MODIFIKASI PERANCANGAN STRUKTUR GEDUNG RUMAH SAKIT PENDIDIKAN UNAIR DENGAN MENGGUNAKAN FLAT SLAB-SHEAR WALL

(1)

TUGAS AKHIR RC09-1380

MODIFIKASI PERANCANGAN STRUKTUR GEDUNG RUMAH SAKIT

PENDIDIKAN UNAIR DENGAN MENGGUNAKAN FLAT SLAB-SHEAR WALL

DIDIK WARSITO 3106 100 014

Dosen Pembimbing : Dr. techn PUJOAJI ST., MT Ir. ANANTA SIGIT S, M.Sc, Ph.D

JURUSAN TEKNIK SIPIL

Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan

Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Surabaya 2011

(2)

MODIFIKASI PERANCANGAN STRUKTUR GEDUNG RUMAH SAKIT PENDIDIKAN UNAIR DENGAN MENGGUNAKAN FLAT

SLAB-SHEAR WALL Nama Mahasiswa : Didik Warsito

NRP : 3106 100 014

Jurusan : Teknik Sipil FTSP-ITS Dosen Pembimbing : Dr. techn Pujo Aji, ST.

MT

Ir. AnantaSigit S, M.Sc, Ph.D

Abstrak

Dalam tugas akhir ini gedung Rumah Sakit Pendidikan Unair akan direncanakan menggunakan struktur flat slab dengan sistem ganda.

Flat slab (lantai cendawan) dicirikan dengan tidak adanya balok sepanjang garis kolom dalam, namun balok tepi luar boleh jadi ada atau tidak ada, disesuaikan dengan kebutuhan.

Flat slab mempunyai kekuatan geser yang cukup dengan adanya salah satu atau kedua hal berikut, pertama adanya drop panel yang merupakan penebalan plat di daerah kolom, kedua dibuatnya kepala kolom yaitu pelebaran yang mengecil dari ujung kolom atas.

Sistem Ganda adalah salah satu sistem struktur yang beban gravitasinya dipikul sepenuhnya oleh space frame, sedangkan beban lateralnya dipikul bersama oleh space frame dan shearwall.

Space frame sekurang-kurangnya memikul 25% dari beban lateral dan sisanya dipikul oleh shearwall.

Gedung Rumah Sakit Pendidikan Unair ini direncanakan berada di zone 3 yang merupakan daerah dengan resiko gempa menengah, sehingga rangka ruang didisain sebagai SRPMM dan shear wall tak perlu detailing khusus.

Kata kunci : Flat slab,Sistem Ganda BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Gedung Rumah Sakit Pendidikan Unair merupakan gedung yang mempunyai 8 lantai dan dibangun di Surabaya yang memiliki zona gempa rendah. Gedung tersebut dibangun dengan menggunakan beton bertulang biasa dengan menggunakan sistem cor di tempat. Rumah Sakit Pendidikan didirikan untuk memenuhi kebutuhan kesehatan masyarakat. Selain itu rumah sakit ini di fungsikan sebagai laboratorium penelitian jenis-jenis penyakit.

Pada tugas akhir ini akan direncanakan gedung yang terdiri dari 10 lantai denggam menggunakan metode flat slab-shear wall. Sistem ganda (dual system) ini memiliki tiga ciri dasar.

Pertama, rangka ruang lengkap berupa sistem rangka pemikul momen (SRPM) yang penting berfungsi

memikul beban gravitasi. Kedua pemikul beban lateral dilakukan oleh dinding geser dan sistem rangka pemikul momen (SRPM) dimana yang tersebut terakhir ini harus secara tersendiri sanggup memikul sedikitnya 25% dari beban dasar geser nominal V. Hal ini menyebabkan balok dan kolom mempunyai dimensi yang lebih kecil dibandingkan bila menggunakan sistem konvensional. Ketiga, dinding geser dan SRPM direncanakan untuk menahan beban V secara proporsional berdasarkan kekakuan relatifnya.

Ada beberapa jenis slab yaitu one way slab (pelat satu arah), two way slab (slab dua arah), flat plate slab (lantai datar), grid slab, dan flat slab (lantai cendawan). Pada grid slab, untuk mengurangi beban mati dari konstruksi plat penuh dibentuk rongga- rongga dengan pola yang menyerupai garis lurus dengan jalan menyelipkan baja, kayu atau lembaran papan pada plat tersebut. Sebagai akibatnya dihasilkan sebuah konstruksi berusuk ganda.

Seringkali di dekat kolom selipan tersebut ditiadakan, sehingga terbentuk sebuah plat penuh supaya dapat memberikan perlawanan yang lebih baik terhadap momen dan geser yang terjadi disekitar daerah tersebut.

Dalam tugas akhir ini penyusun akan membuat perencanaan struktur flat slab-shear wall dengan objek Gedung Rumah Sakit Pendidikan Unair yang semula direncanakan dengan struktur beton bertulang biasa (plat, balok dan kolom) dengan modifikasi pada beberapa bagian disesuaikan dengan kebutuhan. Modifikasi tersebut antara lain : jumlah lantai dari 8 lantai menjadi 10 lantai termasuk basement 2 lantai, penghilangan balok, penempatan unsur penahan gaya lateral (shear wall) serta perencanaan basement untuk area parkir.

1.2 Perumusan Masalah

Dalam penyusunan tugas akhir ini, permasalahan yang perlu diperhatikan adalah:

1. Bagaimana cara menentukan dimensi struktur (Preliminary Design) meliputi:

struktur primer dan struktur sekunder?

2. Beban apa saja yang bekerja pada struktur gedung tersebut?

3. Bagaimana merencanakan struktur bawah dan basement?

4. Bagaimana menuangkan hasil perhitungan dan perencanaan ke dalam gambar teknik?

1.3 Maksud dan Tujuan

Adapun tujuan yang diharapkan dari perencanaan struktur gedung ini adalah sebgai berikut :

1. Dapat merencanakan dimensi struktur (Preliminary Design) meliputi : struktur primer dan struktur sekunder.

2. Dapat menentukan beban-beban yang bekerja pada struktur.

3. Dapat merencanakan struktur bawah dan basement.

4. Dapat menuangkan hasil perhitungan dan perencanaan ke dalam gambar teknik.

(3)

1.4 Batasan Masalah

Dalam penyusunan tugas akhir ini permasalahan akan dibatasi sampai dengan batasan- batasan sebagai berikut :

1. Pada perencanaan ini tidak meninjau analisa biaya dan manajemen konstruksi didalam menyelesaikan pekerjaan proyek.

2. Tidak meninjau segi arsitekturalnya.

3. Mutu beton dan tulangan struktur digunakan f’c = 40 MPa dan fy = 400 MPa

4. Peraturan yang dipakai SNI 03-2847-2002, SNI 03-1726- 2002 dan Revisi SNI 03-1727-1989

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Umum

Perencanaan bangunan tahan gempa ialah bangunan yang tahan digoncang gempa meski mungkin sebagian bangunan rusak saat gempa besar tapi bangunan tetap berdiri.

Perencanaan dari suatu struktur gedung pada daerah gempa haruslah memenuhi falsafah perencanaan gedung tahan gempa, yaitu :

• Bangunan dapat menahan gempa bumi kecil atau ringan tanpa mengalami kerusakan.

• Bangunan dapat menahan gempa bumi sedang tanpa kerusakan yang berarti pada struktur utama walaupun ada kerusakan pada struktur sekunder.

• Bangunan dapat menahan gempa bumi kuat tanpa mengalami keruntuhan total bangunan, walaupun bagian struktur utama sudah mengalami kerusakan.

Flat slab dicirikan oleh tidak adanya balok- balok sepanjang garis kolom dalam, namun balok- balok tepi pada tepi-tepi luar lantai boleh jadi ada atau tidak ada. Salah satu keuntungannya bahwa Flat slab dibuat dengan cepat karena bekisting dan susunan tulangan yang sederhana. Pelat ini memerlukan tinggi lantai terkecil untuk memberikan persyaratan tinggi ruangan dan memberikan flesibilitas terbaik dalam susunan kolom kolom dan partisi.

2.2.2 Tipe Dinding Geser

Tipe dinding geser dapat dibedakan menurut variasi dinding geser terhadap ketinggiannya. Untuk gedung dengan ukuran sedang, bentuk dari dinding geser seperti diatas tidak mengalami perubahan terhadap ketinggian struktur. Dan untuk gedung bertingkat tinggi tipe-tipe dinding geser yang biasa digunakan dapat dibedakan sebagai berikut, yaitu : cantilever wall, cantilever wall dengan ruang terbuka dan coupled wall.

Untuk cantilever wall gaya lateral merupakan beban terpusat yang bekerja pada tiap

lantai struktur. Dimana juga diperhitungkan stabilitas dinding terhadap lateral buckling dengan ketebalan dinding yang relatif.

2.3 Struktur Flat Slab

Ada beberapa jenis slab yaitu one way slab (pelat satu arah), two way slab (slab dua arah), flat plate slab (lantai datar), grid slab, dan flat slab (lantai cendawan). Pada grid slab, untuk mengurangi beban mati dari konstruksi plat penuh dibentuk rongga - rongga dengan pola yang menyerupai garis lurus dengan jalan menyelipkan baja, kayu atau lembaran papan pada plat tersebut. Sebagai akibatnya dihasilkan sebuah konstruksi berusuk ganda.

Seringkali di dekat kolom selipan tersebut ditiadakan, sehingga terbentuk sebuah plat penuh supaya dapat memberikan perlawanan yang lebih baik terhadap momen dan geser yang terjadi disekitar daerah tersebut. Sedangkan untuk flat plate dan flat slab dicirikan oleh tidak adanya balok-balok sepanjang garis kolom dalam, namun balok-balok tepi pada tepi-tepi luar lantai boleh jadi ada atau tidak ada.

Pada flat plate umumnya dipakai apabila panjang bentang tidak terlalu besar dan beban yang bekerja bukan merupakan beban yang berat.

Flat slab berbeda dari flat plate dalam hal bahwa lantai flat slab mempunyai kekuatan yang cukup dengan adanya salah satu atau kedua hal berikut :

a. Drop Panel yaitu pertambahan tebal plat didalam daerah kolom.

b. Kepala kolom (Column Capital) yaitu pelebaran mengecil dari ujung kolom atas.

c. Secara historis, flat slab mendahului kedua pelat dua arah dengan balok-balok dan pelat lantai dasar. Flat slab pada awalnya dipatenkan oleh O.

W. Norcross di Amerika Serikat pada tanggal 29 April 1902. Beberapa macam sistem tulangan telah dipatenkan sesudahnya yaitu : sistem empat arah, dua arah, tiga arah dan sistem melingkar. C.

A. P Turner merupakan salah satu penganjur pertama dari sistem yang dikenal dengan sistem lantai cendawan. Sekitar tahun 1908 flat slab diakui sebagai suatu sistem lantai yang dapat digunakan (Wang dan Salmon 1990).

Banyak konstruksi pelat rata yang diuji dengan beban selama periode dari tahun 1910 sampai tahun 1920. Plat-plat ini menunjukkan hasil yang baik di bawah beban-beban uji (Ferguson dkk. 1991).

Gambar 2.4 Konstruksi flat slab

Analisis perilaku slab terhadap lentur pada tahun 1940-an dan awal tahun 1950-an masih mengikuti teori elastisitas klasik, khususnya di Amerika Serikat. Teori defleksi kecil pada plat,

K O L O M F L A T S L A B

D R O P P A N E L

F L A T S L A B D R O P P A N E L K O L O M

(4)

dengan anggapan materialnya homogen dan isotropis, merupakan dasar-dasar peraturan ACI yang dinyatakan sebagai tabel-tabel momen. Riset, khususnya oleh Westergaard, yang secara empiris memungkinkan adanya redistribusi momen secara terbatas, memberikan peetunjuk kepada penulis- penulis peraturan.

Pada tahun 1943, Johansen menerbitkan teori garis leleh untuk mencari kapasitas collapse pada slab. Sejak saat itu, banyak dilakukan riset mengenai perilaku akhir pada beton bertulang. Plat rata, yang merupakan bagian-bagian konstruksi tipis, tidak ekonomis dalam hal baja tulangannya, tetapi ekonomis dalam hal bekistingnya. Karena bekisting mewakili lebih dari separo biaya beton bertulang,maka bekisting yang ekonomis sering berarti ekonomis secara keseluruhan.Sejak tahun 1950-an lantai plat rata telah terbukti ekonomis pada konstruksi gedung apartemen yang tinggi ( Ferguson dkk. 1991).

Gambar 2.5 Jenis Slab 2.4 Analisa Struktur Flat Slab

Analisa suatu konstuksi flat slab dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu dengan metode desain langsung (direct design methode) dan metode potal ekivalen.

2.4.1 Metode Desain Langsung

Pada metode desain langsung, yang diperoleh adalah pendekatan momen dan geser dengan menggunakan koefisien-koefisien yang disederhanakan. Dalam metode desain langsung terdapat pembatasan-pembatasan dalam penggunaaanya,antara lain :

1. Pada masing-masing arah minimum ada tiga bentang menerus.

2. Perbandingan antara bentang yang panjang dengan yang pendek pada satu panel tidak boleh melebihi 2,0.

3. Panjang bentang yang bersebelahan dalam masing-masing arah tidak boleh berbeda lebih dari sepertiga bentang yang panjang.

4. Kolom dapat mempunyai offset maksimum 10 % dari bentang dalam arah offset dari kedua sumbu antara garis pusat kolom yang bersebelahan.

5. Semua beban hanya akibat beban gravitasi dan terbagi merata di seluruh panel.

6. Beban hidup tidak boleh melebihi tiga kali beban mati.

7. Apabila panel tersebut ditumpu oleh balok pada semua sisinya,maka kekakuan balok dalam dua arah yang saling tegak lurus tidak boleh kurang dari 0,2 dan tidak boleh lebih besar dari 5,0 (Nawy 1998).

Apabila pembatasan-pembatasan ini tidak dipenuhi, maka diperlukan suatu metode yang bersifat lebih umum. Salah satu dari metode ini diusulkan oleh Peabody dalam tahun 1948 sebagai perencanaan dengan analisa elastis.

2.4.2 Metode Portal Ekivalen

Pada metode portal (rangka) ekivalen menganggap portal idealisasi ini serupa dengan portal aktual sehingga hasilnya akan lebih eksak dan mempunyai batasan penggunaan yang lebih sedikit dibandingkan dengan metode desain langsung. Pada dasarnya metode portal ekivalen memerlukan distribusi momen beberapa kali, sedangkan metode desain langsung hanya beberapa pendekatan dengan satu kali distribusi momen (Nawy 1998).

Di dalam analisis dengan metode portal ekivalen, struktur dibagi menjadi rangka-rangka menerus yang berpusat pada garis kolom dan melebar baik dalam arah longitudinal maupun dalam arah transversal. Tiap-tiap rangka terdiri dari sebaris kolom dan sebuah gelagar (balok) yang lebar.

Dimana gelagar (balok) tersebut mencakup bagian dari pelat yang dibatasi oleh garis-garis pusat panel pada kedua sisi dari kolom, bersama-sama balok (jika ada) atau panel yang direndahkan (jika ada). Untuk pembebanan vertikal, tiap-tiap lantai dengan kolom- kolomnya dapat dianalisa secara terpisah, kolom- kolom tersebut dianggap terjepit pada lantai, baik yang terletak dibawah maupun di atasnya.

Gambar 2.6 Idealisasi bangunan untuk analisis portal ekivalen

BAB III METODOLOGI

3.1 Umum

Bab ini menjelaskan urutan pelaksanaan penyelesaian yang akan digunakan dalam penyusunan Tugas Akhir.

(5)

3.2 Pengumpulan Data

Pengumpulan Data dan Mempelajari Data Yang Berkaitan Dengan Perencanaan berupa :

3.2.1 Data Umum Bangunan yang Sudah Ada

• Tipe Bangunan : Rumah Sakit

• Letak bangunan : Jauh dari pantai

• Zone gempa : 3

• Tinggi bangunan : 33,6 m

• Jumlah lantai : 8 lantai

• Struktur bangunan : Beton bertulang

• Atap : - Rangka atap baja - Bahan atap dari

genteng

• Struktur pondasi : Pondasi tiang pancang

• Mutu beton (f’c) : 40 MPa (struktur utama)

• Mutu beton (f'_c) : 40 MPa (struktur bawah)

• Mutu baja (f_y) : 400 MPa

BAB IV

PERENCANAAN DIMENSI STRUKTUR

4.1 Umum

Pada Bab ini berisi perhitungan-perhitungan mengenai perkiraan awal dari dimensi bagian-bagian dari struktur bangunan yang menggunakan system flat slab-shear wall. Adapun dimensi bangunan yang ditentukan pada bab ini antara lain adalah dimensi kolom, dimensi pelat, dimensi dinding geser, dimensi drop panel.

4.2 Perencanaan Dimensi Kolom

Pada perancangan dimensi kolom ini diambil daerah yang mengalami pembebanan paling besar.

Data yang diperlukan untuk melakukan perencanaan dimensi kolom, sebagai berikut :

Tebal pelat (Asumsi awal) : 15 cm

Dimensi kolom (Asumsi awal) : 70 cm x 70 cm Jumlah lantai : 10 lantai Tinggi tiap lantai : 3.8 m

Tributary area kolom terbesar : 6 m x 6 m Sehingga didapatkan dimensi kolomnya 70 x 70 cm² 4.3 Perencanaan Dimensi Flat slab

Untuk dimensi ketebalan pelat ini SNI 03-2847-2002 pasal 11.5.3 mengatur ketebalan pelat tanpa penebalan yang direncanakan minimal. Berdasarkan perhitungan tebal pelat minimum yang digunakan ialah 16,1 cm akan tetapi untuk kemudahan dan keamanan maka pelat yang dipakai dalam perancangan struktur ialah 20 cm

4.4 Perencanaan Dimensi Dinding Geser

Menurut SNI 03-2847-2002 pasal 16.5.3.1 : ketebalan dinding pendukung tidak boleh kurang daripada

25

1 tinggi atau panjang bagian dinding yang ditopang secara lateral, diambil yang terkecil, dan tidak kurang daripada 100 mm. Jadi tebal shear wall sebesar 25 cm telah memenuhi syarat.

4.5 Perencanaan Dimensi Drop Panel Dimensi drop panel untuk mereduksi jumlah tulangan momen negatif di daerah kolom yang harus sesuai dengan SNI 03-2847-2002 pasal 15.3.7 : Ldrop panel L

6

≥ 1

Maka direncanakan tebal drop panel untuk keseluruhan lantai hdp = 12 cm

4.6 Perencanaan Dimensi Balok Tepi

Desain dengan menggunakan peraturan SNI 03-2847-2002 pasal 11.5.2 dalam Tabel 8 disebutkan bahwa tebal minimum balok non prategang atau pelat satu arah bila lendutan tidak dihitung pada kedua ujung menerus yaitu h =

21

1 L. Sehungga

direncanakan dimensi balok pinggir sebesar 30/60.

BAB V

PERENCANAAN STRUKTUR SEKUNDER

5.1 Umum

Pada bab ini akan dibahas mengenai perencanaan struktur sekunder, dimana struktur sekunder merupakan bagian dari konstruksi bangunan yang terdiri dari struktur tangga dan struktur lift.

5.2 Perencanaan Tangga

Perencanaan struktur tangga dapat mengambil beberapa macam alternative, baik itu konstruksi maupun perletakannya.

Data-data perencanaan :

a. Perletakan Sendi dan Rol pada bagian bordes

b. Mutu beton ( f’c) : 40 MPa c. Mutu Baja (fy) : 400 MPa d. Panjang bordes : 125 cm e. Lebar tangga : 150 cm f. Tebal pelat miring : 15 cm g. Tebal pelat bordes : 15 cm h. Tebal selimut beton : 20 mm l. Tinggi injakan (t) : 18 cm m. Lebar injakan (i) : 27 cm

(6)

.

Gambar 5.1 Denah Tangga (cm) 5.2.1 Analisa Gaya-Gaya Dalam

Gambar 5.3 Analisa Gaya Dalam Tangga (m) Didapatkan, VA = 3227,9 Kg

VB = 3549,2 Kg

Didapatkan gaya-gaya dalam pada pelat tangga dan bordes:

Gambar 5.6 Bidang momen dan lintang pada tangga

5.2.2 Perhitungan Penulangan Pelat Tangga dan Bordes

• ρb =

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛ +

×

y y

c

f f

f 600

600 ' 85

,

0 β₁ = 0,039

• ρmax = 0,75 × ρb = 0,75 x 0,039 = 0,029

• ρ_{min b} = fy

4 . 1 =

400 4 .

1 = 0,0035

• ρmin = 0,0018

• m =

c y

f f

× 85 .

0 =

40 85 . 0

400

× = 11,76

• d = 150 – 20 – (0,5 × 14) = 123 mm Perhitungan tulangan pelat tangga:

• Tulangan lentur = D14 - 180

• Tulangan pembagi = D8 – 150 Perhitungan tulangan pelat bordes :

• Tulangan lentur = D14 – 180

• Tulangan pembagi = D8-150

5.2.5 Penulangan Balok Bordes Dipakai dimensi balok bordes 20/30.

Penulangan lentur balok bordes

− Tumpuan

Digunakan tulangan lentur 2D14

− Lapangan

`Digunakan tulangan lentur 2D14 5.3 Perencanaan lift

Pada perancangan lift ini meliputi balok pemisah sangkar dan balok penumpu depan. Lift yang digunakan pada perancangan pada Tugas Akhir ini adalah lift yang diproduksi oleh Sigma dengan data – data sebagai berikut :

− Tipe lift : Passenger

− Merk : Sigma

− Kapasitas :17orang (1150

kg)

− Kecepatan : 60 m/menit

− Lebar pintu (opening width) : 1000 mm

− Dimensi sangkar (car size)

Outside : 2240×1785

mm²

Inside : 2150×1600

mm²

− Dimensi ruang luncur (hoistway)

Duplex : 5700×2350

mm²

− Dimensi ruang mesin (duplex) : 5700×2350 mm²

− Beban reaksi ruang mesin

R1 = 13900 kg R2 = 9350 kg

5.3.3 Penulangan Balok Pemisah Sangkar (25/30) 1. Penulangan lentur

a. Tumpuan

Tulangan terpasang 2 D16 Tulangan tekan 2 D16 b. Lapangan

(7)

Tulangan terpasang 2 D16 Tulangan tekan 2 D16 2. Penulangan geser

Tidak perlu tulangan geser.

5.3.4 Penulangan Balok Penumpu Depan (25/50) 1. Penulangan lentur

a. Tumpuan

Tulangan terpasang 2 D16 Tulangan tekan 2 D16 2. Penulangan geser

Jarak antar sengkang dipasang Ø 8-200 5.3.5 Penulangan Balok Penumpu Belakang

(25/50) 1. Penulangan lentur

a. Tumpuan

Tulangan terpasang 4 D16 Tulangan tekan 2 D16 2. Penulangan geser

Jarak antar sengkang dipasang Ø 8-200 BAB VI

PERENCANAAN STRUKTUR PRIMER 6.1 Umum

Pada bab ini akan membahas tentang analisa dan perhitungan struktur primer. Didalam analisa struktur, struktur primer merupakan suatu komponen utama dimana kekakuannya mempengaruhi perilaku dari gedung tersebut. Struktur primer ini berfungsi untuk menahan pembebanan yang berasal dari beban gravitasi dan beban lateral berupa beban gempa.

Komponen struktur primer ini terdiri dari flat slab, kolom dan dinding geser. Struktur primer memegang peranan penting dalam kekuatan suatu gedung.

6.2 Perencanaan Pelat

6.2.1 Perencanaan Lentur Pelat - SNI 03-2847-2002 pasal 23.10.6.

Pengaturan tersebut menyangkut banyaknya tulangan yang harus dipasang menerus sepanjang jalur kolom.

Perhitungan penulangan dengan data- data sebagai berikut :

• Mutu beton ( f’c) = 40 MPa

• Mutu baja tulangan ( f_y) = 400 MPa

• h pelat = 20 cm

• h drop panel = 12 cm

• Ukuran drop panel = 200 x 200 cm²

• Kolom = 70 cm x 70cm

• L1 = 600 cm L2 = 600 cm Ln = 530 cm

• ρ_b =

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛ +

×

y y

c

f f

f 600

600 '

85 ,

0 β₁ = 0,039

• ρmax = 0,75 × ρb = 0,75 × 0,039 = 0,029

•

400 4 , 1

min =

ρ = 0,0035

• m =

c y

f f

' 85 .

0 × =

40 85 . 0

400

× = 11,76

6.2.1.1 Penulangan pelat lantai

Tabel 6.1 Penulangan pelat lantai ruang pasien

Tabel 6.2 Penulangan pelat lantai ruang operasi

(8)

6.2.1.2 Penulangan Geser -Ruang pasien

Dipasang tulangan D10-100 mm (549,5 mm²).

-Ruang Operasi/Laboratorium

6.2.2 Perencanaan Lentur Pelat Atap - SNI 03-2847-2002 pasal 23.10.6.

• Mutu baja tulangan ( f_y) = 400 MPa

• h pelat atap = 15 cm

• L₁ = 600 cm L2 = 600 cm Ln = 530 cm

• ρ_b =

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛ +

×

y y

c

f f

f 600

600 '

85 ,

0 β₁ = 0,039

• ρ_max= 0,75 × ρb = 0,75 × 0,039 = 0,029

•

400 4 , 1

min=

ρ = 0,0035

• m =

c y

f f

' 85 .

0 × =

40 85 . 0

400

× = 11,76 6.2.2.1 Penulangan pelat lantai

Tabel 6.3 Penulangan pelat atap 6.2.1.2 Penulangan Geser

6.3 Perancangan Balok Tepi 6.3.1 Data Perancanganf′_c= 40 MPa fy = 400 Mpa

f_y= 400 MPa

h = 600 mm b = 300 mm

Dtul. longitudinal = 22 mm Dsengkang = 10 mm

d’ = 40 + 10 + ½ × 22 = 61 mm dx = h - d’ = 600 mm – 61 mm

= 539 mm

0035 , 400 0

4 , 1 4 , 1

min = = =

fy

ρ

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛

= +

y y

c

bal f f

f

600 1 600 . ' . 85 ,

0 β

ρ = 0,039

balance

ρ

ρ_max = 750, × = 0,75 × 0,039 = 0,029 76

, 40 11 85 , 0

400 '

. 85 ,

0 = =

= f x

m f

c y

6.3.2 Penulangan Daerah Tumpuan Kiri Balok Tepi

Akibat momen negatif

• Tulangan atas = 3 D22

• Tulangan bawah = 2 D22 Akibat momen positif

• Tulangan bawah = 2 D22

Maka tulangan yang dipakai adalah yang terbesar

6.3.3 Penulangan Daerah Lapangan Balok Tepi As = ρ x b x d

= 0,0035 x 300 x 539 = 565,95 mm²

Digunakan Tulangan Lentur 2 D22

As ada = 759,88 mm² > As perlu = 565,95 mm²... (OK) As’= ρ x b x d

= 0,0035 x 300 x 539 = 565,95 mm²

As’ ada = 759,88 mm² > As’ perlu = 565,95 mm²...(Ok)

6.3.4 Penulangan Daerah Tumpuan Kanan Balok Tepi

Akibat momen negatif

• Tulangan bawah = 2 D22 Akibat momen positif

Maka tulangan yang dipakai adalah yang terbesar

• Tulangan bawah = 2 D22 6.3.5 Penulangan Geser Balok - SNI 03-2847-2002 pasal 23.10.4(2) : 6.3.5.1 Penulangan Geser Tumpuan Balok

-26258 -64063.17

13372 7835 28077.54

(9)

Dipasang φ12 – 130 mm sepanjang 2h = 2.600 = 1200 mm dari muka kolom, dimana tulangan geser pertama dipasang 50 mm dari muka kolom.

6.3.5.2 Penulangan Geser Lapangan Balok Tepi Karena Vu hampir sama dengan Vc maka daerah lapangan tidak perlu tulangan geser.

6.4 Penulangan Kolom 6.4.1 Kolom Bawah

Data-data perencanaan : Dimensi kolom = 700 × 700 mm² Mutu beton, f’c = 40 MPa Mutu baja, fy = 400 MPa

Diameter tul utama = D25 mm Diameter tul sengkang = Ø12 mm 6.4.1.1 Perhitungan Tulangan Lentur

Perhitungan penulangan memanjang kolom menggunakan program bantu PCACOL v3.64.

Berdasarkan kombinasi beban, ternyata untuk semua lantai kolom interior memerlukan tulangan memanjang yang sama sebanyak 1,09 % atau 16D25.

Prosentase kolom ini sesuai syarat SNI 03-2847-2002 Pasal 23.4.3.1 yaitu antara 1 % - 6 % telah terpenuhi.

6.4.1.2 Pengekangan Kolom

Ash =0,30(100x(700-2x40-12).(40/400))((700²/(700- 2x40-12)²)-1)

= 1824 mm²

Ash = 0,09 (100x(700-2x40-12)(40/400) = 547,2 mm² Untuk memenuhi SNI 03-2847-2002 Pasal 23.4.4.3 digunakan Ash 5D22 (As = 1899,7 mm²) > 1824 mm² 6.4.1.3 Kebutuhan Tulangan Tranversal

Dipasang tulangan transversal dengan S ≤ 6 db

tulangan memanjang = 6 (25) = 150 mm , atau ≤ 150 mm

6.4.1.4 Panjang Lewatan pada Sambungan Tulangan Kolom Interior

Sambungan lewatan ini termassuk kelas B (SNI 03- 2847-2002 pasal 14.17.2.3) yang panjangnya harus 1,3 l^.

1,3 .(558,25) = 725,725 mm ≈ 750 mm

6.4.2 Kolom Bawah

Data-data perencanaan : Dimensi kolom = 700 × 700 mm² Mutu beton, f’c = 40 MPa Mutu baja, fy = 400 MPa

Diameter tul utama = D25 mm Diameter tul sengkang = Ø12 mm 6.4.2.1 Perhitungan Tulangan Lentur

Perhitungan penulangan memanjang kolom menggunakan program bantu PCACOL v3.64.

Berdasarkan kombinasi beban, ternyata untuk semua lantai kolom interior memerlukan tulangan memanjang yang sama sebanyak 1,09 % atau 16D25.

Prosentase kolom ini sesuai syarat SNI 03-2847-2002 Pasal 23.4.3.1 yaitu antara 1 % - 6 % telah terpenuhi.

6.4.2.2 Pengekangan Kolom

Ash =0,30(100x(700-2x40-12).(40/400))((700²/(700- 2x40-12)²)-1)

= 1824 mm²

Ash = 0,09 (100x(700-2x40-12)(40/400) = 547,2 mm² Untuk memenuhi SNI 03-2847-2002 pasal 23.4.4.3 gunakan Ash 5D22 (As = 1899,7 mm²) > 1824 mm² 6.4.2.3 Kebutuhan Tulangan Tranversal

Dipasang tulangan transversal dengan S ≤ 6 db

tulangan memanjang = 6 (25) = 150 mm , atau ≤ 150 mm

6.4.2.4 Panjang Lewatan pada Sambungan Tulangan Kolom Interior

Sambungan lewatan ini termassuk kelas B (SNI 03- 2847-2002 pasal 14.17.2.3) yang panjangnya harus 1,3 l^.

1,3 .(558,25) = 725,725 mm ≈ 750 mm 6.5 Perancangan Dinding Geser tipe Siku

6.5.1 Data Perancangan

• Mutu beton (f′c) = 40 MPa

• Mutu baja (f_y) = 400 MPa

• Tebal Shear wall = 25 cm

• Tinggi Shear wall = 38 m

• Tulangan Horisontal : D12 mm

• Tulangan Vertikal : D12mm

• Tebal selimut beton Panel = 40 mm

6.10.2 Kontrol Kapasitas Beban Aksial Dinding Geser Tipe Siku Terhadap Beban Aksial Terfaktor

Terhadap Pemodelan Sectional

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛ ⎟

⎠

⎜ ⎞

⎝

⎛

×

− ×

′×

×

=

⋅

2

1 32 55

,

0 h

A k f

P_nw

φ

_c _g l^c

φ

,

( )

[

² ⁶⁰⁰⁰ ²⁵⁰

]

40 70 , 0 55 ,

0 × × × × ×

=

⋅P_nw φ

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛ ⎟

⎠

⎜ ⎞

⎝

⎛

×

− ×

×

2

250 32

000 . 4 8 ,

1 0 = 46126080 N

= 46126,08 KN > Pumax = 138,94 KN OK!

Terhadap Pemodelan panel 1

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛ ⎟

⎠

⎜ ⎞

⎝

⎛

×

− ×

′×

×

=

⋅

2

1 32 55

,

0 h

A k f

P_nw

φ

_c _g l^c

φ

,

( )

[

⁶⁰⁰⁰ ²⁵⁰

]

40 70 , 0 55 ,

0 × × × ×

=

⋅P_nw

φ

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛ ⎟

⎠

⎜ ⎞

⎝

⎛

×

− ×

×

2

250 32

000 . 4 8 , 1 0

= 23063040 N

= 23063,04KN > Pumax = 641,10 KN OK!

Terhadap Pemodelan panel 2

(10)

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛ ⎟

⎠

⎜ ⎞

⎝

⎛

×

− ×

′×

×

=

⋅

2

1 32 55

,

0 h

A k f

P_nw

φ

_c _g l^c

φ

,

( )

[

⁶⁰⁰⁰ ²⁵⁰

]

40 70 , 0 55 ,

0 × × × ×

=

⋅P_nw

φ

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛ ⎟

⎠

⎜ ⎞

⎝

⎛

×

− ×

×

2

250 32

000 . 4 8 , 1 0

= 23063040 N

= 23063,04 KN > Pumax = 593,00 KN OK!

6.10.3 Kontrol Ketebalan Minimum Dinding Geser Tipe Siku

Menurut SNI 03-2847-2002 Pasal 16.5.3, ketebalan dinding tidak boleh kurang dari :

1. ×λ_c 25

1 ₌

251 ×4000= 160 mm

< 250 mm OK!

2. 100 mm < 250 mm

OK!

¾ Jadi ketebalan Shear wall 250 mm memenuhi syarat

6.10.4 Perhitungan Kuat Geser Dinding Geser Tipe Siku

 Menurut SNI 03-2847-2002 Pasal 23.6.2.2 : bahwa sedikitnya harus dipasang dua lapis tulangan pada dinding apabila gaya geser terfaktor melebihi ×A_cv × f_c′

6

1 .Maka dari

persamaan di atas diperoleh : - Untuk panel 1

c

cv f

A × ′

6×

1 =

(

6000.250

)

40

6

1× ×

= 1581,138,83KN > V max = 130,49 KN - Untuk panel 2

c

cv f

A × ′

6×

1 =

(

6000.250

)

40

6

1× ×

= 1581,138,83KN > V max = 169,02 KN

 Menurut SNI 03-2847-2002 Pasal 16.3.4 : bahwa pada dinding yang mempunyai ketebalan lebih besar dari 250 mm, kecuali dinding ruang bawah tanah harus dipasanga dua lapis tulangan. Karena ketebalan Shear wall = 250 mm dipasang dua baris tulangan.

6.10.5 Batas Kuat Geser Dinding Geser Tipe Siku

Menurut SNI 03-2847-2002 Pasal 23.6.4.4 Batas Kuat Geser Penampang Shearwall pada permodelan sectional adalah :

- Untuk panel 1

c

cv f

A × ′ 3×

φ2 ⁼

(

6000.250

)

40 3

55 2 ,

0 × × ×

= 3478,505 KN > Vmax = 130,49 KN

- Untuk panel 2

c

cv f

A × ′ 3×

φ 2 ⁼

(

6000.250

)

40 3

55 2 ,

0 × × ×

= 3478,505 KN > Vmax = 169,02 KN

* Nilai φ = 0,55 karena kuat geser nominal lebih kecil dari kuat geser yang timbul dari kuat lentur nominal (SNI 03-2847-2002 Pasal 11.3.2.4a)

6.10.6 Kuat Geser Nominal Dinding Geser Tipe Siku

 Menurut SNI 03-2847-2002 Pasal 23.6.4.1: Kuat Geser Nominal Shear wall tidak boleh lebih besar dari Vn :

Dengan

w

hw

l

= 3.6

38 = 10,56 > 2, didapat αc = 6 1 _. Maka dengan memakai tulangan 2D22 (As = 760 mm²) dan s = 150 mm diperoleh :

- Untuk panel 1

φVn =φ×Acv

[

αc× fc′+ρn× fy

]

=

( )

^×_⎢⎣^⎡ ^× ⁺ _× ^× _⎥⎦^⎤

× 400

150 250 40 760 6 250 1 . 6000 55 , 0

= 2.802,423 KN > Vmax = 130,49 KN - Untuk panel 1

φVn =φ×Acv

[

αc× fc′+ρn× fy

]

=

( )

^×_⎢⎣^⎡ ^× ⁺ _× ^× _⎥⎦^⎤

× 400

150 250 40 760 6 250 1 . 6000 55 , 0

= 2.802,423 KN > Vmax = 169,02 KN .

6.10.7 Kontrol Rasio Tulangan Vertikal dan Horisontal Dinding Geser

 Sesuai SNI 03-2847-2002 Pasal 16.3, rasio tulangan vertikal (ρ_v) tidak boleh kurang dari 0,0012 dan 0,002 untuk rasio tulangan horizontal (ρ_h). Tulangan horizontal menggunakan 2 D12 dengan spasi 200 mm.

a. Rasio tulangan horisontal :

200 250

760

× = 0,012 > 0,0020 OK!

b. Rasio tulangan vertikal :

150 250

760

× = 0,018 > 0,0012 OK!

 Menurut SNI 03-2847-2002 Pasal 16.3.6: Tidak perlu diberi tulangan pengikat lateral bila rasio tulangan vertikal (ρv) dan rasio tidak lebih dari 0,01.

a. Rasio tulangan vertikal :

(11)

150 250

760

× = 0,018 < 0,01 OK!

6.10.8 Kontrol dan Desain Panjang Daerah Komponen Batas (Boundary Zone) Dinding Geser

 Menurut SNI 03-2847-2002 Pasal 23.6.6.2(a) daerah tekan harus diberi komponen batas bila :

⎟⎟⎠

⎜⎜ ⎞

⎝

×⎛

>

w u w

h

c δ

600

l ; dimana

w u

h

δ tidak boleh

diambil kurang dari 0,007. Nilai

δ

_uadalah nilai Δ_M pada lantai tertinggi pada masing-masing arah.Nilai ΔM bernilai sama pada semua arah.

Dari SAP 2000 didapat Δ_M = 0,045 mm Nilai syarat Komponen Batas

nilai

w u

h δ

=

38000 5 ,

20 = 0,00054 < 0,007; maka

pakai

w u

h

δ _{= 0,007}

⎟⎟⎠

⎜⎜ ⎞

⎝

×⎛

w u w

h 600 δ

l ₌

(

0,007

)

600 6000

× = 1428,57 mm

Untuk mendapatkan nilai c (Neutral Axis Depth), harus menggunakan Kombinasi Momen Nominal Maximum Mn’ yaitu :

P’u = 1,2 D + 0,5 L

= 1,2 (4,77) + 0,5 (1,33) = 6,39 KN dan P’u = 0,9 D

= 0,9 (4,77) = 4,293 KN

Dari diagram Pn-Mn DS Tipe Siku Permodelan Sectional dengan φ=1 dan fs=fy didapat nilai Mu = 34000 kN

β1 = 0,78 As = 61560 mm²

a = f b

f A

c y s

. ' . 85 , 0

. =

) 250 )(

40 .(

85 , 0

) 400 )(

1 , 921 . 12

( = 810,73

mm

a = β1 c c =

0 , 78

73 ,

810

= 953,8 mm <

⎟⎟⎠

⎜⎜ ⎞

⎝

×⎛

w u w

h 600 δ

l ₌

1428,57 mm

Dari perumusan SNI 03-2847-2002 pasal 23.6.6.2a diatas menunjukkan bahwa shear wall tersebut tidak membutuhkan komponen batas, hal ini disebabkan baban aksial yang bekerja pada shear wall relatif kecil.

BAB VII

ANALISA PONDASI DAN BASEMENT

7.1 Umum

Pondasi pada umumnya berlaku sebagai komponen struktur pendukung bangunan yang terbawah dan berfungsi sebagai elemen terakhir yang meneruskan beban ke tanah.

7.2 Tiang pancang pada kolom Pada perencanaan pondasi direncanakan menggunakan diameter sebesar 60 cm.

2 B = 2x60 = 120 cm (jarak minimum) 2.5 B = 2,5x60 =150cm (jarak maxmum)

Berdasarkan nilai diatas, direncanakan jarak antar tiang sebesar S = 150 cm memenuhi persyaratan di atas.

Jumlah baris tiang pancang dalam grup = 2 Jumlah kolom tiang pancang dalam grup = 2 Perencanaan Poer pada kolom

Dimensi kolom = 700 × 700

mm²

Dimensi poer = 3×3×1 m³ Mutu beton (f’c) = 40 MPa Mutu baja (fy) = 400 MPa Diameter tulangan = 25 mm

Selimut beton = 50 mm

Tinggi efektif (d) :

d = 1000 – 50 – ½ * 25 = 937,5 mm Penulangan Lentur

As = ρ × b × d

= 0,0035×1000×912,5

= 2373,75 mm²

Digunakan Tulangan Lentur

φ

25 - 200

As =2453 mm² > Asperlu = 2373,75 mm²...OK

ternyata ρ’ < ρmin = 0,0035 As’ = ρ’ × b ×d

= 0,0035×1000×912,5

= 2373,75 mm²

φ

25 - 200

As’ = 2454,37 mm² > As’perlu = 2373,75 mm²...OK

Penulangan Geser

Tidak perlu tulangan geser.

7.3 Tiang pancang pada shear wall Pada perencanaan pondasi direncanakan menggunakan diameter sebesar 60 cm.

Direncanakan jumlah tiang pancang sebanyak 12 buah. Direncanakan dimensi poer 7,5 x 7,5 x 3,5. Dan jarak antar tiang :

S = 2.5D = 2,5x60 = 150 cm Stepi = 1,5D = 1,5x60 = 90 cm Perencanaan Poer pada shear wall Penulangan Lentur

Arah X

As = ρ × b × d

= 0,0052×1000×912,5

(12)

= 4745 mm²

As = 4906,25 mm²>Asperlu = 4745 mm²...OK

As’ = ρ’ × b ×d

= 0,0022 ×1000 ×912,5

= 2007,5 mm²

A_s’ = 2453,125 mm² > A_s’_perlu = 2007,5 mm²...OK

Arah Y

As = ρ × b × d

= 0,0059×1000×912,5

= 5383,75 mm²

As = 5396,9 mm²>Asperlu = 5396,9 mm²...OK

As’ = ρ’ × b ×d

= 0,0025 ×1000 ×912,5 = 2281,25 mm²

φ

25 - 200

As’ = 2454,37 mm² > As’perlu = 2281,25 mm²²...OK

7.4 Perencanaan dinding pemikul tanah Data-data Perencanaan :

• Tebal plat : 250 mm

• Selimut beton : 40

mm

• Mutu beton (f’_c) : 40 MPa

• Mutu baja (fy) : 400

• Diameter tulangan utama MPa : 25 mm

• Diameter tulangan bagi : 10

• Tebal mm dinding : 200

mm

• d_x = 250-40-(1/2)22 = 199 mm

• d_y = 250-40-22-(1/2)22 = 177 mm Penulangan

Arah X :

As = ρ × b × d

= 0,0039×1000×912,5 = 3558,75 mm²

As = 3925 mm²>Asperlu = 3558,75 mm²...OK

As’ = ρ’ × b ×d

= 0,0039×1000×912,5 = 3558,75 mm²

As’ = 3925 mm²>Asperlu = 3558,75 mm²...OK

Arah Y :

As = ρ × b × d

= 0,0039×1000×912,5 = 3558,75 mm²

As’ = ρ’ × b ×d

= 0,0039×1000×912,5 = 3558,75 mm²

7.5 Tiang pancang pada dinding basement Direncanakan jarak dari as ke as tiang pondasi : S = 2.5D =2,5x60 = 150 cm

Stepi = 1,5D = 1,5x60 = 90cm Perencanaan Poer

- Pu = 525826 kg = 525,826 ton - Jumlah tiang pancang = 5

- Tebal poer = 1 m - Mutu beton (f’c) = 40 MPa - Mutu baja (fy) = 400 MPa - Diameter tulangan 25 mm

- Selimut beton = 50 mm

- Tinggi efektif (d) : dx = 1000 – 50 – 25 - ½.25 = 912,5 mm

dy = 1000 – 50 - ½.25 = 944 mm

Penulangan Arah X

As = ρ × b × d

= 0,0039×1000×912,5 = 3558,75 mm²

As’ = ρ’ × b ×d

= 0,0039×1000×912,5 = 3558,75 mm²

Arah Y :

As = ρ × b × d

= 0,0039×1000×912,5 = 3558,75 mm²

As’ = ρ’ × b ×d

= 0,0039×1000×912,5 = 3558,75 mm²

7.6 Perencanaan Lentur Pelat Atap - SNI 03-2847-2002 pasal 23.10.6.

• Mutu baja tulangan ( fy) = 400 MPa

• h pelat atap = 20 cm

• L1 = 600 cm

(13)

L2 = 600 cm Ln = 530 cm

• ρ_b =

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛ +

×

y y

c

f f

f 600

600 '

85 ,

0 β₁ = 0,039

• ρmax = 0,75 × ρb = 0,75 × 0,039 = 0,029

•

400 4 , 1

min=

ρ = 0,0035

• m =

c y

f f

' 85 .

0 × =

40 85 . 0

400

× = 11,76 7.6.1 Penulangan pelat lantai

Tabel 6.4 Penulangan lantai basement 7.6.2 Penulangan Geser

7.7 Perencanaan Sloof

Data-data perancangan perhitungan sloof adalah sebagai berikut :

P = 705,765 ton =

705765 N

Panjang Sloof L = 3 m Mutu Beton f’c = 40 MPa

Mutu Baja fy = 400 MPa

Decking dc = 50 mm

Diameter Tulangan Utama = 25 mm Diameter Sengkang = 12 mm

Dimensi Sloof = 45 x 70 cm

Tinggi Efektif = 700–50–12–

(1/2x25) = 625,5 cm Penulangan Lentur

Dipasang Tulangan 8 D 25 (As = 3926,99 mm²) Penulangan Geser dan Torsi

Karena Vu < Ø Vc, maka tidak perlu tulangan geser Jadi dipasang tulangan geser praktis Ø 12 – 200

BAB VIII

KESIMPULAN DAN SARAN

8.1 Kesimpulan

Berdasarkan keseluruhan hasil analisa yang telah dilakukan dalam penyusunan Tugas Akhir ini dapat ditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut :

1. Perencanaan struktur menggunakan flat slab dapat mereduksi ketinggian gedung dan menghemat penggunaan bekisting.

2. Penggunaan shear wall tidak efektif.

3. Struktur bawah untuk pondasi kolom interior dan eksterior direncanakan dengan tiang pancang pracetak diameter 60 cm.

8.2 Saran

Berdasarkan hasil perancangan yang telah dilakukan, maka disarankan :

1. Perancangan dimensi kolom hendaknya dibagi menjadi beberapa bagian. Hal ini dikarenakan gaya aksial pada kolom akan semakin kecil pada kolom yang lebih tinggi.

Sehingga dimensi kolom dapat diperkecil.

2. Diusahakan dalam merencanakan denah bangunan, dibuat sesimetris mungkin dengan tujuan untuk menghindari adanya konsentrasi gaya pada elemen struktur tertentu ketika beban bekerja.