Abstrak - Keterbatasan lahan dan kegiatan pembangunan yang semakin intensif akhir-akhir ini menyebabkan gedung-gedung bertingkat yang dibangun. Perkembangan teknologi yang semakin meningkat memungkinkan manusia untuk membangun gedung – gedung tinggi. Seperti yang telah diketahui bersama bahwa semakin tinggi suatu gedung maka semakin besar juga kekuatan dan beban yang dipikulnya. Hal ini menyebabkan waktu pengerjaan yang diperlukan juga akan semakin lama.
Struktur gedung dalam tugas akhir ini gedung perkantoran Telkomsel akan dimodifikasi dan direncanakan ulang dengan menggunakan struktur baja komposit. Struktur komposit antara beton dan balok baja merupakan struktur yang memanfaatkan kelebihan dari beton dan baja yang bekerja bersama-sama sebagai satu kesatuan. Kelebihan tersebut antara lain adalah beton kuat terhadap tekan dan baja kuat terhadap tarik
Gedung ini dimodifikasi dari beton konvensional menjadi baja beton komposit. Perancangan gedung ini berdasarkan ”Tata Cara Perencanaan Struktur Baja untuk Bangunan Gedung (SNI 03-1729-2002)”, ”Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung (RSNI 03-1726-201x)” dan Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung 1983.
Kata Kunci : Struktur, Baja-Beton Komposit, Modifikasi
I. PENDAHULUAN
Gedung Telkomsel Surabaya, merupakan gedung perkantoran yang terdiri 9 lantai yang dibangun untuk menunjang kegiatan perkantoran dan pelayanan masyarakat. Gedung Telkomsel ini pada awalnya didesain dengan 9 lantai yang menggunakan sturuktur beton bertulang konvensional, dan akan direncanakan ulang dengan struktur baja – beton komposit, untuk memenuhi kebutuhan pelayanan masyarakat yang semakin meningkat.
Struktur komposit baja-beton adalah struktur yang terdiri dari profil baja dan beton digabung bersama untuk memikul beban tekan atau beban lentur. Balok komposit merupakan campuran beton dengan baja profil, dimana pada beton bertulang konvensional gaya-gaya tarik yang dialami suatu elemen struktur dipikul oleh besi tulangan, tetapi pada beton komposit gaya-gaya tarik yang terjadi pada suatu elemen struktur dipikul oleh profil baja. Dipilih struktur komposit karena struktur komposit semakin banyak dipakai dalam rekayasa struktur. Keuntungan utama dari perencanaan sistem komposit adalah : 1) Penghematan berat baja ; 2) Penampang balok baja dapat lebih rendah ; 3) kekakuan lantai meningkat ;
4) Panjang bentang untuk bentang tertentu dapat lebih besar ; 5) Kapasitas pemikul beban meningkat. Penghematan berat baja sebesar 20% sampai 30% seringkali dapat diperoleh dengan memanfaatkan semua keuntungan dari sistem komposit. Pengurangan berat pada balok baja ini biasanya memungkinkan pemakaian penampang yang lebih rendah dan juga lebih ringan. [5]
Permasalahan
Rumusan masalah yang ada dalam modifikasi perencanaan gedung perkantoran Telkomsel Surabaya dengan menggunakan struktur komposit baja beton, adalah sebagai berikut :
1) Bagaimana merencanakan struktur sekunder yang meliputi pelat bondek, balok anak komposit dan tangga?
2) Bagaimana merencanakan struktur primer yang meliputi balok induk komposit dan kolom komposit?
3) Bagaimana menghitung pembebanan setelah dimodifikasi? 4) Bagaimana memodelkan dan menganalisa struktur dengan
menggunakan program bantu SAP?
5) Bagaimana merencanakan sambungan yang memenuhi kriteria perencanaan struktur?
6) Bagaimana merencanakan pondasi yang sesuai dengan besar beban yang dipikul dan kondisi tanah dilapangan? 7) Bagaimana menuangkan hasil perhitungan dan
perencanaan dalam bentuk gambar teknik?
Tujuan
Tujuan dari modifikasi gedung perkantoran Telkomsel Surabaya dengan struktur komposit baja beton, yaitu :
1) Dapat merencanakan struktur sekunder yang meliputi pelat bondek, balok anak komposit dan tangga.
2) Dapat merencanakan struktur primer yang meliputi balok induk komposit dan kolom komposit.
3) Dapat menghitung pembebanan setelah dimodifikasi. 4) Dapat memodelkan dan menganalisa struktur dengan
menggunakan program bantu SAP
5) Dapat merencanakan sambungan yang memenuhi kriteria perencanaan struktur.
6) Dapat merencanakan pondasi yang sesuai dengan besar beban yang dipikul dan kondisi tanah dilapangan.
7) Dapat menuangkan hasil perhitungan dan perencanaan dalam bentuk gambar teknik.
II. TINJAUAN PUSTAKA
Sistem struktur komposit terbentuk akibat interaksi antara komponen struktur baja dan beton yang karateristik
MODIFIKASI PERENCANAAN STRUKTUR
GEDUNG PERKANTORAN TELKOMSEL DI SURABAYA BARAT
MENGGUNAKAN BAJA-BETON KOMPOSIT
Mufdillawati Mursid, dan Ir.Heppy Kristijanto,MS, Ir.R.Soewardojo,MSc
Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111
dasar masing-masing bahan dimanfaatkan secara optimal. Karateristik penting yang dimiliki oleh struktur baja adalah kekuatan tinggi, modulus elastilitas tinggi, serta daktilitas tinggi. Sedangkan karakteristik penting yang dimiliki oleh struktur beton adalah ketahanan api, mudah dibentuk, dan murah. [6]
2.1 Balok Komposit
Balok komposit adalah sebuah balok yang kekuatannya bergantung pada interaksi mekanis diantara dua atau lebih bahan. Pada dasarnya aksi komposit pada balok komposit dapat tercapai atau tidaknya tergantung dari penghubung gesernya. Biasanya penghubung geser diletakan disayap atas profil baja. Hal ini bertujuan untuk mengurangi terjadinya slip pada pelat beton dengan balok baja. [4]
Gambar 2.1 Penampang Balok Komposit
2.2 Kolom Komposit
Kolom komposit dapat dibentuk dari pipa baja yang diisi dengan beton polos atau dapat pula dari profil baja hasil gilas panas yang dibungkus dengan beton dan diberi tulangan baja serta sengkang, seperti halnya pada kolom beton biasa. Pada jenis kolom ini, digunakan profil baja sebagai pemikul lentur pada kolom. Selain itu tulangan longitudial dan tulangan pengikat juga ditambahkan bila perlu.
Gambar 2.2 Penampang Kolom Komposit
Kolom komposit juga menjadi solusi yang efektif untuk berbagai permasalahan yang ada pada disain praktis. Salah stunya yaitu jika beban yang terjadi pada struktur kolom sangatlah besar, maka penambahan material beton pada struktur kolom dapat memikul beban yang terjadi , sehingga ukuran profil baja tidak perlu diperbesar lagi.
2.3 Dek Baja Gelombang
Perkembangan struktur komposit dimulai dengan digunakannya dek baja gelombang, yang selain berfungsi sebagai bekisting saat pelat beton dicetak, juga berfungsi sebagai tulangan positif bagi pelat beton. Penggunaan dek baja juga dapat dipertimbangkan sebagai dukungan dalam arah lateral dari balok sebelum beton mulai mengeras. Arah dari gelombang dek baja biasanya diletakkan tegak lurus balok penompangnya
Gambar 2.3 Penampang Melintang Dek Baja Gelombang [2]
2.4 Penghubung Geser
Desain komposit baja-beton balok sangat tergantung pada mekanisme transfer geser yang disediakan oleh penghubung geser (shear connector) [1]. Penghubung geser berfungsi untuk menahan geser horisontal yang terjadi selama pembebanan. Supaya didapat penampang yang sepenuhnya komposit, penghubung geser harus cukup kaku sehingga dapat menahan geseran (slip) yang terjadi pada bidang pertemuan antara beton dan balok baja. [6]
Gambar 2.4 Jenis–jenis penghubung geser (Sumber :Salmon dkk, 1991)
Secara Mekanis, penghubung geser memiliki dua fungsi dasar yaitu mentransfer gaya geser horisontal dan mencegah pemisahan secara vertikal yang terjadi antara pelat beton dan balok baja. [6]
2.5 Sambungan
Baut
profil dobel siku profil T
Baut
Balok Kolom
Baut
profil dobel siku profil siku
Baut
Balok Kolom
Baut
profil dobel siku
Baut
Balok Kolom
Sambungan kaku Sambungan semi kaku Sambungan sederhana Gambar 2.5 Klasifikasi Sambungan
III. METODOLOGI
Pengumpulan Data
Studi Literatur
Preliminary Design
Perencanaan Struktur Sekunder
Perencanaan Pembebanan
Analisa Struktur dan Perencanaan Struktur Primer
Kontrol Desain Tidak Perencanaan Pondasi YA
Penyusunan Laporan Tugas Akhir
Penggambaran hasil Perencanaan
Selesai Mulai
Gambar 3.1 Diagram Alir Perencanaan Tugas Akhir
Data Umum Bangunan
1) Nama Gedung : Gedung Telkomsel 2) Lokasi : Surabaya Barat 3) Fungsi : Perkantoran 4) Jumlah Lantai : 9 Lantai 5) Tinggi Bangunan : 45.950 m 6) Pondasi : Tiang Pancang
Data Bahan
1) Kolom : Baja King cross berselubung beton 2) Balok : Wide Flens
3) Mutu baja : BJ-41 4) Mutu Beton :f’c25 Mpa
IV. ANALISA STRUKTUR SEKUNDER
1. Perencanaan Pelat
Tabel 4.1. Penulangan Pelat
2. Perencanaan Balok Anak
Balok anak menumpu diatas dua tumpuan sederhana dan
direncanakan menggunakan profil WF dengan mutu baja BJ 41
Tabel 4.3. Kapasitas profil balok anak
3. Perencanaan Tangga
Perencanaan pelat tangga dan bordes
Direncanakan menggunakan bondek dengan beton mutu fc’ 25 kg/cm2 dan tebal pelat tangga 9 cm.
Perencanaan balok bordes
Direncanakan menggunakan profil WF 125.60.6.8
Perencanaan balok tangga
Direncanakan Menggunakan profil WF 125.60.6.8
4. Perencanaan Lift
Digunakan profil WF 300.200.8.12 sebagai balok penggantung dan penumpu lift.
V. ANALISA STRUKTUR PRIMER
Gambar. 5.1 Pemodelan struktur gedung yang direncanakan
Kontrol Partisipasi Massa
Tabel 5.1. Nilai partisipasi massa struktur Jenis Balok anak Profil WF (kg.m)Mn (kg)Vn (cm)f Atap 400.200.8.13 49695,29 43200 1.11 Lantai 400.200.8.13 49695,29 43200 1.487 Jenis Pelat Beban Berguna (kg/m2) Bentang (m) Tebal Pelat (cm) Tulangan Negatif (cm2/m) Tulangan Atap 200 3,25 10 2,7 M8 – 150 Lantai 400 3,25 10 3,84 M10- 200 III. METODOLOGI Pengumpulan Data Studi Literatur Preliminary Design
Perencanaan Struktur Sekunder
Perencanaan Pembebanan
Analisa Struktur dan Perencanaan Struktur Primer
Kontrol Desain Tidak Perencanaan Pondasi YA
Penyusunan Laporan Tugas Akhir
Penggambaran hasil Perencanaan
Selesai Mulai
Gambar 3.1 Diagram Alir Perencanaan Tugas Akhir
Data Umum Bangunan
1) Nama Gedung : Gedung Telkomsel 2) Lokasi : Surabaya Barat 3) Fungsi : Perkantoran 4) Jumlah Lantai : 9 Lantai 5) Tinggi Bangunan : 45.950 m 6) Pondasi : Tiang Pancang
Data Bahan
1) Kolom : Baja King cross berselubung beton 2) Balok : Wide Flens
3) Mutu baja : BJ-41 4) Mutu Beton :f’c25 Mpa
IV. ANALISA STRUKTUR SEKUNDER
1. Perencanaan Pelat
Tabel 4.1. Penulangan Pelat
2. Perencanaan Balok Anak
Balok anak menumpu diatas dua tumpuan sederhana dan
direncanakan menggunakan profil WF dengan mutu baja BJ 41
Tabel 4.3. Kapasitas profil balok anak
3. Perencanaan Tangga
Perencanaan pelat tangga dan bordes
Direncanakan menggunakan bondek dengan beton mutu fc’ 25 kg/cm2 dan tebal pelat tangga 9 cm.
Perencanaan balok bordes
Direncanakan menggunakan profil WF 125.60.6.8
Perencanaan balok tangga
Direncanakan Menggunakan profil WF 125.60.6.8
4. Perencanaan Lift
Digunakan profil WF 300.200.8.12 sebagai balok penggantung dan penumpu lift.
V. ANALISA STRUKTUR PRIMER
Gambar. 5.1 Pemodelan struktur gedung yang direncanakan
Kontrol Partisipasi Massa
Tabel 5.1. Nilai partisipasi massa struktur Jenis Balok anak Profil WF (kg.m)Mn (kg)Vn (cm)f Atap 400.200.8.13 49695,29 43200 1.11 Lantai 400.200.8.13 49695,29 43200 1.487 Jenis Pelat Beban Berguna (kg/m2) Bentang (m) Tebal Pelat (cm) Tulangan Negatif (cm2/m) Tulangan Atap 200 3,25 10 2,7 M8 – 150 Lantai 400 3,25 10 3,84 M10- 200 III. METODOLOGI Pengumpulan Data Studi Literatur Preliminary Design
Perencanaan Struktur Sekunder
Perencanaan Pembebanan
Analisa Struktur dan Perencanaan Struktur Primer
Kontrol Desain Tidak Perencanaan Pondasi YA
Penyusunan Laporan Tugas Akhir
Penggambaran hasil Perencanaan
Selesai Mulai
Gambar 3.1 Diagram Alir Perencanaan Tugas Akhir
Data Umum Bangunan
1) Nama Gedung : Gedung Telkomsel 2) Lokasi : Surabaya Barat 3) Fungsi : Perkantoran 4) Jumlah Lantai : 9 Lantai 5) Tinggi Bangunan : 45.950 m 6) Pondasi : Tiang Pancang
Data Bahan
1) Kolom : Baja King cross berselubung beton 2) Balok : Wide Flens
3) Mutu baja : BJ-41 4) Mutu Beton :f’c25 Mpa
IV. ANALISA STRUKTUR SEKUNDER
1. Perencanaan Pelat
Tabel 4.1. Penulangan Pelat
2. Perencanaan Balok Anak
Balok anak menumpu diatas dua tumpuan sederhana dan
direncanakan menggunakan profil WF dengan mutu baja BJ 41
Tabel 4.3. Kapasitas profil balok anak
3. Perencanaan Tangga
Perencanaan pelat tangga dan bordes
Direncanakan menggunakan bondek dengan beton mutu fc’ 25 kg/cm2 dan tebal pelat tangga 9 cm.
Perencanaan balok bordes
Direncanakan menggunakan profil WF 125.60.6.8
Perencanaan balok tangga
Direncanakan Menggunakan profil WF 125.60.6.8
4. Perencanaan Lift
Digunakan profil WF 300.200.8.12 sebagai balok penggantung dan penumpu lift.
V. ANALISA STRUKTUR PRIMER
Gambar. 5.1 Pemodelan struktur gedung yang direncanakan
Kontrol Partisipasi Massa
Tabel 5.1. Nilai partisipasi massa struktur Jenis Balok anak Profil WF (kg.m)Mn (kg)Vn (cm)f Atap 400.200.8.13 49695,29 43200 1.11 Lantai 400.200.8.13 49695,29 43200 1.487 Jenis Pelat Beban Berguna (kg/m2) Bentang (m) Tebal Pelat (cm) Tulangan Negatif (cm2/m) Tulangan Atap 200 3,25 10 2,7 M8 – 150 Lantai 400 3,25 10 3,84 M10- 200
Pendekatan periode getar struktur Cu = 1,4 (Tabel 14, [3] ) Ct = 0,0724 (Tabel 15, [3] ) X = 0,8 (Tabel 15, [3] ) Hn = 45,95 m Ta = Ct x HnX = 0,0724 x 45,950,8 = 1,54727 detil
Periode getar struktur maksimum yang diijinkan : Tmax< Cu x Ta
< 1,4 x 1,54727 = 2,2662 detik Dari hasil analisa Etabs didapat waktu getar T = 2,18 detik
Tmax< Cu x Ta 2,18 < 2,2662 detik
Gaya GeserDasar Gempa Dinamik
Dari hasil analisis struktur didapatkan: Fx = Vxt= 237025,2 kg
Fy = Vyt= 226929,7 kg 0,85V/Vt (Pasal 7.9.4.1
[3]
)0,85V = 0,85248296 kg = 211051,6 kg Maka untuk arah x
0.85V = 211051,6 < Vxt= 237025,2 kg ... OK Maka untuk arah y
0.85V = 211051,6 < Vyt= 226929,7 kg ... OK
Analisa Struktur Balok Induk
Balok induk direncanakan menggunakan profil WF 600.200.13.23
Kondisi sebelum Komposit
Kondisi balok induk (arah X) sebelum komposit, di B3 story 2, Dari hasil output ETABS diperoleh:
Mmax (-) = 4 000 599,005 Kgcm Vu (-) = 21312,92 Kg
L = 850 cm
Kontrol Lendutan
Lendutan Ijin : δ’= = = 2,36 Lendutan yang terjadi
δmaxoutput ETABS = 0.585 cm < δ’ = 2.36 cm ... (OK)
Kontrol Kekuatan Penampang (Local Buckling)
Untuk Sayap Untuk Badan
fy tf bf 170 2 tw fy h 1680 4,39 < 10,752....ok 22.69 < 106,25...ok Profil penampang kompak, maka Mn = Mp
Kontrol Lateral Buckling
Jarak Penahan Lateral Lb = 283.3 cm
Berdasarkan tabel profil untuk BJ 41 profil WF 500.200.13.23 didapatkan
Lp = 214,553 cm, Lr = 545,796 cm Jadi, Lp < Lb < Lr→ bentang menegah Mp = Zx. Fy = 3778 x 2500 = 9 445 000 kgcm Mn = 19 106 381 > 9 445 000 kgcm Mn = Mp = 9 445 000 kgcm ϕMn = 0.9 x 9 445 000 = 8 500 500 kg cm Syarat : ϕMn > Mumax 8 500 500 kg cm > 4 000 599 kgcm ... (OK) Kontrol Geser fy E n k tw h . 1 , 1 2500 ) 6 10 . 2 ( 5 1 , 1 13 522 =
40,15 ≤ 69,57 OK
Vn = 0,6.fy.Aw = 0,6.2500.(61,2 . 1,3) = 119340 kg Persyaratan : Vu≤ φVn 21312,92 Kg < 107406 kg ... (OK)Kondisi Setelah Komposit
Perhitungan momen daerah lapangan (M+)
Dari hasil output ETABS didapatkan : Mmax(+) = 2 907 521,169 kgcm (Story 2 B33)
Kontrol kriteria penampang Untuk badan
≤ =
40,15 ≤ 106,25
Menentukan momen nominal berdasarkan distribusi tegangan plastis
C = 0,85.fc’.tplat.beff
= 0,85.250.4,6.212,5 = 207718,75 kg Py = As.fy
= 107,7 . 2500 = 269250 kg
Karena C < Py maka garis netral plastis terletak di profil baja.
Gambar 5.1 Penampang komposit balok induk
Menghitung kekuatan nominal penampang komposit Mn= C (d1+d2) + Py(d3-d2)
= 9 819 741 kg.cm
Syarat : Mu≤
.
Mn
2 907 521,2 kgcm≤
0
,
85
.
9819741
kgcm 2 907 521,2 kgcm≤ 8 346 780,13 kgcmPerencanaan Penghubung Geser
Untuk penghubung geser yang dipakai adalah tipe stud: ds = 19 mm ; Asc = 283.385 mm2; fu = 410 Mpa Ec = w1,5.0,041. fc'24001,5.0,041 25 = 24102,979 Mpa Qn = 0,5.Asc. fc'.Ec = 0,5. 283.385 25.24102,979 = 109989.75 N = 10998.975 kg/stud Syarat : Qn≤ Asc.fu 10998.975 kg/stud≤283.385 . 41
10998.975 kg/stud≤ 11618.785 kg/stud (OK)
Cek koefisien reduksi ґS karena pengaruh plat compodeck yang dipasang tegak lurus terhadap sumbu balok. hr= 54 mm , Wr= 200 mm, Nr = 2 Hs = hr+ 75 mm = 54 + 75 = 129 mm
Mp Lp Lr Lb Lr Mr Mp Mr Cb Mn Pendekatan periode getar struktur
Cu = 1,4 (Tabel 14, [3] ) Ct = 0,0724 (Tabel 15, [3] ) X = 0,8 (Tabel 15, [3] ) Hn = 45,95 m Ta = Ct x HnX = 0,0724 x 45,950,8 = 1,54727 detil
Periode getar struktur maksimum yang diijinkan : Tmax< Cu x Ta
< 1,4 x 1,54727 = 2,2662 detik Dari hasil analisa Etabs didapat waktu getar T = 2,18 detik
Tmax< Cu x Ta 2,18 < 2,2662 detik
Gaya GeserDasar Gempa Dinamik
Dari hasil analisis struktur didapatkan: Fx = Vxt= 237025,2 kg
Fy = Vyt= 226929,7 kg 0,85V/Vt (Pasal 7.9.4.1
[3]
)0,85V = 0,85248296 kg = 211051,6 kg Maka untuk arah x
0.85V = 211051,6 < Vxt= 237025,2 kg ... OK Maka untuk arah y
0.85V = 211051,6 < Vyt= 226929,7 kg ... OK
Analisa Struktur Balok Induk
Balok induk direncanakan menggunakan profil WF 600.200.13.23
Kondisi sebelum Komposit
Kondisi balok induk (arah X) sebelum komposit, di B3 story 2, Dari hasil output ETABS diperoleh:
Mmax (-) = 4 000 599,005 Kgcm Vu (-) = 21312,92 Kg
L = 850 cm
Kontrol Lendutan
Lendutan Ijin : δ’= = = 2,36 Lendutan yang terjadi
δmaxoutput ETABS = 0.585 cm < δ’ = 2.36 cm ... (OK)
Kontrol Kekuatan Penampang (Local Buckling)
Untuk Sayap Untuk Badan
fy tf bf 170 2 tw fy h 1680 4,39 < 10,752....ok 22.69 < 106,25...ok Profil penampang kompak, maka Mn = Mp
Kontrol Lateral Buckling
Jarak Penahan Lateral Lb = 283.3 cm
Berdasarkan tabel profil untuk BJ 41 profil WF 500.200.13.23 didapatkan
Lp = 214,553 cm, Lr = 545,796 cm Jadi, Lp < Lb < Lr→ bentang menegah Mp = Zx. Fy = 3778 x 2500 = 9 445 000 kgcm Mn = 19 106 381 > 9 445 000 kgcm Mn = Mp = 9 445 000 kgcm ϕMn = 0.9 x 9 445 000 = 8 500 500 kg cm Syarat : ϕMn > Mumax 8 500 500 kg cm > 4 000 599 kgcm ... (OK) Kontrol Geser fy E n k tw h . 1 , 1 2500 ) 6 10 . 2 ( 5 1 , 1 13 522 =
40,15 ≤ 69,57 OK
Vn = 0,6.fy.Aw = 0,6.2500.(61,2 . 1,3) = 119340 kg Persyaratan : Vu≤ φVn 21312,92 Kg < 107406 kg ... (OK)Kondisi Setelah Komposit
Perhitungan momen daerah lapangan (M+)
Dari hasil output ETABS didapatkan : Mmax(+) = 2 907 521,169 kgcm (Story 2 B33)
Kontrol kriteria penampang Untuk badan
≤ =
40,15 ≤ 106,25
Menentukan momen nominal berdasarkan distribusi tegangan plastis
C = 0,85.fc’.tplat.beff
= 0,85.250.4,6.212,5 = 207718,75 kg Py = As.fy
= 107,7 . 2500 = 269250 kg
Karena C < Py maka garis netral plastis terletak di profil baja.
Gambar 5.1 Penampang komposit balok induk
Menghitung kekuatan nominal penampang komposit Mn= C (d1+d2) + Py(d3-d2)
= 9 819 741 kg.cm
Syarat : Mu≤
.
Mn
2 907 521,2 kgcm≤
0
,
85
.
9819741
kgcm 2 907 521,2 kgcm≤ 8 346 780,13 kgcmPerencanaan Penghubung Geser
Untuk penghubung geser yang dipakai adalah tipe stud: ds = 19 mm ; Asc = 283.385 mm2; fu = 410 Mpa Ec = w1,5.0,041. fc'24001,5.0,041 25 = 24102,979 Mpa Qn = 0,5.Asc. fc'.Ec = 0,5. 283.385 25.24102,979 = 109989.75 N = 10998.975 kg/stud Syarat : Qn≤ Asc.fu 10998.975 kg/stud≤283.385 . 41
10998.975 kg/stud≤ 11618.785 kg/stud (OK)
Cek koefisien reduksi ґS karena pengaruh plat compodeck yang dipasang tegak lurus terhadap sumbu balok. hr= 54 mm , Wr= 200 mm, Nr = 2
Hs = hr+ 75 mm = 54 + 75 = 129 mm
Pendekatan periode getar struktur
Cu = 1,4 (Tabel 14, [3] ) Ct = 0,0724 (Tabel 15, [3] ) X = 0,8 (Tabel 15, [3] ) Hn = 45,95 m Ta = Ct x HnX = 0,0724 x 45,950,8 = 1,54727 detil
Periode getar struktur maksimum yang diijinkan : Tmax< Cu x Ta
< 1,4 x 1,54727 = 2,2662 detik Dari hasil analisa Etabs didapat waktu getar T = 2,18 detik
Tmax< Cu x Ta 2,18 < 2,2662 detik
Gaya GeserDasar Gempa Dinamik
Dari hasil analisis struktur didapatkan: Fx = Vxt= 237025,2 kg
Fy = Vyt= 226929,7 kg 0,85V/Vt (Pasal 7.9.4.1
[3]
)0,85V = 0,85248296 kg = 211051,6 kg Maka untuk arah x
0.85V = 211051,6 < Vxt= 237025,2 kg ... OK Maka untuk arah y
0.85V = 211051,6 < Vyt= 226929,7 kg ... OK
Analisa Struktur Balok Induk
Balok induk direncanakan menggunakan profil WF 600.200.13.23
Kondisi sebelum Komposit
Kondisi balok induk (arah X) sebelum komposit, di B3 story 2, Dari hasil output ETABS diperoleh:
Mmax (-) = 4 000 599,005 Kgcm Vu (-) = 21312,92 Kg
L = 850 cm
Kontrol Lendutan
Lendutan Ijin : δ’= = = 2,36 Lendutan yang terjadi
δmaxoutput ETABS = 0.585 cm < δ’ = 2.36 cm ... (OK)
Kontrol Kekuatan Penampang (Local Buckling)
Untuk Sayap Untuk Badan
fy tf bf 170 2 tw fy h 1680 4,39 < 10,752....ok 22.69 < 106,25...ok Profil penampang kompak, maka Mn = Mp
Kontrol Lateral Buckling
Jarak Penahan Lateral Lb = 283.3 cm
Berdasarkan tabel profil untuk BJ 41 profil WF 500.200.13.23 didapatkan
Lp = 214,553 cm, Lr = 545,796 cm Jadi, Lp < Lb < Lr→ bentang menegah Mp = Zx. Fy = 3778 x 2500 = 9 445 000 kgcm Mn = 19 106 381 > 9 445 000 kgcm Mn = Mp = 9 445 000 kgcm ϕMn = 0.9 x 9 445 000 = 8 500 500 kg cm Syarat : ϕMn > Mumax 8 500 500 kg cm > 4 000 599 kgcm ... (OK) Kontrol Geser fy E n k tw h . 1 , 1 2500 ) 6 10 . 2 ( 5 1 , 1 13 522 =
40,15 ≤ 69,57 OK
Vn = 0,6.fy.Aw = 0,6.2500.(61,2 . 1,3) = 119340 kg Persyaratan : Vu≤ φVn 21312,92 Kg < 107406 kg ... (OK)Kondisi Setelah Komposit
Perhitungan momen daerah lapangan (M+)
Dari hasil output ETABS didapatkan : Mmax(+) = 2 907 521,169 kgcm (Story 2 B33)
Kontrol kriteria penampang Untuk badan
≤ =
40,15 ≤ 106,25
Menentukan momen nominal berdasarkan distribusi tegangan plastis
C = 0,85.fc’.tplat.beff
= 0,85.250.4,6.212,5 = 207718,75 kg Py = As.fy
= 107,7 . 2500 = 269250 kg
Karena C < Py maka garis netral plastis terletak di profil baja.
Gambar 5.1 Penampang komposit balok induk
Menghitung kekuatan nominal penampang komposit Mn= C (d1+d2) + Py(d3-d2)
= 9 819 741 kg.cm
Syarat : Mu≤
.
Mn
2 907 521,2 kgcm≤
0
,
85
.
9819741
kgcm 2 907 521,2 kgcm≤ 8 346 780,13 kgcmPerencanaan Penghubung Geser
Untuk penghubung geser yang dipakai adalah tipe stud: ds = 19 mm ; Asc = 283.385 mm2; fu = 410 Mpa Ec = w1,5.0,041. fc'24001,5.0,041 25 = 24102,979 Mpa Qn = 0,5.Asc. fc'.Ec = 0,5. 283.385 25.24102,979 = 109989.75 N = 10998.975 kg/stud Syarat : Qn≤ Asc.fu 10998.975 kg/stud≤283.385 . 41
10998.975 kg/stud≤ 11618.785 kg/stud (OK)
Cek koefisien reduksi ґS karena pengaruh plat compodeck yang dipasang tegak lurus terhadap sumbu balok. hr= 54 mm , Wr= 200 mm, Nr = 2
ґS= 1 54 129 54 2 200 85 , 0 1 85 , 0 r r r h Hs h Nr W = 3,1≤ 1
Jumlah stud untuk setengah bentang (M = 0 sampai dengan Mmax), dimana shear connector dipasang 2 buah dalam satu baris : 44 . 9 1 . 975 , 10998 . 2 207718,75 . . 2 rs Qn C N = 10 pasang
Jumlah shear connector stud yang dibutuhkan di sepanjang bentang balok = 2N = 2 x 10 = 20 buah.
Jarak seragam (S) dengan stud pada masing-masing lokasi:
cm N L S 23,8 10 238
Jarak maksimum (Smaks) = 8.tplatbeton
= 8 x 4.6 cm = 36,8 cm Jarak minimum = 6.(diameter)
= 6 x 1,9 cm = 11,4 cm
Jika pada setiap gelombang deck dipasang 1 stud, maka jumlah stud sepanjang jarak M=0 sampai dengan Mmax
= = 12 ℎ.
Jadi, shear connector dipasang setiap jarak 20 cm dan juga sekaligus berfungsi sebagai penahan lateral (Lb) pada balok.
Analisa Struktur Kolom Komposit
1. Perencanaan Kolom Komposit Lantai 1-5 (Tipe K1)
Menggunakan KC 600.200.11.17 & beton 700x700
Hasil output Etabs akibat (1,2 DL + 1 LL + 1 RSPY) untuk C9 story 1, didapat : Mux = 1982909,63 kgcm Muy = 595772,589 kgcm Pu = 516817,06 kg Zx = 3220,3 cm3 Zy = 3292,27 cm3
Kontrol luas penampang minimum profil baja : 6, 5,48 % > 4 % … (OK) Kuat nominal kolom komposit :
95
,
4611
26880
.
s cr nA
f
P
= 1239691,55 kgKuat rencana kolom komposit : 81 , 1053737 1239691,55 . 85 , 0 . Pn kg Syarat : .Pn > Pu 1053737,81 Kg > 516817,1 Kg … (OK) Kontrol Interaksi : 2 , 0 49 , 0 81 , 1053737 516817,1 .Pn Pu Untuk
Pn
Pu
.
> 0,2 rumus 2 SNI 03-1729 ps.12.5-2 0 , 1 . . 9 8 . Mny Muy Mnx Mux Pn Pu = 0,66 < 1 ... (OK)2. Perencanaan Kolom Komposit Lantai 6-9 (Tipe K2)
Menggunakan KC 350.175.7.11 & beton 450x450
VI. SAMBUNGAN
Gambar 6.1 Sambungan pada balok anak ke balok induk
Gambar 6.2. Sambungan balok anak dengan balok induk
Gambar 6.3 Sambungan las pada base plate
VII. PERENCANAAN PONDASI
Pondasi menggunakan tiang pancang dari WIKA.
Diameter tiang : 500 mm Tebal tiang : 90 mm Type : A3 Allowable axial : 178,2 T Kedalaman tiang : 1 12 - 250 4 D 16 100% 700 700 8 , 268 x Ac As 0 , 1 3 , 15270686 . 9 , 0 595772,589 3 , 15116436 . 9 , 0 1982909,63 9 8 49 , 0 ґS= 1 54 129 54 2 200 85 , 0 1 85 , 0 r r r h Hs h Nr W = 3,1≤ 1
Jumlah stud untuk setengah bentang (M = 0 sampai dengan Mmax), dimana shear connector dipasang 2 buah dalam satu baris : 44 . 9 1 . 975 , 10998 . 2 207718,75 . . 2 rs Qn C N = 10 pasang
Jumlah shear connector stud yang dibutuhkan di sepanjang bentang balok = 2N = 2 x 10 = 20 buah.
Jarak seragam (S) dengan stud pada masing-masing lokasi:
cm N L S 23,8 10 238
Jarak maksimum (Smaks) = 8.tplatbeton
= 8 x 4.6 cm = 36,8 cm Jarak minimum = 6.(diameter)
= 6 x 1,9 cm = 11,4 cm
Jika pada setiap gelombang deck dipasang 1 stud, maka jumlah stud sepanjang jarak M=0 sampai dengan Mmax
= = 12 ℎ.
Jadi, shear connector dipasang setiap jarak 20 cm dan juga sekaligus berfungsi sebagai penahan lateral (Lb) pada balok.
Analisa Struktur Kolom Komposit
1. Perencanaan Kolom Komposit Lantai 1-5 (Tipe K1)
Menggunakan KC 600.200.11.17 & beton 700x700
Hasil output Etabs akibat (1,2 DL + 1 LL + 1 RSPY) untuk C9 story 1, didapat : Mux = 1982909,63 kgcm Muy = 595772,589 kgcm Pu = 516817,06 kg Zx = 3220,3 cm3 Zy = 3292,27 cm3
Kontrol luas penampang minimum profil baja : 6, 5,48 % > 4 % … (OK) Kuat nominal kolom komposit :
95
,
4611
26880
.
s cr nA
f
P
= 1239691,55 kgKuat rencana kolom komposit : 81 , 1053737 1239691,55 . 85 , 0 . Pn kg Syarat : .Pn > Pu 1053737,81 Kg > 516817,1 Kg … (OK) Kontrol Interaksi : 2 , 0 49 , 0 81 , 1053737 516817,1 .Pn Pu Untuk
Pn
Pu
.
> 0,2 rumus 2 SNI 03-1729 ps.12.5-2 0 , 1 . . 9 8 . Mny Muy Mnx Mux Pn Pu = 0,66 < 1 ... (OK)2. Perencanaan Kolom Komposit Lantai 6-9 (Tipe K2)
Menggunakan KC 350.175.7.11 & beton 450x450
VI. SAMBUNGAN
Gambar 6.1 Sambungan pada balok anak ke balok induk
Gambar 6.2. Sambungan balok anak dengan balok induk
Gambar 6.3 Sambungan las pada base plate
VII. PERENCANAAN PONDASI
Pondasi menggunakan tiang pancang dari WIKA.
Diameter tiang : 500 mm Tebal tiang : 90 mm Type : A3 Allowable axial : 178,2 T Kedalaman tiang : 1 12 - 250 4 D 16 0 , 1 3 , 15270686 . 9 , 0 595772,589 3 , 15116436 . 9 , 0 1982909,63 9 8 49 , 0 ґS= 1 54 129 54 2 200 85 , 0 1 85 , 0 r r r h Hs h Nr W = 3,1≤ 1
Jumlah stud untuk setengah bentang (M = 0 sampai dengan Mmax), dimana shear connector dipasang 2 buah dalam satu baris : 44 . 9 1 . 975 , 10998 . 2 207718,75 . . 2 rs Qn C N = 10 pasang
Jumlah shear connector stud yang dibutuhkan di sepanjang bentang balok = 2N = 2 x 10 = 20 buah.
Jarak seragam (S) dengan stud pada masing-masing lokasi:
cm N L S 23,8 10 238
Jarak maksimum (Smaks) = 8.tplatbeton
= 8 x 4.6 cm = 36,8 cm Jarak minimum = 6.(diameter)
= 6 x 1,9 cm = 11,4 cm
Jika pada setiap gelombang deck dipasang 1 stud, maka jumlah stud sepanjang jarak M=0 sampai dengan Mmax
= = 12 ℎ.
Jadi, shear connector dipasang setiap jarak 20 cm dan juga sekaligus berfungsi sebagai penahan lateral (Lb) pada balok.
Analisa Struktur Kolom Komposit
1. Perencanaan Kolom Komposit Lantai 1-5 (Tipe K1)
Menggunakan KC 600.200.11.17 & beton 700x700
Hasil output Etabs akibat (1,2 DL + 1 LL + 1 RSPY) untuk C9 story 1, didapat : Mux = 1982909,63 kgcm Muy = 595772,589 kgcm Pu = 516817,06 kg Zx = 3220,3 cm3 Zy = 3292,27 cm3
Kontrol luas penampang minimum profil baja : 6, 5,48 % > 4 % … (OK) Kuat nominal kolom komposit :
95
,
4611
26880
.
s cr nA
f
P
= 1239691,55 kgKuat rencana kolom komposit : 81 , 1053737 1239691,55 . 85 , 0 . Pn kg Syarat : .Pn > Pu 1053737,81 Kg > 516817,1 Kg … (OK) Kontrol Interaksi : 2 , 0 49 , 0 81 , 1053737 516817,1 .Pn Pu Untuk
Pn
Pu
.
> 0,2 rumus 2 SNI 03-1729 ps.12.5-2 0 , 1 . . 9 8 . Mny Muy Mnx Mux Pn Pu = 0,66 < 1 ... (OK)2. Perencanaan Kolom Komposit Lantai 6-9 (Tipe K2)
Menggunakan KC 350.175.7.11 & beton 450x450
VI. SAMBUNGAN
Gambar 6.1 Sambungan pada balok anak ke balok induk
Gambar 6.2. Sambungan balok anak dengan balok induk
Gambar 6.3 Sambungan las pada base plate
VII. PERENCANAAN PONDASI
Pondasi menggunakan tiang pancang dari WIKA.
Diameter tiang : 500 mm Tebal tiang : 90 mm Type : A3 Allowable axial : 178,2 T Kedalaman tiang : 1 12 - 250 4 D 16
Gambar 7.1 Detail Pile Cap
Gambar 7.2. Detail Pancang
VIII. KESIMPULAN
Kesimpulan yang didapat dari hasil modifikasi perencanaan gedung perkantoran Telkomsel di Surabaya Barat antara lain sebagai berikut:
Perencanaan pelat
Pelat atap = Tebal 10 cm dan tulangan M8 -150 Pelat lantai 1-8 = Tebal 10 cm dan tulangan M10–200
Perencanaan balok anak
Balok anak atap = WF 400.200.8.13 Balok anak lantai 1-8 = WF 400.200.8.13
Perencanaan balok tangga
Tebal pelat tangga = 9 cm Tebal pelat bordes = 9 cm
Balok utama tangga = WF 125.60.6.8 Balok balok bordes = WF 125.60.6.8
Perencanaan balok lift
Balok penggantung lift = WF 300.200.8.12 Balok penumpu lift = WF 300.200.8.12
Perencanaan balok induk
Profil balok induk = WF 600x200x13x23
Perencanaan kolom Lantai 1-5 :Profil = KC 600x200x11x17 Beton : 700 x 700 cm Lantai 6-9 :Profil = KC 350x175x7x11 Beton : 450 x 450 cm Perencanaan pondasi a. Tiang Pancang
Diameter tiang pancang = 0,5 m
Mutu tiang pancang = A3
Kedalaman tiang pancang = 16,5 m Jumlah tiang pancang tiap poer = 9 buah b. Poer
Dimensi = 4 x 4 x 1,0 m
Tulangan tarik arah x = D25–140 Tulangan tekan arah x = D25–280 Tulangan tarik arah y = D25–140 Tulangan tekan arah y = D25–280 c. Sloof
Dimensi = 40x60 cm
Tulangan utama = 10D25
Tulangan sengkang = Ø10–200
UCAPAN TERIMA KASIH
Dalam pengerjaan tugas akhir ini, penulis mendapat bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dalam kesempatanini, penulis ingin menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Orang tua, Adik, dan keluarga besar atas segala motivasi, dukunganan doa yang diberikan
2. Bapak Ir. Heppy Kristijanto, Ms dan Bapak Ir. R Soewardojo, Msc selaku dosen pembimbing yang telah membimbing dan memberi masukan dalam pengerjaan tugas akhir ini,
3. Dosen dan karyawan Jurusan Teknik Sipil Program Lintas Jalur FTSP–ITS Surabaya
4. Seluruh teman- teman Lintas Jalur dan pihak yang tidak dapat disebutkan satu-persatu yang secara lansung maupun tidak langsung membantu dalam prosen penyelesaian tugas akhir ini.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Ayoub, Ashraf. 2005. “A force-based model for composite steel–concrete beams with partial interaction”. Journal of Constructional Steel
Research 61(2005) : 387–414
[2] Badan Standardisasi Nasional. Tata Cara Perencananaan Perhitungan Struktur Baja Untuk Bangunan Gedung (SNI 03-1729-2002).
[3] Badan Standardisasi Nasional. Tata Cara Perencananaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung (RSNI 03-1726-201x).
[4] Liang, Qing Quan, dkk. 2004. “Strength Analysis of Steel–Concrete Composite Beams in Combined Bending and Shear”. Journal of Structural Engineering (10): 1593 - 1600
[5] Salmon C.G dan Johnson, J.E. 1995. Struktur Baja Desain Dan Perilaku Jilid 2 Edisi kedua. Diterjemahkan oleh : Ir. Wira M.S.CE. Jakarta : Erlangga.
[6] Widiarsa, I.B.R dan Putu Deskarta. 2007. “Kuat Geser Baja Komposit dengan Variasi Tinggi Penghubung geser tipe-T ditinjau dari Uji geser murni”. Jurnal