BAB I PENDAHULUAN 1. Data Teknis Bangunan
Data teknis dari bangunan yang akan direncanakan adalah sebagai berikut: a. Bangunan gedung lantai tiga berbentuk T
b. Tinggi bangunan 12 m
c. Panjang bangunan 23 m dan lebar 22 m d. Jarak portal 5 m dan 4 m
e. Setiap lantai memiliki luivel 1 m f. Fungsi bangunan untuk perkantoran
g. Letak bangunan dekat pantai dengan zona gempa 6 h. Mutu bahan:
- Mutu baja fy = 400 MPa - Mutu beton f’c = 35 MPa 2. Filosofi Perencanaan
Filosofi perencanaan bangunan sipil pada umumnya adalah meyalurkan beban struktur ke pondasi dengan baik.
Mekanisme penyaluran beban tadi bisa langsung berupa gaya aksial maupun tidak langsung berupa momen, torsi dan geser. Semua mekanisme tadi menyalurkan gaya-gaya ke pondasi dan pondasi harus sanggup memikulnya.
Pondasi akan sanggup menerima beban sebesar apapun yang diberikan kepadanya, akan tetapi ia sendiri akan tenggelam kedalam tanah, sehingga dicarilah suatu kompromi antara daya pikul dan settlement yang dianggap layak.
2.1. Konsep Perencanaan Struktur Beton
Suatu struktur atau elemen struktur harus memenuhi dua kriteria yaitu : Kuat ( Strength )
Layak ( seviceability )
Kuat mempunyai arti kemampuan struktur / elemen struktur lebih besar daripada beban yang bekerja. Rn > α S ϕ Rn ϕ : Kuat rencana α S : Kuat perlu
Layak mempunyai arti lendutan, simpangan dan retak sruktur/ elemen struktur masih dalam toleransi yang ada.
Kedua kriteria tersebut harus memenuhi syarat perancangan. 2.2. Struktur Open Frame
Struktur open frame dirancang menggunakan konsep Strong Column Weak Beam, yang merancang kolom sedemikian rupa agar sendi plastis terjadi pada balok – balok kecuali pada kolom paling bawah boleh terjadi sendi plastis dasar kolom.
∑ Me ≥ 6/5 ∑ Mg (SNI 03-2847-2002, Bab 23.4)
3. Perancangan Awal (Preliminary Design ) 3.1 Pengaturan Denah
Dalam pengaturan denah yang perlu diperhatikan adalah: Fungsi Bangunan
Peruntukan Ruang
3.2 Penentuan Dimensi Elemen Struktur 3.2.1 Pelat:
Bila ledutan pelat tidak dihitung, maka tebal pelat minimum harus memenuhi SNI Ps 8, lendutan harus dihitung bila tebal pelat kurang dari syarat tersebut.
3.2.2 Balok:
Tinggi balok di perkirakan h = L/12, atau menurut SNI Tabel 8 Lebar balok di perkirakan b = 2/3 h
3.2.3 Kolom:
Ukuran kolom di perkiakan b x h = P / 0,3 x f ‘c
Dengan kata lain 30 % kapasitas penampang disiapkan untuk aksial dan 70 % untuk momen. Kecuali yang disebut SNI ps 23.4
4. Perhitungan Pelat 4.1. Pembebanan
Beban yang bekerja pada pelat di sesuaikan dengan fungsi ruangan dimana pelat tersebut berada, lihat PPIUG 1983, perhatikan kemungkinan pelat menopang tembok atau beban khusus lainnya.
4.2. Perhitungan Momen Lentur
Momen – momen yang bekerja pada pelat dapat dihitung dengan menggunakan analisa pelat seperti finite element, finite different, atau dengan cara berupa tabel-tabel yang ada seperti : tabel moody, tabel ACI, tabel PBI’71, tabel bares.
Untuk penyelesaian tugas ini disarankan menggunakan table – tabel yang ada, kecuali untuk pelat – pelat berbentuk khusus.
Pelat dengan beban khusus perlu juga di perhatikan misalnya beban garis, beban titik, beban segitiga dan sebagainya.
4.3. Perhitungan Tulangan Pelat
Setelah momen-momen pelat didapat dari perhitungan diatas, perhitungan kebutuhan tulangan dapat menggunakan table – tabel penulangan yang berlaku, seperti tabel gedeon.
4.4. Persyaratan Tulangan Pelat
Persyaratan tulangan maksimum pelat seperti yang ditunjukan dalam SNI 12.3.3, persyaratan tulangan minimum pelat seperti dalam SNI 12.5 atau 9.12
a. Kontrol Lendutan Pelat
Ledutan pelat dapat dihitung dengan mengunakan tabel lendutan pelat, persyratan lendutan pelat dapat dilihat pada SNI tabel 9
b. Kontrol Retak Pelat
Kontrol retak pada pelat dapat dihitung dengan menggunakan rumus sederhana dalam SNI ps 12.6.4 atau rumus empiris lainya.
5. Perhitungan Balok Anak 5.1. Pembebanan
Beban yang bekerja pada balok anak disesuaikan dengan fungsi ruangan dimana balok anak tersebut berada, lihat PPIUG 1983, perhatikan kemungkinan balok anak mendukung tembok atau beban balok lainnya (tegak lurus arah balok yang ditinjau). 5.2. Perhitungan Momen Lentur
Momen-momen yang bekerja pada balok anak dapat dihitung dengan menggunakan koefisien momen seperti koefisien momen pada SNI ps 10.3 atau dengan cara analitis lainnya
Setelah momen-momen balok anak didapat dari perhitungan di atas, perhitungan kebutuhan tulangan dapat menggunakan tabel – tabel penulangan yang berlaku, seperti tabel gedeon.
5.4. Persyaratan Tulangan Balok
Persyaratan tulangan maksimum balok seperti yang ditunjukkan dalam SNI ps 12, persyaratan tulangan minimum balok seperti dalam SNI ps 12.5.
a. Kontrol Lendutan Balok
Lendutan balok dapat dihitung seperti pada SNI ps 11.5, dengan menggunakan tabel lendutan balok dapat dilihat pada SNI tabel 8
b. Kontrol Retak Balok
Kontrol retak pada balok dapat dihitung dengan menggunakan rumus sederhana dalam SNI ps 12.6 atau rumus empiris lainnya.
6. Perhitungan Tangga 6.1. Pembebanan
Beban yang bekerja pada tangga sesuai dengan PPIUG 1983, perhatikan kemungkinan tangga mendukung tembok reiling.
6.2 Perhitungan Momen Lentur
Momen – momen yang bekerja pada tangga dihitung sesuai dengan sifat struktur tangga, bila tangga dibuat melayang, lebih baik dihitung dengan software komputer untuk analisa tiga dimensi atau dengan pendekatan lain agar perhitungan menjadi dua dimensi. Bila tangga terletak pada dua tumpuan, dapat menggunakan statika biasa.
6.3 Perhitungan Tulangan Tangga
Setelah momen – momen tangga didapat dari perhitungan di atas, perhitungan kebutuhan tulangan dapat menggunakan table-tabel penulangan yang berlaku, seperti tabel gedeon.
6.4 Persyaratan Tulangan Tangga
Persyaratan tulangan maksimum tangga seperti yang ditunjukan dalam SKSNI ps 3.3.3.3, persyaratan tulangan minimum tangga seperti dalam SKSNI ps 3.3.5.2.
6.5 Kontrol Lendutan Tangga
Lendutan tangga dapat dihitung seperti pada SKSNI ps 3.2.5, dengan menggunakan tabel lendutan tangga, persyaratan lendutan tangga dapat dilihat pada SKSNI tabel 3.2.5. (b)
6.6 Kontrol Retak Tangga
Kontrol retak pada tangga dapat dihitung dengan menggunakan rumus sederhana SKSNI ps 3.3.6.4 atau rumus empiris lainnya. SNI’02 : 12.6
7. Analisa Struktur
Analisa struktur dapat dilakukan dengan menggunakan bantuan software komputer seperti SAP’2000 atau analisa struktur lainnya. Apabila menggunakan software computer, analisa secara tiga dimensi akan lebih memudahkan untuk mengetahui gaya – gaya dalam semua elemen struktur dan gaya torsi yang muncul.
Struktur beton dimodelkan sebagai struktur rangka terbuka (open frame) yang mungkin disertai dengan satu atau beberapa dinding geser (shear wall), dan lantai dimodelkan sebagai diafragma kaku (rigid diaphragma).
Kolom – kolom bawah dianggap terjepit penuh pada level poer bila menggunakan pondasi tiang pancang yang lebih dari 3 buah. Bila menggunakan tiang pancang berjumlah dua buah atau satu buah, kolom harus dianggap terjepit elastic. Bila pondasi yang dipakai adalah pondasi setempat, maka kolom harus dianggap terletak pada sendi, dan sloof harus disertakan di dalam model struktur.
Apabila struktutr dimodelkan sebagai portal dua dimensi, maka harus ditinjau portal arah tegak lurusnya, agar suatu kolom yang diperhitungkan akan terwakili oleh dua arah portal yang saling tegak lurus (efek kolom biaksial).
7.2. Pembebanan Struktur
Beban yang di terima struktur akibat dari :
Berat sendiri struktur dan elemen-elemen yang di topangnya seperti pelat, balok anak, tangga, maupun dinding - dinding didalam gedug.
Beban hidup sesuai dengan fungsinya seperti pada PPIUG 1983. Beban gempa sesuai dengan PPTGIUG 1983.
Kombinasi pembebanan seperti pada SNI’02 : ps 11.2.
7.3. Pengecekan Kebenaran Analisa Struktur
Hasil analisa struktur harus diyakini kebenaranya dengan cara :
Jumlah reaksi vertikal yang di dapat dari analisa struktur harus mendekati dengan berat seluruh gedung (termasuk dinding –dindingnya).
Jumlah reaksi horisontal akibat gempa, paling tidak 90 % dari gaya geser dasar seperti pada PPTGIUG 1983 ps 3.5.2.2.
8. Penulangan Struktur Utama 8.1. Balok
8.1.1. Tulangan Memanjang
Momen-momen hasil analisa struktur di gunakan untuk menghitung kebutuhan tulangan memanjang balok, baik tumpuan maupun lapangan. Perhitungan keperluan tulangan ini dapat menggunakan tabel yang ada. Yang perlu di perhatikan dalam menghitung tulangan balok adalah kebutuhan tulangan tekan pada tumpuan dan lapangan balok harus sedemikian sehingga daktilitas penampang mencukupi. Syarat SNI ps 23.3 harus dipenuhi.
Rasio tulangan : ρ minimum 1,4 / fy
ρ maksimum = pada SNI ps 23.3.2 8.1.2. Sengkang
Karena konsep desain kapasitas struktur beton tahan gempa adalah strong coloumn weak beam concept. Untuk menjamin bahwa pada pembentukan sendi plastis pada balok tidak terjadi keruntuhan akibat gesernya, maka desain geser penampang balok tidak berdasarkan gaya geser hasil analisa struktur, tetapi gaya geser yang ditimbulkan bila balok tersebut terjadi sendi plastis pada kedua ujungnya. Besarnya gaya geser akibat terjadinya sendi plastis pada kedua ujung balok dapat dilihat pada SNI ps 23.3. Selanjutnya penulangan dapat dihitung menggunakan tabel atau cara analitis seperti pada SNI ps 23.3.4, tetapi untuk daerah potensi terjadi sendi plastis, konstribusi geser oleh beton Vc sama dengan nol (tidak boleh dimanfaatkan), daerah yang dimaksud adalah 2 kali tinggi balok. Diluar daerah sendi plastis, Konstribusi beton boleh dimanfaatkan.
Pemutusan tulangan harus direncanakan dari momen envelope yang terjadi pada semua kombinasi beban (kecuali kombimnasi 4 x beban gempa). Dengan panjang penyaluran seperti pada SNI ps 23.5.4.
9. Kolom
9.1. Penulangan memanjang
Karena strong coloumn weak beam concept yang dipakai pada desain struktur beton tahan gempa maka besarnya momen yang dipakai dalam menghitung tulangan kolom tidak diambil dari analisa struktur, hal ini untuk menjamin bahwa pada saat balok leleh (terjadi sendi plastis pada kedua ujungnya) kekuatan kolom tidak sama dengan kapasitas balok tersebut, sehingga besarnya momen yang dipakai pada desain kolom adalah seperti SNI ps 23.4, sedangkan gaya aksialnya seperti pada SNI ps 23.4.2. Dengan demikian desain kolom tidak menggunakan gaya-gaya yang dihasilkan oleh analisa struktur sama sekali.
9.2. Sengkang
Dengan alasan yang sama, sengkang kolom juga tidak didesain menggunakan gaya-gaya yang ada dari analisa struktur, tetapi menggunakan yang ada pada SNI ps 23.4.4. Selanjutnya penulangan dapat dihitung menggunakan tabel atau cara analisa seperti pada SNI ps 23.4.3 tetapi untuk daerah potensi terjadi sendi plastis maka konstribusi geser oleh beton Vc sama dengan nol (tidak boleh dimanfaatkan), daerah yang dimaksud adalah 2 kali tinggi kolom (arah yang ditinjau). Diluar daerah sendi plastis, konstribusi boleh dimanfaatkan.
9.3. Detailing
Pemasangan tulangan memanjang harus memenuhi SNI ps 23.4.3 Sengkang harus memenuhi SNI ps 23.4.4.2
10. Hubungan Balok Kolom
Agar kolom utuh selama terjadi gempa, maka terbentuknya sendi plastis pada balok harus terjadi dimuka kolom (tidak boleh merusak kolom), untuk menyakinkan hal ini, maka hubungan balok kolom harus didesain sedemikian agar paling tidak sama dengan kapasitas balok.
Prosedur yang diikuti adalah seperti pada SNI’02 : 23.5 11. Sloof dan Pondasi
