ALTERNATIF PENGGUNAAN STRUKTUR RANGKA BAJA PADA GEDUNG D’SOYA HOTEL DENGAN METODE SISTEM RANGKA PEMIKUL MOMEN KHUSUS.

(1)

RANGKA PEMIKUL MOMEN KHUSUS

TUGAS AKHIR

Untuk memenuhi sebagian persyaratan dalam memperoleh Gelar Sarjana Teknik Sipil (S-1)

Oleh :

THOMAS ARYA P.

0753010053

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL ”VETERAN”

JAWA TIMUR

2011

(2)

LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR

ALTERNATIF PENGGUNAAN STRUKTUR RANGKA BAJA

PADA GEDUNG D’SOYA HOTEL DENGAN METODE SISTEM

RANGKA PEMIKUL MOMEN KHUSUS

Disusun Oleh :

THOMAS ARYA PIDEKSA NPM. 0753010053

Telah diuji, dipertahankan dan diterima oleh Tim Penguji Tugas Akhir Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan

Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur Pada hari Rabu 1 Juni 2011

Pembimbing : Tim Penguji :

1. Pembimbing Utama 1. Penguji I

Drs. Ir. Made D. Astawa, MT. Ima Muljati, ST.,MT.,MEng.

NIP. 19530919 198601 1 00 1 NIDN. 073 0076 803

2. Pembimbing Pendamping 2. Penguji II

Sumaidi, ST. Ir. Wahyu Kartini, MT.

NPT. 3 7909 05 0204 1 NPT. 3 6304 94 0031 1

3. Penguji III

Ir. Sardjono HS

Mengetahui :

Dekan Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur

Ir. Naniek Ratni JAR, MKes. NIP. 19590729 198603 2 00 1

(3)

i

ABSTRAK

Disusun Oleh: Thomas Arya Pideksa

0753010053

Dalam pembangunan gedung bertingkat tinggi, konstruksi baja merupakan salah satu pilihan yang cukup atraktif. Gedung D’SOYA HOTEL yang strukturnya dari beton bertulang akan dirancang ulang menjadi struktur rangka baja dengan metode Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK). Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK) dipakai untuk daerah dengan resiko gempa tinggi (wilayah gempa 5 dan 6). Perencanaan yang akan dilakukan hanya perhitungan struktur atas yaitu perencanaan balok baja, kolom baja dan sambungan balok ke kolom. Dalam kebutuhan fungsi ruang gedung D’SOYA HOTEL, terdapat kebutuhan ruang terbuka yang luas dengan bentang balok utama cukup panjang, mencapai 10 (sepuluh) meter. Sehingga terdapat permasalahan, bagaimana mendesain balok baja dengan bentang yang panjang agar tidak terjadi lendutan yang terlalu besar? Dari hasil perencanaan untuk gedung tersebut diperoleh hasil perencanaan umum sebagai berikut: gording menggunakan C 125x50x20x2,3. Kuda-kuda solid beam menggunakan WF 200x150x6x9. Balok anak untuk atap dan lantai menggunakan WF 350x250x9x14 untuk bentang 8 m, sedangkan untuk bentang 5,10 m dan 5,80 m menggunakan WF 300x150x5,5x8. Balok induk untuk atap dan lantai menggunakan WF 450x300x10x15 untuk bentang 10,2 m, WF 400x200x8x13 untuk bentang 8 m, 5 m, 4 m dan WF 350x250x9x14 untuk bentang 5,8 m. Kolom yang digunakan untuk semua tingkat menggunakan HC30; 458x417x30x50.

Kata kunci : LRFD, struktur rangka baja, SRPMK, sambungan balok kolom.

(4)

ii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Tuhan YME yang telah melimpahkan karunia-Nya

sehingga tugas akhir dengan judul ”ALTERNATIF PENGGUNAAN STRUKTUR

RANGKA BAJA PADA GEDUNG D’SOYA HOTEL DENGAN METODE

SISTEM RANGKA PEMIKUL MOMEN KHUSUS”, dapat terselesaikan.

Dengan segala keterbatasan yang dimiliki oleh penyusun, maka tugas akhir

ini tentunya masih jauh dari kesempurnaan. Walaupun demikian penyusun telah

berusaha semaksimal mungkin untuk mencapai hasil yang terbaik. Untuk itu

penyusun memerlukan saran dan kritik demi menyempurnakan tugas akhir ini.

Atas terselesaikannya tugas akhir ini, penyusun menyampaikan rasa hormat

dan mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada :

1. Ibu Ir. Naniek Ratni JAR., MKes. selaku Dekan Fakultas Teknik Sipil

dan Perencanaan UPN “Veteran” Jawa Timur.

2. Ibu Ir. Wahyu Kartini, MT. selaku Ketua Program Studi Teknik Sipil

FTSP UPN “Veteran” Jawa Timur dan dosen penguji.

3. Bapak Ir. Drs. Made D. Astawa, MT. selaku dosen pembimbing utama

yang telah meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan, motivasi,

wawasan, saran dan petunjuk selama penyusunan tugas akhir ini.

4. Bapak Sumaidi, ST. selaku dosen pembimbing pendamping yang telah

meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan, motivasi, wawasan,

saran dan petunjuk selama penyusunan tugas akhir ini.

(5)

iii agar menjadi lebih baik lagi.

6. Bapak Ir. Sardjono HS. selaku dosen penguji.

7. Bapak N. Dita P. Putra, ST. MT. selaku dosen wali yang memberikan

dukungan, semangat dalam proses kegiatan perkuliahan.

8. Seluruh dosen dan karyawan Teknik Sipil, UPN “Veteran” Jatim, atas

semua ilmu pengetahuan yang diberikan.

9. Kedua orangtua saya tercinta, Bapak Felix Y. Soetopo dan Ibu Felicitas

Sri Prapti. Merekalah yang telah membesarkan dan mendidikku untuk

mampu bersabar, bersikap terbuka, disiplin dan bijaksana. Mereka

memiliki peran yang sangat penting dan tak terhingga, dan berkat doa

restu merekalah saya dapat menyelesaikan tugas akhir ini.

10. Ketiga kakak saya yang sangat saya sayangi, mas Pandu, mas Krisna dan

mbak Tika. Merekalah adalah kakak yang sangat selalu mengasihi dan

pengertian kepada adiknya ini.

11. Best friends, Dedik, Alfian, Cripsi, Hannafi alias “Gang Buntu”, terima

kasih atas dukungan dan bantuannya selama ini. Jasa kalian tidak akan

aku lupakan.

12. Seluruh teman-temanku angkatan 2007, Vishe, Dika, Didin, Diyana,

Wulan, Mira, Hendri, Pendik, Iwan (kacong), Risang, Tito, Dede

Sulaiman, Yayan, Intan,ST., Fauzi, Guntur, Reza, Iwan (cuprus), Catur,

Aland, Rouf, Sanggra, Hendra. Pengalaman ketika bersama duduk

(6)

iv

dibangku perkuliahan, itu tidak akan terlupakan. Semangat kawan, kita

pasti bisa!

13. Semuanya yang namanya tidak dapat saya sebutkan satu persatu, yang

telah menjadi bagian dalam kehidupan saya di kampus Teknik Sipil UPN

Surabaya maupun dikehidupan sehari-hari, terlebih pada saat proses

penyelesaian tugas akhir ini.

Semoga segala kerja keras, bantuan dan budi baik selalu mendapat balasan dari

Tuhan YME. Penyusun berharap tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi semua

pembaca.

Surabaya, Juni 2011

Penyusun

(7)

v

ABSTRAK ………....………

KATA PENGANTAR ……….

DAFTAR ISI ………

DAFTAR GAMBAR ...

DAFTAR TABEL ...

BAB I PENDAHULUAN ………...

1.1. Latar Belakang ………...

1.2. Perumusan Masalah ………...

1.3. Tujuan ………

1.4. Batasan Masalah ………

1.5. Lokasi Gedung ………...

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ………

2.1. Konsep Desain ………...

2.2. LRFD Batang Tarik ...

2.3. LRFD Batang Tekan ...

2.4. Perencanaan Balok ……….

2.5. Perencanaan Kolom ………...

2.6. Tekuk Lokal Pada Komponen Struktur Balok-Kolom ………..

2.7. Sambungan Balok ke Kolom ……….

BAB III METODOLOGI PERENCANAAN ………..

3.1. Umum ………

3.2. Data-data Perencanaan ... i

ii

v

viii

ix

1

2

3

4

5

6

7

8

10

12

(8)

vi

3.2.1. Data Gedung …...……….

3.2.2. Data Mutu Bahan ...

3.3. Peraturan-peraturan Yang Dipakai ………

3.4. Metodologi Perencanaan ………...

3.4.1. Preliminary Design ………...

3.4.2. Rencana Pembebanan ………...

3.4.3. Analisa Perencanaan Struktur ………...

3.4.4. Pendetailan ...………..

BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR ...

4.1. Perencanaan Atap ...

4.1.1. Perencanaan Gording ...

4.1.2. Perencanaan Penggantung Gording ...

4.1.3. Perencanaan Ikatan Angin Atap ...

4.1.4. Perencanaan Kuda-kuda ...

4.2. Perencanaan Balok Anak ...

4.2.1. Perencanaan BA1 (L = 5,8 m) ...

4.2.2. Perencanaan BA2 (L = 8 m) ...

4.3. Perhitungan Beban Pada Portal ...

4.3.1. Beban Pelat Atap ...

4.3.2. Beban Pelat Lantai ...

4.3.3. Beban P Akibat Balok Anak ...

4.3.4. Beban Angin Pada Dinding ...

4.3.5. Beban Gempa ...

4.4. Perencanaan Balok ... 12

12

13

14

16

27

30

33

40

43

47

48

50

51

52

67

(9)

vii

4.4.3. Balok Dengan Bentang 5,8 m ...

4.5. Perencanaan Kolom ...

4.6. Sambungan ...

4.6.1. Perencanaan Sambungan Balok Induk Dengan Kolom ...

4.6.2. Perencanaan Sambungan Balok Induk Dengan Balok Anak ...

BAB V KESIMPULAN ...

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

71

74

78

87

89

(10)

viii

DAFTAR GAMBAR

(11)

ix

DAFTAR TABEL

Gambar 4.1. Kuda-kuda dan Gording ...

Gambar 4.2. Pengekang Vertikal pada Gording ...

Gambar 4.3. Pembebanan Gaya Angin ...

Gambar 4.4. Lendutan yang terjadi pada Gording ...

Gambar 4.5. Penggantung Gording ...

Gambar 4.6. Gaya pada Penggantung Gording ...

Gambar 4.7. Rencana Ikatan Angin Atap ...

Gambar 4.8. Gaya pada Ikatan Angin Atap ...

Gambar 4.9. Rencana Sambungan Baut Kuda-kuda ...

Gambar 4.10. Rencana Detail Sambungan Baut A ...

Gambar 4.11. Rencana Detail Sambungan Baut B ...

Gambar 4.12. Rencana Balok Anak ...

Gambar 4.13. Beban Terpusat P pada Balok 8 m ...

Gambar 4.14. Pembebanan Pelat Atap Tipe A ...

Gambar 4.15. Sambungan Baut pada Balok dan Kolom ...

Gambar 4.16. Diagram Gaya Baut akibat Mu ...

Gambar 4.21. Sambungan Baut pada Balok Induk dan Balok Anak ... 16

20

21

26

27

28

30

31

37

39

40

45

47

78

80

81

82

83

85

87

(12)

x

Tabel 4.1. Pembebanan Pelat Atap ...

Tabel 4.2. Pembebanan Pelat Lantai ...

Tabel 4.3. Berat Bangunan Tiap Lantai ...

Tabel 4.4. Gaya Gempa Tiap Lantai dengan T1 = 0,807 ...

Tabel 4.5. Analisa Perhitungan Trayleigh ...

Tabel 4.6. Gaya Gempa Tiap Lantai dengan Tx-ray = 2,62 detik ...

Tabel 4.7. Gaya Gempa Tiap Lantai dengan Ty-ray = 2,91 detik ...

Tabel 4.8. Analisa ∆s Akibat Gempa ...

Tabel 4.9. Analisa ∆m Akibat Gempa ... 49

50

60

62

64

65

66

(13)

1

1.1. Latar Belakang

Dalam pembangunan gedung bertingkat tinggi, konstruksi baja merupakan salah satu pilihan yang cukup atraktif. Baja adalah suatu jenis bahan bangunan yang berdasarkan pertimbangan ekonomi, sifat, dan kekuatannya, cocok untuk pemikul beban. Oleh karena itu baja banyak dipakai sebagai bahan struktur, misalnya untuk rangka utama bangunan bertingkat sebagai kolom dan balok, sistem penyangga atap dengan bentangan panjang seperti gedung olahraga, hanggar, menara antena atau jembatan.

Beberapa keunggulan baja sebagai bahan struktur dapat diuraikan sebagai berikut. Batang struktur dari baja mempunyai ukuran tampang yang lebih kecil daripada batang struktur dengan bahan lain, karena kekuatan baja jauh lebih tinggi daripada beton maupun kayu. Kekuatan yang tinggi ini terdistribusi secara merata. The Kozai Club (1983) menyatakan kekuatan baja bervariasi dari 300 Mpa sampai 2000 Mpa. Kekuatan yang tinggi ini mengakibatkan struktur yang terbuat dari baja lebih ringan daripada struktur dengan bahan lain. Dengan demikian kebutuhan pondasi juga lebih kecil. Selain itu baja mempunyai sifat mudah dibentuk. Struktur dari baja dapat dibongkar untuk kemudian dipasang kembali, sehingga elemen struktur baja dapat dipakai berulang-ulang dalam berbagai bentuk.

Adapun kekurangan struktur baja antara lain bisa mengalami korosi sehingga butuh perawatan atau pengecatan/coating secara berkala. Selain itu baja tidak tahan terhadap api sehingga memerlukan pelapisan agar lebih tahan terhadap api.

(14)

2

Dalam tugas akhir ini gedung D’SOYA HOTEL yang strukturnya dari beton bertulang akan dirancang ulang menjadi gedung dengan struktur rangka baja. Dalam kebutuhan fungsi ruang gedung D’SOYA HOTEL, terdapat kebutuhan ruang terbuka yang luas dengan bentang balok utama cukup panjang, mencapai 10 (sepuluh) meter. Sehingga penggunaan struktur rangka baja merupakan pilihan yang tepat dari segi kekuatan bahan, kecepatan pengerjaan dan lebih ekonomis. Modifikasi terhadap gedung yaitu letak gedung yang berada di daerah dengan resiko gempa kecil (zona gempa 2) dirubah menjadi daerah dengan resiko gempa tinggi (zona gempa 5) maka metode yang digunakan adalah Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK).

SRPMK merupakan sistem yang diharapkan dapat mengalami deformasi inelastis dan tingkat daktilitas yang sesuai dengan prinsip desain kapasitas. Desain SRPMK harus memenuhi persyaratan “Strong Column Weak Beam” sesuai SNI 03-1729-2002 pasal 15.7.6 yang dipakai untuk mendesain struktur yang lebih mengandalkan daktilitas.

1.2. Perumusan Masalah

Dalam perencanaan struktur rangka baja dengan Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus terdapat beberapa permasalahan yang timbul, yaitu :

1. Bagaimana merancang struktur rangka baja yang monolit dan mampu menahan beban lateral dan gravitasi menggunakan Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus?

2. Bagaimana mendesain balok dengan bentang yang panjang agar tidak terjadi lendutan yang terlalu besar?

(15)

3. Bagaimana merencanakan detail sambungan balok ke kolom, sehingga memenuhi konsep desain kapasitas untuk mencapai kondisi “Strong Column Weak Beam”?

1.3. Tujuan

Perencanaan struktur rangka baja Gedung D’SOYA HOTEL menggunakan Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK) mempunyai tujuan diantaranya :

1. Dapat merancang struktur rangka baja yang monolit dan mampu menahan beban lateral dan gravitasi menggunakan Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus.

2. Dapat mendesain balok dengan bentang yang panjang agar tidak terjadi lendutan yang terlalu besar.

3. Dapat merencanakan detail sambungan balok ke kolom, sehingga memenuhi konsep desain kapasitas untuk mencapai kondisi “Strong Column Weak Beam”.

1.4. Batasan Masalah

Dalam perencanaan ini diambil batasan :

1. Menggunakan Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus pada perencanaan struktur gedung D’SOYA HOTEL SURABAYA sesuai SNI 03-1729-2002 dan SNI 03-1726-03-1729-2002.

2. Peraturan yang dipakai adalah peraturan desain yang diterbitkan oleh American Institute of Steel Contruction (AISC) dalam Load and

(16)

4

Resistance Faktor Design (LRFD), yang juga tertuang dalam SNI

03-1729-2002.

3. Hanya meninjau komponen struktur atas (balok, kolom, dan sambungan balok ke kolom), untuk perhitungan struktur bawah (pondasi) tidak dibahas.

1.5. Lokasi Gedung

Perencanaan gedung D’SOYA HOTEL ini terletak pada Jl. Raya Manyar Kertoarjo no. 44 Surabaya.

Gambar 1.1. Site Plan Lokasi Proyek Gedung D’SOYA HOTEL Jl. Raya Manyar Kertoarjo

Jl. Raya Manyar Kertoarjo Samsat

Manyar SPBU

Lokasi :

Proyek Pembangunan Gedung D'SOYA HOTEL

Jl. Raya Kertajaya Indah

Jl. Raya

Me

nur

Jl. Raya Kertajaya

J

l.

M

a

ny

a

r

T

irt

oy

os

o

Jl. Raya Dharma

H

usa

da

Jl. Menu

r

(17)

5

2.1. Konsep Desain

Dalam mendesain struktur baja, berdasarkan SNI 03-1729-2002 pasal 8.1,

8.8, dan 9.1, setiap komponen struktur harus memenuhi persamaan-persamaan

sebagai berikut :

Nu ≤ Nn (2.1)

Vu ≤ Vn (2.2)

Mu ≤ Mn (2.3)

2.2. LRFD Batang Tarik

Dalam menentukan tahanan nominal suatu batang tarik, harus diperiksa

terhadap tiga macam kondisi keruntuhan yang menentukan, yaitu :

1. Leleh pada penampang kotor di daerah yang jauh dari sambungan.

2. Fraktur pada penampang efektif di daerah sambungan.

3. Keruntuhan blok geser di daerah sambungan.

Menurut SNI 03-1729-2002 pasal 10.1 dinyatakan bahwa semua komponen

struktur yang memikul gaya tarik aksial terfaktor sebesar Nu, maka harus memenuhi :

Nu ≤ Nn (2.4)

Dimana :

Nu = gaya tarik terfaktor/ultimit

Nn = kuat nominal dari batang tarik

(18)

6

Besarnya kuat rencana, Nn, suatu batang tarik untuk tipe keruntuhan leleh

dan fraktur ditentukan sebagai berikut :

1. Leleh pada penampang kotor

g y g

y

n f A f A N . . 0,90. .

.  

 (2.5)

2. Fraktur pada penampang efektif

e u e

u

n f A f A

N . . 0,75. .

.  

 (2.6)

3. Keruntuhan blok geser



y gs u nt



n f A f A N 0,75.0,6. . .

.  

 atau (2.7)



u nt y gt



n f A f A N 0,75.0,6. . .

.  

 (2.8)

2.3. LRFD Batang Tekan

Suatu komponen struktur yang mengalami gaya tekan konsentris akibat beban

terfaktor Nu, menurut SNI 03-1729-2002 pasal 9.1 harus memenuhi :

Nu ≤nNn (2.9)

Dimana :

n

 = faktor reduksi = 0,85

Nu = gaya tekan terfaktor/ultimit

Nn = kuat nominal dari batang tekan

Tegangan kritis untuk daerah elastik, dituliskan sebagai :

2 2

2

1 .

.

c y y

cr

f E f

f

  

 (2.10)

sehingga,

E f_y c .



  (2.11)

(19)

Daya dukung nominal Nn struktur tekan dihitung sebagai berikut :

 y g cr g n

f A f A

N  .  . (2.12)

Dengan besarnya  ditentukan oleh _c,yaitu :

Untuk 25_c 0, maka  1 (2.13)

Untuk 20,25_c 1, maka

c  

. 67 , 0 6 , 1

43 , 1



 (2.14)

Untuk 2_c 1, maka  1,25.c2 (2.15)

2.4. Perencanaan Balok

Dalam mendesain balok, kapasitas profil terpilih diperiksa terhadap suatu

rumusan interaksi akibat gaya-gaya dalam yang bekerja. Gaya aksial yang bekerja

pada balok dapat diabaikan, maka interaksi yang menentukan adalah interaksi antara

momen dengan geser (SNI 03-1729-2002 pasal 8.9.3). Interaksi tersebut dapat

dituliskan sebagai berikut :

375 , 1 . 625 , 0

.  _n 

u

n u

V V M

M



 (2.16)

Dimana :

Mu = momen lentur terfaktor

 Mn = momen lentur nominal balok dengan  diambil sebesar 0,9 (SNI

03-1729-2002 tabel 6.4.2)

Vu = gaya geser terfaktor

 Vn = kuat geser nominal balok dengan  diambil sebesar 0,9 (SNI

03-1729-2002 tabel 6.4.2)

(20)

8

2.5. Perencanaan Kolom

Kolom merupakan elemen pemikul beban lateral yang utama sehingga

mengalami momen yang cukup besar akibat gaya lateral yang terjadi. Gaya lateral

memberikan efek momen yang lebih dominan dibandingkan efek gaya lateral

tersebut.

Disamping itu, kolom juga menerima beban gravitasi yang berasal dari balok

dimana akibat beban gravitasi ini kolom menerima beban aksial yang lebih dominan

dibanding momen akibat beban gravitasi maka kolom akan menerima beban

kombinasi antara beban gravitasi dan beban lateral sehingga kolom perlu

direncanakan terhadap interaksi antara momen dan gaya aksial.

Diatur dalam SNI 03-1729-2002 pasal 11.3 yang menyatakan bahwa suatu

komponen struktur yang mengalami momen lentur dan gaya aksial harus

direncanakan untuk memenuhi ketentuan sebagai berikut :

Untuk 0,2

. _n 

u N N

 , maka :

0 , 1 . . 9 8 .       ny b uy nx b ux n u M M M M N N  

 (2.17)

Untuk 0,2

. _n 

u N N

 , maka :

0 , 1 . . . .

2 

     ny b uy nx b ux n u M M M M N N  

 (2.18)

Dimana :

Nu = gaya aksial terfaktor

(21)

 Nn = kuat tekan nominal penampang kolom dengan  adalah faktor

reduksi tahanan tekan diambil sebesar 0,85

Mux = momen lentur terfaktor pada sumbu kuat

b

 Mnx = momen lentur nominal sumbu kuat balok dengan b adalah faktor

reduksi tahanan lenturdiambil sebesar 0,9

Muy = momen lentur terfaktor pada sumbu lemah

b

 Mny = momen lentur nominal sumbu lemah balok dengan b adalah

faktor reduksi tahanan lentur diambil sebesar 0,9

Besarnya Nn didapat dari SNI 03-1729-2002 pasal 7.6.2 :

Dimana :

Ag = luas penampang profil

fy = tegangan leleh profil

ω = faktor yang ditentukan dengan rumus sebagai berikut :

untuk λc≤ 0,25 maka ω = 1

untuk λc > 1,2 maka ω = 1,25 λc2

λc didapat dari :

dimana :

i = jari-jari girasi

fy = tegangan leleh profil

(22)

10

E = modulus elastisitas baja

Lk = panjang efektif

2.6. Tekuk Lokal Pada Komponen Struktur Balok-Kolom

Untuk menentukan tahanan lentur rencana dari suatu profil, maka terlebih

dahulu harus diperiksa kekompakan dari penampang tersebut. Dengan

menggunakan notasi h/tw, maka kelangsingan dari web dapat dikategorikan

menjadi tiga bagian :

1. jika  _p, maka penampang kompak

2. jika _p _r, maka penampang tidak kompak

3. jika  _r, maka penampang langsing

Batasan nilai untuk _p dan _r tertuang dalam SNI 03-1729-2002 Tabel 7.5-1

2.7. Sambungan Balok ke Kolom

Perencanaan sambungan balok ke kolom menggunakan peraturan yang

tertuang dalam SNI 03-1729-2002 pasal 15.7.6 tentang Perbandingan momen kolom

terhadap momen balok. Hubungan berikut harus dipenuhi pada sambungan balok ke

kolom :

1 * M

* M Σ

pb pc



 (2.21)

Σ M*pc adalah jumlah momen-momen kolom di bawah dan di atas sambungan

pada pertemuan antara as kolom dan as balok. Diperkenankan untuk mengambil

) Ag / N f ( Z *

M

Σ pc  c yc  uc (2.22)

(23)

Σ M*pb adalah jumlah momen-momen balok-balok pada pertemuan as balok dan as

kolom. Diperkenankan untuk mengambil

) M M . R . 1 , 1 ( *

M

Σ pb  y p  y (2.23)

Dimana : Ag adalah luas penampang bruto kolom, mm2

f yc adalah tegangan leleh penampang kolom, MPa

Nuc adalah gaya aksial tekan terfaktor pada kolom, N

Zc adalah modulus plastis penampang kolom, mm3

(24)

12

BAB III

METODOLOGI PERENCANAAN

3.1. Umum

Perencanaan struktur rangka baja Gedung D’SOYA HOTEL menggunakan Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus, dimana dalam perhitungan struktur atas yang akan dianalisa adalah meliputi balok anak, balok induk melintang, balok induk memanjang, kolom dan sambungan balok ke kolom.

3.2. Data-data Perencanaan

3.2.1. Data Gedung

Data-data gedung adalah sebagai berikut : - Nama gedung : D’SOYA HOTEL

- Lokasi : Jl. Manyar Kertoarjo no. 44 Surabaya - Fungsi bangunan : Restoran dan Hotel

- Jumlah lantai : 8 lantai

- Tinggi tiap lantai : diseragamkan menjadi 4 m - Panjang gedung : 33 m

- Lebar gedung : 16 m - Tinggi gedung : 32 m

- Wilayah gempa : Direncanakan zona 5

3.2.2. Data Mutu Bahan

Dalam tugas akhir ini data mutu bahan direncanakan sebagai berikut :

(25)

1. Mutu baja profil ( fy ) = 240 MPa. Untuk profil balok dan kolom 2. Berat beton = 2400 kg/m3

3.3. Peraturan-peraturan Yang Dipakai

Didalam perencanaan ini, akan digunakan pedoman dari beberapa peraturan yang ada antara lain :

 SNI 03-1726-2002 tentang Tata Cara Perancangan Ketahanan Gempa

Untuk Bangunan Gedung.

 SNI 03-1729-2002 tentang Tata Cara Perencanaan Struktur Baja Untuk

Bangunan Gedung.

 Load and Resistance Factor Design (LRFD).

 SNI 03-1727-2002 tentang Tata Cara Perhitungan Pembebanan Untuk

Bangunan Rumah dan Gedung.

 Dan tidak menutup kemungkinan digunakan literature yang lain sebagai

acuan selama proses mengerjakan.

3.4. Metodologi Perencanaan

Data yang diperoleh akan dihitung sesuai dengan rumus-rumus yang ditentukan menurut literature yang berlaku, antara lain SNI 1729-2002, SNI 03-1726-2002 dan peraturan-peraturan lainnya. Dalam tugas akhir ini, metodologi perencanaan dapat diuraikan sebagai berikut.

3.4.1. Preliminary Design

- Tinggi tiap lantai diseragamkam menjadi 4 meter.

(26)

14

3.4.2. Rencana Pembebanan

a. Beban lateral :

beban gempa dan beban angin b. Beban grafitasi :

beban terfaktor beban hidup dan beban mati

3.4.4. Analisa Perencanaan Struktur

1. Perencanaan balok anak.

2. Perhitungan gaya dalam balok dan kolom, analisa untuk mendapatkan gaya dalam menggunakan bantuan program ”SAP2000”, dengan cara memodelkan balok dan kolom sebagai rangka (frame).

3. Perencanaan balok baja. 4. Perencanaan kolom baja

5. Perencanaan sambungan balok ke kolom

3.4.4. Pendetailan

- potongan memanjang - potongan melintang

- sambungan balok ke kolom

(27)

MULAI

Pendetailan : - Potongan memanjang - Potongan melintang

- Sambungan balok ke kolom SYARAT

Pembebanan Preliminary Design

SELESAI

Analisa perencanaan struktur : - Balok baja

- Kolom baja

- Sambungan balok ke kolom Pengumpulan data-data - Bangunan :

gambar-gambar.

OK

TIDAK OK

Gambar 3.1. Flowchart Metodologi Perencanaan

(28)

16

BAB IV

PERHITUNGAN STRUKTUR

Pada bab ini akan dibahas perhitungan struktur dari gedung D’Soya Hotel yg

direncanakan mengunakan struktur rangka baja. Perencanaan dimulai dengan

perencanaan atap kemudian perencanaan balok dan kolom.

4.1. Perencanaan Atap

Desain struktur atap direncanakan menggunakan kuda-kuda baja solid beam.

Spesifikasi profil WF yang digunakan mengacu pada buku Tabel Profil Konstruksi

Baja oleh Ir. Rudy Gunawan. Kemiringan kuda-kuda baja solid beam direncanakan

sebesar 150.

4.1.1. Perencanaan Gording

GORDING TREKS

KUDA-KUDA

105

15°

620

105 105

105 A

C _B

1

3

0

Gambar 4.1. Kuda-kuda dan Gording

CB = 620 cm

cm 87 , 641 15

cos cm 620

AB ₀ 

Direncanakan gording menggunakan profil C 125 x 50 x 20 x 2,3

q = 4,51 kg/m Zx = 21,9 cm3 rx = 4,88 cm Ix = 137 cm4

(29)

A = 5,747 cm2 Zy = 6,22 cm3 ry = 1,89 cm Iy = 20,6 cm4

Direncanakan penutup atap dari fiber semen gelombang Eter6-6’ produksi PT.

Eternit Gresik dengan spesifikasi ukuran :

panjang = 250 cm berat = 12 kg/m2

lebar = 100 cm tebal = 0,6 cm

Perhitungan Momen

Beban mati

- Berat sendiri gording = 4,51 kg/m

- Berat penutup atap (12 kg/m2 x 1,05 m) = 12,60 kg/m +

17,11 kg/m

- Berat alat pengikat ± 10% = 1,71 kg/m +

qD = 18,82 kg/m

MxD = 1/12 . 18,82 . cos 150 . 62 = 54,54 kg.m

MyD = 1/12 . 18,82 . sin 150 . 6/32 = 1,62 kg.m

Beban hidup

P = 100 kg

MxL = 1/8 . 100 . cos 150 . 6 = 72,44 kg.m

MyL = 1/8 . 100 . sin 150 . 6/3 = 6,47 kg.m

Beban air hujan

q = ( 40 – 0,8 α ) ≤ 20 kg/m2

(30)

18

= ( 40 – 0,8 . 15 ) ≤ 20 kg/m2

= 28 kg/m2 > 20 kg/m2

Jadi beban yang dipakai:

qH = 20 kg/m2 . 1,05 m = 21 kg/m

MxH = 1/12 . 21 . cos 150 . 62 = 60,85 kg.m

MyH = 1/12 . 21 . sin 150 . 6/3 2 = 1,81 kg.m

Beban angin

Gaya angin = 25 kg/m2

C1 = 0,02 . α – 0,4

= 0,02 . 15 – 0,4

= - 0,1

qW = - 0,1 . 1,05 . 25

= - 2,63 kg/m (angin hisap)

C2 = -0,4

qW = -0,4 . 1,05 . 25

= -10,5 kg/m (angin hisap)

Jadi digunakan qW = -2,63 kg/m

MxW = 1/12 . (-2,63) . 62 = -7,89 kg.m

Kombinasi beban (SNI 03-1729-2002 pasal 6.2.2)

1. Mux = 1,4 D

(31)

= 1,4 . 54,54

= 76,36 kg.m

2. Mux = 1,2 D + 1,6 L + 0,5 H

= 1,2 . 54,54 + 1,6 . 72,44 + 0,5 . 60,85

= 211,78 kg.m

3. Mux = 1,2 D + 1,6 H + 0,8 W

= 1,2 . 54,54 + 1,6 . 60,85 + 0,8 . (-7,89)

= 156,5 kg.m

4. Mux = 1,2 D + 1,3 W + 0,5 L + 0,5 H

= 1,2 . 54,54 + 1,3 . (-7,89) + 0,5 . 72,44 + 0,5 . 60,85

= 121,84 kg.m

1. Muy = 1,4 D

= 1,4 . 1,62

= 2,27 kg.m

2. Muy = 1,2 D + 1,6 L + 0,5 H

= 1,2 . 1,62 + 1,6 . 6,47 + 0,5 . 1,81

= 13,2 kg.m

3. Muy = 1,2 D + 1,6 H + 0,8 W

= 1,2 . 1,62 + 1,6 . 1,81 + 0,8 . 0

= 4,84 kg.m

4. Muy = 1,2 D + 1,3 W + 0,5 L + 0,5 H

= 1,2 . 1,62 + 1,3 . 0 + 0,5 . 6,47 + 0,5 . 1,81

= 6,08 kg.m

(32)

20

Kapasitas Penampang Profil (SNI 03-1729-2002 pasal 7.6.4)

Sayap → 21,74

3 , 2

50

  

t b



14 , 16 240 250 f

250

y

r   

 _r  (penampang langsing)

Badan → 54,35

3 , 2 125

  

tw h



44 , 108 240 1680 f

1680

y

p   

 _p (penampang kompak)

Lateral buckling :

Lb = 90,91 cm → Lb = jarak pengekang vertikal

[image:32.595.107.480.153.566.2]

L

b

Gambar 4.2. Pengekang Vertikal pada Gording

SNI 03-1729-2002 Tabel 8.3-2 :

Lp = 1,75 . ry . y

f E

→ Lp = batasan jarak pengekang vertikal

= 1,75 . 1,89 . 240

10 . 2 5

= 95,48 cm

Lb < Lp → bentang pendek (SNI 03-1729-2002 pasal 8.3.3)

(33)

ϕMnx = ϕMpx = ϕ . fy . Zx = 0,9 . 240 N/mm2 . 21900 mm3

= 4730400 N.mm = 473,04 kg.m

ϕMny = ϕMpy = ϕ . fy . Zy = 0,9 . 240 N/mm2 . 6220 mm3

= 1343520 N.mm = 134,35 kg.m

Perhitungan Gaya Tekan (Gaya Normal) pada Gording akibat Angin

(SNI 03-1729-2002 pasal 7.6.2)

GORDING TREKS

KUDA-KUDA

105

15°

620

105 105

105 A

C

B

2

7

9

,4

7

2

5

2

,2

9

101.42

1

3

0

[image:33.595.132.490.348.469.2]

Gambar 4.3. Pembebanan Gaya Angin

Nu = 25 . [ 1/2 . ( 2,795 + 2,523 ) . 1,014 ]

= 67,41 kg

Lk = Kc . L → Kc = 0,5 (jepit-jepit)

= 0,5 . 6 m

= 3 m

(34)

22

E f . r L .

1 _k y

c

 



rx = 4,88 cm → 0,68

10 . 2

240 . 88 , 4 300 . 1

5 

 

c

ry = 1,89 cm → 1,75

10 . 2

240 . 89 , 1

300 . 1

5 

 

c

Jadi digunakan λc = 1,7 → c 1,2

maka ω = 1,25 . λc2

= 1,25 . 1,752

= 3,83

ϕNn = ϕ . Ag .

ω

y

f

= 0,85 . 574,7 mm2 .

83 , 3

/

240 N mm2

= 30610,65 N = 3061,07 kg

Perhitungan Gaya Geser

Beban mati

VD = 1/2 . qD . cos 150 . L

= 1/2 . 18,82 . cos 150 . 6

= 54,54 kg

Beban hidup

→ Beban akibat pekerja

VL = 1/2 . P . cos 150

= 1/2 . 100 . cos 150

(35)

= 48,3 kg

→ Beban akibat air hujan

VH = 1/2 . qH . cos 150 . L

= 1/2 . 21 . cos 150 . 6

= 60,85 kg

Beban angin

VW = 1/2 . qW . L

= 1/2 . (-2,63) . 6 = -7,89 kg

Kombinasi gaya geser

1. Vu = 1,4 D

= 1,4 . 54,54

= 76,36 kg

2. Vu = 1,2 D + 1,6 L + 0,5 H

= 1,2 . 54,54 + 1,6 . 48,3 + 0,5 . 60,85

= 173,15 kg

3. Vu = 1,2 D + 1,6 H + 0,8 W

= 1,2 . 54,54 + 1,6 . 60,85 + 0,8 . (-7,89)

= 156,5 kg

4. Vu = 1,2 D + 1,3 W+ 0,5 L + 0,5 H

= 1,2 . 54,54 + 1,3 . (-7,89) + 0,5 . 48,3 + 0,5 . 60,85

= 109,77 kg

(36)

24

Kuat geser nominal (SNI 03-1729-2002 pasal 8.8.2)

35 , 54 3 , 2 125   tw h Kn

 

2

h a

5 5

 → a = jarak antar pengekang vertikal = 90,91 cm

2 150 1 , 909 5 5    

= 5,14

 

₇₁_,₉₉

240 10 . 2 . 14 , 5 . 10 , 1 . . 10 , 1 5   y n f E K Jadi : y n f E . K . 10 , 1 tw h 

Maka digunakan pasal 8.8.3:

ϕVn = ϕ . 0,6 . fy . Aw

= 0,9 . 0,6 . 240 . ( 125 . 2,3 )

= 37260 N = 3726 kg

Interaksi Lentur dan Geser

n u n u V V 625 , 0 M M  

 ≤ 1,375

3726 15 , 173 625 , 0 04 , 473 78 , 211

 ≤ 1,375

0,48 ≤ 1,375 ...OK

(37)

Interaksi Lentur dan Aksial

n u

N N

 = 3061,07 41 , 67

= 0,02 ≤ 0,2

Maka:

  



   

 ny

uy

nx ux

n u

M M M

M N

2 N

≤ 1,0

   



 _



35 , 134

2 , 13 04 , 473

78 , 211 07

, 3061 . 2

41 ,

67 _≤

1,0

0,56 ≤ 1,0 ...OK

Defleksi

Akibat beban qD merata = 18,82 kg/m

qx = q . cos α

= 18,82 . cos 150

= 18,18 kg/m = 0,182 kg/cm

qy = q . sin α

= 18,82 . sin 150

= 4,87 kg/m = 0,049 kg/cm

Akibat beban terpusat P = 100 kg

Px = P . cos α

= 100 . cos 150

= 96,59 kg

(38)

26

Py = P . sin α

= 100 . sin 150

= 25,88 kg

Lendutan arah sumbu x

fx =

x 3 x x 4 x I . E L . P . 192 1 I . E L . q . 384 1  = 137 ). 10 . 2 ( ) 600 .( 59 , 96 . 192 1 137 ). 10 . 2 ( ) 600 .( 182 , 0 . 384 1 6 3 6 4 

= 0,22 + 0,4

= 0,62 cm

Lendutan arah sumbu y

fy =

y 3 y y 4 y I . E L . P . 192 1 I . E L . q . 384 1  =

 

6 , 20 ). 10 . 2 ( 3 600 . 88 , 25 . 192 1 6 , 20 ). 10 . 2 ( 3 600 . 049 , 0 . 384 1 6 3 6 4 

= 0,005 + 0,03

= 0,035 cm

sb x

fx fy

[image:38.595.108.372.73.714.2]

15°

Gambar 4.4. Lendutan Yang Terjadi pada Gording

(39)

f = 0,622 0,0352 0,621 cm



f = 1,67

360 600 360

L



 cm → f = 360

L

(SNI 03-1729-2002 Tabel 6.4-1)

f ≤  f

0,621 cm ≤ 1,67 cm ...OK

4.1.2. Perencanaan Penggantung Gording

Penggantung gording dipasang untuk mengurangi beban yang menghasilkan

momen pada sumbu lemah, yaitu sumbu y.

6 m 2 m

[image:39.595.191.434.364.476.2]

1,05 m

Gambar 4.5. Penggantung Gording

Beban Mati

qy = qD . sin 150

= 18,82 . sin 150

= 4,87 kg/m

w = qy . jarak kuda-kuda

= 4,87 . 6

= 29,22 kg

Jumlah gording yang harus dipasang sebanyak 7 batang

(40)

28

w1 total = 29,22 kg x 7

= 204,54 kg

Beban Hidup

1. Beban pekerja (Py) = 100 . sin 150

= 25,88 kg

2. Beban air hujan (qy) = qH . sin 150

= 21 . sin 150

= 5,44 kg/m

w = qy . jarak kuda-kuda

= 5,44 . 6

= 32,64 kg

w2 total = 32,64 kg x 7

= 228,48 kg

Keseimbangan Gaya Penggantung

2 m

1,05 m

ß _ß

S S. sin ß

[image:40.595.111.435.61.707.2]

w total

Gambar 4.6. Gaya pada Penggantung Gording

(41)

Tg β = 0,525

2 05 , 1



β = 27,70

Total beban

w total = w1 + w2

= 204,54 + 228,48 kg

= 433,02

S . sin β = w total

S =



sin wtotal

= ₀

7 , 27 sin

02 , 433

= 931,54 kg

Batang Tarik Rencana

Pu = 931,54 kg

Leleh → Pu =  . fy . Ag

Ag = y

f . Pu



= 2400 . 9 , 0

54 , 931

= 0,43 cm2

Putus → Pu =  . 0,75 . Fu . Ag

(42)

30

Ag = u

F . 75 , 0 .

Pu



=

3700 . 75 , 0 . 75 , 0

54 , 931

= 0,45 cm2

Diambil Ag = 0,45 cm2

d =  

3,14 0,45.4

π

4 1 Ag

0,76 cm = 7,6 mm

Digunakan batang berpenampang lingkaran dengan d = 8 mm

4.1.3. Perencanaan Ikatan Angin Atap

GORDING TREKS

KUDA-KUDA

105

15°

620

A

C _B

1

3

0 ₂96

,1

3

105105105

105105

R1 R2 R3

6

0

2

1

3

.0

[image:42.595.145.479.417.688.2]

6

Gambar 4.7. Rencana Ikatan Angin Atap

(43)

R1 = R3 = 25 . [ 1/2 . ( 1,30 + 2,131 ) . 6,20/2 ]

= 132,95 kg

R2 = 25 . [ 1/2 . ( 2,131 + 2,961 ) . 6,20/2 ] . 2

= 394,63 kg

Keseimbangan Gaya Ikatan Angin

ß

S

R1

RA

[image:43.595.235.362.292.424.2]

S. sin ß

Gambar 4.8. Gaya pada Ikatan Angin Atap

Tg β = 0,968

20 , 6

6



β = 44,070

Total beban

RA = R1 + ( 1/2 . R2 )

= 132,95 + ( 1/2 . 394,63 )

= 330,27 kg

S . sin β = RA – R1

(44)

32 S =   sin R R_A ₁

= ₀

07 , 44 sin 95 , 132 27 , 330 

= 283,7 kg

Batang Tarik Rencana

Pu = 283,7 kg

Leleh → Pu =  . fy . Ag

Ag = y f . Pu  = 2400 . 9 , 0 7 , 283

= 0,13 cm2

Putus → Pu =  . 0,75 . Fu . Ag

Ag = u F . 75 , 0 . Pu  = 3700 . 75 , 0 . 75 , 0 7 , 283

= 0,14 cm2

Diambil Ag = 0,14 cm2

d =  

14 , 3 4 . 14 , 0 4 1  Ag

0,42 cm = 4,2 mm

Digunakan batang berpenampang lingkaran dengan d = 6 mm

(45)

Kontrol Kelangsingan

d > 500

L

L = ₀

07 , 44 sin

600

= 862,64 cm

Sehingga

d > 500

64 , 862

= 1,73 cm = 17,3 mm

6 mm < 17,3 mm ...tidak OK,

Jadi batang berpenampang lingkaran dengan d = 6 mm diganti menjadi d = 18 mm

4.1.4. Perencanaan Kuda-kuda

Direncanakan menggunakan profil WF 200 x 150 x 6 x 9

q = 21,3 kg/m Zx = 184 cm3 rx = 8,24 cm

A = 27,16 cm2 Zy = 26,8 cm3 ry = 2,22 cm

Perhitungan Gaya Aksial

Nu = 4992,28 kg (didapat dari hasil SAP)

Lk = Kc . L → Kc = 0,5 (jepit-jepit)

= 0,5 . 6,4187 m

= 3,21 m

E f . r L .

1 k y

c

 



rx = 8,24 cm → 0,43

10 . 2

240 . 24 , 8

321 . 1

5 

 

c

(46)

34

ry = 2,22 cm → 1,59

10 . 2 240 . 22 , 2 321 . 1 5    c

Jadi digunakan λc = 1,59 →λc > 1,2

maka ω = 1,25 . λc2

= 1,25 . 1,592

= 3,16

ϕNn = ϕ . Ag .

ω

y

f

= 0,85 . 2716 mm2 .

16 , 3 / 240 2 mm N

= 175336,71 N = 17533,67 kg

Perhitungan Gaya Geser

Vu = 1360,37 kg (didapat dari hasil SAP)

Kuat geser nominal (SNI 03-1729-2002 pasal 8.8.2) :

36 , 36 5 , 5 200 tw h   Kn

 

2

h a

5 5

 → a = jarak antar pengekang vertikal = 105 cm

 

2 20 105

5 5



= 5,18

 

₇₂_,₂₇

240 10 . 2 . 18 , 5 . 10 , 1 . . 10 , 1 5   y n f E K

(47)

Jadi :

y n

f E . K . 10 , 1 tw

h



ϕVn = ϕ . 0,6 . fy . Aw

= 0,9 . 0,6 . 240 . ( 200 . 5,5 )

= 142560 N = 14256 kg

Perhitungan Momen

Mux = 1475,45 kg.m (didapat dari hasil SAP)

Sayap → 6,25

8 . 2 100 .

2  

 t b



974 , 10 240 170 f

170

y

p   

Badan → 36,36

5 , 5 200

  

tw h



44 , 108 240 1680 f

1680

y

p   

Lateral buckling

Lb = 105 cm

Lp = 1,75 . ry . y

f E

= 1,75 . 2,22 . 240

10 . 2 5

(48)

36

= 112,15 cm

Lb < Lp → (bentang pendek)

ϕMnx = ϕMpx = ϕ . fy . Zx = 0,9 . 240 N/mm2 . 184000 mm3

= 39744000 N.mm = 3974,4 kg.m

ϕMny = ϕMpy = ϕ . fy . Zy = 0,9 . 240 N/mm2 . 26800 mm3

= 5788800 N.mm = 578,88 kg.m

Interaksi Lentur dan Geser

n u n u V V 625 , 0 M M  

 ≤ 1,375

14256 37 , 1360 625 , 0 4 , 3974 45 , 1475

 ≤ 1,375

0,43 ≤ 1,375 ...OK

Interaksi Lentur dan Aksial

n u

N N

 = 17533,67 28 , 4992

= 0,29 > 0,2

Maka:          ny uy nx ux n u M M M M 9 8 N N

≤ 1,0

      _  88 , 578 0 4 , 3974 45 , 1475 9 8 67 , 17533 28 , 4992

≤ 1,0

(49)

0,62 ≤ 1,0 ...OK

Perencanaan Sambungan Baut Kuda-kuda

620

A

[image:49.595.124.504.182.291.2]

B

Gambar 4.9. Rencana Sambungan Baut Kuda-kuda

 Perencanaan sambungan A :

Vu = 1360,37 kg

Mu = 1475,45 kg.m

Mutu baut = A307 fub = 414 MPa

Diameter baut = 17 mm

Jumlah baut = 8 baut

Jarak ke tepi = 30 mm ≥ 1,5D = 1,5 . 17 = 25,5 mm

Jarak antar baut = 60 mm ≥ 3D = 3 . 17 = 51 mm

30 30 30 32

60 60

Gambar 4.10. Rencana Detail Sambungan Baut A

Sehingga diperoleh besarnya nilai :

(50)

38

h1 = 69 mm h2 = 129 mm h3 = 189 mm

Σ h2 = h12 + h22 + h32

= 571,23 cm2

- Kuat geser baut, ϕVn = ϕ . r1 . fub . Ab . m

= 0,75 . 0,4 . 4140 . 2,27 . 1

= 2819,34 kg

- Kuat tumpu baut, ϕRn = ϕ . 2,40 . db . tp . fu

= 0,75 . 2,40 . 17 . 9 . 370

= 101898 kg

- Kuat tarik baut = ϕ . 0,75 . fub . Ab

= 0,75 . 0,75 . 4140 . 2, 27

= 5286,26 kg

Akibat geser sentris, Vu = nb V_u

= 8

37 , 1360

= 170,05 kg < ϕVn ...OK

Tu max = u ₂

h . 2

3 h . M

 = 2.571,23 9 , 18 . 147545

= 2440,87 kg

fuv = Ab . nb

V_u =

27 , 2 . 8

37 , 1360

= 74,91 kg/cm2 < 0,75 x 0,50 x 3700

74,91 kg/cm2 < 1387,50 kg/cm2 ...OK

ff = fub – 1,9 fuv

= 4140 – 1,9 . 74,91

= 3997,67 kg/cm2

(51)

Td = ϕ . ff . Ab

= 0,75 . 3997,67 . 2,27

= 6806,03 kg

Tu max = 2440,87 kg < Td = 6806,03 kg ...OK

 Perencanaan sambungan B

Nu = 2606,06 kg

Vu = 4470,12 kg

Mu = 1475,45 kg.m

Mutu baut = A307 fub = 414 MPa

Direncanakan → b = 250 mm dan h = 300 mm

σ = 3,48 0,47

25 . 30 . 6 1

45 , 1475 25

. 30

06 , 2606

.h.b 6 1

M h.b N

2 2

u

u     

σmax = 3,95 kg/cm2

σmin = 3,01 kg/cm2

x + y = 30

cm 17,03 .30

6,96 3,95

x  

cm 12,97 .30

6,96 3,01

y 

Tu = 0,5 . 3,95 kg/cm2 . 17,03 cm . 30 cm = 1009,03 kg

Kuat tarik baut, ϕTn = ϕ . 0,75 . fub . Ab

= 0,75 . 0,75 . 4140 . 2, 27 = 5286,26 kg ...OK

(52)

40

100 100 100 80 80

[image:52.595.246.353.100.202.2]

90

Gambar 4.11. Rencana Detail Sambungan Baut B

4.2. Perencanaan Balok Anak

5,10 5,80 5,10

8

,0

0

2

,6

7

BA1

BA2

2

,6

7

2

,6

[image:52.595.188.414.305.428.2]

7

Gambar 4.12. Rencana Balok Anak

4.2.1. Perencanaan BA1 (L = 5,8 m)

Balok anak direncanakan menggunakan profil WF 300 x 150 x 5,5 x 8

q = 32,0 kg/m Zx = 424 cm3 rx = 12,4 cm Ix = 6320 cm4

A = 40,8 cm2 Zy = 59,3 cm3 ry = 3,29 cm Iy = 442 cm4

Beban mati :

- Berat sendiri balok anak = 32 kg/m

- Berat pelat beton (0,10 m x 2,67 m x 2400 kg/m3) = 640,8 kg/m

- Plafond + penggantung (2,67 m x (11 + 7) kg/m2) = 48,06 kg/m

- Tegel (2,67 m x 11 kg/m2) = 29,37 kg/m

(53)

- Spesi 2 cm (2,67 m x (2 x 21) kg/m2) = 112,14 kg/m +

qD = 862,37 kg/m

Beban hidup :

- Beban hidup untuk lantai restoran dan hotel

qL = 2,67 m x 250 kg/m2 = 667,5 kg/m

Perhitungan Gaya Geser

55 , 54 5 , 5 300 tw

h



Kn

 

2

h a

5 5

 → a = jarak antar pengekang vertikal = 5800 mm





2

300 5800

5 5



= 5,01

 

₇₁_,₀₈

240 10 . 2 . 01 , 5 . 10 , 1 f

E . K . 10 , 1

5

y

n  

Jadi :

y n

f E . K . 10 , 1 tw

h



Vn = 0,6 . fy . Aw

= 0,6 . 240 . ( 300 . 5,5 )

= 237600 N = 23760 kg

(54)

42

Mu = 5894,97 kg.m (didapat dari hasil SAP)

Sayap → 9,37

8 . 2 150 t . 2 b     974 , 10 240 170 f 170 y

p   

Badan → 54,55

5 , 5 300 tw h     44 , 108 240 1680 f 1680 y

p   

Mn = Mp = fy . Zx = 240 N/mm2 . 424000 mm3

= 101760000 N.mm = 10176 kg.m

n u n u V V 625 , 0 M M  

 ≤ 1,375

23760 . 9 , 0 25 , 6098 625 , 0 10176 . 9 , 0 97 , 5894

 ≤ 1,375

0,82 ≤ 1,375 ...OK

Defleksi f = x 4 L x 4 D E.I .L q . 384 1 E.I .L q . 384 1 

(55)

=

6320 ). 10 . 2 (

) 580 .( 675 , 6 . 384

1 6320 ). 10 . 2 (

) 580 .( 624 , 8 . 384

1

6 3

6 4



= 0,20 + 0,16

= 0,36 cm

f =

360 580 360

L

 = 1,61 cm

f ≤  f

0,36 cm ≤ 1,61 cm ...OK

4.2.2. Perencanaan BA2 (L = 8 m)

Balok anak direncanakan menggunakan profil WF 350 x 250 x 9 x 14

q = 79,7 kg/m Zx = 1280 cm3 rx = 14,6 cm Ix = 21700 cm4

A = 101,5 cm2 Zy = 292 cm3 ry = 6 cm Iy = 3650 cm4

Beban mati :

- Terpusat

PD = 5,1 m x qD BA1

= 5,1 m x 862,37 kg/m

= 4398,09 kg

- Merata

qD = 79,7 kg/m

Beban hidup :

(56)

44

- Beban hidup untuk lantai restoran dan hotel

PL = 2,67 m x 5,1 m x 250 kg/m2 = 3404 kg

Perhitungan Gaya Geser

89 , 38 9 350

  tw

h

Kn

 

2

h a

5 5

 → a = jarak antar pengekang vertikal = 2670 mm





2

350 2670

5 5



= 5,09

 

₇₁_,₆₄

240 10 . 2 . 09 , 5 . 10 , 1 f

.E K . 10 , 1

5

y

n  

Jadi :

y n

f E . K . 10 , 1 tw

h



Vn = 0,6 . fy . Aw

= 0,6 . 240 . ( 350 . 9 )

= 453600 N = 45360 kg

Mu = 19575,16 kg.m (didapat dari hasil SAP)

(57)

Sayap → 8,93

14 . 2

250 .

2  

 t b  974 , 10 240 170 f 170 y

p   

Badan → 38,89

9 350    tw h  44 , 108 240 1680 f 1680 y

p   

Mn = Mp = fy . Zx = 240 N/mm2 . 1280000 mm3

= 307200000 N.mm = 30720 kg.m

n u n u V V 625 , 0 M M  

 ≤ 1,375

45360 . 9 , 0 73 , 16468 625 , 0 30720 . 9 , 0 16 , 19575

 ≤ 1,375

0,96 ≤ 1,375 ...OK

Defleksi

Akibat beban terpusat P :

[image:57.595.114.315.130.308.2]

P c P L c c

Gambar 4.13. Beban Terpusat P pada Balok 8 m

(58)

46 ∆ =











                  



EI c . 1 ) c c ( 1 ) L / c 1 ( c . P c . P ) c c ( P EI c . c/L) -P.c(1 -P.c c 0 =













               



EI c c c c 3 / c . P c . P c . P c . P c . P EI c . c 3 / c . P P.c -P.c 2 c 0 2 =         



3EI

P.c EI 3 c . P 2 c 0 2 = EI dx 3 c . P . 2 L/3 0 2



_ _ = 3 / L 0 3 3 c . P . 2 . 3 1 EI 1       =     9 ) 3 / L .( P . 2 EI 1 3 =     27 . 9 L . P . 2 EI 1 3 =     EI L . P 243 2 3 Maka : f = x 3 L x 3 D x 4 D E.I .L P . 243 2 E.I .L P . 243 2 E.I .L q . 384

1 _ _

= 21700 ). 10 . 2 ( 800 . 3404 . 243 2 21700 ). 10 . 2 ( 800 . 09 , 4398 . 243 2 21700 ). 10 . 2 ( 800 ). 797 , 0 ( . 384 1 6 3 6 3 6 4  

= 0,02 + 0,43 + 0,33

= 0,78 cm

f =

360 800 360

L

 = 2,22 cm

f ≤  f

0,78 cm ≤ 2,22 cm ...OK

(59)

(60)

48

4.3. Perhitungan Beban pada Portal

4.3.1. Beban Pelat Atap

a) Beban mati

- Berat sendiri pelat ( 10 cm ) = 0,10 m x 24 KN/m3 = 2,4 kN/m2

- Plafon + penggantung = ( 0,11 + 0,068 ) KN/m2 = 0,178 kN/m2

- Aspal ( 1 cm ) = 0,01 m x 0,14 KN/m3 = 0,0014 kN/m2

- Pipa + ducting AC = 0,4 kN/m2 +

DL = 2.9794 kN/m2

= 2,98 kN/m2

b) Beban hidup

- Lantai atap ( LL ) = 1 kN/m2

[image:60.595.122.515.159.705.2]

PELAT ATAP TIPE A

Gambar 4.14. Pembebanan Pelat Atap Tipe A

Segitiga :

X D D

Ekui q L

q   

3 1

1 .

00 , 8 98 , 2 3 1

1

.D   

Ekui

q = 7,95 kN/m

X L L

Ekui q L

q   

3 1

1 .

4.00 4.00

10.20 8.00

8.00

10.20

(61)

00 , 8 1 3 1 1

.L    Ekui

q = 2,67 kN/m

Trapesium :                   2 2 . 3 1 1 2 1 Y X X D D Ekui L L L q q                     2 2 . 2 , 10 00 , 8 3 1 1 00 , 8 98 , 2 2 1 D Ekui

q = 9,48 kN/m

                  2 2 . 3 1 1 2 1 Y X X L L Ekui L L L q q                     2 2 . 2 , 10 00 , 8 3 1 1 00 , 8 1 2 1 L Ekui

q = 3,18 kN/m

4.3.2. Beban Pelat Lantai

a) Beban mati

- Berat sendiri pelat ( 10 cm ) = 0,10 m x 24 KN/m3 = 2,4 kN/m2

- Plafon + penggantung = ( 0,11 + 0,068 ) KN/m2 = 0,178 kN/m2

- Pipa + ducting AC = 0,4 kN/m2

- Spesi ( 2 cm ) = 0,02m x 0,21 kN/m3 = 0,0042 kN/m2

- Tegel ( 1 cm ) = 0,01 m x 0,11 kN/m3 = 0,0011 kN/m2 +

DL = 2,9833 kN/m2

= 2,98 kN/m2

b) Beban hidup

- Beban hidup lantai hotel ( LL ) = 2,50 kN/m2

(62)

50

[image:62.595.98.506.108.648.2]

Tabel 4.1. Pembebanan Pelat Atap

Type Bentuk

q ekui mati Segitiga

(kN/m)

q ekui hidup Segitiga

(kN/m)

q ekui mati Trapesium

(kN/m)

q ekui hidup Trapesium

(kN/m)

A 7,95 2,67 9,48 3,18

B 5,76 1,93 7,13 2,39

C 4,97 1,67 5,61 1,88

D 4,37 1,47 4,86 1,63

E 3,97 1,33 5,65 1,90

F 3,97 1,33 5,02 1,68

(63)

[image:63.595.98.506.108.648.2]

Tabel 4.2. Pembebanan Pelat Lantai

Type Bentuk

q ekui mati Segitiga

(kN/m)

q ekui hidup Segitiga

(kN/m)

q ekui mati Trapesium

(kN/m)

q ekui hidup Trapesium

(kN/m)

A 7,95 6,67 9,48 7,95

B 5,76 4,83 7,13 5,98

C 4,97 4,17 5,61 4,70

D 4,37 3,67 4,86 4,08

E 3,97 3,33 5,65 4,74

F 3,97 3,33 5,02 4,21

4.3.3. Beban P Akibat Balok Anak

P1 = (qBA2 x 4 m + qBA1 x 5,1 m) x 2

= (79,7 kg/m x 4 m + 32 kg/m x 5,1 m) x2

(64)

52

= 964 kg

P2 = (qBA1 x 5,1 m) / 2

= (32 kg/m x 5,1 m) / 2

= 81,6 kg

P3 = (qBA1 x 5,8 m) / 2

= (32 kg/m x 5,8 m) / 2

= 92,8 kg

P4 = (qBA1 x 4 m) / 2 + (qBA1 x 5,1 m) / 2

= (32 kg/m x 4 m) / 2 + (32 kg/m x 5,1 m) / 2

= 145,6 kg

P5 = qBA1 x (5,1 + 5,8)m / 2

= 32 kg/m x 10,9 m / 2

= 174,4 kg

4.3.4. Beban Angin Pada Dinding

 Koefisien dipihak angin = + 0,9

- Portal 1 : 25 kg/m2 . 2,5 m . 0,9 = 56,25 kg/m

- Portal 2 : 25 kg/m2 . 6,5 m . 0,9 = 146,25 kg/m

- Portal 3 dan 4 : 25 kg/m2 . 8 m . 0,9 = 180 kg/m

- Portal 5 : 25 kg/m2 . 6 m . 0,9 = 135 kg/m

- Portal 6 : 25 kg/m2 . 2 m . 0,9 = 45 kg/m

 Koefisien dipihak angin = - 0,4

- Portal 1 : 25 kg/m2 . 2,5 m . 0,4 = 25 kg/m

(65)

- Portal 2 : 25 kg/m2 . 6,5 m . 0,4 = 65 kg/m

- Portal 3 dan 4 : 25 kg/m2 . 8 m . 0,4 = 80 kg/m

- Portal 5 : 25 kg/m2 . 6 m . 0,4 = 60 kg/m

- Portal 6 : 25 kg/m2 . 2 m . 0,4 = 20 kg/m

4.3.5. Beban Gempa

Perhitungan Beban Total Tiap Lantai

Lantai Atap

a. Beban mati (WD) :

- Pelat (10 cm) = ( 33 x 16 ) m2 x 0,10 m x 24 kN/m3 = 1267,2 kN

- Berat penutup atap

- Berat kuda-kuda WF 200x150x6x9

= 0,213 kN/m x 3 x (6,42 x 2)m = 8,21 kN

- Berat gording C 125x50x20x2,3

= 0,05 kN/m x 2 x 14 x 6 m = 8,4 kN

- Berat eternit gelombang

= 0,12 kN/m2 x 6,72 m x 13 m x 2 sisi = 20,97 kN

- Alat-alat penggantung 10% = 3,76 kN

- Balok induk memanjang WF 350x250x9x14

= 0,797 kN/m x 126 m = 100,42 kN

- Balok induk melintang WF 350x250x9x14

= 0,797 kN/m x 75,6 m = 60,25 kN

= 1,07 kN/m x 61,2 m = 65,48 kN

(66)

54

- Balok anak (BA1) WF 300x150x5,5x8

= 0,32 kN/m x 187,2 m = 59,9 kN

- Balok anak (BA2) WF 350x250x9x14

= 0,797 kN/m x 24 m = 19,13 kN

- Kolom H 40; 40x40 = 3,84 kN/m x 4 m x 10 = 153,6 kN

- Dinding ½ bata L8 = 324,80 m x 2,00 m x 2,50 kN/m2 = 1624 kN

- Dinding ½ bata Latap = 130 m x 1,70 m x 2,50 kN/m2 = 552,50 kN

- Plafond + penggantung = 98,85 m2 x 0,178 kN/m2 = 17,60 kN

- Pipa + ducting AC = 98,85 m2 x 0,4 kN/m2 = 39,54 kN

- Spesi (2 cm) = 0,02 m x 98,85 m2 x 0,21 kN/m3 = 0,42 kN

- Tegel (1 cm) = 0,01 m x 98,85 m2 x 0,11 kN/m3 = 0,11 kN

- Tangga2 = 0,3 m x (1,25 x 2 )m2 x 24 kN/m3 = 18 kN

- Aspal = (33 x 16 )m2 x 0,14 kN/m3 = 73,92 kN

- Lift = 10 kN +

WD atap = 4103,41 kN

b. Beban hidup (WL) :

qh = 1 kN/m2 , koefisien faktor reduksi 30%.

WL atap = 0,30 x ( 33 x 16 ) m2 x 1 kN/m2 = 158,4 kN

Lantai 8, 7 dan 6

a) Beban mati (WD)

(67)

= 0,797 kN/m x 104 m = 82,88 kN

= 0,797 kN/m x 55,2 m = 43,99 kN

= 1,07 kN/m x 40,8 m = 43,66 kN

= 0,32 kN/m x 187,2 m = 59,9 kN

= 0,797 kN/m x 24 m = 19,13 kN

- Plafond + penggantung = 528 m2 x 0,178 kN/m2 = 93,98 kN

- Pipa + ducting AC = 528 m2 x 0,4 kN/m2 = 211,2 kN

- Spesi (2 cm) = 0,02 m x 528 m2 x 0,21 kN/m3 = 2,22 kN

- Tegel (1 cm) = 0,01 m x 528 m2 x 0,11 kN/m3 = 0,58 kN

- Tangga2 = 0,3 m x (1,25 x 4)m2 x 24 kN/m3 = 36 kN

- Lift = 10 kN +

WD = 5425,94 kN

b) Beban hidup (WL) :

qh = 2,5 kN/m2 , koefisien faktor reduksi 30%.

- Beban hidup = 0,30 x ( 33 x 16 )m2 x 2,5 kN/m2 = 396 kN

- Tangga2 = (2,50 x 4,25) m2 x 3 kN/m2 = 31,88 kN

(68)

56

- Lift = 8 kN +

WL = 435,88 kN

Lantai 5

a) Beban mati (WD)

= 0,797 kN/m x 104 m = 82,88 kN

= 0,797 kN/m x 55,2 m = 43,99 kN

= 1,07 kN/m x 40,8 m = 43,66 kN

= 0,32 kN/m x 187,2 m = 59,9 kN

= 0,797 kN/m x 24 m = 19,13 kN

- Dinding ½ bata L4 = 272,3 m x 2,00 m x 2,50 kN/m2 = 1361,5 kN

(69)

- Lift = 10 kN +

WD = 5163,44 kN

- Tangga2 = (2,50 x 4,25)m2 x 3 kN/m2 = 31,88 kN

- Lift = 8 kN +

WL = 435,88 kN

Lantai 4

a) Beban mati (WD)

= 0,797 kN/m x 104 m = 82,88 kN

= 0,797 kN/m x 55,2 m = 43,99 kN

= 1,07 kN/m x 40,8 m = 43,66 kN

= 0,32 kN/m x 187,2 m = 59,9 kN

= 0,797 kN/m x 24 m = 19,13 kN

(70)

58

- Tangga1 = 0,3 m x (1,50 x 4) m2 x 24 kN/m3 = 43,2 kN

- Tangga2 = 0,3 m x (1,25 x 4) m2 x 24 kN/m3 = 36 kN

- Lift = 10 kN +

WD = 4640,14 kN

- Tangga1 = (1,50 x 9,6) m2 x 3 kN/m2 = 43,2 kN

- Tangga2 = (2,5 x 4,25) m2 x 3 kN/m3 = 31,88 kN

- Lift = 8 kN +

WL = 479,08 kN

Lantai 3

a) Beban mati (WD)

= 0,797 kN/m x 104 m = 82,88 kN

(71)

= 0,797 kN/m x 55,2 m = 43,99 kN

= 1,07 kN/m x 40,8 m = 43,66 kN

= 0,32 kN/m x 187,2 m = 59,9 kN

= 0,797 kN/m x 24 m = 19,13 kN

- Tangga1 = 0,3 m x (1,5 x 4)m2 x 24 kN/m3 = 43,2 kN

- Lift = 10 kN +

WD = 4178,64 kN

- Tangga1 = (1,5 x 9,6)m2 x 3 kN/m2 = 43,2 kN

- Tangga2 = (2,5 x 4,25) m2 x 3 kN/m3 = 31,88 kN

- Lift = 8 kN +

(72)

60

WL = 479,08 kN

Lantai 2

a) Beban mati (WD)

= 0,797 kN/m x 104 m = 82,88 kN

= 0,797 kN/m x 55,2 m = 43,99 kN

= 1,07 kN/m x 40,8 m = 43,66 kN

= 0,32 kN/m x 187,2 m = 59,9 kN

= 0,797 kN/m x 24 m = 19,13 kN

- Tangga1 = 0,3 m x (1,50 x 2)m2 x 24 kN/m3 = 21,6 kN

- Tangga2 = 0,3 m x (1,25 x 4) m2 x 24 kN/m3 = 36 kN

(73)

- Lift = 10 kN +

WD = 3904,54 kN

- Beban hidup = 0,50 x (33 x 16)m2 x 2,5 kN/m2 = 660 kN

- Tangga1 = (1,5 x 9,6)m2 x 3 kN/m2 = 43,2 kN

- Tangga2 = (2,5 x 4,25 ) m2 x 3 kN/m3 = 31,88 kN

- Lift = 8 kN +

[image:73.595.99.485.423.650.2]

WL = 743,08 k