BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR

(1)

63 BAB IV

PERHITUNGAN STRUKTUR

4.1 Perhitungan Pembebanan 4.1.1 Perencanaan beban gempa

Beban gempa atau respons spectrum yang terjadi sesuai dengan data pada perhitungan gempa, mengacu pada SNI 03-1726-2012. Analisis struktur terhadap beban gempa pada gedung dilakukan dengan metode analisis respons pektrum. Berdasarkan peta pada google maps, Gedung Arsip Kantor Pertanahan Kota Semarang terletak pada lintang -6.987411 dan bujur 110.429206.

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

Untuk berbagai kategori risiko struktur bangunan gedung dan non gedung sesuai Tabel 4.2.1 pengaruh gempa rencana terhadapnya harus dikalikan dengan suatu faktor keutamaan Ie menurut tabel 4.2.2 :

Tabel 4.1.1 Kategori Risiko Bangunan Gedung dan Non Gedung Untuk Beban Gempa

Jenis Pemanfaatan Kategori

Resiko

Gedung dan non gedung yang memiliki risiko rendah terhadap jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan, termasuk, tapi tidak dibatasi untuk, antara lain:

a. Fasilitas pertanian, perkebunan, peternakan, dan perikanan b. Fasilitas sementara

c. Gudang penyimpanan

d. Rumah jaga dan struktur kecil lainnya

I

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

a. Perumahan

b. Rumah toko dan rumah kantor c. Pasar

d. Gedung perkantoran

e. Gedung apartemen/ rumah susun f. Pusat pembelanjaan/ mall g. Bangunan industry

(2)

h. Fasilitas manufaktur i. Pabrik

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

a. Bioskop

b. gedung pertemuan c. stadion

d. fasilitas kesehatan yang baik memiliki unit bedah dan unit gawat darurat

e. fasilitas penitipan anak f. penjara

g. 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:

a. pusat pembangkit listrik biasa b. fasilitas penanganan air c. fasilitas penanganan limbah d. pusat telekomunikasi

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

III

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

(3)

Tabel 4.1.2 Faktor Keutamaan Gempa

Kategori Resiko Faktor keutamaan gempa, Ie

I atau II 1,0

III 1,25

1V 1,50

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

b. Menentukan Parameter percepatan gempa (SS dan S1)

Berdasarkan dari gambar respon spektra pada Tabel 4.5,Gambar 4.29 dan Gambar 4.30 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) :

Ss = 1.012 g dan S1 = 0,339 g

Tabel 4.1.3 Nilai Ss dan S1 Respon Spektra

(4)

Gambar 4.1.1 Peta Parameter Ss Wilayah Indonesia (Sumber: http://www.pu.go.id/desain_spektra_indonesia_2011)

Gambar 4.1.2 Peta Parameter S1 Wilayah Indonesia (Sumber: http://www.pu.go.id/desain_spektra_indonesia_2011)

c. Menentukan Kelas Situs

Penetapan Kelas Situs dapat dilakukan melalui penyelidikan tanah dengan menguji nilai penetrsai standar rata-rata.N Profil tanah yang mengandung beberapa lapisan tanah dan/atau batuan yang nyata berbeda, harus dibagi menjadi lapisan-lapisan yang diberi nomor ke-1 sampai ke- n dari atas ke bawah, sehingga ada total N-lapisan tanah yang berbeda pada lapisan 30 m paling atas tersebut. Nilai ̅ untuk lapisan tanah 30 m paling atas ditentukan sesuai dengan perumusan berikut :

(5)

̅ ∑ ∑ ⁄ Keterangan :

ti = tebal setiap lapisan antara kedalaman 0 sampai 20,8 meter;

Ni =tahanan penetrasi standar 60 persen energi (N60) yang terukur langsung di lapangan tanpa koreksi.

Dikarenakan data tanah yang dimiliki hanya terdapat data sondir, maka nilai N dapat dicari dengan rumus pendekatan yang berada dalam buku teknik sipil karangan Ir. V Sunggono kh halaman 132 :

Tabel 4.1.4 Penafsiran Hasil Penyelididkan Tanah dengan Memakai Alat Sondir

qc = tekanan konis fs = hambatan pelekat Untuk lempung qc = 2 N Untuk pasir qc = 4 N

(6)

Tabel 4.1.5 Mengubah Nilai qc ke N kedalam qc fs N 0 0 0 0 1 10 0,3 5 2 7 0,3 3.5 3 25 0,2 6.25 4 40 0,2 10 5 38 0,4 9.5 6 15 0,2 3.75 7 18 0,4 4.5 8 8 0,2 2 9 7 0,3 3.5 10 5 0,2 2.5 11 8 0,4 4 12 8 0,8 2 13 7 0,5 3.5 14 8 0,2 2 15 12 0,3 3 16 8 0,2 2 17 12 0,8 6 18 12 0,8 6 19 25 1 6.25 20 20 0,7 10 20,8 22 0,8 11

Tabel 4.1.6 Nilai Penetrasi Standar Rata-rata (N).

No Depth (m) N t/N

1 0 - 1 5 0.200

2 1 – 2 3.5 0.286

3 2 – 3 6.25 0.160

(7)

5 4 – 5 9.5 0.105 6 5 - 6 3.75 0.267 7 6 - 7 4.5 0.222 8 7 – 8 2 0.500 9 8 – 9 3.5 0.286 10 9 – 10 2.5 0.400 11 10 – 11 4 0.250 12 11 – 12 2 0.500 13 12 – 13 3.5 0.286 14 13 – 14 2 0.500 15 14 – 15 3 0.333 16 15 – 16 2 0.500 17 16 – 17 6 0.167 18 17 - 18 6 0.167 19 18 - 19 6.25 0.160 20 19 - 20 10 0.100 21 20 - 20.8 11 0.073 ∑ 20.8 5.561

N =

Tipe kelas situs harus ditetapkan sesuai dengan definis dari Tabel 4.5.5 dan pasal pasal berikut.

(8)

Tabel 4.1.7 Hubungan Klasifikasi Situs dengan Parameter Tanah

Berdasarkan klafisikasi situs diatas, untuk kedalaman 30 meter dengan nilai test penetrasi standar rata – rata ̅̅̅ berada pada nilai( ̅̅̅) , dan memenuhi pasal (SE) tanah lunak.

profil tanah yang mengandung lebih dari 3 m tanah dengan karateristik sebagai berikut : 1. Indeks plastisitas, PI > 20

2. Kadar air, w > 40%

3. Kuat geser niralir su <25 kPa

maka tanah dilokasi tersebut termasuk kelas situs SE (tanah lunak).

d. Menentukan koefisien-koefisien situs dan parameter-parameter respons spectral percepatan gempa maksimum yang dipertimbangkan resiko-tertarget (MCER).

(9)

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.

Tabel 4.1.8 Koefisien Situs (Fa)

Tabel 4.1.9 Koefisien Situs (Fv)

Maka untuk SS = 1,012 g dan S1 = 0,339 g, diperoleh nilai Fa d an Fv (interpolasi): Fa = 1,065

(10)

Fv = 1,59

Menghitung nilai SMS dan SM1 meggunakan rumus empiris:

SMS = Fa SS

= 1,065 x 1,012 = 1,1085 g SM1 = Fv S1

= 1,59 x 0,339 = 0,584 g

Didapat nilai SMS, SM1, langkah selanjutnya mencari harga SDS, SD1menggunakan rumus

empiris:

SDS = 2/3 SMS

= 2/3 x 1,078= 0,739 g SD1 = 2/3 SM1

= 2/3 x 0,584 = 0,389 g

e. 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 4.5.5 dan mengikuti ketentuan di bawah ini :

T0 = 0,2 . Ts = = 0,2 = = 0,105 detik = 0,527 detik

Dalam menentukan periode fundamental struktur T dapat diperoleh dari hasil analisis struktur yang akan ditinjau. Namun SNI Gempa 2012 memberi persyaratan bahwa periode fundamental yang akan dipakai sebagai perhitungan tidak boleh melebihi dari batas atas periode fundamental pendekatan yang mana nilainya adalah perkalian dari koefisien periode batas atas (Cu) dengan periode pendekatan (Ta). Untuk memudahkan pelaksanaan, periode alami fundamental T ini boleh langsung digunakan periode pendekatan Ta. Periode pendekatan ditentukan berdasarkan Persamaanberikut ini:

T

a

= C

t

.h

n x

(11)

Tabel 4.1.10 Koefisien Batas Atas Periode

Tabel 4.1.11 Nilai Parameter Periode Pendekatan Ct dan x

Ta = Ct . hnx

= 0,0466 x 240,9 = 0.814 detik

Dengan nilai SD1= 0.389 g, maka didapat koefisien Cu = 1,4 T maks = Cu . Ta = 1,4 x 0,814 = 1,139 detik

Gambar 4.1.3 Spektrum Respons Desain SNI 03-1726-2012

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

(12)

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

diambil dari persamaan: ( )

( )

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:

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

Tabel 4.1.12 Spektrum Respons Desain Gedung Arsip Kantor Pertanahan Kota Semarang

Periode Getar (T) Percepatan respon spectra, Sa (g) Periode Getar (T) Percepatan respon spectra, Sa (g) 0 0.296 2.584 0.175 0.197 0.739 2.684 0.167 0.984 0.739 2.784 0.16 0.984 0.621 2.884 0.154 1.084 0.536 2.984 0.148 1.184 0.471 3.084 0.143 1.284 0.42 3.184 0.138 1.384 0.379 3.284 0.133 1.484 0.346 3.384 0.129 1.584 0.317 3.484 0.125 1.684 0.293 3.584 0.121 1.784 0.273 3.684 0.117 1.884 0.255 3.784 0.114 1.984 0.239 3.884 0.11 2.084 0.225 3.984 0.107 2.184 0.213 4.084 0.104

(13)

2.284 0.202 4.184 0.102

2.384 0.192 4.284 0.099

2.484 0.183 4 0.097

Sumber: Hasil Perhitungan, 2019

Gambar 4.1.4 Spektrum Respons Desain Gedung Arsip Kantor Pertanahan Kota Semarang

(Sumber: http://www.pu.go.id/desain_spektra_indonesia_2011)

f. Menentukan Kategori desain seismik (A-D)

Dalam menentukan Ketegori desain seismik apabila digunakan alternatif prosedur penyederhanaan desain pada pasal 8 (SNI 1726-2012) kategori desain seismik diperkenankan untuk ditentukan dari tabel kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan pada perioda pendek dan tabel kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan pada perioda 1 detik, dengan menggunakan nilai SDS yang ditentukan dalam pasal 8.8.1 (SNI 1726-2012).

Tabel 4.1.13 Kategori Desain Seismik Berdasarkan Parameter Respons Percepatan Pada

Perioda Pendek

(14)

Tabel 4.1.14 Kategori Desain Seismik Berdasarkan Parameter Respons Percepatan Pada

Perioda 1 detik

Harga,

SDS= 0,739 (SDS >0,5) =>Kategori Resiko Tipe D

SD1= 0,389 (SD1 > 0,2) =>Kategori Resiko Tipe D

g. 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 4.1.15

Tabel 4.1.15 Faktor R, Cd dan Ωo Untuk istem penahan Gaya Gempa

(15)

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

4.1.2 Pembebanan Rangka Atap kuda-kuda a. Beban Mati (q)

 Penutupatap = 0,5 x 1,876 = 0,470 kN/m

 Berat gording = 0,12 kN/m

 Berat trekstang (10% x 0,217) = 0,012 kN/m

Jadi total beban mati (q) = 0,602 kN/m

b. Beban Hidup (P)

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

 Beban hidup pekerja = 1 kN

 Beban air hujan = 0,16kN/m x 3,25 m x 1,876 = 0,9755kN

c. Beban Angin (W)

Tekanan tiup angin = 0,25 kN/m2 Koefisien angin :

 Angin tekan = ((0,02 . 300) – 0,4) = 0,2

 Angin hisap = - 0,40 Beban angin :

 Beban angin tekan = 0,2 x 1,876 m x 0,25 kN/m2 = 0,0938kN/m

 Beban angin hisap = -0,4 x 1,876 m x 0,25 kN/m2= - 0,1876kN/m +

(16)

X X Y Y 30° p py px 30°

1. Momen Akibat Pembebanan a. Beban Mati

Gambar 4.1.4. Beban mati

Sumber : Progam Autocad 2007

q = 0,57445kN/m qx q sin α = 0,602 kN/m . sin 30º = 0,3010 kN/m qy q cos α = 0,602 kN/m . cos 30º = 0,5213 kN/m Mx1 = (1/8 . qy . L2). 0,8 = (1/8 x 0,5213 kN/m x 3,252m)x 0,8 = 0,5506 kN.m My1 = (1/8 . qx . L2) . 0,8 = (1/8 x 0,3010 kN/m x 3,252m) x 0,8 = 0,3179 kN.m b. Beban Hidup

Gambar 4.1.5. Beban hidup

X X Y Y 30° q qy qx 30°

(17)

30°

 Beban hidup pekerja

P = L = 1 kN Px = P sin α = 1 kN .sin 30º = 0,5kN Py P cos α = 1 kN .cos 30º = 0,866 kN Mx2 = (1/4 .Py .L) . 0,8 = (1/4 x 0,866 kN x 3,25m) . 0,8 = 0,563 kN.m My2 = (1/4 .Px .L) . 0,8 = (1/4 x 0,5 kNx 3,25 m) . 0,8 = 0,325 kN.m

 Beban hidup air hujan P = L = 0,9755kN Px P sin α = 0,9755kN. sin 30º = 0,48775kN Py P cos α = 0,9755kN.cos 30º = 0,84481kN Mx2 = (1/4 .Py .L) . 0,8 = (1/4 x 0,84481kNx 3,25m) x 0,8 = 0,68641kN.m My2 = (1/4 .Px .L) . 0,8 = (1/4 x0,48775kN x 3,25m) x 0,8 = 0,3174kN.m

Jadi jumlah total beban hidup pekerja dan beban hidup air hujan adalah Mx2 = 0,563 kN.m + 0,68641 kN.m = 1,24941 kN.m

My2 = 0,325 kN.m + 0,3174 kN.m = 0,6424 kN,m

c. Beban Angin

Gambar 4.1.5. Beban angin

(18)

Angin tekan = 0,0938kN/m Angin hisap = - 0,1876kN/m Mx3 tekan = (1/8 .Wty . L2) . 0,8 = (1/8 x0,0938kN/m x3,252m) x 0,8 = 0,09908kN.m Mx3 hisap = (1/8 .Why . L2) . 0,8 = (1/8 x - 0,1876kN/m x3,252m) x 0,8 = -0,19815kN.m

2. Kombinasi Pembebanan Atap a. 1,4 D Ux = 1,4 (0,5506 kN.m) = 0,7708 kN.m Uy = 1,4 (0,3179 kN.m) = 0.4451 kN.m b. 1,2 D + 0,5 La Ux = 1,2 (0,5506 kN.m)+ 0,5 (1,24941kN.m) = 1,28543 kN.m Uy = 1,2(0,3179 kN.m)+ 0,5 (0,6424kN.m) = 0,70268 kN.m c. 1,2 D + 1,6 La + 0,8 W Ux = 1,2(0,5506 kN.m)+1,6(1,24941 kN.m)+0,8(0,09908 kN.m )= 2,73904 kN.m Uy = 1,2(0,3179 kN.m)+ 1,6 (0,6424 kN.m)+ 0,8 (0) = 1,40932 kN.m d. 1,2 D + 1,3 W + 0,5 La Ux = 1,2(0,5506)+1,3(0,09908)+0,5(1,24941)= 1,41423 kN.m Uy = 1,2(0,3179 kN.m)+ 1,3 (0) + 0,5 (0,6424 kN.m) = 0,70268 kN.m e. 0,9 D ± 1,3 W Ux = 0,9(0,5506 kN.m) + 1,3 (0,09908kN.m) = 0,62434 kN.m =0,9(0,5506 kN.m) - 1,3 (0,09908kN.m) = 0,36674 kN.m Uy = 0,9(0,3179 kN.m) + 1,3 (0) = 0,28611 kN.m = 0,9(0,3179 kN.m) - 1,3 (0) =0,28611 kN.m MUx max = 2,73904 kN.m = 2,73904 (106) N.mm MUy max = 0,70268 kN.m = 0,70268 (106) N.mm

(19)

4.1.3 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 = 0,5 kN/m2 x 1,876 m x 3,25 m

BA = 3,0485 kN

2. Akibat Berat Gording

Beban permanen yang timbul dari berat profil baja yang difungsikan sebagai gording

BG = berat profil baja x jarak kuda-kuda BG = 0,120 kN/m x 3,25 m = 0,390 kN

3. 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.

4. Beban Hidup

Beban hidup adalah beban terpusat yang terjadi karena beban pekerja yang bekerja pada saat pembuatan atauperbaikan kuda-kuda pada atap dan beban air hujan.

PPekerja = 1 kN

PAirHujan = (40 – 0,8 x 300) = 16 kg/m2= 0,16 kN/m = 0,16 kN/m x 3,25 m x 1,876 = 0,9755 kN

5. Akibat berat plafond

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

BPlafon = Beban plafond x jarak kuda-kuda x panjang kuda-kuda / jumlah buhul yang dibebani

BPlafon = (0,18 kN/m2 x 3 m x 13 m) / 8 = 0,8775 kN

(20)

6. Beban Gempa

Beban gempa atau respons spectrum yang terjadi sesuai dengan data pada peritungan gempa, mengacu pada SNI 03-1726-2012. Analisis struktur terhadap beban gempa pada gedung dilakukan dengan metode analisis respon spektrum. Berdasarkan parameter respons percepatan perioda pendek (SDS) dan perioda 1 detik (SD1), bangunan gedung termasuk dalam Kriteria Desain Seismik (KDS) D, sehingga sistem penahan gaya gempa yang diijinkan adalah Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK). Untuk perencanaan gempa ini sudah dibahas pada sub bab sebelumnya.

7. Beban angin

Beban angin adalah beban yang bekerja pada gedung atau bagian gedung yang disebabkan oleh selisih dalam tekanan udara. Pada konstruksi ini diasumsikan nilai W = 0,25 kN/m2.

a. Akibat angin tekan

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

W tekan vertikal

= Angin tekan x sin α x W x jarak gording x jarakkuda-kuda = 0,2 x sin 30o x 0,25 kN/m2 x 1,876 m x 3,25 m

= 0,1524kN W tekan horisontal

= Angin tekan x sin α x W x jarak gording x jarak kuda-kuda = 0,2 x cos 30o x 0,25 kN/m2 x 1,876 m x 3,25 m

= 0,2640kN

b. Akibat angin hisap

Angin hisap = - 0,4 W hisap vertikal

= Angin tekan x sin α x W x jarak gording x jarak kuda-kuda = -0,4 x sin 30o x 0,25 kN/m2 x 1,876 m x 3,25 m

= -0,3048 kN W hisap horisontal

(21)

= -0,4 x cos 30 x 0,25 kN/m x 1,876 m x 3,25 m = -0,5280 kN 8. 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

4.1.4 Perhitungan Pembebanan Pelat Lantai. 1. Beban Mati (WD)

Berat pelat lantai = 2400 x 0,12 = 2,88 kN/m2 Berat space lantai = 0,03 x 1800 = 0,54 kN/m2

Penutup lantai = 0,7 kN/m2

Berat plafon + penggantung = 0,18 kN/m2

= 4.3 kN/m2

2. Beban Hidup (WL)

Beban hidup Ruang Perkantoran = 2,50 kN/m2

3. Beban Gempa Beban gempa (V) : V = x w Dimana : = Akselerasi Spektrum

Ie = 1,0 ( faktor keutamaan gempa) apartemen(SNI-1726-2012) W = (1,2D + 1,6L) x 0,5

= 1,2 (4,3) + 1,6 (250) x 0,5 = 4,58 KN/m2

R = 3 (modifikasi respon untuk model pembebanan momen biasa) V = kN/m2

+

Dicari dari data tanah menurut SNI gempa 2012

0,5 = faktor reduksi untuk perkantoran (SNI gempa 2012)

(22)

4. Kombinasi Pembebanan

Wu = 1,2 WD + 1,6 WL+ V

= 1,2 (4,3) + 1,6 (250) + 0,594 = 975,4 Kg/m2  9,754 KN/m2

4.1.5 Perhitungan Pembebanan Portal a. Beban pada pelat.

1. Beban Mati (WD)

Berat pelat lantai = 24 x 0,12 = 2,88 kN/m2

Berat spesi = 0,03 x 18 = 0,54 kN/m2

Penutup lantai = 0,7 kN/m2

Berat plafon + penggantung = 0,18 kN/m2 +

= 4.3 kN/m2

2. Beban Hidup Untuk Pelat Lantai (WLL)

Beban hidup untuk Perkantoran = 2,50 kN/m2 +

= 2,50 kN/m2

3. Pelimpahan Beban Plat pada Balok

Beban mati pelat

Beban Trapesium & segitiga

= ½ Lx . beban mati pelat

(23)

= 6,45 kN/m Beban Hidup pelat Atap

Beban Trapesium & segitiga

= ½ Lx . beban Hidup pelat

= ½ x 3,0 x 2,502

= 3,753 kN/m2

Beban Hidup pelat Lantai Beban Trapesium & segitiga

= ½ Lx . beban Hidup pelat

= ½ x 3,0 x 2,50 = 3,75 kN/m2 4. Beban Gempa Beban gempa (V) : V = x w Dimana : = Akselerasi Spektrum

= 1,2 (4,3) + 1,6 (250) x 0,5 = 4,58 KN/m2

b. Beban pada balok 1. Beban dinding

Tinggi dinding x berat komponen = 4 m x 200 kg/m2

= 800 kg/m3 = 8 kN/m3

(24)

2. Beban gempa

Beban gempa atau respons spectrum yang terjadi sesuai dengan data pada peritungan gempa, mengacu pada SNI 03-1726-2012. Analisis struktur terhadap beban gempa pada gedung dilakukan dengan metode analisis respon spektrum. Berdasarkan parameter respons percepatan perioda pendek (SDS) dan perioda 1 detik (SD1), bangunan gedung termasuk dalam Kriteria Desain Seismik (KDS) D, sehingga sistem penahan gaya gempa yang diijinkan adalah Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK). Untuk perencanaan gempa ini sudah dibahas pada sub bab sebelumnya.

(25)

4.2. Perencanaan Struktur Atap

Atap direncanakan menggunakan struktur kuda-kuda baja dengan menggunakan bentuk limasan. 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 :

1.625 1.625 1.625 1.625 3.250 3.250 3.250 3.250 3.250 3.250 3.250 3.250 26.000 1 .625 1 .625 1 .625 1 .625 3 .250 3 .250 3 .250 3 .250 1 3 .0 0 0 KUDA-KUDA K1 KUDA-KUDA K2 KUDA-KUDA K4 KUDA-KUDA K3 GORDING

Gambar 4.2.1 Tampak Atas Rangka Atap

(26)

13.000 0. 938 13.000 3. 753 1. 876 KUDA-KUDA K1 KUDA-KUDA K2 6.500 3.250 KUDA-KUDA K3 1. 876 2. 815 3. 753 KUDA-KUDA K4

Gambar 4.2.2. Pemodelan Kuda-Kuda

4.2.1. Pedoman Perhitungan Atap

Dalam perencanaan atap, adapun pedoman yang dipakai, sebagai berikut:

1. SNI 03-1727-2013 Beban Minimum untuk Perencanaan Bangunan Gedung dan Struktur Lain.

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.

(27)

4.2.2. Perhitungan Atap

4.2.2.1. Perhitungan Rangka Atap

Data-Data Perhitumgan Rencana Atap :

 Bentang Kuda-Kuda = 13 m

 Jarak Kuda-Kuda utama = 3,25 m

 Jarak Gording = 1,876m

 Sudut Kemiringan Atap = 30º

 Gording = Hollow Structural Tube

= 125 mm x 125 mm x 3.2 mm

 Berat Gording = 12,00 kg/m = 0,12 kN/m

Tabel 4.2.1 Hollow Structural Tube Size (mm) Size Section Area Weight A B t mm in mm In mm in cm2 in2 Kg/m Kg/ft Lb/ft 120x125x3.2 125 4,921 125 4,921 3,2 0,126 15,33 4,283 12,00 3,655 8,064

(Gunawan, Rudy. 1988. Tabel Profil Konstruksi Baja, hal 54)

Sifat mekanis baja struktural untuk perencanaan di tetapkan sebagai berikut :

 Modulus Elastisitas (E) = 200000 Mpa

 Modulus Geser (G) = 80000 Mpa

 Poisson Ratio () = 30%

 Koefisien Pemuaian (α) = 1,2 * 10-6 /ºC

(Pasal 5.1.3, SNI 03- 1729- 2002, hal 9)

 Mutu Baja = BJ 37

 Tegangan Leleh (fy) = 240 Mpa

 Tegangan Ultimit (fu) = 370 Mpa

(28)

 Peregangan Minimum = 20%

Tabel 4.2.2 Sifat Mekanis Baja Struktural

(Tabel 5.3, SNI 03- 1729- 2002, hal 11) 4.2.3. Perencanaan Gording

4.2.3.1. Data Perencanaan Gording Profil Hollow Structural Tube :

Pada perencanaan gording menggunakan baja profil hollow structural tubings dengan dimensi 125.125.3,2 dengan data sebagai berikut :

Profil gording Hollow Structural Tubings

125.125.3,2

Sectional area 15,33 cm2 = 1533 mm2

Position of centre of gravity Cx = 0 cm Cy = 0 cm

Geometrical moment of Inertia Ix = 376 cm4 = 376 x 104 mm4 Iy = 376 cm4 = 376 x 104 mm4

)Elastic modulus of section Sx = 60,1 cm3 = 60,1 x 103 mm3

Sy = 60,1 cm3 = 60,1 x 103 mm3

Radius of gyration ix =4,95 cm = 49,5 mm

iy = 4,95 cm = 49,5 mm

(Tabel Profil Konstruksi Baja, Rudy Gunawan, hal 54-55) Plastic modulus of section Zx = ( ) -

(29)

= ( ) -= 488281,25 – 417055,714 = 71225,536 mm3 Zy = ( ) - = ( ) -= 488281,25 – 417055,714 = 71225,536 mm3

4.2.3.2. Kontrol Pada Gording

1. Kontrol Momen Terhadap Batas Tekuk Lokal

Sayap Badan 𝜆𝑝 = 40,344 = 40,344

Penampang tidak kompak Penampang Kompak

Dari perhitungan diatas profil Hollow Structural Tube 125.125.3,2 termasuk penampang tidak kompak

Mr =( fy – fr ) Sx Mp = Zx.F

= (240-70) 60,1 x 103 = 71225,536 x 240

(30)

= 10,217 x 106 Nmm = 17,094128 x 106 Nmm Mn = Mp – ( Mp – Mr ) x = 17,094128 x 106 – (17,094128 x 106 –10,217 x 106 ) x = 11308533,26 Nmm = 11,308533 x 106 Nmm Mn = 11,308533 x 106 Nmm < Mp = 14,393464 x 106 Nmm 2. Kontrol Momen Terhadap Batas Tekuk Torsi Lateral

Lp = 795,293 mm = 0,795293 m < Lb = 1,625 m

(tabel 8.3-2, SNI 03- 1729- 2002,hal 38)

 Modulus Geser

 Konstanta Torsi

 Konstanta Wraping

= 3863343750 mm6

(31)

X1 = 7364,302

m

Lp = 0,795293 m < Lb = 1,625 < Lr = 5,313 m Termasuk bentang menengah

Mn =

=

= 20580759,74 Nmm Faktor Reduksi ( = 0,9

(Tabel 6.4-2, SNI 03-1729-2002, Hal 18) M ux = 0,9 . Mn

= 0,9 . 20580759,74 = 18522683,77 Nmm

(32)

Mux = 18522683,77 Nmm > Mux maks = 2739040 Nmm ( Memenuhi) 3. Kontrol Lendutan

E = 2,0 x 104kN/cm2menggunakan asumsi 1 Mpa = 0,1 kN/cm2

(Tabel Profil Konstruksi Baja, Rudy Gunawan, hal 55)

Akibat Beban Mati

fx = = = 0,05957 cm

fy = = = 0,10070 cm

Akibat Beban Hidup

fx = = = 0,00163 cm

fy = = = 0,00094 cm

Akibat Beban Angin

fx = = = 0,01813 cm fy = 0 Lendutan Kombinasi Fx total = 0,05957 + 0,00163 + 0,01813 = 0,07933 cm Fy total = 0,10070 + 0,00094 + 0 = 0,10164 cm Syarat Lendutan f ijin = = =0,9028 f yang timbul = = 0,12893 cm

(33)

4.2.4. Perencanaan Kuda-Kuda

Pada perencanaan kuda-kuda, tahapan dalam perencanaan meliputi : data-data teknis, pembebanan kuda-kuda, dan kontrol kekuatan profil pada kuda-kuda.

4.2.4.1. Data-data Perencanaan Kuda-kuda

Bentang kuda-kuda = 13 m

Jarak kuda-kuda = 3,25 m

Jarak gording = 1,876 m

Sudut kemiringan atap = 30°

Penutup atap = Genteng

Plafond = Eternit

Sambungan = Baut

Berat Atap = 0,50 kN/m2

Berat gording = 12 kg/m = 0,12 kN/m

Modulus Elastisitas (E) = 200000 Mpa

Modulus geser ( G ) = Mpa

Poisson ratio ( m ) = 30 %

Koefisien muai ( at) = 1,2 * 10-5

Mutu baja = BJ 37

Tegangan leleh ( fy ) = 240 Mpa

Tegangan Ultimit ( fu ) = 370 Mpa

Peregangan minimum = 20 %

Plafond eternit + penggantung = 0,11 + 0,07 = 0,18 kN/m2

Beban hidup gording = 1 kN

(34)

4.2.4.2. Perhitungan Profil Kuda-kuda

Baja yang digunakan Double Angle Shape : a. Batang Diagonal Luar : 2L 50.50.7

b. Batang Diagonal Dalam : 2L 50.50.7 c. Batang Horisontal : 2L 50.50.7

d. Batang Vertikal : 2L 50.50.7

1. Perhitungan batang tekan

Frame 4 (2L 50.50.7)

P maks = Nu = 60,987 kN → hasil output SAP

(35)

Gambar 4.2.3. Diagram of Frame

Sumber : Progam SAP2000

 Digunakan profil (2L.50.50.5)

Data Properti penampang elemen L.50.50.5

Ag = 656 mm² ex= ey = 14,9 mm Ix= Iy =146000 mm4 Rx = Ry = 14,9 mm R min = 9,6 mm Tp = 10 mm

(36)

a. Menghitung momen inersia dan jari-jari girasi komponen struktur

Gambar 4.2.4 Moment Inersia Penampang

Keterangan :

b. Periksa terhadap Kelangsingan elemen penampang

( penampang tak kompak )

(pasal8.2-1b, SNI 03- 1729- 2002, hal 36) c. Periksa terhadap kelangsingan dan kestabilan komponen

(37)

r min = jari-jari girasi minimal elemen komponen struktur terhadap sumbu yang memberikan nilai terkecil

 Jarak anatar pelat kopel

r min = jari-jari girasi minimal elemen komponen struktur terhadap sumbu yang memberikan nilai terkecil

(pasal 9.3.3b, SNI 03- 1729- 2002,hal 58)

 Syarat kestabilan komponen

... (OK)

(pasal9.3.6, SNI 03- 1729- 2002, hal 59)

 Kondisi tumpuan sendi-sendi, maka faktor tekuk k = 1

(tabel 7.6-1, SNI 03- 1729- 2002)

 Kelangsingan arah sumbu bahan (sumbu x)

=

(pasal7.6.4, SNI 03- 1729- 2002, hal 29)

(38)

>1,2.

>22,570……… (OK)

(pasal 9.3.6, SNI 03- 1729- 2002, hal 59)

 Kelangsingan arah sumbu bebas bahan (sumbu y) iy = 2 ( iy = 2 ( = 811565,12 A profil = 2 x = 1312 mm ry = = = 24,871 = 65,337  Kelangsingan ideal

Nilai muntuk profil 2L = 2

(persamaan 9.3-2, SNI 03- 1729- 2002, hal 57)

 Syarat kestabilan arah sumbu bebas bahan (sumbu y)

(39)

d. Menghitung daya dukung tekan nominal komponen

 Menghitung koefisien tekuk arah sumbu bahan (sumbu x)

 Parameter kelangsingan komponen

 Karena maka nilai

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

1,25 x = 1,809

persamaan 7.6-5b, SNI 03- 1729- 2002, hal 27)

 Daya dukung komponen arah sumbu bahan (sumbu x)

 Menghitung koefisien tekuk arah sumbu bebas bahan (sumbu y)

 Parameter kelangsingan komponen

 Karena maka nilai

(40)

= 1,303

(persamaan 7.6-5b, SNI 03- 1729- 2002, hal 27)

 Daya dukung komponen arah sumbu bahan (sumbu y)

(persamaan 7.6-3, SNI 03- 1729- 2002, hal 27) e. Periksa Terhadap Tekuk Lentur Torsi

 Modulus geser

 Konstanta torsi

(Perencanaan Struktur Baja Dengan Methode LRFD, hal 72)

 Koordinat pusat geser terhadap titik berat

Gambar 4.2.5 Titik Pusat Geser Penampang

(41)

xo = 0

(persamaan 9.2-1a, SNI 03- 1729- 2002, hal 55)

 Daya dukung komponen diambil yang terkecil

…….. (OK)

(Profil 2L 50.50.5 Aman Dan Kuat Untuk Digunakan ) 2. Perhitungan batang tarik

(42)

Frame 26

P maks = Nu = 45,215 kN → output SAP 2000 L bentang = 3750 mm

Gambar 4.2.6 Diagram of Frame Sumber :Progam SAP 2000

 Digunakan profil (2L.50.50.5)

Data Properti penampang elemen L.50.50.5

Ag = 656 mm² ex= ey = 14,9 mm Ix= Iy =146000 mm4 Rx = Ry = 14,9 mm R min = 9,6 mm Tp = 10 mm

(43)

(Tabel Profil Kontruksi Baja, Ir.Rudy gunawan, hal 36) a. Periksa terhadap tarik

 Syarat penempatan baut

S

Nu

U

e

B

Gambar 4.2.7. Pemodelan Jarak Baut

 Spesifikasi yang digunakan Tipe baut : A 307

Diameter : 10,4 mm (1/2”) Fu : 410 Mpa

Permukaan baut : tanpa ulir pada bidang geser ( r = 0,5 ) Diameter lubang baut (dl)= 10,4 + 1 = 11,4 mm

(Perencanaan Struktur Baja Dengan Methode LRFD, hal 110)

(44)

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

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

Fy : 240 Mpa

Fu : 370 Mpa

 Luas penampang netto :

Direncanakan menggunakan tipe baut : A 307 baut ukuran 1/2” =10,4 mm satu lajur

n = 1

(pasal 10.2.1, SNI 03- 1729- 2002)

 Luas penampang efektif : b = lebar penampang profil L = jarak terjauh kelompok baut x = eksentrisitas sambungan

Gambar 4.2.8. Pemodelan Letak Baut

(45)

S

Nu

U

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

 Daya dukung tarik murni 1. Kondisi leleh

Ag

2. Kondisi fraktur

Ae

(persamaan 10.1-2a, SNI 03- 1729- 2002, hal 7

 Daya dukung geser murni

Gambar 4.2.9 Pemodelan Area Geser

Sumber : Progam Autocad 2007 Av :Luas penampang kotor geser

(46)

 Daya dukung kombinasi tarik dan geser S

Nu

U e B

Gambar 4.2.10. Pemodelan Area Geser dan Tarik

 Geser

Anv :Luas penampang bersih geser

 Tarik

At :Luas penampang kotor tarik

Ant :Luas penampang bersih tarik

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

(47)

Diambil nilai daya dukung batang tarik terkecil

………(OK)

) b. Perhitungan sambungan

Frame 4

P maks = Nu = 60,987 kN → output SAP 2000 L bentang = 1876,04 mm

Gambar 4.2.11. Diagram of Frame

Sumber :Progam SAP 2000

 Spesifikaso baut yang digunakan Tipe baut : A 307 Diameter : 10,4 mm

Fub : 410 Mpa

(48)

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

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

 Tahanan tumpu baut

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

(persamaan 13.2-8, SNI 03-1729-2002, hal 101)

 Diambil nilai terkecil dari tahanan geser baut dan tahanan tumpu baut

dipakai = 8 baut

(49)

 Jarak baut ke tepi pelat

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

 Perhitungan pelat kopel Frame 4

P maks = Nu = 60,987 kN → output SAP 2000 L bentang = 1876,04 mm

Digunakan pelat kopel 9 buah Jarak antar pelat kopel

 Menghitung tinggi pelat kopel Digunakan pelat kopel : Tebal = 10 mm

Lebar = 130 mm Mutu baja = BJ 37

(50)

Fy = 240 Mpa Fu = 370 Mpa σ = 160 Mpa t b h Pelat kopel b h pelat l pelat t pelat

Gambar 4.2.12. Pemodelan Pelat Kopel

 Syarat kekakuan pelat kopel

(51)

Dipakai h = 220 mm

 Periksa terhadap geser

Gaya lintang yang dipikul pelat kopel

Gaya lintang yang dipikul 1 pelat kopel

Tahanan geser pelat kopel :

(persamaan8.8-2 , SNI 03-1729-2002, hal 45)

……… (OK)

(52)

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

4.2.4.3. Data Perhitungan Baut Kuda-Kuda

Dalam perhitungan kuda-kuda menggunakan Program SAP2000 dan didapat data-data sebagai berikut :

1. Kuda-kuda utuh K1

 Baja yang digunakan Double Angle Shape : a. Batang Diagonal Luar : 2L 50.50.7

b. Batang Diagonal Dalam : 2L 50.50.7 c. Batang Horisontal : 2L.50.50.7 d. Batang Vertikal : 2L 50.50.7

 Batang aksial yang timbul

a. Batang Diagonal Luar : 68,363 kN b. Batang Diagonal Dalam : 9,403 kN c. Batang Horisontal : 5,708 kN d. Batang Vertikal : 1,248 Kn

(53)

a. Batang Diagonal Luar 68,363 kN  d = 13 mm

b. Batang Diagonal Dalam 9,403 ton  d = 10 mm c. Batang Horisontal 5,708 kN  d = 10 mm d. Batang Vertikal 1,248 kN  d = 10mm 2. Kuda-kuda Utuh K2

 Baja yang digunakan Double Angle Shape : a. Batang Diagonal Luar : 2L 50.50.7 b. Batang Diagonal Dalam : 2L 50.50.7 c. Batang Horisontal : 2L.50.50.7 d. Batang Vertikal : 2L 50.50.7

 Beban aksial yang ditimbulkan :

a. Batang Diagonal Luar : 39,322 kN b. Batang Diagonal Dalam : 9,286 kN c. Batang Horisontal : 0,588 kN d. Batang Vertikal : 10,780 kN

(54)

a. Batang diagonal luar 39,322 kN  d = 10 mm

b. Batang diagonal dalam 9,286 kN d = 10 mm

c. Batang horizontal 0,588 kN d = 10 mm

d. Batang vertical

(55)

3 4. 5 3 2L 50.50.7 PELAT KOPEL Baut A 307 hollow 125.125.3,2 reng Atap Galvalum PELAT KOPEL 2L 50.50.7 Baut A 307 3 4.5 3 3 4.5 3 3 4. 5 3 PELAT KOPEL 2L 50.50.7 Baut A 307 3 4.5 3 3 4.5 3 3 4.5 3

Gambar 4.2.13 Detail Atap Sumber : Progam Autocad 2007

(56)

4.3 PERHITUNGAN RING BALOK

Arah Desain Tulangan Ring Balok Balok di desain runtuh tarik/ lentur Syarat ( ) ( ) ( ) ( ) Cek Rasio 0,0035 < 0,024 < 0,032 1. Menghitung As 2. Menghitung lengan momen

3. Menghitung momen maksimum penampang

( )

( ) = kNm

Ρ desain kurang dari ρb runtuh tarik atau lentur terpenuhi.

(57)

4. Menghitung tulangan pada tumpuan

Diketahui : M(-) = - 65,053 kNm M(+) = 32,526 kNm As = mm2 M max = kNm a). Menghitung tulangan tekan yang dibutuhkan

Dipakai tulangan 3D19 = 851 mm2

b). Menghitung tulangan tarik yang dibutuhkan Dipakai tulangan 2D19 = 567 mm2 c). Cek rasio ( ) ( ) ( ) ( ) d). Periksa kapasitas penampang ( kuat rencana )

(58)

Solusi : √ √ √

Nilai a diambil yang positif

e). Regangan tulangan tarik

f). Regangan tulangan tekan

Substitusi fs = fy dan fs’ ke persamaan Mn

( ) ( )

(59)

g). Cek kesetimbangan 326794,8 Nmm ( ) ( ) h). Menghitung tulangan geser

Diketahui : Vu = 79,428 kN

Fc’ = 30 MPa

Bw = 250 mm

d = 310 mm

 Kapasitas geser bagian badan balok √

√ = 72,16 kN

 Batas atas kapasitas geser √

√

 Gaya geser nominal yang bekerja

(60)

25

35

2D19 2D12 2D19 Ø8 - 250

membutuhkan tulangan geser (sengkang)

 Desain Tulangan Geser

Tulangan geser (sengkang) menggunakan tulangan dengan luas AV

VS = S =

Jadi, digunakan sengkang i). Menentukan tulangan susut

Untuk mutu tulangan besi dengan Fy = 400 MPa. Rasio tulangan susut minimumnya adalah = 0,0018 (buku beton bertulang L. Wahyudi hal.113

“pengaruh susut dan temperature”)

As = Dipakai tulangan 2 D12 , dengan As = 226,08 mm2

j). Jumlah tulangan balok dalam satu baris

Jumlah baris

Berati 1 baris untuk yang tarik

Berarti 1 baris untuk yang tekan

Beton bertulang L.Wahyudi hal.183 pasal 3.4.5 SNI-1991

(61)

2. Menghitung tulangan pada lapangan Diketahui : M(-) = 0 kNm

M(+) = 38,028 kNm As = mm2 M max = kNm a). Menghitung tulangan tekan yang dibutuhkan

M (-) = 0

Meskipun pada Lapangan tidak terdapat momen negative tetap dipasang tulangan.

(62)

(63)

Substitusi fs = fy dan fs’ ke persamaan Mn ( ) ( ) g). Cek kesetimbangan 52297,22 Nmm ( ) ( )

h). Menghitung tulangan geser

Diketahui : Vu = 40,187 kN

Fc’ = 30 MPa

Bw = 250 mm

d = 310 mm

(64)

√

Karena teoritis dipakai sengkang minimum dipakai Smax

Jumlah baris

(65)

25

35

3D19 2D12 2D19 Ø8 - 200

(66)

4.4.1. Kolom Lantai 1 (K 80x80)

Perhitungan tulangan pada kolom direncanakan

Tinggi kolom = 4000 mm Mutu tulangan (Fy) = 400 Mpa

Mutu beton (Fc) = 30 Mpa Mutu tulangan (Fy) = 240 Mpa Lebar sisi kolom (h) = 800 mm

Tebal selimut (p) = 40 mm

Kolom(frame) 130 → gaya dalam (Output SAP 2000) :

Pu = 1461,348 kN

Mu y = 119,85 kN.m Mu x = 490,62 kN.m

Menghitung luas Penampang Kolom

Gambar 4.4.1 PenampangKolom Sumber : Progam Autocad 2007

Modulus elastisitas beton

√ √ Modulus elastisitas tulangan

(67)

Momen Inersia Balok

Modulus elastisitas kolom

Modulus elastisitas balok atas

Modulus elastisitas balok bawah

Kekakuan ujung bawah kolom

( ) ( ) ( ) ( )

Kekakuan ujung atas kolom

( ) ( ) ( ) ( )

(68)

Gambar 4.4.2 Nomogram Faktor Panjang Efektif, k Sumber :SNI 03-2847-2002, hal 78

Nilai k didapat = 1

Menghitung jari-jari girasi kolom

Kelangsingan Kolom ( ) ( )

(69)

akibat goyangan - Beban Sentris Pu = 1461,348 kN Mu x = 490,62 kN.m

Syarat luas tulangan menurut (SNI-03-2847-2002,12.9-1) : rasio tulangan (ρ) adalah 0,01<ρ <0,08

Dicoba ρ = 0,03 Jumlah tulangan - ( ) ( ) ( )

(70)

- ( ) Faktor reduksi kekuatan tekan aksial = 0,70

( ) ( ) Eksentisitas 3 . sisi kolom = = 651,612 kN.m - ( ) - ds = 800 – 62,5= 737,5 mm posisi garis normal pada kondisi seimbang

(71)

Regangan pada kondisi seimbang

Reganagan saat tulangan leleh

maka fs = fy = 400 mpa

Jarak sumbu netral kondisi seimbang = 0,85 . = 376,125 mm

( )

Dengan memperhitungkan displaced concrete

( ) ( ) kondisi seimbang = 0,7 . = 5195,925 kN

Momen nominal kondisi seimbang

( ) ( ) ( )

Dengan momen terbesar pada tengah bentang y = 0,5 . h = 400 mm ( ) ( )

(72)

= 1080592.32 kN.mm () ( ) (₎ ( ) ( ) Digunakan 40 D 25, As = 19625 mm2 - Pu = 1461,368 kN Vu = 182,81 kN Tahanan Geser oleh Beton (

) √

(persamaan47 , SNI -03 -2847 -2002, hal89 )

( )

√

Faktor reduksi untuk geser dan puntir = 0,75

(73)

(74)

4.5 PERENCANAAN STRUKTUR PELAT LANTAI

Gambar 4.5.1 Perspektif Plat Lantai Sumber : Progam SAP2000 4.5.1 Perhitungan Pelat Lantai

4.5.1.1 Data Teknis Pelat Lantai Rencana : 1. Beton

Mutu Beton = fc 30 Mpa

Berat per unit volume = 2400 Kg/m3 Modulus Elastisitas = 25742,96 Mpa

Ec = 4700 √  4700 √ = 25742,96 Mpa

(SNI-03-2487-2013, pasal 8.5.1, hal 61) 2. Baja Tulangan

Fy = 400 Mpa

Berat per unit volume = 7850 Kg/m3

(75)

3. Dimensi Pelat Lantai

Pada pelat lantai 2 terdiri dari 3 macam ukuran pelat dua arah dengan penjelasan sebagai berikut :

Pelat A1 Lx = 400 cm, Ly = 400 cm

Pelat A2 Lx = 325 cm, Ly = 400 cm

Pelat A3 Lx = 325 cm, Ly = 325 cm

Pelat A4 Lx = 250 cm, Ly = 325 cm

Pelat A5 Lx = 250 cm, Ly = 325 cm Keterangan : Lx = Sisi bentang pendek Ly = Sisi bentang panjang

Pelat A1β = = = 1,0 menggunakan pelat lantai dua arah (two

way slab)

way slab) Pelat A4β =

=

= 1,3 menggunakan pelat lantai dua arah (two

way slab) Pelat A5β =

=

= 1,6 menggunakan pelat lantai dua arah (two

(76)

4.5.1.2 Menentukan Tebal Pelat Lantai

Perencanaan plat dalam menentukan tebal diambil dari bentang plat yang lebih pendek (lx) dari luasan plat terbesar. Pada lantai 2 sampai lantai atap memiliki type plat dengan luasan yang sama. Dengan menggunakan asumsi plat 2 arah, dan menggunakan standar plat untuk lantai dengan ketebalan minimal 12 cm. Asumsi menggunakan beton konvensional dengan perhitungan bahwa setiap plat dibatasi oleh balok.

( ) ( ) 6,54 cm

( Maka tebal plat lantai yang digunakan yaitu 12 cm )

4.5.2 Data Beban yang Bekerja Pada Pelat 4.5.2.1 Beban Mati

Berat jenis beton bertulang = 24 kN/m3

Berat jenis Baja = 78,50 kN/m3

Berat jenis lantai kerja (spesi) = 18 kN/m3 Penutup lantai ubin = 0,24 kN/m2

Tebal lapisan lantai = 3 cm

Dinding pasangan bata ringan = 2 kN/m3 (tanpa lubang) Berat plafond 11+7 = 0,18 kN/m2

4.5.2.2 Beban Hidup

Bangunan Ruang Perkantoran = 2,50 kN/m2

4.5.3 Pembebanan 1. Beban Mati (WD)

Berat pelat lantai = 2400 x 0,12 = 2,88 kN/m2 Berat space lantai = 0,03 x 1800 = 0,54 kN/m2

(77)

Penutup lantai = 0,7 kN/m

Berat plafon + penggantung = 0,18 kN/m2

= 4.3 kN/m2

2. Beban Hidup (WL)

Beban hidup Ruang Perkantoran = 2,50 kN/m2

3. Beban Gempa Beban gempa (V) : V = x w Dimana : = Akselerasi Spektrum

= 1,2 (4,3) + 1,6 (250) x 0,5 = 4,58 KN/m2

4. Kombinasi Pembebanan

Wu = 1,2 WD + 1,6 WL+ V

= 1,2 (4,3) + 1,6 (250) + 0,594 = 975,4 Kg/m2  9,754 KN/m2

Data perencanaan penulangan pelat lantai adalah sebagai berikut :

a. Mutu beton (fc’) = 30 MPa

b. Mutu baja tulangan (fy) = 400 MPa

c. Tebal pelat lantai (h) = 12cm = 120 mm d. Tebal selimut beton (p) = 20 mm

e. Diameter tulangan ( ) = 10 mm

+

(78)

f. b = 100 cm d = h – p

= 120 – 20 = 100 mm

Pembatasan Rasio Tulangan (

) Karena mutu beton fc’ 30, maka :

SNI 03-2847-2013 = 0,836

( ) ( )

4.5.4 Perhitungan Momen dan Luas Tulangan pada Tumpuan dan Lapangan 4.5.4.1 Pelat A1dengan Luasan 400 cm X 400 cm

1. Moment tumpuan arah x (Mtx)

Mtx = -0,048 . Wu . Lx2 Mtx = -0,048 x 975,4 x 42

(79)

2. Moment lapangan arah x (Mlx)

Mlx = 0,048 . Wu . Lx2 Mlx = 0,048 x 975,4 x 42

Mlx = 749,11 Kg.m

3. Moment tumpuan arah y (Mty)

Mty = -0,048 . Wu . Lx2 Mty = -0,048 x 916 x 42

Mty = -749,11 Kg.m

4. Moment lapangan arah y (Mly)

Mly = 0,048 . Wu . Lx2 Mly = 0,048 x 975,4 x 42 Mly = 749,11 Kg.m

(Struktur Beton Bertulang, L. Wahyudi dan Rahim SA.) 1. Desain Tulangan Tumpuan dan Lapangan Arah X

Mu = 749,11 Kg.m = = 832,34 Kg.m Koefisien Ketahanan Rn = = 8,323 Kg/cm2 Rn = ρ . fy . ( ) = ρ . 400 . ( ) = 400 ρ – 3146,67

Dengan menyamakan kedua nilai rn, maka diperoleh : 0,8323 = 400 ρ – 3146,67

(80)

3146,667 400 ρ + 0,8323 = 0 ρ = √ ρ = √ ρ = √ ρ = √ ρperlu =

karena ρ < maka yang digunakan = 0,0035 Luas tulangan As = ρ.b. d

= 0,0035 . 100 . 9,5

= 3,325 cm2

= 332,5 mm2

Digunakan baja tulangan D10 – 200 dengan luas As = 393 mm2 - Cek momen nominal penampang

=

= 0,00414 - Lengan momen dalam

= = 6,165 mm - Momen Nominal ( ) = ( ) = 14449431 kg.mm = 14449,431 kg.m Jadi Mn aktual > Mn perlu ( OK )

2. Desain Tulangan Tumpuan dan Lapangan Arah Y

(81)

= = 832,34 Kg.m Koefisien Ketahanan Rn = = 8,323 Kg/cm2 Rn = ρ . fy . ( ) = ρ . 400 . ( ) = 400 ρ – 3146,67

Dengan menyamakan kedua nilai rn, maka diperoleh : 0,8323 = 400 ρ – 3146,67 3146,667 400 ρ + 0,8323 = 0 ρ = √ ρ = √ ρ = √ ρ = √ ρperlu =

karena ρ < maka yang digunakan = 0,0035 Luas tulangan As = ρ.b. d

= 0,0035 . 100 .8,5

= 2,975 cm2

= 297,5 mm2

Digunakan baja tulangan D10 – 200 dengan luas As = 393 mm2 - Cek momen nominal penampang

(82)

= = 0,00462 - Lengan momen dalam

= = 6,165 mm - Momen Nominal ( ) = ( ) = 12877431 kg.mm = 12877,431 kg.m Jadi Mn aktual > Mn perlu ( OK )

Gambar 4.5.2 Penulangan Plat Lantai A1

(83)

(84)

4.6. PERHITUNGAN BALOK 4.6.1 Desain Balok Segi Empat

Arah Desain Tulangan Balok

Balok di desain runtuh tarik/ lentur Syarat ( ) ( ) ( ) ( ) Cek Rasio 0,0035 < 0,024 < 0,032 1. Menghitung As 2. Menghitung lengan momen

3. Menghitung momen maksimum penampang

( )

Ρ desain kurang dari ρb runtuh tarik atau lentur terpenuhi.

(85)

= kNm

4. Menghitung tulangan pada tumpuan

Diketahui : M(-) = - 75,944 kNm M(+) = 37,972 kNm As = mm2 M max = kNm a). Menghitung tulangan tekan yang dibutuhkan

(86)

( ) ( )

(87)

g). Cek kesetimbangan 435499,223 Nmm ( ) ( ) h). Menghitung tulangan geser

Diketahui : Vu = 62,068 kN Bw = 250 mm

Fc’ = 30 MPa d = 310 mm

√ = 72,16 kN

√

(88)

25

35

4D19 2D12 2D19 Ø8 - 200

membutuhkan tulangan geser (sengkang)

VS = S =

Jumlah baris

Berati 1 baris untuk yang tarik Berarti 1 baris untuk yang tekan

(89)

2. Menghitung tulangan pada lapangan Diketahui : M(-) = 0 kNm

M(+) = 39,872 kNm As = mm2 M max = kNm a). Menghitung tulangan tekan yang dibutuhkan

M (-) = 0

Meskipun pada Lapangan tidak terdapat momen negative tetap dipasang tulangan.

(90)

( ) ( )

(91)

g). Cek kesetimbangan 52297,22 Nmm ( ) ( )

h). Menghitung tulangan geser

Diketahui : Vu = 8,281 kN Bw = 250 mm

Fc’ = 30 MPa d = 310 mm

 Kapasitas geser bagian badan balok

√ √ = 72,16 kN

√

(92)

Karena teoritis dipakai sengkang minimum dipakai Smax

Jumlah baris

Berarti 1 baris untuk yang tekan

(93)

4.6.2 Desain Balok T 35 x 65 (Balok Tengah)

a). Menentukan Rasio Tulangan

SNI 03-2847-2013 = 0,836 ( ) ( ) Dipakai

b). Menentukan As asumsikan balok tunggal c). Menghitung lengan momen

maka menggunakan hitungan balok T atau L ( ) ( ) Nmm 𝑓_𝑐 𝑀𝑃𝑎 𝑓_𝑦 𝑀𝑃𝑎 𝑓 𝑚𝑚 Diketahui : 650

(94)

d). Lebar efektif balok T Diambil

e). Analisis sebagai penampang T - Kesetimbangan Dalam T1 = Cf T1 = Asf. Fy Asf = 0,85 . Fc. hf . (be-bw) ( ) ( ) = 2145825000 - Bagian web T2 = Cw ( As - Asf.) Fy . ( ) ( ) 650 1625

(95)

= -1292466825 Nmm f). Momen penampang balok T

2145825000 -1292466825) Nmm

= kNm. Momen ultimit penampang

g). Cek keseimbangan

T =

= + ( ) 2085600 OK ..! h). Rasio tulangan bagian web dan flens

i). Menentukan tulangan pada Tumpuan dan Lapangan 1. Tulangan pada Tumpuan

Diketahui : M(-) = 311,253 kNm M(+) = 155,626 kNm Mmax = kNm As = mm2 d = 610 mm d’ = 40 mm

Untuk menjamin keruntuhan mendadak