Hidup Pada Lantai Bangunan

No.

Fungsi

Beban Hidup

a.

Lantai dan tangga rumah tinggal, kecuali disebut no b

200 kg/m

2

b.

Lantai & tangga rumah tinggal sederhana dan gudang

gudang tidak penting yang bukan untuk toko, pabrik atau

bengkel

125 kg/m

2

c.

Lantai sekolah ruang kuliah, Kantor, Toko, toserba,

Restoran, Hotel, asrama, Rumah Sakit

250 kg/m

2

d.

Lantai ruang olahraga

400 kg/m

2

e.

Lantai ruang dansa

500 kg/m

2

f.

Lantai dan balkon dalam dari ruang pertemuan yang lain

dari pada yang disebut dalam a s/d e seperti masjid, gereja,

ruang pagelaran/rapat, bioskop dengan tempat duduk tetap

400 kg/m

2

g.

Lantai panggung dengan tempat duduk tidak tetap atau

untuk penonton yang berdiri

500 kg/m

2

h.

Lantai Tangga, bordes tangga dan gang dari yang disebut

dalam c

300 kg/m

2

i.

Lantai Tangga, bordes tangga dan gang dari yang disebut

dalam d, e, f, dan g

500 kg/m

2

j.

Lantai ruang pelengkap dari yang disebut dalam c, d, e, f,

dan g

250 kg/m

2

k.

Lantai Pabrik, bengkel, gudang Perpustakaan, ruang

arsip,toko buku, toko besi, ruang alat alat dan ruang mesin

harus direncanakan terhadap beban hidup ditentukan

tersendiri, dengan minimum

Tabel 2.3. Beban Hidup Pada Lantai Bangunan (lanjutan)

No.

Fungsi

Beban Hidup

l.

Lantai gedung parkir bertingkat :

-

Lantai bawah

-

Lantai tingkat lainnya

800 kg/m

2

400 kg/m

2

m.

Lantai balkon-balkon yang menjorok bebas keluar harus

direncanakan terhadap beban hidupdari lantai ruang

berbatasan, dengan minimum

300 kg/m

2

(Sumber : Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983

.

)

Tabel 2.4. Beban Hidup Pada Atap

No.

Fungsi

Beban

Hidup

a.

Atap / bagiannya dapat dicapai orang, termasuk kanopi

dan atap dak

100 kg/m

2

b.

Atap / bagiannya tidak dapat dicapai orang (diambil min.) :

-

beban hujan

-

beban terpusat

20 kg/m

2

100 kg

c.

Balok/gording tepi kantilever

200 kg/m

2

(Sumber : Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983

.

)

 

Tabel 2.5. Koefisien reduksi beban hidup

Penggunaan gedung

Rumah tinggal, asrama, hotel, rumah

sakit

0,75 0,30

PENDIDIKAN :

Sekolah, Ruang kuliah

0,90

0,50

PERTEMUAN UMUM :

Mesjid, gereja, bioskop, restoran, ruang

dansa, ruang pagelaran

0,90 0,50

KANTOR :

Kantor, Bank

0,60 0,30

PERDAGANGAN :

Toko, toserba, pasar

0,80 0,80

PENYIMPANAN :

Gudang, perpustakaan, ruang arsip

0,80 0,80

INDUSTRI :

Pabrik, bengkel

1,00 0,90

TEMPAT KENDARAAN :

Garasi, gedung parkir

0,90 0,50

GANG & TANGGA :

-

Perumahan/penghunian

-

Pendidikan, kantor

-

Pertemuan umum, perdagangan,

-

Penyimpanan, industri, tempat

kendaraan

2.1.1.3

Beban Angin (q

WL

)

Besarnya beban angin yang bekerja pada struktur bangunan tergantung dari

kecepatan angin, rapat massa udara, letak geografis, bentuk dan ketinggian

bangunan, serta kekakuan struktur. Bangunan yang berada pada lintasan angin,

akan menyebabkan angin berbelok atau dapat berhenti. Sebagai akibatnya, energi

kinetik dari angin akan berubah menjadi energi potensial, yang berupa tekanan atau

hisapan pada bangunan. Beban Angin adalah semua beban yang bekerja pada

gedung atau bagian gedung

 

Tabel 2.6. Koefisien Beban Angin

No. Jenis Gedung / Struktur

Posisi Tinjauan

Koefisien

1. Gedung

tertutup

:

a. Dinding vertikal

b. Atap segitiga

c. Atap segitiga majemuk

-

di pihak angin

-

di belakang angin

-

sejajar arah angin

-

di pihak angin (

α

< 65o)

-

di pihak angin (65o <

α

<90o)

-

di belakang angin (semua sudut)

-

bidang atap di pihak angin (

α

< 65o )

-

bidang atap di pihak angin

(65o<

α

<90o)

-

bidang atap di belakang angin

(semua sudut)

-

bidang atap vertikal di belakang

angin (semua sudut)

2. Gedung terbuka sebelah

Sama dengan No.1, dengan tambahan :

-

bid. dinding dalam di pihak angin

-

bid. dinding dalam di belakang angin

+ 0,6

- 0,3

(Sumber : Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983

.

)

2.1.1.4.

Beban Gempa

Sumber :

http://ekspedisi.kompas.com/cincinapi/index.php/infografis/39

Gambar 2.1. Jalur Cincin Api dan Gunung Berapi Sebagai Pusat Gempa

Gambar 2.2. Peta Gempa Pada SNI 1726 2012

 

dengan suatu faktor keutamaan

I

e

menurut Tabel 2. Khusus untuk struktur

bangunan dengan kategori risiko IV, bila dibutuhkan pintu masuk untuk

operasional dari struktur bangunan yang bersebelahan, maka struktur bangunan

yang bersebelahan tersebut harus didesain sesuai dengan kategori risiko IV.

Tabel 2.7. Kategori risiko bangunan gedung dan non 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, perternakan, 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,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

-

Pabrik

Tabel 2.7. Kategori risiko bangunan gedung dan non gedung untuk beban

gempa (lanjutan)

 

 

Jenis pemanfaatan

Kategori risiko

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 di mana jumlah kandungan

bahannya melebihi nilai batas yang disyaratkan oleh instansi yang berwenang dan

cukup menimbulkan bahaya bagi masyarakat jika terjadi kebocoran.

III

G

edung 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 garasi

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.

 

Tabel 2.8. Faktor keutamaan gempa

(Sumber : Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983

.

)

 

lokasi proyek berada pada daerah wilayah medan (0.45g = 4.41 m/s

2

_{) sehingga}

di digunakan spectrum rencana sebagai berikut :

Sumber : http://puskim.pu.go.id/Aplikasi/desain_spektra_indonesia_2011/

Gambar 2.3. Respon Spektrum Gempa Rencana Wilayah Medan

(SNI-03-1726-2012)

Kategori risiko

Faktor keutamaan gempa,

_Ie

I atau II

1,0

 

Batasan sistem struktur dan batasan

tinggi struktur, h (m) c 8. Dinding geser batu bata bertulang

h

13.Dinding geser batu bata ringan (AAC) bertulang biasa

2 2½ 2 TB 10 TI TI TI

14.Dinding geser batu bata ringan (AAC) polos biasa

1½ 2½ 1½ TB TI TI TI TI

15.Dinding rangka ringan (kayu) dilapisi dengan panel struktur kayu yang ditujukan untuk tahanan geser, atau dengan lembaran baja

6½ 3 4 TB TB 20 20 20

16.Dinding rangka ringan (baja canai dingin) yang dilapisi dengan panel struktur kayu yang ditujukan untuk tahanan geser, atau dengan lembaran baja

6½ 3 4 TB TB 20 20 20

17. Dinding rangka ringan dengan panel geser dari semua material lainnya

2 2½ 2 TB TB 10 TI TI

18.Sistem dinding rangka ringan (baja canai dingin) menggunakan bresing strip datar

Tabel 2.9.

Faktor

R

,

Cd

, dan Ω0 untuk sistem penahan gaya gempa (lanjutan)

Batasan sistem struktur dan batasan

tinggi struktur, h (m) c Kategori desain seismik

B C D d E d F e

B. Sistem rangka bangunan

1. Rangka baja dengan bresing eksentris 8 2 4 TB TB 48 48 30 dengan bresing konsentris khusus

5 2 4

22.Dinding rangka ringan (kayu) yang dilapisi dengan panel struktur kayu yang dimaksudkan untuk tahanan geser

7 2½ 4½ TB TB 22 22 22

23.Dinding rangka ringan (baja canai dingin) yang dilapisi dengan panel struktur kayu yang dimaksudkan untuk tahanan geser, atau dengan lembaran baja

7 2½ 4½ TB TB 22 22 22

24.Dinding rangka ringan dengan panel geser dari semua material lainnya

2½ 2½ 2½ TB TB 10 TB TB

25.Rangka baja dengan bresing terkekang terhadap tekuk

8 2½ 5 TB TB 48 48 30

26.Dinding geser pelat baja khusus 7 2 6 TB TB 4 48 30

C. Sistem rangka pemikul momen

1. Rangka baja pemikul momen khusus 8 3 5½ TB TB T TB TB

 

Batasan sistem struktur dan batasan

tinggi struktur, h (m) c

10.Rangka baja dan beton komposit terkekang parsial pemikul momen

D. Sistem ganda dengan rangka pemikul momen khusus yang mampu menahan paling sedikit 25 persen gaya gempa yang ditetapkan

E. Sistem ganda dengan rangka pemikul momen menengah mampu menahan paling sedikit 25 persen gaya gempayang ditetapkan

1. Rangka baja dengan bresing konsentris khususf

6 2½ 5 TB TB 10 TI _TIh,k

Tabel 2.9.

Faktor

R

,

Cd

, dan Ω0 untuk sistem penahan gaya gempa (lanjutan) 

Batasan sistem struktur dan batasan

tinggi struktur, h (m) c F. Sistem interaktif dinding

geser-rangka dengan geser-rangka pemikul momen beton bertulang biasa dan dinding geser beton bertulang biasa

4½ 2½ 4 TB TI TI TI TI

G. Sistem kolom kantilever didetail untuk memenuhi persyaratan 1. Sistem kolom baja dengan kantilever khusus

2½ 1¼ 2½ 10 10 10 10 10

2. Sistem kolom baja dengan kantilever biasa 1¼ 1¼ 1¼ 10 10 TI _TIh,i _TIh, i

3. Rangka beton bertulang pemikul momen khusus

2½ 1¼ 2½ 10 10 10 10 10

4. Rangka beton bertulang pemikul momen menengah

1½ 1¼ 1½ 10 10 TI TI TI

5. Rangka beton bertulang pemikul momen biasa

1 1¼ 1 10 TI TI TI TI

6. Rangka kayu 1½ 1½ 1½ 10 10 10 TI TI

H. Sistem baja tidak didetail secara khusus untuk ketahanan seismik, tidak termasuk sistem kolom kantilever

3 3 3 TB TB TI TI TI

(Sumber : Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung dan non gedung

SNI 1726:2012

.

)

 

 

 

Dengan demikian sistem bekerjanya beban untuk elemen – elemen struktur

gedung bertingkat secara umum dapat dinyatakan sebagai berikut : beban pelat

lantai didistribusikan terhadap balok anak dan balok portal, beban balok portal

didistribusikan ke kolom dan beban kolom kemudian diteruskan ke tanah dasar

melalui pondasi.

Tabel 2.10 Klasifikasi situs

Kelas situs

v

_s (m/detik) N atau N _ch 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

₂

100

SD (tanah sedang) 175 sampai 350 15sampai 50 50 sampai100

< 175 <15 < 50

SE (tanah lunak) Atau setiap profil tanah yang mengandung lebih dari 3 m tanah dengan karateristik sebagai berikut :

1. Indeks plastisitas,

PI

>

2 0 ,

- Rawan dan berpotensi gagal atau runtuh akibat beban gempa seperti mudah likuifaksi, lempung sangat sensitif, tanah tersementasi lemah

- Lempung sangat organik dan/atau gambut (ketebalan

H

>

3

m)

(Sumber : Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur

gedung dan non gedung SNI 1726:2012

.

)

 

-

Kecepatan rata-rata gelombang geser, V

s

Dimana :

d

i

= tebal setiap lapisan antara kedalaman 0 sampai 30 meter

V

si

= kecepatan gelombang geser lapisan

i

dinyatakan dalam meter per

detik

(m/detik)

 

Dimana :

d

i

= tebal setiap lapisan antara kedalaman 0 sampai 30 meter

N

i

= tahanan penetrasi standar 60 persen energy (

N

60

) yang terukur

langsung di lapangan tanpa koreksi, dengan nilai tidak lebih dari

305 pukulan/m

-

Kuat geser niralir rata-rata, Su

Dimana :

d

c

= jumlah ketebalan total dari lapisan - lapisan tanah kohesif di

dalam lapisan 30 meter paling atas

S

ui

= kuat geser niralir (kPa), dengan nilai tidak lebih dari 250 kPa

pengaruh klasifikasi situs (SNI 1726:2012), harus ditentukan dengan perumusan

berikut ini:

S

MS

= F

a

. S

s

S

M1

= F

v

. S

1

Dimana :

S

s

= parameter respons spektral percepatan gempa

MCER

terpetakan untuk

perioda pendek

S

1

= parameter respons spektral percepatan gempa

MCER

terpetakan untuk

perioda 1,0 detik.

dan koefisien situs

F

adan

F

vmengikuti Tabel 2.11 dan Tabel 2.12

Tabel 2.11

Koefisien situs,

F

a

Kelas situs

Parameter respons spektral percepatan gempa (MCER) terpetakan pada

perioda pendek, T=0,2 detik,

S

s

 

S

_s

:s

0 , 2 5

S

_s

=

0 , 5

S

_s

=

0 , 7 5

S

_s

=

1 , 0

S

_s

2

1 , 2 5

(Sumber : Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur

gedung dan non gedung SNI 1726:2012

.

)

 

CATATAN:

-

Untuk nilai-nilai antara

_Ss

dapat dilakukan interpolasi linier

- SS = Situs yang memerlukan investigasi geoteknik spesifik dan analisis respons

situs spesifik,

 

 

 

Tabel 2.12

Koefisien situs,

F

v

Kelas situs

Parameter respons spektral percepatan gempa MCER terpetakan pada

perioda 1 detik,

S

1

(Sumber : Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur

gedung dan non gedung SNI 1726:2012

.

)

 

CATATAN:

-

Untuk nilai-nilai antara

_Ss

dapat dilakukan interpolasi linier

- SS = Situs yang memerlukan investigasi geoteknik spesifik dan analisis respons

situs spesifik,

Tabel 2.13 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan pada perioda pendek

(Sumber : Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung

dan non gedung SNI 1726:2012

.

)

 

Tabel 2.14 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan pada perioda 1 detik

(Sumber : Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung

dan non gedung SNI 1726:2012

.

)

 

Geser dasar seismik,

V

, dalam arah yang ditetapkan harus ditentukan sesuai

dengan persamaan berikut:

V =

C

s

. W

Keterangan:

C

s

= koefisien respons seismik

W

= berat seismik efektif

Berat seismik efektif struktur,

W

menurut

SNI 1726:2012

, harus menyertakan

seluruh beban mati dan beban lainnya yang terdaftar di bawah ini:

Nilai

S

_DS Kategori risiko

 

1.

Dalam daerah yang digunakan untuk penyimpanan: minimum sebesar 25

persen beban hidup lantai (beban hidup lantai di garasi publik dan struktur

parkiran terbuka, serta beban penyimpanan yang tidak melebihi 5 persen

dari berat seismik efektif pada suatu lantai, tidak perlu disertakan);

2.

Jika ketentuan untuk partisi disyaratkan dalam desain beban lantai: diambil

sebagai yang terbesar di antara berat partisi aktual atau berat daerah lantai

minimum sebesar 0,48 kN/m2;

3.

Berat operasional total dari peralatan yang permanen;

4.

Berat lansekap dan beban lainnya pada taman atap dan luasan sejenis

lainnya.

Koefisien respons seismik,

C

s

, harus ditentukan sesuai dengan

C

s

=

Dimana :

S

DS

= parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang perioda

pendek

R

= faktor modifikasi respons dalam Tabel 2.9

I

e

= faktor keutamaan gempa yang ditentukan sesuai Tabel 2.8

Nilai Cs yang dihitung sesuai dengan Persamaan diatas tidak perlu melebihi Cs

dari

persamaan di bawah :

C

s

yang di dapatkan harus tidak kurang dari :

C

min

= 0,044 . S

DS

. I

e

> 0,01

Sebagai tambahan, untuk struktur yang berlokasi di daerah di mana 1

S

sama

dengan atau lebih besar dari 0,6

g

, maka C

s

harus tidak kurang dari:

C

s

=

,

Dimana :

S

DS

= parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang perioda

pendek

S

D1

= parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang sebesar

1,0 detik,

R

= faktor modifikasi respons dalam Tabel 2.9

I

e

= faktor keutamaan gempa yang ditentukan sesuai Tabel 2,8

T =

perioda fundamental struktur (detik)

Perioda fundamental pendekatan T

a

, dalam detik, harus ditentukan dari :

T

a

=

C

t

Dimana :

h

n

= ketinggian struktur, dalam (m)

 

Tabel 2.15 Nilai parameter perioda pendekatan

C

t

dan

x

Tipe struktur

C

_{t x}

Sistem rangka pemikul momen di mana 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 gaya gempa:

   

Rangka baja pemikul momen 0,0724 a 0,8

Rangka beton pemikul momen 0,0466 a 0,9

Rangka baja dengan bresing eksentris 0,0731 a 0,75

Rangka baja dengan bresing terkekang terhadap tekuk 0,0731 a 0,75

Semua sistem struktur lainnya 0,0488 a 0,75

(Sumber : Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung

dan non gedung SNI 1726:2012

.

)

 

Sebagai alternatif, menurut SNI 1726:2012 untuk menentukan perioda fundamental

pendekatan T

a

, dalam detik, dari persamaan berikut untuk struktur dengan

ketinggian tidak melebihi 12 tingkat di mana sistem penahan gaya gempa terdiri

dari rangka penahan momen beton atau baja secara keseluruhan dan tinggi tingkat

paling sedikit 3 m:

T

a

=

0,1N

Dimana :

N

= jumlah, tingkat (m)

Perioda fundamental struktur harus dibatasi dengan :

T

max

=

C

u

T

a

Dimana :

T

a

= waktu getar struktur, dalam (m)

Tabel 2.16 Koefisien untuk batas perioda struktur

Parameter percepatan respons spektral desain pada 1 detik,

S

D1

Koefisien

C

u

> 0,4 1,4

0,3 1,4

0,2 1,5

0,15 1,6

< 0,1 1,7

(Sumber : Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur

gedung dan non gedung SNI 1726:2012

.

)

 

2.1.2 Kombinasi Pembebanan

komponen-elemen struktur dan elemen-elemen fondasi menurut SNI

1726:2012 harus dirancang sedemikian hingga kuat rencananya sama atau melebihi

pengaruh beban-beban terfaktor dengan kombinasi-kombinasi sebagai berikut:

1.

1,4

D

2.

1,2D + 1,6L + 0,5(L

r

atau R)

3.

1,2D + 1,6(L

r

atau R) + (L atau 0.5W)

4.

1,2D + 1,0 W + L + 0,5(L

r

atau R)

5.

1,2D + 1,0 E + L

6.

0,9D + 1,0 W

7.

0,9D + 1,0 E

8.

Pengaruh beban gempa,

E

, harus ditentukan sesuai dengan berikut ini:

1. Untuk penggunaan dalam kombinasi beban 5 dalam

 

2. Untuk penggunaan dalam kombinasi beban 7

E =

E

h

- E

v

Keterangan:

E

= pengaruh beban gempa;

E

h

= pengaruh beban gempa horisontal

E

v

= pengaruh beban gempa vertikal

Pengaruh beban gempa horisontal,

E

h

, harus ditentukan sesuai dengan Persamaan

sebagai berikut:

E

h

=

ρ

Q

h

Keterangan:

Q

= pengaruh gaya gempa horisontal dari

V

atau

F p

ρ

=

faktor redundansi

Untuk struktur yang dirancang untuk kategori desain seismik D, E, atau F,m

SNI 1726:2012 mengatur

ρ

harus sama dengan 1,3 kecuali jika satu dari dua

kondisi berikut dipenuhi, di mana p diijinkan diambil sebesar 1,0:

a.

Masing-masing tingkat yang menahan lebih dari 35 persen geser dasar dalam

arah yang ditinjau harus sesuai dengan Tabel 2.12;

Jumlah bentang untuk dinding geser harus dihitung sebagai panjang dinding

geser dibagi dengan tinggi tingkat atau dua kali panjang dinding geser dibagi

dengan tinggi tingkat,

_hsx

, untuk konstruksi rangka ringan.

Tabel 2.17 Persyaratan untuk masing-masing tingkat yang menahan lebih

dari 35 persen gaya geser dasar

Elemen penahan

gaya lateral Persyaratan

Rangka dengan bresing

Pelepasan bresing individu, atau sambungan yang terhubung, tidak akan mengakibatkan reduksi kuat tingkat sebesar lebih dari 33 persen, atau sistem yang dihasilkan tidak mempunyai ketidakteraturan torsi yang berlebihan (ketidakteraturan struktur horisontal Tipe 1b).

Rangka pemikul momen

Kehilangan tahanan momen di sambungan balok ke kolom di kedua ujung balok tunggal tidak akan mengakibatkan lebih dari reduksi kuat tingkat sebesar 33 persen, atau sistem yang dihasilkan tidak mempunyai ketidakteraturan torsi yang berlebihan (ketidakteraturan struktur horisontal Tipe 1b).

Dinding geser atau pilar dinding dengan rasio tinggi terhadap panjang lebih besar dari 1,0

Pelepasan dinding geser atau pier dinding dengan rasio tinggi terhadap panjang lebih besar dari 1,0 di semua tingkat, atau sambungan kolektor yang terhubung, tidak akan mengakibatkan lebih dari reduksi kuat tingkat sebesar 33 persen, atau sistem yang dihasilkan mempunyai ketidakteraturan torsi yang berlebihan (ketidakteraturan struktur horisontal Tipe 1b).

Kolom kantilever Kehilangan tahanan momen di sambungan dasar semua kolom kantilever tunggal tidak akan mengakibatkan lebih dari reduksi kuat tingkat sebesar 33 persen, atau sistem yang dihasilkan mempunyai ketidakteraturan torsi yang berlebihan (ketidakteraturan struktur horisontal Tipe 1b).

Lainnya Tidak ada persyaratan

(Sumber : Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur

gedung dan non gedung SNI 1726:2012

.

)

 

2.2

Kinerja Struktur Gedung

2.2.1 Kinerja Batas Layan

 

dihitung dari simpangan struktur gedung tersebut akibat pengaruh gempa nominal

yang telah dibagi Faktor Skala..

Faktor Skala =

,

> 1

Dimana :

V

1

= Gaya geser dasar nominal sebagai respons dinamik ragam yang

pertama saja

Vt

= Gaya geser dasar nominal yang didapat dari hasil analisis ragam

spektrum respons yang telah dilakukan.

dekat mempunyai korelasi silang yang signifikan di antara respons translasi dan

torsi.

Kinerja batas ultimit struktur gedung ditentukan oleh simpangan antar-tingkat

maksimum struktur gedung akibat pengaruh gempa rencana dalam kondisi struktur

gedung di ambang keruntuhan, yaitu untuk membatasi kemungkinan terjadinya

keruntuhan struktur gedung yang dapat menimbulkan korban jiwa manusia dan

untuk mencegah benturan berbahaya antar-gedung atau antar bagian struktur

gedung yang dipisah dengan sela pemisah (sela delatasi). simpangan antar-tingkat

ini harus dihitung dari simpangan struktur gedung akibat pembebanan gempa

nominal (SNI 1726:2002) Penentuan simpangan antar lantai tingkat desain (

∆

)

harus dihitung sebagai perbedaan defleksi pada pusat massa di tingkat teratas dan

terbawah yang ditinjau. Lihat Gambar 2.4, Apabila pusat massa tidak terletak

segaris dalam arah vertikal, diijinkan untuk menghitung defleksi di dasar tingkat

berdasarkan proyeksi vertikal dari pusat massa tingkat di atasnya (SNI 1726:2012)

 

Defleksi pusat massa di tingkat

x

(

δ

x

) (mm) harus ditentukan sesuai dengan

persamaan berikut:

δ

x = .

Dimana :

C

d

= faktor amplifikasi defleksi dalam Tabel 2,9

δ

xe

= defleksi pada lokasi yang disyaratkan pada pasal ini yang ditentukan

dengan analisis elastis

I

e

= faktor keutamaan gempa yang ditentukan sesuai dengan tabel 2,8

Simpangan antar lantai tingkat desain

∆

tidak boleh melebihi simpangan antar

lantai tingkat ijin

∆

a

seperti didapatkan dari Tabel 2.13 untuk semua tingkat.

Tabel 2.18 Simpangan antar lantai ijin

Struktur Kategori risiko

I atau II III IV

Struktur, selain dari struktur dinding geser batu bata, 4 tingkat atau kurang dengan dinding interior, partisi, langit-langit dan sistem dinding eksterior yang telah didesain untuk mengakomodasi simpangan antar lantai tingkat.

0 , 0 2 5

gedung pada taraf itu. Dalam segala hal lebar sela pemisah tidak boleh ditetapkan

kurang dari 75 mm (SNI 1726:2012).

2.2.2 Kinerja Batas kekuatan

2.2.2.1 Perencanaan Pelat Floor Deck

Floor deck pada pelat menggantikan fungsi tulangan Tarik pada daerah

lapangan. Analisis pelat floor deck meggunakan metode pelat satu arah. Bila pelat

mengalami rotasi bebas pada tumpuan, pelat dan tumpuan sangat kaku terhadap

momen puntir, maka pelat itu dikatakan jepit penuh. Bila balok tepi tidak cukup

kuat untuk mencegah rotasi, maka dikatakan terjepit sebagian. Tebal minimum

yang ditentukan dalam Tabel 2.14 berlaku untuk konstruksi satu arah yang tidak

menumpu atau tidak disatukan dengan partisi atau konstruksi lain yang mungkin

akan rusak akibat lendutan yang besar, kecuali bila erhitungan lendutan

menunjukkan bahwa ketebalan yang lebih kecil dapat digunakan tanpa

menimbulkan pengaruh yang merugikan.

Tabel 2.19. Tebal Minimum Balok Non-Prategang Atau Pelat Satu Arah Bila

Lendutan Tidak Dihitung

Tebal minimum, h

Komponen struktur

Tertumpu Satu ujung Kedua ujung Kantilever

Komponen struktur tidak menumpu atau tidak dihubungkan dengan partisi atau konstruksi lainnya yang mungkin rusak oleh lendutan yang besar

Pelat masif satu-arah

Balok atau pelat rusuk

satu-arah ,

 

CATATAN:

Panjang bentang dalam mm.

Nilai yang diberikan harus digunakan langsung untuk komponen struktur dengan beton normal dan tulangan tulangan Mutu 420 MPa. Untuk kondisi lain, nilai di atas harus dimodifikasikan sebagai berikut:

a. Untuk struktur beton ringan dengan berat jenis (equilibrium density), w , di antara 1440 sampai

1840 kg/m3, nilai tadi harus dikalikan dengan (1,65 – 0,0003wc) tetapi tidak kurang dari 1,09.

b.

Untuk fy selain 420 MPa, nilainya harus dikalikan dengan (0,4 + fy/700).

a.

Disain pada Momen Positif

Disain pada momen positif gaya Tarik disumbangkan oleh metal deck dan

gaya tekan disumbangkan oleh beton. Dalam hal ini penampang beton

berbentuk persegi panjang

Gambar 2.5. Diagram tegangan momen positif floor deck

Penulangan lentur dihitung analisa tulangan tunggal dengan langkah-langkah

sebagai berikut :

Mn =

Dimana

ϕ

= 0.8

R

n

=

m =

.

A

sPERLU

=

ρ

b d

rasio tulangan minimum menggunakan syarat tulangan susut dan tulangan

suhu sebagai acuan dan di tabelkan sebagai berikut :

Tabel 2.20 Rasio Tulangan Minimum Pada Pelat

Jenis Pelat

ρ

min

Pelat yang menggunakan batang tulangan ulir mutu 300

0,0020

Pelat yang menggunakan batang tulangan ulir atau jaring kawat las

0,0018

Pelat yang menggunakan tulangan dengan tegangan leleh melebihi

0,0018 x 400/

_fy

(Sumber : Tata cara perhitungan struktur beton untuk bangunan gedung

SNI 2847:2002)

Persyaratan lain yang harus dipenuhi dalam mendisain pelat satu arah adalah

jarak tulangan maximum. Pasal 12 SNI 03-2847-2002 butir 6.4 jarak tulangan

adalah :

S =

– 2.5 C

c

Dimana :

f

s

= 60% f

y

C

c

= Selimut Beton

b.

Disain pada Momen Negatif

 

Gambar 2.6. Diagram tegangan momen negatif floor deck

2.2.2.2

Perencanaan Pelat Chekered

Pelat metal didisain menggunakan metode pelat satu arah . syarat batas yang

harus di penuhi pelat metal adalah

ϕ

M

n

> M

u

dimana :

ϕ

M

n

= momen nominal = Z

x

f

y

M

u

=

momen

ultimate

2.2.2.3

Perencanaan Batang Tekan

Kekuatan tekan disain harus nilai terendah yang diperoleh berdasarkan

keadaan batas dari tekuk lentur, tekuk torsi, dan tekuk torsi lentur. Profil dengan

dominan keruntuhan tekuk lentur kekuatan nominal nya adalah :

ϕ

P

n

= 0,9 . f

cr

. A

tegangan kritis, f

cr

ditentukan sebagai berikut :

a.

Bila

.

< 4,71

( atau < 2,25 )

b.

Bila

.

> 4,71

( atau > 2,25 )

f

cr

=

,

.

f

e

f

e

=

Dimana :

K

= faktor panjang efektir

L

= panjang profil

r

= jari jari inersia

f

cr

= tegangan kritis

f

e

= tegangan euler

λ

= kelangsingan =

.

2.2.2.4

Perencanaan Batang Lentur

Pembebanan balok disesuaikan dengan peraturan pembebanan Indonesia

untuk gedung (PPIUG) 1983, sedangkan pemakaian profil dihitung sesuai dengan

SNI 03-1729-2015 .

Tabel 2.21. Nilai kekuatan lentur berdasarkan SNI 1729 2015

PROFIL

q

L

r

L

p

M

P

M

r Vn

kg/m m m KN m KN m KN

WF 150 x 75 x 5 x 7 14.00 3.16 0.84 23.54 15.09 108.00

WF 150 x 100 x 6 x 9 21.10 5.30 1.20 36.09 23.46 127.87

WF 200 x 100 x 4.5 x 7 18.20 3.46 1.12 40.89 27.20 128.30

WF 200 x 100 x 5.5 x 8 21.30 3.78 1.12 48.02 31.28 158.40

WF 200 x 150 x 6 x 9 30.60 6.37 1.82 71.08 46.88 167.62

 

Tabel 2.21. Nilai kekuatan lentur berdasarkan SNI 1729 2015 (lanjutan)

Apabila L > L

r

M

n

= M

cr

=

√

=

,

,

< 2,3

=

= 4

2

=

= 1,76

Untuk profil I konstanta torsi dan konstanta warping adalah

J = [ 2b + h

]

C

w

=

Untuk profil kanal konstanta torsi dan konstanta warping adalah

J = [ 2b + h

]

 

Gambar 2.7. Kuat Momen Lentur Nominal Akibat Tekuk Torsi Lateral

b.

Kontrol Geser

Untuk profil I

= 0,60 f

yw

A

w

< V

u

Persamaan diatas dapat dipenuhi bila syarat kelangsingan untuk tebal pelat web

sebagai berikut :

<

c. Kontrol Lendutan

Tabel 2.22. Batas Lendutan Maksimum

Komponen struktur dengan beban tidak

Beban tetap

Beban

Balok pemikul dinding atau finishing yang getas

L

/360 -

Balok biasa

L

/240 -

Kolom dengan analisis orde pertama saja

h

/500

h

/200

Kolom dengan analisis orde kedua

h

/300

h

/200

(Sumber : Tata cara perencanaan struktur baja untuk bangunan gedung,

SNI 1729:2002)

- Profil Siku

a. Kontrol Momen

ϕ

M

n

= 0.9 M

n

- Momen Leleh

M

n

= 1,5 M

y

Dimana :

M

y

= momen leleh di sumbu lentur

- Momen dengan tekuk torsi lateral

1. Bila M

e

< M

y

M

n

= [ 0,92 -

,

] M

e

2. Bila M

e

> M

y

M

n

= [ 1,92 – 1,17

] M

e

< 1,5 M

y

Lentur di sumbu utama major dari baja siku kaki sama :

M

e

=

,

Dimana

:

 

b

= lebar siku

E

= elastisitas profil siku

t

= tebal profil siku

M

e

= momen tekuk lateral-torsi elastis

b. kontrol geser

ϕ

V

n

= 0,9 . 0,6 . A

w

. f

y

. c

v

Dimana :

V

n

= kekuatan geser penampang

A

w

= luas badan = b x t

f

y

= tegangan leleh profil siku

Nilai cv dari persamaan diatas ditentukan dengan :

-

Bila

< 1,1

c

v

=

1

-

Bila

1,1

<

< 1,37

c

v

=

1,1

x

-

Bila

> 1,37

2.2.2.5

Perencanaan Balok Kolom

Komponen struktur yang mengalami momen lentur dan gaya aksial harus

direncanakan memenuhi ketentuan sebagai berikut:

Untuk

> 0,2

+ (

+

) < 1

Untuk

< 0,2

+ (

+

) < 1

Dimana :

P

u

= Gaya aksial (tarik atau tekan) terfaktor, N

P

n

= Kuat nominal penampang, N

ϕ

= Faktor reduksi kekuatan

= 0.9 untuk aksial tarik

= 0,9 untuk aksial tekan

M

ux

= Momen lentur terfaktor terhadap sumbu-

x

M

uy

= Momen lentur terfaktor terhadap sumbu-

y

M

nx

= Kuat nominal lentur penampang terhadap sumbu-

x

M

ny

= Kuat nominal lentur penampang terhadap sumbu-

y

ϕ

b

= Faktor reduksi kekuatan lentur = 0,9

2.2.2.6

Perencanaan Balok Komposit

Menurut SNI 1729:2015 lebar efektif balok komposit adalah :

-

seperdelapan dari bentang balok, pusat-ke-pusat tumpuan

  -

jarak ke tepi dari pelat

Kekuatan Lentur Positif balok komposit bisa di disain secara plastis jika memenuhi

< 3,76

. Jika > 3,76

maka momen harus di tentukan dengan

superposisi tegangan elastis. (SNI 1729:2015). Nilai ultimate dari momen lentur

dapat di tinjau dari 2 kondisi yaitu :

1.

Sumbu netral jatuh pada pelat beton

Besar nya gaya tekan pada kondisi ultimate adalah :

C

= 0,85 . . a . b

e

Gaya tarik pada profil baja adalah :

T

= A

s

. fy

Gaya tarik floor deck adalah

T

=

A

fd

. f

u

Jika

ẏ

> (t

f

- h

fd

)

keseimbangan gaya C = T , maka diperoleh

a =

. . , . .

Lengan kopel terhadap gaya tekan

d

1

= t

s

– -

d

2

=

+ t

s

-

Kuat momen lentur nominal positif balok komposit adalah :

Gambar 2.8. Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan

ẏ

< (t

s

- h

fd

)

 

Gambar 2.9. Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan

ẏ

> (t

s

- h

fd

)

Jika

ẏ

< (t

f

- h

fd

)

gaya tarik floor deck adalah

T

=

A

efd

. f

u

keseimbangan gaya C = T , maka diperoleh

a =

. .

, . .

Lengan kopel terhadap gaya tekan

d

1

= t

s

– -

d

2

=

+ t

s

-

Kuat momen lentur nominal positif balok komposit adalah :

 

2.

Sumbu netral jatuh pada baja profil

Besar nya gaya tekan pada kondisi ultimate adalah :

C

c

= 0,85 . . a . b

e

Gaya tarik pada profil baja adalah :

T

= A

s

. fy

Keseimbangan gaya diperoleh

T’

= C

c

+ C

s

Besarnya T’ sekarang lebih kecil daripada A

s

.f

y

yaitu :

T’

=

A

s

. f

y

- C

s

Sehingga gaya tekan profil baja

C

c

+ C

s

= A

s

. f

y

- C

s

2C

s

= C

c

+ A

s

. f

y

C

s

=

.

Jika

ẏ

< (t

s

+ t

f

)

Pusat tarik profil

ӯ

=

ẏ ẏ ẏ

lengan kopel terhadap pusat tarik

d

1

= d –

ӯ

- (

ẏ

- t

s

)

d

2

= d –

ӯ

+ pusat tekan beton

kapasitas lentur positif nominal

Gambar 2.10. Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan

ẏ

< (t

s

+ t

f

)

Jika (t

s

+ d) >

ẏ

> (t

s

+ t

f

)

Pusat tarik profil adalah

ӯ

– ẏ ẏ

ẏ

Lengan kopel terhadap gaya tarik

d

1

= d –

ӯ

- t

f

d

2

= d –

ӯ

– t

f

- (

ẏ

- t

f

)

d

3

= d –

ӯ

+ pusat tekan beton

kapasitas lentur positif nominal

 

Gambar 2.11. Diagram tegangan balok komposit momen positif dengan

ẏ

> (t

s

+ t

f

)

Dimana :

A

s

= Luas baja profil, mm

2

A

fd

= Luas floor deck, mm

2

A

efd

= Luas efektif floor deck, mm

2

a

Tinggi dari luasan tekan beton, mm

b

E

Lebar efektif beton

C

= Gaya tekan, KN

= Titik berat floor deck, mm

d

= Tinggi baja profil, mm

= Tegangan leleh baja profil

= Tegangan ultimate floor deck

h

fd

= Tinggi floor deck

Kapasitas momen lentur negative menurut SNI 1729:2015 dapat di tentukan dari

kapasitas momen nominal dari profil baja itu sendiri, sebagai alternatif dapat

ditentukan kapasitas momen negatif dari distribusi plastis penampang komposit

untuk keadaan leleh asalkan menenuhi :

-

Balok baja adalah penampang kompak dan dibreising secara cukup

-

Steel headed stud atau angkur kanal baja yang menyambungkan pelat ke

balok baja pada daerah momen negatif

-

Tulangan pelat yang paralel pada balok baja, di lebar efektif pelat,

diperhitungkan dengan tepat.

Nilai ultimate dari momen lentur negatif komposit adalah :

Gaya tarik tulangan

T

sr

=

A

sr

. f

yr

Gaya tarik floor deck

T

fd

=

A

fd

. f

u

Gaya

tarik

total

T =

T

sr

+ T

fd

Gaya tekan maximum profil baja

C

max

=

A

s

. f

y

Jika

C

max

> T maka titik berat berada pada profil baja

T + T

s

= C

max

– T

s

2T

s

=

C

max

– T

T

s

=

(C

max

– T)

 

Gambar 2.12. Diagram tegangan balok komposit momen negatif dengan t

s

>

ẏ

> (t

s

+ t

f

)

 

t

c

=

Pusat gaya tekan

ӯ

=

ẏ ẏ ẏ

Lengan kopel terhadap gaya tekan

d

1

= d –

ӯ

– t

c

d

2

= d –

ӯ

+

d

3

= d –

ӯ

+ t

s

– selimut pelat -

∅

Momen

nominal

ϕ

M

n

= 0.9 [M

n1

+ M

n2

+ M

n3

]

=

T

sr

. d

3

+ T

fd

. d

2

+ t . f

y

.d

1

Jika sumbu netral jatuh di web maka

h' . .t

w

. f

y

=

T

s

- T

f

h’

=

Gambar 2.13. Diagram tegangan balok komposit momen negatif dengan

ẏ

> (t

s

+ t

f

)

Pusat gaya tekan

ӯ

–

Lengan kopel terhadap gaya tekan

d

1

= d –

ӯ

– t

f

- h’

d

2

= d –

ӯ

– t

f

d

3

= d –

ӯ

+

d

4

= d –

ӯ

+ t

s

– selimut pelat -

∅

Momen nominal

ϕ

M

n

= 0.9 [M

n1

+ M

n2

+ M

n3

+ M

n4

]

= T

sr

. d

4

+ T

fd

. d

3

+ t

f

. f

y

.d

2

+ h’. t

w

. f

y

. d

1

 

suatu pelat beton solid atau pada suatu pelat komposit dengan dek harus ditentukan

sebagai berikut:

Q

n

= 0,5 A

sc

< R

g

R

p

A

sc

f

u

Dimana

Asc

= Luas penampang shear conector

f

c

’

= Kuat tekan beton

E

c

= Modulus elastisitas beton

f

u

= kuat putus shear conektor

R

g

= 1,0 untuk :

a.

Satu angkur

steel headed stud

yang di las pada suatu rusuk

dek baja dengan dek yang diorientasikan tegak lurus terhadap

profil baja

b.

Sejumlah dari angkur

steel headed stud

di suatu lajur/baris

secara langsung terhadap profil baja

c.

Sejumlah dari angkur

steel headed stud

yang di las pada

suatu lajur sampai dek baja dengan dek diorientasikan paralel

terhadap profil baja dan rasio dari

lebar rusuk rata-rata

terhadap kedalaman rusuk

≥

1,5

0,85 untuk :

b.

Satu angkur

steel headed stud

yang di las melewati dek baja

dengan dek diorientasikan paralel terhadap profil baja dan

rasio dari lebar rusuk rata-rata terhadap kedalaman rusuk <

1,5

0,7 untuk tiga atau lebih angkur

steel headed stud

yang dilas pada

suatu rusuk dek baja dengan dek yang diorientasikan tegak lurus

terhadap profil baja

R

p

= 0,75 untuk :

a.

Angkur

steel headed stud

yang dilas secara langsung pada

profil baja;

b.

Angkur

steel headed stud

yang dilas pada suatu pelat komposit

dengan dek yang diorientasikan tegak lurus terhadap

balok

dan

e

mid-ht

≥

2 in. (50 mm) Angkur

steel headed stud

yang dilas

melewati dek baja, atau lembaran baja yang digunakan sebagai

material

pengisi gelagar

, dan ditanam pada suatu pelat

komposit dengan dek diorientasikan paralel terhadap balok

tersebut.

 

e

mid-ht

= jarak dari tepi kaki angkur

steel headed stud

terhadap

badan dek baja, diukur di tengahtinggi dari rusuk dek,

dan pada arah

tumpuan beban

dari angkur

steel headed

stud

(dengan kata lain, pada arah dari momen maksimum

untuk suatu balok yang ditumpu sederhana),

Tabel 2.23. Nilai untuk Rg dan Rp untuk setiap kasus. Kapasitas untuk

angkur

steel headed stud

Kondisi

R

g

R

p

Tanpa dek

1,0

1,0

Dek diorientasi paralel terhadap profil baja

> 1,5

Dek diorientaskan tegak lurus terhadap profil

1,0

0,6*

baja

Jumlah dari angkur

steel headed stud

yang

memiliki rusuk dek yang sama

1

2 0,85

0,6*

+

3 atau lebih 0,7

0,6

+

(Sumber : Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural,

SNI 1729:2015)

Catatan :

W

r

= lebar rata-rata dari rusuk atau voute beton

h

r

= tinggi rusuk nominal,

**

untuk suatu angkur

steel headed stud

tunggal

*

nilai ini dapat ditingkatkan sampai 0,75 bila e

mid-ht

> 51 mm

2.2.2.7

Perencanaan Sambungan Las

Luas efektif dari suatu las sudut adalah panjang efektif dikalikan dengan throat

efektif. Throat efektif dari suatu las sudut merupakan jarak terpendek (garis tinggi)

dari perpotongan kaki las ke muka las diagrammatik. Suatu penambahan dalam

dari perpotongan kaki las ke muka las diagrammatik yang dibuktikan melalui

pengujian dengan menggunakan proses produksi dan variabel prosedur. Untuk las

sudut dalam lubang dan slot, panjang efektif harus panjang dari sumbu las

sepanjang pusat bidang yang melalui throat. Pada kasus las sudut yang

beroverlap, luas efektif tidak boleh melebihi luas penampang nominal dari lubang

atau slot, dalam bidang permukaan lekatan

. (SNI 1729:2015)

.

Sumber : http://www.twi-global.com/technical-knowledge/job-knowledge/design-part-2-091/

Gambar 2.14. Tebal efektif las sudut

Ukuran minimum las sudut menurut SNI 1729:2015 harus tidak kurang dari ukuran

yang diperlukan untuk menyalurkan gaya yang dihitung, atau ukuran seperti yang

tertera dalam Tabel 2.23 Ukuran maksimum dari

las sudut

dari bagian-bagian yang

tersambung harus:

a.

Sepanjang tepi material dengan ketebalan kurang dari ¼ in. (6 mm); tidak

lebih besar dari ketebalan material.

 

jarak antara tepi logam dasar dan ujung kaki las boleh kurang dari 1/16 in.

(2 mm) bila ukuran las secara jelas dapat diverifikasi.

Tabel 2.24. Tebal minimum las sudut

Ketebalan Material dari Bagian Paling Tipis yang Tersambung, in. (mm)

Ukuran Minimum Las Sudut,[a] in. (mm)

Sampai dengan ¼ (6) 1/8 (3) Lebih besar dari ¼ (6) sampai dengan ½ (13) 3/16 (5) Lebih besar dari ½ (13) sampai dengan ¾ (19) ¼ (6)

Lebih besar dari ¾ (19) 5/16 (8) [a]

Dimensi kaki las sudut. Las pas tunggal harus digunakan. Catatan: Lihat Pasal J2.2b untuk ukuran maksimum las sudut.

(Sumber : Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural, SNI 1729:2015)

Panjang minimum dari las sudut yang dirancang berdasarkan kekuatan tidak boleh

kurang dari empat kali ukuran las nominal, atau ukuran lain dari las harus

diperhitungkan tidak melebihi ¼ dari panjangnya. Jika las sudut longitudinal saja

digunakan pada sambungan ujung dari komponen struktur tarik tulangan-rata,

panjang dari setiap las sudut tidak boleh kurang dari jarak tegak lurus antaranya.

Kekuatan desain,

ϕ

R

n

yang dilas harus merupakan nilai terendah dari kekuatan

material dasar yang ditentukan menurut keadaan batas dari keruntuhan tarik dan

keruntuhan geser dan kekuatan logam las yang ditentukan menurut keadaan batas

dari keruntuhan berikut ini:

Untuk logam dasar

ϕ

R

n

= 0,75 . f

n BM

. A

BM

Untuk logam las

ϕ

R

n

= 0,75 . f

ne

. A

WE

Dimana :

f

n BM

= tegangan nominal dari logam dasar, ksi (MPa)

f

ne

= tegangan nominal dari logam las, ksi (MPa)

A

BM

= luas penampang logam dasar, in

2

. (mm

2

)

A

WE

= luas efektif las, in

2

. (mm

2

)

kelompok las linear dengan suatu ukuran kaki yang seragam, dibebani

melalui titik berat

ϕ

R

n

= 0,75 . f

ne

. A

WE

dan

f

ne

= 0,60 f

EXX

( 1 + 0,5sin

1,5

θ

)

dimana :

f

EXX

= kekuatan klasifikasi logam pengisi, ksi (MPa)

 

Kekuatan sambungan las pada sambungan pemikul momen adalah

ϕ

M

n

=

∑

ϕ

P

las

. d

Dimana :

ϕ

M

n

= Kekuatan nominal sambungan las terhadap momen

ϕ

P

las

= Gaya las terkoreksi

d

= Lengan kopel terhadap garis netral

Gambar 2.16. Momen plastis siklik pada sambungan pemikul momen

2.2.2.8.

Perencanaan Sambungan Baut

dari 2 2/3 kali diameter nominal,

d

, dari

pengencang

; suatu jarak 3

d

yang lebih

disukai. Jarak dari pusat lubang standar ke suatu tepi dari suatu bagian yang

disambung pada setiap arah tidak boleh kurang dari nilai yang berlaku dari Tabel

2.27. Jarak maksimum dari pusat setiap baut ke tepi terdekat dari bagian-bagian

dalam kontak harus 12 kali ketebalan dari bagian yang disambung akibat

perhitungan, tetapi tidak boleh melebihi 6 in. (150 mm) (SNI 1729:2015). Spasi

longitudinal

pengencang

antara elemen-elemen yang terdiri dari suatu pelat dan

suatu profil atau dua pelat pada kontak menerus harus sebagai berkut:

1.

Untuk komponen struktur dicat atau komponen struktur tidak dicat yang

tidak menahan korosi, spasi tersebut tidak boleh melebihi 24 kali ketebalan

dari bagian tertipis atau 12 in. (305 mm).

2.

Untuk komponen struktur tidak dicat dari

baja

yang berhubungan dengan

cuaca yang menahan korosi atmospheric, spasi tidak boleh melebihi 14 kali

ketebalan dari bagian tertipis atau 7 in. (180 mm)

Catatan:

Dimensi pada (a) dan (b) tidak berlaku untuk elemen-elemen yang terdiri

dari dua profil dalam kontak menerus.

Tabel 2.25. Pratarik baut minimum, kN*

(Sumber : Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural, SNI 1729:2015)

Ukuran Baut, mm Baut A325M Baut A490M

M16 91 114

M20 142 179

M22 176 221

M24 205 257

M27 267 334

M30 326 408

M36 475 595

 

Kekuatan tarik atau geser desain, dari suatu baut snug-tightened atau baut

kekuatan-tinggi pra-tarik atau bagian berulir harus ditentukan sesuai dengan keadaan batas

dari keruntuhan tarik dan keruntuhan geser sebagai berikut:

ϕ

R

n

= 0,75 . f

n

. A

B

Dimana

A

B

= Luas penampang baut

f

n

= kuat nominal baut terhadap tarik (f

nt

) atau geser (f

nv

) (tabel 2.25)

Kekuatan tarik yang tersedia dari baut yang menahan kombinasi gaya tarik dan

geser harus ditentukan sesuai dengan keadaan batas dari keruntuhan geser sebagai

berikut:

ϕ

R

n

= 0,75 . f

n’

. A

B

dan

f

n’

= 1,3 f

nt

-

,

f

rv

< f

nt

dimana :

f

n’

= tegangan tarik nominal yang dimodifikasi mencakup efek tegangan

geser, ksi (MPa)

f

nt

= tegangan tarik nominal dari Tabel 2.25, ksi (MPa)

f

nv

= tegangan geser dari Tabel 2.25, ksi (MPa)

f

rv

= tegangan geser yang diperlukan, ksi (MPa)