Laporan Perhitungan Struktur Ut Jambi Ok

28

LAPORAN PERHITUNGAN STRUKTUR

UNIVERSITAS TERBUKA

PROYEK GEDUNG KANTOR UPBJJ

JELETUNG - JAMBI

29

LAPORAN PERHITUNGAN STRUKTUR

UNIVERSITAS TERBUKA

PROYEK GEDUNG UPBJJ

JELETUNG - JAMBI

1.

Umum

Proyek pembangunan Gedung Kantor UPBJJ Universitas Terbuka Jambi adalah suatu proyek pembangunan gedung bertingkat 2 lantai + 1 basement yang berlokasi di Jeletung Kota Jambi. Pada laporan ini disajikan perhitungan struktur atas dan perhitungan struktur bawah yang melandasi dokumen perencanaan yang diajukan.

2.

Deskripsi Bangunan dan Sistem Struktur

Gedung merupakan bangunan bertingkat 2 lantai + 1 basement dan sistem struktur adalah sistem beton bertulang dengan Struktur Rangka Penahan Momen Menengah (SRPMM) beton.

3. Metodologi Perencanaan

Menggunakan metode Elemen Hingga dengan pemodelan struktur rangka / portal 3 dimensi serta elemen membran untuk pelat lantai. Analisa gempa menggunakan analisa gempa statik. Analisa menggunakan paket program ETABS.

30

Model

Denah Basement Elevasi -2.70 m

31

Denah lt.1 elevasi +1.80 m

32

Denah Atap elevasi +9.80 m

33

4. Peraturan yang Digunakan

Peraturan yang digunakan dalam proses perencanaan ini adalah : 1. PUBI-1982, Peraturan Umum Bahan Bangunan di Indonesia

2. PBIUG-1983, Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung

3. SNI 03-1727-1989, Tata Cara Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah dan Gedung atau penggantinya

4. SNI 03-1726-2002, Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Bangunan dan Gedung

5. SNI 03-2847-2002, Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan danGedung

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

5. Spesifikasi Pembeban

A. Beban Layan Yang Bekerja

1. Beton  = 24 kN/m3

2. Beban dinding ½ bata  = 2.5 kN/m2

3. Beban atap metal roof = 0.1 kN/m2

4. Beban dinding bata ringan = 1.2 kN/m2

5. Beban hidup lantai parkir = 4.0 kN/ m2

6. Beban hidup lantai = 2.5 kN/m2

7. Beban Super Dead Load (SDL) = 1.44 kN/m2

- Screed 3cm =3x21 kg/m2 = 63 kg/m2

- Mekanika dan Elektrikal = 10 kg/m2

- Penutup Lantai Ubin = 24 kg/m2

- Penggantung langit-langit = 15 kg/m2

Total = 144 kg/m2 _{1.44 kN/m}2

34

9. Beban Sendiri

Berat sendiri komponen struktur (DL) sudah dihitung secara otomatis oleh ETABS berdasarkan input data dimensi dan karakteristik material yang direncanakan.

B. Parameter Untuk Design Gempa i. Lokasi dan Wilayah Gempa

Lokasi struktur berdasarkan SNI 03-1726-2002 berada di wilayah gempa 3, kondisi tanah sedang dengan koefisien gempa C sebagai berikut :

ii. Kategori Gedung

Gedung difungsikan sebagai gedung umum untuk penghunian. Maka :

Faktor keutamaan struktur (I) = 1.0

(Tabel 1. Pasal 4.1.2 SNI 03-1726-2002) iii. Daktilitas Struktur (R)

Untuk gedug dengan tipe ganda (sistem dinding geser yang dikombinasikan dengan Sistem Rangka Pemikul Momen Menengah) nilai faktor modifikasi respon struktur beton dan baja adalah R = 5.5

(Tabel 3. Pasal 4.3.6 SNI 03-1726-2002)

iv. Damping ratio (D) = 0.05

v. Kombinasi ragam dihitung dengan metode CQC (Complete Quadratic

Combination) SNI 03-1726-2002 pasal 7.2.2 Waktu Getar Alami

T (detik) Koefisien Gempa Dasar 0 0.23 0.2 0.55 0.6 0.55 > 0.6 0.33/T Tabel. Koefisien Gempa Dasar

35

vi. Tinjauan arah gempa = 0° dan 90° (bolak balik)

6. Spesifikasi Bahan dan Penampang

A. SPESIFIKASI MATERIAL DAN DATA STRUKTUR BETON Spesifikasi Material Untuk Struktur Beton Bertulang

 Mutu Beton :

 Pelat : K-300 (Fc’ = 25 Mpa)

 Balok : K-300 (Fc’ = 25 Mpa)

 Tie Beam : K-300 (Fc’ = 25 Mpa)

 Kolom : K-300 (Fc’ = 25 Mpa)

 Keterangan = (1 Mpa = 10 kg/cm2₎

K300 Specified Conc. Comp Strenght, f’c = 0.83 x

= 0.83 x 300

= 249 kg/cm2 _{= 25 Mpa}

Modulus of elasticity (SNI 03-2847-2002 pasal 10.5) K300 = 4700 √ Mpa

= 4700 √ x 10

= 2.35 x 105 _{x 10.000}

= 2.35 x 109 _Kg/m2

ᵧ beton : 2400 kg/m³

 Mutu Baja Tulangan :

 Fy : 2400 ⁄ (240Mpa), untuk Ø < 10mm (BJTP 24)

 Fy : 4000 ⁄ (400Mpa), untuk Ø ≥ 10mm (BJTP 40)

36

B. SPESIFIKASI MATERIAL DAN DATA STRUKTUR BAJA Spesifikasi Material Untuk Struktur Baja

 Mutu Baja : BJ 37

- Tegangan leleh (fy) = 240 MPa = 2.4 x 107 kg/m2

- Tegangan putus (fu) = 370 Mpa = 3.7 x 107 kg/m2

- Peregangan minimum = 20%

(SNI 03-1729-2002 pasal 5.3.5)

- Modulus Elastisitas (E) = 200 GPa = 2 x 105 Mpa = 2x1010 kg/m2

- Nisbah poisson (μ) = 0.3

- Modulus geser (G) = 80.000 MPa

- Koefisien pemuaian (α) = 12x10-6/°C

(SNI 03-1729-2002 pasal 5.1.3)

Penampang

Pada perencanaan struktur pelat lantai sebagai pelat dua arah dan bentuk penampang balok yang digunakan adalah balok kotak.

37

Penampang Retak

Dalam memperhitungkan peretakan elemen-elemen struktur dalam kondisi batas, maka dalam modelisasi dan analisa struktur momen inersia penampang diambil sebagai inertia penampang retak sebagaimana ditentukan dalam SNI-03-2847-2002 pada pasal 12.11 ayat 1

7. Analisis Struktur

7.1 Metode Analisis

(ref: SNI-03-2847-2002 pasal 10.3)

Analisis komponen struktur harus mengikuti ketentuan berikut : semua komponen struktur rangka atau struktur menerus direncanakan terhadap pengaruh maksimum dari beban faktor yang dihitung sesuai dengan metode elastik, atau mengikuti peraturan khusus.

7.2 Model Struktur

Model analisis struktur dapat dilihat pada Lampiran dimana analisis dilakukan dalam skala tiga dimensi. Kerangka struktur terdiri dari kolom, balok dan pelat Input program dapat dilihat pada Lampiran.

38

7.3 Perhitungan Massa

(ref: SKBI-1.3.53.1987 Tabel 4 Koefisien Reduksi Beban Hidup)

Meliputi perhitungan massa segmen dan massa lantai beserta pusat massa.

7.4 Perhitungan Pusat Massa, Pusat Rotasi dan Eksentrisitas Pusat Massa

terhadap Pusat Rotasi Lantai Tingkat

(ref : SNI 03-1726-2002 pasal 5.4.1., 5.4.2, 5.4.3)

Pusat massa lantai tingkat suatu struktur gedung adalah titik tangkap resultante beban mati, berikut beban hidup yang sesuai, yang bekerja pada lantai tingkat itu. Pada perecanaan struktur gedung, pusat massa adalah titik tangkap beban gaya gempa dinamik. Sedangkan pusat rotasi lantai tingkat suatu struktur adalah suatu titik pada lantai tingkat itu yang bila suatu beban horisontal bekarja padanya, lantai tingkat tersebut tidak berotasi, tetapi hannya bertranslasi, sedangkan lantai-lantai tingkat lainnya yang tidak mengalami beban horizontal semuanya berotasi dan bertranslasi.

Program ETABS sudah dapat menghitung secara otomatis letak pusat massa dan pusat rotasi tiap lantai tingkat. Namun dalam perencanaan struktur terhadap pengaruh gempa rencana harus ditinjau adanya eksentrisitas rencana ed antara pusat massa dan pusat rotasi lantai tingkat. Karena program ETABS belum dapat menghitung eksentrisitas rencana ed, maka perhitungannya harus dilakukan secara manual :

Eksentrisitas teoritis (e)= jarak antara pusat massa dengan pusat rotasi. Eksentrisitas rencana (ed) diambil dari nilai terbesar antara :

Untuk 0 < e < 0.3b :

Ed = 1.5e + 0.05 b atau ed = e-0.05 b

Untuk e>0.3 b

Ed = 1.33 e + 0.1 b atau ed = 1.17 e – 0.1 b

Dimana b = lebar bangunan

Eksentrisitas tambahan (e+) = ed – e, diberikan dengan menggeser pusat massa menjauhi posisi pusat rotasi, akaibat pengaruh momen torsi tingkat. Perhitungan (e+) dilakukan untuk setiap arah gempa rencana.

39

Faktor Reduksi Kekuatan

Faktor reduksi kekuatan (ø) yang digunakan pada perencanaan gedung ini adalah

1. Lentur tanpa beban aksial 0.80

2. Aksial tarik dan aksial tarik dengan lentur 0,80

3. Komponen struktur dengan tulangan spiral 0,70

4. Komponen struktur lainnya 0,65

5. Geser dan torsi 0,75

Analisis mekanika teknik untuk menentukan gaya dalam dilakukan dengan kombinasi beban sebagai berikut.

a. Tinjauan Garavitasi 1. q = 1.4DL + 1.4SDL 2. q = 1.2DL + 1.2DL + 1.6LL b. Tinjauan Dinamis

- Untuk struktur Atas

1. q = 1.2DL + 1.2SDL + 1 LLr ± 1 E 2. q = 0.9DL +0.9SDL ± 1 E

- Untuk struktur bawah

1. q = 1.2DL + 1.2SDL + 1 LLr ± 1 E + 1 Fbx + 0.3Fby 2. q = 1.2DL + 1.2SDL + 1 LLr ± 1 E + 0.3 Fbx + Fby 3. q = 0.9DL + 0.9SDL + 1 LLr ± 1 E + 1 Fbx + 0.3 Fby 4. q = 0.9DL + 0.9SDL + 1 LLr ± 1 E + 0.3 Fbx + 1 Fby

8.

Hasil-hasil Perencanaan

8.1

Perencanaan Pelat

Dalam merencanakan pelat beton bertulang, yang perlu dipertimbangkan bukan hannya pembebanan tetapi tebal pelat dan syarat-syarat tumpuan pada tepi.

8.2

Perencanaan Kolom

Perencanaan penulangan kolom dilakukan dengan program ETABS yang menggunakan referensi peraturan standar ACI , kemudian faktor reduksi kekuatan pada ETABS disesuaikan agar sesuai dengan SNI-03-2847-2002. Prinsip penulangan kolom yang digunakan berupa desain kapasitas (Capacity Design) dengan system penulangan biaxial bending. (Lampiran)

40

8.3

Perencanaan Balok

Dalam analisa perencanaan kekakuan balok dibuat sebagai balok kotak. Program ETABS akan menghitung dan memberikan luas tulangan yang diperlukan balok akibat momen lentur dan gaya geser beserta jenis kombinasi beban yang menyebabkan keadaan ekstrim. (Lampiran).

8.4 Kinerja Struktur Gedung

(ref : SNI 03-1726-2002 pasal 8.1., 8.1.2, 8.2.1)

Kinerja struktur gedung didesain untuk memenuhi persyaratan kinerja batas layan dan batas ultimit.

Kondisi Batas Layan

Kinerja batas layan struktur gedung ditentukan oleh simpangan antar tingkat akibat pengaruh gempa rencana, dimana dihitung dari simpangan struktur gedung tersebut akibat pengaruh Gempa Nominal yang telah dibagi faktor skala. Untuk memenuhi persyaratan kinerja batas layan struktur gedung, perbandingan antara simpangan antar tingkat dan tinggi tingkat yang bersangkutan tidak boleh melebihi (0.03/R x tinggi tingkat yang bersangkutan) dan simpangan antar tingkat tidak boleh melebihi 3.0 cm.

Kondisi Batas Ultimit

Kinerja batas untimit struktur gedung ditentukan oleh simpangan dan simpangan antar tingkat maksimum struktur gedung akibat pengaruh Gempa Rencana dalam kondisi struktur gedung diambang keruntuhan, dimana tidak boleh melampaui 0.02 kali tinggi tingkat yang bersangkutan.

Pengecekan terhadap kinerja batas layan dan kinerja kondisi batas ultimit dapat dilihat pada lampiran.

41

9. Penutup

Demikian laporan ini disajikan agar dapat digunakan dengan

semestinya oleh pihak-pihak terkait dalam mendukung pembangunan

proyek ini.

42

LAMPIRAN I

43

Denah Kolom Balok Basement Elevasi -2.70 m

44

Denah Kolom Balok Lt.1 Elevasi +1.80 m

45

Denah Kolom Balok Lt.2 Elevasi +9.80 m

46

Potongan-5

47

48

LAMPIRAN II

PEMBEBANAN

PEMBEBANAN

2. Beban Mati (DL) Lantai tipikal a. Pelat tebal 120 mm= 0.12 m x 24 kN/m3 = 2,88 kN/m2 3. SDL Lantai tipikal - Tile (t = 1 cm) : 24 kg/m2 : 0.24 kN/m2 - Mortar (t = 4 cm) : 84 kg/m2 : 0.84 kN/m2

- Ceiling, (Asbes Cement + hanger) : 20 kg/m2 : 0.20 kN/m2

- Mekanikal & Elektrikal : 7 kg/m2 : 0.7 kN/m2

Total : 135 kg/m2 : 1.35 kN/2 4. Beban Hidup (LL) a. Lantai kantor = 2,5 kN/m2 b. Lantai dak = 1,0 kN/m2 5. Beban dinding/partisi a. Dinding ringan = 1.20 kN/m2 b. Dinding bata = 2,50 kN/m2

6. Beban sendiri balok dan kolom

Program ETABS dapat langsung menghitung berat sendiri balok dan kolom serta mengalikannya dengan factor beban berdasarkan input data dimensi dan karakteristik material

7. Beban Dinamis/ Beban Gempa

- Wilayah Gempa : Wilayah 3 (Jambi) – Tanah Sedang

- Analisa : Respons spectrum

- Koefisien Gempa Dasar © : C= 0.23 untuk T= 0 detik

C= 0.55 untuk T= 0,2 - 1.0 detik

(ref : SNI 03-1726-2002 Gambar 2 Respons Spektrum Gempa Rencana)

49

16o 14o 12o 10o 8o 6o 4o 2o 0o 2o 4o 6o 8o 10o 16o 14o 12o 10o 8o 6o 4o 2o 0o 2o 4o 6o 8o 10o 94o 96o 98o 100o 102o 104o 106o 108o 110o 112o 114o 116o 118o 120o 122o 124o 126o 128o 130o 132o 134o 136o 138o 140o 94o 96o 98o 100o 102o 104o 106o 108o 110o 112o 114o 116o 118o 120o 122o 124o 126o 128o 130o 132o 134o 136o 138o 140o Banda Aceh Medan Padang Bengkulu Jambi Palangkaraya Samarinda Banjarmasin Palembang Bandarlampung Jakarta Sukabumi Bandung GarutSemarang Tasikmalaya Solo Blitar Malang

BanyuwangiDenpasarMataram Kupang Surabaya Jogjakarta Cilacap Makasar Kendari Palu Tual Sorong Ambon Manokwari Merauke Biak Jayapura Ternate Manado

Gambar 2.1. Wilayah Gempa Indonesia dengan percepatan puncak batuan dasar dengan perioda ulang 500 tahun

Pekanbaru : 0,03 g : 0,10 g : 0,15 g : 0,20 g : 0,25 g : 0,30 g Wilayah Wilayah Wilayah Wilayah Wilayah Wilayah 1 1 1 2 2 3 3 4 4 5 6 5 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 4 4 4 4 4 4 5 5 5 5 5 5 6 6 6 4 2 5 3 6 080 Kilometer 200 400

- Faktor Keutamaan Struktur (I) : 1 (Gedung umum untuk hunian, perniagaan,

kantor)

(ref : SNI 03-1726-2002 Tabel 1 Faktor Keutamaan untuk berbagai kategori gedung dan bangunan)

Tabel 1 Faktor Keutamaan I untuk berbagai kategori gedung dan bangunan

Kategori gedung

Faktor Keutamaan

I1 I2 I3

Gedung umum seperti untuk penghunian, perniagaan

dan perkantoran 1,0 1,0 1,0

Monumen dan bangunan monumental 1,0 1,6 1,6

Gedung penting pasca gempa seperti rumah sakit, instalasi air bersih, pembangkit tenaga listrik, pusat penyelamatan dalam keadaan darurat, fasilitas radio dan televise

1,4 1,0 1,4

Gedung untuk menyimpan bahan berbahaya seperti

gas, produk minyak bumi, asam, bahan beracun 1,6 1,0 1,6

Cerobong, tangki diatas menara 1,5 1,0 1,5

Catatan :

Untuk semua struktur bangunan gedung yang ijin penggunaannya diterbitkan sebelum berlakunya standar ini maka Faktor Keutamaan, I, dapat dikalikan 80%

- Faktor reduksi gempa (R) : 5.5

- Damping ratio (D) : 0.05

- Kombinasi ragam : CQC (Complete Quadratic Combination)

50

8. Kombinasi Pembebanan

(ref : RSNI 2002 pasal 11.2)

Pada program ETABS v.9.60 dilakukan kombinasi pembebanan untuk gaya-gaya dalam sebagai berikut :

c. Tinjauan Garavitasi 1. q = 1.4DL + 1.4SDL 2. q = 1.2DL + 1.2DL + 1.6LL d. Tinjauan Dinamis

- Untuk struktur Atas

3. q = 1.2DL + 1.2SDL + 1 LLr ± 1 E 4. q = 0.9DL +0.9SDL ± 1 E

- Untuk struktur bawah

5. q = 1.2DL + 1.2SDL + 1 LLr ± 1 E + 1 Fbx + 0.3Fby

6. q = 1.2DL + 1.2SDL + 1 LLr ± 1 E + 0.3 Fbx + Fby

7. q = 0.9DL + 0.9SDL + 1 LLr ± 1 E + 1 Fbx + 0.3 Fby

8. q = 0.9DL + 0.9SDL + 1 LLr ± 1 E + 0.3 Fbx + 1 Fby

Dimana :

DL

= Beban mati

SDL = Beban mati tambahan

LL

= Beban hidup

LLr

= Beban hidup (yang direduksi menjadi 0.5 LL untuk semua

beban hidup yang kurang dari 500 kg/m

2

E = Beban gempa arah α dan 30% arah (α+90) atau sebaliknya,

diambil hasil kombinasi beban terbesar

F

bx

=

Beban gempa horizontal

nominal statik ekivalen akibat gaya

inersia sendiri arah X

F

by

= Beban gempa horizontal nominal statik ekivalen akibat gaya

51

Beban Hidup (LL)

Lt. Dasar

52

Ket : satuan dalam Kgf - m

Lt. Atap (LL)

Beban Super Dead Load(SDL)

Lt. Dasar

53

Ket : satuan dalam Kgf - m

Lt. 1 (SDL)

54

Ket : satuan dalam Kgf – m

Lt. Atap (SDL)

55

56

LAMPIRAN III

PERHITUNGAN MASSA, PUSAT MASSA, PUSAT

ROTASI, DAN EKSENTRISITAS TAMBAHAN

57

PERHITUNGAN MASSA, PUSAT MASSA, PUSAT ROTASI,

DAN EKSENTRISITAS TAMBAHAN

Perhitungan massa meliputi massa :

- Pelat lantai + 0.3 live load (ref : SKBI – 1.3.53.1987 tabel 4 koefisien

reduksi beban hidup)

- Kolom

58

Pusat massa lantai adalah titik tangkap resultantate beban mati, beban hidup yang bekerja pada lantai tersebut, serta titik tangkap beban gempa dinamik (ref : SNI 03-1726-2006 pasal 5.4.1). Pusat rotasi lantai adalah suatu titik pada lantai tersebut yang bila suatu beban horizontal bekerja padanya, lantai tersebut tidak berotasi, tapi hanya bertranslasi, sedangkan lantai-lantai yang tidak mengalami beban horizontal semuanya berotasi dan bertranslasi

(ref : SNI 03-1726-2006 pasal 5.4.2).

Program ETABS dapat menghitung secara otomatis besarnya massa, letak pusat massa, dan letak pusat rotasi tiap lantai. Tetapi, program ini tidak mampu menghitung secara otomatis besarnya eksentrisitas rencana. Oleh sebab itu perlu dilakukan perhitungan manual untuk mendapatkan nilai eksentrisitas rencana.

Eksentrisitas rencana pusat massa lantai terhadap pusat rotasi lantai pada peninjauan beban dimaksudkan untuk mengantisipasi membesarnya pengaruh momen torsi horizontal lantai dengan tidak berimpitnya pusat massa lantai dan pusat rotasi. Apabila ukuran horizontal terbesar denah struktur gedung pada lantai tingkat itu, diukur tegak lurus pada arah pembebanan gempa, dinyatakan dengan b, maka eksentrisitas rencana (ed) harus ditentukan sebagai berikut (ref : SNI 03-1726-2006 pasal 5.4.3) :

 Untuk 0 < e < 0.3 b ed = 1.5 e + 0.05 b atau ed = e-0.05 b

Dan dipilih diantaranya keduanya yang pengaruhnya paling menentukan untuk unsur atau subsistem struktur gedung yang ditinjau.

 Untuk e < 0.3 ed = 1.33 e + 0.1 b atau ed = 1.17 e – 0.1 b

Dan dipilih diantara keduanya yang pengaruhnya paling menentukan untuk unsur atau subsistem struktur gedung yang ditinjau.

Eksentrisitas tambahan (e+) = ed – e, diberikan dengan menggeser pusat massa menjauhi posisi pusat kekakuan, akibat pengaruh momen torsi tingkat. Perhitungan (e+) dilakukan untuk setiap arah gempa rencana.

Besarnya massa, letak pusat massa, pusat kekakuan, dan besarnya eksentrisitas tambahan untuk masing-masing lantai dapat dilihat pada halaman berikut :

59

MASSA, PUSAT MASSA, PUSAT ROTASI

PERHITUNGAN EKSENTRISITAS

Dimana :

Mass X dan Mass Y adalah massa gedung arah X dan Y perlantai; XCM dan YCM adalah koordinat titik massa gedung arah X dan Y per lantai; CumMass X dan CumMass Y adalah kumulatif massa gedung arah X dan Y per lantai; XCCM dan YCCM adalah koordinat pusat kekakuan gedung per lantai.

60

LAMPIRAN IV

31

LAMPIRAN V

32

LAMPIRAN V-1

33

PERENCANAAN STRUKTUR KOLOM

Perencanaan penulangan kolom dilakukan dengan program ETABS v 9.6. yang menggunakan referensi peraturan standar UBC 97, kemudian faktor reduksi kekuatan pada ETABS v 9.6 disesuaikan agar sesuai dengan SNI-03-2847-2002. Prinsip penulangan kolom yang digunakan berupa desain kapasitas (Capacity Design) dengan system penulangan biaxial bending.

Prosedur perencanaan :

1. Buat diagram interaksi gaya aksial dan momen biaksial untuk setiap tipe penampang . Rasio tulangan yang diijinkan terhadap penampang kolom ialah 1% - 6%

2. Periksa kapasitas kolom untuk gaya aksial dan momen biaksial terfaktor untuk setiap kombinasi pembebanan.

3. Perencanaan penulangan geser kolom

- Pmax = 0.80 Po untuk kolom persegi

- Pmax = 0.85 Po untuk kolom bulat

- Po = Φmin [0.85 x fc’ x (Ag – Ast) + fy x Ast]

Φmin = 0.70 untuk sengkang persegi Φmin = 0.75 untuk sengkang spiral

34

2. Periksa Kapasitas Kolom

a. Tentukan Pu, Mux, dan Muy

b. Tentukan faktor perbesaran momen kolom

- sx dan sy = 1.0 jika P-Delta analisis disertakan

- b =

Dimana :

P

o

=

K = 1.00

EI =

atau EI =

Β

d

= beban mati aksial terfaktor maks/beban total aksial terfaktor maks

C

m

= 0.6 + 0.4

≥ 0.4

M

1

dan M

2

adalah momen ujung kolom (M

2

> M

1

)

Nilai M

1

/M

2

positif jika arah M

1

dan M

2

berlawanan, dan negatif bila

M

1

dan M

2

searah.

c. Periksa kapasitas kolom

Periksa gaya dan momen terhadap diagram interaksi kolom :

P = Pu

Mx = δbx . Muxb + δsx . Muxs

My = δby . Muyb + δsx . Muys

Dimana :

Pu = gaya aksial terfaktor

Muxb & Muyb = momen terfaktor arah mayor dan minor akibat

pembebanan gravitasi

Muxs & Muys = momen terfaktor arah mayor dan minor akibat

Gaya lateral

δbx, δby, δsx, δsx = faktor perbesaran momen

d. Gambar koordinat P, Mx, My pada kurva diagram interaksi

 Jika titik tersebut terletak di dalam diagram, maka kapasitas kolom

mencukupi

 Jika titik tersebut terletak diluar diagram, maka kolom mengalami tegangan

lebih, kapasitas kurang

3. Penulangan Geser Kolom

Penulangan geser kolom direncanakan untuk setiap kondisii pembebanan dalam arah mayor dan minor kolom, dengan prosedur :

35

a. Tentukan gaya aksial (Pu) dan gaya geser (Vu) dari kolom.

Vu = Vp + Vd+1

Dengan Vp = gaya geser akibat momen kapasitas pada kedua

ujung balok

Dengan Vd+1 = gaya geser pada balok akibat beban gravitasi

Nilai Vp diambil yang maksimum antara Vp1 dan Vp2

Vp1 = Vp2 =

MI-,MI+ = Momen kapasitas balok kolom negatif dan positif pada

ujung i

Mj-,Mj+ = Momen kapasitas balok kolom negatif dan positif pada

ujung j

b. Tentukan gaya geser yang dipikul beton (Vc)

 Jika kolom dibebani gaya aksial tekan :

Vc = 2.0

 Jika kolom dibebani gaya aksial tarik :

 Untuk desain rangka pemikul momen khusus,

Vc = 0 jika memenuhi kedua syarat ini :

 Pu (tekan) < fc’. Ag/20

 Gaya geser akibat beban gempa (VE ≥ 0.5 Vu)

c. Hitung luas tulangan geser perlu (Av)

 Untuk kolom persegi

Av =

 Untuk kolom bulat

Av =

36

37

LAMPIRAN V-2

DESAIN TULANGAN KOLOM

(OUTPUT ETABS)

38

LAMPIRAN V-3

PERHITUNGAN PERENCANAAN

STRUKTUR BALOK

39

PERENCANAAN BALOK

Perencanaan balok portal memperhitungkan kuat lentur dan geser.

Data :

Mutu beton K - 300 fc’ = 25 MPa

Mutu baja BJTD-40 f

y

= 400 MPa

Tebal selimut beton minimum = 2.5 cm = 25 mm

Program ETABS akan menghitung dan memberikan luas tulangan yang diperlukan

balok akibat momen lentur dan gaya geser beserta jenis kombinasi beban yang

menyebabkan keadaan ekstrim. Pengguna program ETABS dapat mengetahui

banyaknya tulangan yang dibutuhkan di lokasi-lokasi tertentu dalam suatu balok,

dengan menentukan banyaknya lokasi minimal dalam suatu balok sebelum desain

dilakukan.

Dalam hal ini masing-masing balok dibagi menjadi minimal 3 lokasi peninjauan, yaitu

ujung i, ½ bentang, dan ujung j.

Semua balok hanya didesain pada arah momen lentur mayornya, demikian pula untuk

gaya gesernya.

A. Penulangan Lentur

Langkah perencanaan :

1. Menentukan momen terfaktor maksimum

2. Menentukan luas tulangan yang diperlukan

Balok yang direncanakan diasumsikan memiliki penampang persegi.

Cara perhitungan penulangan lentur balok adalah sebagai berikut :

 Menentukan β1

β1 = 0.85 – 0.05 ((fc’- 4000)/1000) ; 0.65 ≤ β1 ≤ 0.85

 Menentukan faktor Cb

Cb = =

 Menentukan tinggi daerah tekan beton

= d –

max = 0.75 β1cb

 Bila ≤ max, maka luas tulangan tarik As =

 Bila ≤ max, maka dibutuhkan tulangan tekan dengan perhitungan sebagai berikut

:

40

Muc = C

Mus = Mu – Muc’

s’ = 0.003Es

As’ =

Sedangkan, tulangan tarik As = As1 + As2, dimana :

As’ = As2 =

B. Penulangan Geser

Langkah perencanaan :

1. Menentukan Vu yaitu gaya geser terfaktor

2. Menentukan Vc yaitu gaya geser yang dapat ditahan oleh beton

3. Menentukan tulangan geser pada kondisi seimbang

Cara perhitungan penulangan geser balok adalah sebagai berikut :

 Menentukan Vu

Vu = Vp + V d+1

Dengan : Vp = gaya geser akibat momen kapasitas pada kedua ujung balok

V d+1 = gaya geser pada balok akibat beban gravitasi

Nilai V

p

diambil yang maksimum antara V

p1

dan V

p2

V

p1

=

V

p2

=

Dimana : M

I-

= Momen kapasitas balok ujung I tulangan atas dalam keadaan

tarik

M

J+

= Momen kapasitas balok ujung J tulangan bawah dalam

keadaan tarik

M

I+

= Momen kapasitas balok ujung I tulangan bawah dalam

keadaan tarik

M

J-

= Momen kapasitas balok ujung J tulangan atas dalam keadaan

tarik

 Menentukan Vc

Vc = 2

Untuk desain struktur rangka pemikul momen khusus Vc = 0 bila memenuhi 2 syarat

ini :

1. Gaya aksial tekan terfaktor (termasuk akibat beban gempa) kurang dari fc’ Ag/20

2. Gaya geser akibat beban gempa lebih dari atau sama dengan setengah dari gaya geser total yang terjadi di sepanjang bentang balok

41

 Menentukan luas tulangan geser Av

Av =

Dengan syarat (Vu/Ø – Vc) ≤ 8

Dan nilai faktor reduksi kekuatan diambil = 0.6

C. Penulangan Torsi

Langkah perencanaan :

1. Menentukan besarnya momen terfaktor

2. Menentukan besarnya luas tulangan sengkang untuk torsi 3. Menentukan besarnya luas tulangan longitudinal torsi

Cara perhitungan penulangan torsi balok adalah sebagai berikut :

 Menentukan terlebih dahulu apakah efek torsi diabaikan atau perlu dihitung

Bila T

u

<

, maka efek torsi diabaikan

Bila T

u

<

, maka dibutuhkan tulangan torsi

 Menentukan Acp, Pcp, Aoh, dan Ao

Dt = diameter tulangan sengkang untuk torsi

S = selimut beton

Acp = luas yang dibatasi oleh keliling luar penampang beton = b.h

Pcp = Keliling luar penampang beton = 2.(b+h)

Aoh = luas daerah yang dibatasi oleh garis pusat tulangan sengkang

torsi terluar

= (b-2s-dt) . (h-2s-dt)

Ph = keliling dari garis pusat tulangan sengkang torsi terluar

= 2.((b-2s-dt) . (h-2s-dt))

A

o

= luas bruto yang dibatasi oleh lintasan aliran geser = 0.85 A

oh

 Memeriksa apakah dimensi penampang solid sudah cukup besar

Syarat : ≤ Ø

Bila syarat tidak terpenuhi, maka penampang harus diperbesar

 Menghitung luas tulangan sengkang untuk torsi

Tn = Tu/0.75

42

Ø = 450 (untuk komponen struktur non prategang)

Selanjutnya, nilai At/S dikalikan dua dan ditambah dengan nilai Av/S untuk

mendapatkan besar tulangan sengkang yang dibutuhkan setiap panjang tertentu.

 Menghitung luas tulangan longitudinal torsi

dimana : ≥

43

LAMPIRAN V-4

DESAIN TULANGAN BALOK

(OUTPUT ETABS)

44

LAMPIRAN V-5

PERHITUNGAN PERENCANAAN STRUKTUR PELAT

DAN

TANGGA

PERENCANAAN PELAT

Dalam merencanakan pelat beton bertulang, yang perlu dipertimbangkan bukan

hanya pembebanan, tetapi juga tebal pelat dan syarat-syarat tumpuan pada tepi.

Langkah-langkah dalam merencanakan tebal pelat adalah sebagai berikut (ref :

SKSNI T-15-1991-03)

1. menentukan tulangan bersih pelat dalam arah x dan y

keterangan :

I

y

= bentang pelat yang terpanjang diukur antara as balok (mm)

I

x

= bentang pelat yang terpendek diukur antara as balok (mm)

Iyn = bentang bersih pelat yang terpanjang (mm) = Iy - ½b3 -½b4

Ixn = bentang bersih pelat yang terpanjang (mm) = Ix - ½b1 -½b2

2. menentukan nilai 

 = Iyn / Ixn

3. menaksir tebal pelat (h awal) dan menentukan Ix dan Iy

Ix pelat = (1/12). Ix h3 (mm4)

Iy pelat = (1/12). Iy h3 (mm4)

4. menentukan nilai Ix balok 1, Ix balok 2, nilai Iy balok 3, Iy balok 4

Ix B1 = (1/12). b1. h13

Ix B2 = (1/12). b2. h23

Iy B2 = (1/12). b3. h33

45

5. menentukan nilai  1 = Ix B1/ Ix pelat 2 = Ix B2/ Ix pelat 3 = Ix B3/ Ix pelat 4 = Ix B4/ Ix pelat m =  (i)/ n = (1 + 2 + 3 + 4) / n

6. menentukan tebal pelat yang dibutuhkan h (mm)

h =

dengan fy= mutu tulangan pelat (MPa)

7. menentukan tebal pelat minimum (hmin) dan tebal pelat maksimum (hmaks)

hmin =

hmaks =

Contoh perhitungan tebal pelat untuk beberapa jenis pelat dapat dilihat pada halaman berikutnya.

Selain tebal pelat, jenis perletakan juga merupakan faktor penting dalam perencanaan pelat dapat berotasi bebas pada tumpuan, maka pelat itu dikatakan ‘ditumpu bebas’ (misal : pelat yang ditumpu pada tembok bata). Bila tumpuan mencegah pelat berotasi dan relative sangat kaku terhadap momen puntir, maka pelat itu ‘terjepit penuh’ (monolit dengan balok). Bila balok tepi tidak cukup kuat untuk mencegah rotasi sama sekali, maka pelat ‘terjepit sebagian’.

Selain mencegah atau memungkinkan terjadinya rotasi, tumpuan mungkin dapat atau tidak mengijinkan lendutan. Bila tidak mungkin terjadi lendutan pada tumpuan, yaitu tumpuan merupakan sebuah dinding atau balok yang kaku, dikatakan bahwa pelat ‘tertumpu kaku’. Bila tumpuan dapat melendut, pelat itu ‘tertumpu elastis’. Dalam beberapa hal, sebuah pelat mungkin tidak mempunyai tumpuan garis yang menerus, seperti halnya dinding atau balok, tetapi ditumpu hanya beberapa tempat, misalnya suatu deretan kolom sepanjang tepinya. Dalam hal ini tumpuan disebut tumpuan titik.

Selanjutnya, pelat direncanakan berdasarkan table-tabel berikut ini, yang menyatakan pelat persegi dan jenis tumpuannya, beserta momen-momen yang menentukan pada jalur tepi dan jalur tengah dalam arah x dan arah y yang diberi beban terbagi rata dengan kondisi :

46

 tumpuan bebas (sederhana)

 tumpuan terjepit penuh

 tidak tertumpu (ujung bebas/tergantung)

49

LAMPIRAN VIII

50

DAYA DUKUNG PONDASI

51

LAMPIRAN OUTPUT

KOLOM

52

AS 1

53

54

AS 4

55

LAMPIRAN OUTPUT

BALOK

56

57

LT.1

58