âPERENCANAAN BANGUNAN BERTINGKAT TINGGI DENGAN SISTEM STRUKTUR FLAT PLATE â CORE WALLâ - Diponegoro University | Institutional Repository (UNDIP-IR)

(1)

Perencanaan Struktur Bangunan Tinggi Dengan Flat Plate – Core Wall Building System

IV -

1 BAB IV

PERHITUNGAN STRUKTUR

4.1 TINJAUAN UMUM

Analisis konstruksi gedung ini dilakukan dengan menggunakan permodelan struktur 3D dengan bantuan software SAP2000. Kolom-kolom dari struktur gedung dimodelkan sebagai elemen frame sedangkan pelat lantai, drop panel, core wall, ramp parkir dan tangga dimodelkan sebagai elemen shell.

Untuk analisis terhadap beban gempa, struktur gedung dimodelkan sebagai struktur bangunan geser (shear building), dimana lantai-lantai dari bangunan dianggap sebagai diafragma kaku. Dengan model ini, massa-massa dari setiap bangunan dipusatkan pada titik berat lantai (model massa terpusat / lump mass model).

Dari hasil analisis struktur, akan diperoleh besarnya reaksi perletakan untuk proses perhitungan struktur bawah (pile cap dan pondasi bore pile), selain itu dari hasil analisis struktur juga akan diperoleh besarnya tegangan dan gaya-gaya dalam yang terjadi pada elemen shell yang akan digunakan untuk mendesain tulangan pelat lantai, drop panel, corewall, ramp parkir dan tangga sedangkan untuk tulangan kolom didesain dengan bantuan software SAP2000.

4.2 KRITERIA DESAIN

Untuk perhitungan struktur digunakan kriteria desain untuk material beton bertulang dengan parameter-parameter perencanaan sebagai berikut :

1. Massa jenis beton bertulang : 240 kg/m3 2. Berat jenis beton bertulang : 2400 kg/m3 3. Modulus elastisitas beton : 234500 kg/cm2 4. Angka Poisson : 0,2

5. Koefisien ekspansi panas : 9,9 x 10-6 cm/oc 6. Modulus geser beton : 97708,33 kg/cm2

7. Mutu beton : K-300 (kuat tekan spesifik f’c = 249 kg/cm2) K-450 (kuat tekan spesifik f’c = 373,5 kg/cm2) 8. Mutu tulangan baja : Tulangan Ulir (Fy = 4000 kg/cm2)

(2)

IV -

2

4.3 ANALISIS STRUKTUR

4.3.1 Beban Mati (Dead Load)

Berat sendiri elemen struktur terdiri dari berat sendiri elemen kolom, drop panel, pelat lantai, ramp parkir, tangga dan corewall. Berat sendiri elemen struktural tersebut akan dihitung otomatis sebagai self weight oleh software SAP2000.

Selain berat sendiri elemen struktural, pada beban mati juga terdapat beban lain yang berasal dari elemen arsitektural bangunan, yaitu :

1. Beban lantai (spesi + keramik) : 50 kg/m2 2. Beban plafond : 50 kg/m2

3. Beban dinding setinggi (4 m) : 4 m x 250 kg/m2 = 1000 kg/m 4. Beban dinding lantai parkir (1 m) : 1 m x 250 kg/m2_{= 250 kg/m}

4.3.2 Beban Hidup (Live Load)

Beban hidup pada lantai gedung diambil sebesar 250 kg/m2, sedangkan untuk lantai parkir dan lantai ramp parkir diambil sebesar 400 kg/m2, sesuai dengan standar Tata Cara Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah Dan Gedung 1987.

4.3.3 Beban Gempa (Quake Load)

Analisis struktur terhadap beban gempa mengacu pada Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Rumah dan Gedung (SNI 03-1726-2002). Analisis struktur terhadap beban gempa pada gedung dilakukan dengan Metode Analisis Dinamik Spektrum Respon. Besarnya beban gempa nominal pada struktur bangunan dihitung dengan rumus:

R

I

C

W

V

=

.

Dimana :

V = Beban gempa W = Berat bangunan

(3)

IV -

3

4.3.3.1 Faktor Keutamaan Struktur (I)

Dari Tabel Faktor Keutamaan Bangunan (SNI 03-1726-2002, halaman 18), besarnya faktor keutamaan struktur (I) untuk gedung umum seperti untuk perkantoran dan parkir diambil sebesar 1.

4.3.3.2 Faktor Reduksi Gempa (R)

Dari tabel Faktor Reduksi Gempa (SNI 03-1726-2002, halaman 23), Struktur Gedung ini termasuk dalam kategori struktur sistem ganda struktur rangka penahan momen khusus dengan dinding geser beton bertulang (tingkat daktilitas penuh) besarnya nilai faktor reduksi gempa R= 8,5.

4.3.3.3 Penentuan Jenis Tanah

Jenis tanah ditetapkan sebagai tanah keras, tanah sedang dan tanah lunak apabila untuk lapisan setebal maksimum 30 meter paling atas dipenuhi syarat-syarat yang tercantum dalam tabel 4.1.

Tabel 4.1 Jenis tanah berdasarkan SNI 03-1726-2002

T

Perhitungan Nilai hasil Test Penetrasi Standar rata-rata (

N

) :

i

Ni = nilai hasil Test Penetrasi Standar lapisan tanah ke-i m = jumlah lapisan tanah yang ada di atas batuan dasar

Jenis tanah

Kec rambat gelombang geser rata-rata

v

s

(m/det)

Nilai hasil Test Penetrasi Standar rata-rata

N

Kuat geser niralir rata-rata

Atau, setiap profil dengan tanah lunak yang tebal total lebih dari 3 m dengan PI > 20, wn ≥ 40% dan Su < 25 kPa

(4)

IV -

4

Tabel 4.2 Hasil Nilai hasil Test Penetrasi Standar rata-rata (

N

)

Lapis Ke- t (m) N t/N

1 2,00 – 2,45 2 0,225

2 4,00 – 4,45 4 0,1125

3 6,00 – 6,45 5 0,09

4 8,00 – 8,45 30 0,015

5 10,00 - 10,45 20 0,0225

6 12,00 - 12,45 25 0,018

7 14,00 - 14,45 35 0,013

8 16,00 - 16,45 36 0,0125

9 18,00 - 18,45 28 0,0161

10 20,00 - 20,45 30 0,015

11 22,00 - 22,45 30 0,015

12 24,00 - 24,45 35 0,013

13 26,00 - 26,45 30 0,015

14 28,00 - 28,45 30 0,015

15 30,00 - 30,45 30 0,015

Jumlah 30,45 0,6126

706 , 49 6126 , 0

45 , 30

N= =

Dari Tabel 4.1 Jenis-Jenis Tanah, untuk kedalaman 30,45 meter

dengan Nilai hasil Test Penetrasi Standar rata-rata (

N

) = 49,706 (15

≤

N < 50), maka tanah di bawah bangunan merupakan tanah sedang.

4.3.3.4 Penentuan Zona Wilayah Gempa

(5)

IV -

5

Gambar 4.1 Spektrum Respon Gempa Wilayah 2

Tabel 4.3 Koefisien Gempa (C) untuk kondisi tanah sedang

Periode Getar Koefisien Gempa

T (detik) ( C )

0,00 0,1500 0,20 0,3800 0,60 0,3800 0,70 0,3286 0,80 0,2875 0,90 0,2556 1,00 0,2300 1,25 0,1840 1,50 0,1533 1,75 0,1314 2,00 0,1150 2,25 0,1022 2,50 0,0920 2,75 0,0836 3,00 0,0767 3,25 0,0708 3,50 0,0657 3,75 0,0613 4,00 0,0575 4,25 0,0541 4,50 0,0511 Sumber : Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Rumah

(6)

IV -

6

4.3.3.5 Penentuan Berat, Massa dan lokasi titik berat tiap Lantai

Besarnya beban gempa sangat dipengaruhi oleh berat dari bangunan, oleh karena itu perlu dihitung berat dari masing-masing lantai bangunan. Berat dari setiap lantai bangunan diperhitungkan dengan meninjau beban yang bekerja di atasnya, berupa beban mati dan beban hidup.

Karena kemungkinan terjadinya gempa bersamaan dengan beban hidup yang bekerja penuh pada bangunan adalah kecil, maka beban hidup yang bekerja dapat direduksi besarnya.

Berdasarkan standar pembebanan yang berlaku di Indonesia, kombinasi pembebanan yang ditinjau bekerja pada lantai bangunan, yaitu 100% beban mati ditambah 30% beban hidup.

Wt = 100 % DL + 30 % LL = DL + 0,3 LL

Dimana :

DL = Beban mati (berat sendiri) struktur pada setiap lantai gedung. LL = Beban hidup total (beban berguna) pada setiap lantai gedung.

Perhitungan berat dan lokasi titik berat tiap lantai bangunan dihitung menggunakan bantuan software SAP2000. Perhitungan ini menggunakan permodelan struktur statis tertentu dengan tumpuan jepit di salah satu ujungnya, dengan beban merata dan beban dinding bekerja pada lantai bangunan seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini :

Gambar 4.2 Struktur dengan tumpuan jepit disalah satu ujung

(7)

IV -

7

Langkah-langkah perhitungan berat bangunan dengan software SAP2000 adalah sebagai berikut :

1) Membuat model dan konfigurasi struktur tiap lantai bangunan dengan software SAP2000. Pemodelan perhitungan berat perlantai bangunan tersebut dibuat dengan menghilangkan kolom-kolom pada bangunan, sehingga tiap lantai dapat dihitung sebagai struktur yang terpisah satu dengan yang lainnya. Salah satu ujung dari lantai tersebut diberi tumpuan jepit.

2) Mendefinisikan kasus beban dan kombinasi pembebanan yang digunakan, yaitu : Kombinasi Beban = 1 DL + 0,3 LL

3) Hasil analisis dari software SAP2000 diperoleh reaksi tumpuan berupa gaya vertikal (F3) dan momen pada arah x (M1) dan arah y (M2). Berdasarkan prinsip kesetimbangan pada konstruksi statis tertentu, yaitu ΣV = 0, maka besar gaya vertikal yang terjadi pada tumpuan jepit (F3) sama dengan berat dari lantai yang ditinjau.

Gambar 4.3 Pemodelan Perhitungan Berat Lantai Pada Basement

Massa tiap lantai dapat diperoleh dari berat tiap lantai dibagi dengan percepatan gravitasi (g = 9,81 m/dtk2)

g W

M =

Dimana :

M = Massa tiap lantai (Ton.s2/m) W = Berat lantai (Ton)

g = Percepatan gravitasi (m/s2)

(8)

Perhitungan Struktur

Bab IV

IV -

8

Perhitungan titik berat tiap lantai dari gedung diperoleh dengan membagi momen dengan reaksi tumpuan yang terjadi dari hasil perhitungan berat lantai pada software SAP2000.

Perhitungan lokasi titik berat tiap lantai tersebut mengacu pada teori statis momen berikut ini :

Gambar 4.4. Lantai dengan segmen pelat yang luasannya berbeda

Perhitungan titik berat lantai :

Dimana :

x

= Titik berat lantai arah x (m) y = Titik berat lantai arah y (m)

Wi = Berat masing-masing segmen area pelat lantai (Ton) xi = Titik berat masing-masing segmen area pelat arah x (m) yi = Titik berat masing-masing segmen area pelat arah y (m) n = Jumlah segmen area pelat

(9)

IV -

9

Suatu lantai dengan luas segmen area pelat lantai yang berbeda-beda dan titik acuan sebagai tumpuan jepit pada salah satu ujungnya (sebelah kiri bawah). Masing–masing area pelat mempunyai dimensi yang berbeda, sehingga mempunyai berat (W) yang berbeda pula. Berat area pelat adalah W1, W2, W3, s/d Wi Area pelat tersebut mempunyai titik berat x1,y1; x2,y2; x3,y3; s/d xi,yi.

Untuk mencari titik berat lantai dihitung dengan cara membagi penjumlahan hasil kali masing-masing berat area pelat dan titik berat area pelat dengan penjumlahan semua berat area pelat.

Dari hasil analisis software SAP2000 diperoleh reaksi vertikal (F3), momen arah x (M1) dan momen arah y (M2). Reaksi vertikal yang terjadi pada tumpuan jepit (F3) sama dengan berat dari lantai yang ditinjau, sedangkan momen arah x (M1) dan momen arah y (M2) merupakan momen hasil dari perkalian berat elemen lantai dengan titik berat masing-masing elemen lantai.

Dari contoh kasus di atas dapat diketahui bahwa untuk menghitung titik berat dari lantai menggunakan hasil progam SAP 2000 adalah sebagai berikut :

F3

M1

x

=

dan

F3

M2

y

=

Contoh perhitungan titik berat pada lantai gedung dari hasil output software SAP2000 adalah sebagai berikut :

Momen arah x (M1) = 42452 ton.m Momen arah y (M2) = 66798 ton.m Reaksi vertikal (F3) = 2653 ton.

m

25 2653

66798

F3

M2

x

=

m

16 2653

42452

F3

M1

(10)

IV -

10

Tabel 4.4 Berat lantai dan lokasi titik berat lantai gedung

Lantai Berat Massa Mx My x y

(Ton) (Ton.s2/m) (Ton-m) (Ton-m) (m) (m)

Basement-2 s/d Lantai 3

2694 275 43102 71671 27 16

Lantai 3 s/d Lantai 8

2653 271 43452 66798 25 16

2277 232 36422 57093 25 16

1892 193 30263 47167 25 16

4.3.3.6 Analisis Spectrum Respon dan Pembatasan Waktu Getar

Berdasarkan SNI Gempa 2002, struktur bangunan gedung beraturan harus memenuhi beberapa persyaratan, tinggi struktur gedung diukur dari taraf penjepitan lateral tidak lebih dari 10 tingkat atau 40 m. Sedangkan gedung ini memiliki tinggi struktur gedung 106 m diukur dari taraf penjepitan lateral.

Oleh karena itu, bangunan ini tidak memenuhi syarat struktur bangunan gedung beraturan dan beban gempa yang bekerja pada struktur dihitung dengan metode analisis dinamis ragam spektrum respon dengan bantuan software SAP2000.

• Kombinasi pembebanan yang ditinjau di dalam analisis : Kombinasi 1 = 1,2 D + 1,6 L

Kombinasi 2 = 1,2 D + 1,0 L + 1,0 (I/R) Ex + 0,3 (I/R) Ey = 1,2 D + 1,0 L + 0,118 Ex + 0,035 Ey Kombinasi 3 = 1,2 D + 1,0 L + 0,3 (I/R) Ex + 1,0 (I/R) Ey

= 1,2 D + 1,0 L + 0,035 Ex + 0,118 Ey

• Model massa terpusat

(11)

IV -

11

terpusat (lump mass model) dari struktur, maka joint-joint yang terdapat pada satu lantai harus dikekang (constraint).

Hal ini dimaksudkan agar joint-joint ini dapat berdeformasi secara bersama-sama, jika pada lantai yang bersangkutan mendapat pengaruh gempa.

Besarnya massa terpusat di tiap lantai dapat dilihat pada tabel 4.4 dimana Massa lantai diinput sebagai Joint Masses pada software SAP2000.

• Analisis Modal

Analisis modal digunakan untuk mengetahui perilaku dinamis suatu struktur bangunan sekaligus periode getar alami. Parameter yang mempengaruhi analisa modal adalah massa bangunan dan kekakuan lateral bangunan. Analisa modal digunakan sebagai dasar pengerjaan analisis ragam spektrum respon dalam perhitungan beban gempa.

Dalam perhitungan struktur gedung ini analisis modal dilakukan dengan analisis eigen-vector. Dalam analisis modal ini, waktu getar yang akan ditinjau adalah 24 ragam getar (mode shape) pada struktur gedung.

Efektifitas penentuan jumlah ragam getar yang akan ditinjau pada struktur gedung dapat dilihat dari hasil analisis pada software SAP2000. Jumlah ragam getar yang akan kita tinjau dapat dianggap cukup efektif jika persentase beban dinamik yang bekerja sudah lebih dari 90% pada Modal Load Participation Ratios. Hasil analisis Modal Load Participation Ratios sebagai berikut :

M O D A L L O A D P A R T I C I P A T I O N R A T I O S CASE: MODAL

LOAD, ACC, OR LINK/DEF STATIC DYNAMIC EFFECTIVE (TYPE) (NAME) (PERCENT) (PERCENT) PERIOD ACC UX 99.9799 89.3928 3.277899 ACC UY 99.9935 92.9408 3.987633 ACC UZ 95.6533 69.1706 0.301995 ACC RX 99.9991 98.3811 4.039327 ACC RY 99.9970 96.4737 3.322151 ACC RZ 99.9868 91.0130 3.801968 (*) NOTE: DYNAMIC LOAD PARTICIPATION RATIO EXCLUDES LOAD

(12)

IV -

12

Untuk mendefinisikan waktu getar dilakukan perhitungan dalam modal analysis case. Dari hasil analisis dengan software SAP2000 dapat diketahui bahwa waktu getar terbesar pada struktur gedung adalah 4,04 detik. Hasil analisis perhitungan periode getar struktur dapat dilihat berikut ini.

E I G E N M O D A L A N A L Y S I S 10:33:19

CASE: MODAL

USING STIFFNESS AT ZERO (UNSTRESSED) INITIAL CONDITIONS

NUMBER OF STIFFNESS DEGREES OF FREEDOM = 27240

NUMBER OF MASS DEGREES OF FREEDOM = 9400

MAXIMUM NUMBER OF EIGEN MODES SOUGHT = 32

MINIMUM NUMBER OF EIGEN MODES SOUGHT = 1

NUMBER OF RESIDUAL-MASS MODES SOUGHT = 0

NUMBER OF SUBSPACE VECTORS USED = 24

RELATIVE CONVERGENCE TOLERANCE = 1.00E-09 FREQUENCY SHIFT (CENTER) (CYC/TIME) = .000000

FREQUENCY CUTOFF ALLOW AUTOMATIC Found mode Found mode Found mode Found mode Found mode Found mode Found mode Found mode Found mode Found mode Found mode Found mode Found mode Found mode Found mode Found mode Found mode Found mode Found mode Found mode Found mode Found mode Found mode Found mode Found mode Found mode Found mode Found mode Found mode Found mode Found mode Found mode NUMBER OF EIGEN MODES FOUND (RADIUS) (CYC/TIME) = -INFINITY- FREQUENCY SHIFTING = NO 1 of 32: EV= 2.4148266E+00, f= 0.247322, T= 4.043309 2 of 32: EV= 3.5669928E+00, f= 0.300588, T= 3.326816 3 of 32: EV= 1.0431262E+01, f= 0.514030, T= 1.945411 4 of 32: EV= 2.7671772E+01, f= 0.837218, T= 1.194432 5 of 32: EV= 3.9594316E+01, f= 1.001467, T= 0.998535 6 of 32: EV= 7.5576830E+01, f= 1.383612, T= 0.722746 7 of 32: EV= 1.0042308E+02, f= 1.594913, T= 0.626994 8 of 32: EV= 1.5044778E+02, f= 1.952149, T= 0.512256 9 of 32: EV= 2.0728222E+02, f= 2.291401, T= 0.436414 10 of 32: EV= 2.3082942E+02, f= 2.418052, T= 0.413556 11 of 32: EV= 3.6692333E+02, f= 3.048652, T= 0.328014 12 of 32: EV= 3.9757170E+02, f= 3.173422, T= 0.315117 13 of 32: EV= 4.2549960E+02, f= 3.282991, T= 0.304600 14 of 32: EV= 4.5374164E+02, f= 3.390193, T= 0.294968 15 of 32: EV= 5.3244417E+02, f= 3.672461, T= 0.272297 16 of 32: EV= 6.1588443E+02, f= 3.949751, T= 0.253181 17 of 32: EV= 6.3118222E+02, f= 3.998504, T= 0.250094 18 of 32: EV= 6.9849376E+02, f= 4.206311, T= 0.237738 19 of 32: EV= 7.0635609E+02, f= 4.229918, T= 0.236411 20 of 32: EV= 7.0841787E+02, f= 4.236087, T= 0.236067 21 of 32: EV= 7.1879585E+02, f= 4.267003, T= 0.234357 22 of 32: EV= 9.0226862E+02, f= 4.780662, T= 0.209176 23 of 32: EV= 9.1351287E+02, f= 4.810359, T= 0.207885 24 of 32: EV= 9.1634506E+02, f= 4.817810, T= 0.207563 25 of 32: EV= 9.4957932E+02, f= 4.904399, T= 0.203899 26 of 32: EV= 1.0468731E+03, f= 5.149525, T= 0.194193 27 of 32: EV= 1.1013173E+03, f= 5.281732, T= 0.189332 28 of 32: EV= 1.1194280E+03, f= 5.324983, T= 0.187794 29 of 32: EV= 1.2178134E+03, f= 5.554059, T= 0.180048 30 of 32: EV= 1.2483338E+03, f= 5.623226, T= 0.177834 31 of 32: EV= 1.2660773E+03, f= 5.663048, T= 0.176583 32 of 32: EV= 1.3605344E+03, f= 5.870497, T= 0.170343 = 32

NUMBER OF ITERATIONS PERFORMED = 39

(13)

IV -

13

• Pembatasan waktu getar fundamental struktur

Untuk mencegah penggunaan struktur yang terlalu fleksibel, nilai waktu getar struktur fundamental harus dibatasi. Dalam SNI 03– 1726–2002 diberikan batasan sebagai beikut :

T < ξ n

Dimana :

T = Waktu getar stuktur fundamental (detik) n = Jumlah tingkat gedung

ξ = koefisien pembatas yang ditetapkan berdasarkan tabel 4.5

Tabel 4.5 Koefisien Pembatas Waktu Getar Struktur

Wilayah Gempa Koefisien pembatas (ξ)

1 0,20 2 0,19 3 0,18 4 0,17 5 0,16 6 0,15 Sumber : Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Rumah

dan Gedung (SNI 03-1726-2002)

Pembatas waktu getar pada gedung : T < ξ n = T < 0,19 x 24

T < 4,56 detik

(14)

IV -

14

Gambar 4.5. Bentuk Deformasi Struktur akibat ragam getar pertama

(Periode Getar 1 = 4,04 detik)

4.4PERHITUNGAN STRUKTUR BAWAH

Struktur bawah / pondasi suatu bangunan harus diperhitungkan terhadap gaya aksial, geser, dan momen lentur. Pada struktur bawah gedung ini direncanakan menggunakan pondasi bore pile dan pile cap.

4.4.1 Perhitungan Pondasi Bore Pile

• Dasar Analisa Perhitungan

Direncanakan pondasi yang akan digunakan adalah pondasi bore pile dengan perimbangan sebagai berikut:

a. Kemudahan dalam pelaksanaan.

b. Mempunyai angka efisiensi yang lebih besar dalam waktu pelaksanaan dibandingkan dengan pondasi tiang pancang.

c. Tingkat kebisingan yang minim.

d. Kemampuan yang baik dalam menahan beban struktur. e. Tidak mempengaruhi pondasi gedung di sekitar lokasi.

• Rencana Dimensi Tiang

(15)

IV -

15

Diameter (D) = 1,0 m Luas penampang (A) = 0,785 m2 Keliling (U) = 3,142 m

• Kondisi Tanah Dasar

Berdasarkan data tanah, didapatkan data tanah pada kedalaman 30 m. N SPT = 59

• Perhitungan Daya Dukung Tiang Tunggal

Daya Dukung Tiang Berdasarkan N-SPT

Bp i i

d

_W

SF

f

l

U

A

q

P

=

(

×

)

+

(

×

Σ

)

−

Dimana :

qd = Daya dukung tanah (Ton/m2) A = Luas penampang bore pile (m2) U = Keliling bore pile (m)

SF = Safety Factor (2,5 ~ 3) WBp = Berat Bore Pile (Ton)

Nilai qd untuk pondasi tiang yang dicor di teMPAt diambil berdasarkan tabel dibawah ini :

Tabel 4.6 Nilai qd untuk pondasi tiang yang dicor di tempat.

Jenis Tanah Nilai SPT Qd (t/m2)

Lapisan Kerikil

N > 50 50 > N > 40 40 > N > 30

750 525 300

Lapisan berpasir N > 30 300

Lapisan lempung keras 3 qu

(16)

IV -

16

Tabel 4.7. Perhitungan Σlifi

Kedalaman Tebal

lapisan Jenis Tanah N fi (t/m

2

) lifi (t/m)

0,0 - 8,0 8 Lempung kelanauan

berpasir 4,7 2,35 18,8

8,0 – 11,0 3 Pasir kelanauan 24 12 36

11,0 – 14,0 3 Cadas muda 34 12 36

14,0 – 16,5 3,5 Pasir halus 34,5 12 42

16,5 – 20,0 3,5 Cadas muda 46 12 42

20,0 – 23,5 3,5 Batu lempung 60,5 12 42

23,5 – 25,0 1,5 Pasir halus 70 12 18

25,0 – 27,0 2 Cadas kepasiran 56 12 24

27,0 – 30,0 3 Batu lempung kepasiran 64,5 12 36

Jumlah 294,8

Pondasi dengan diameter 1 m.

(

× ×d ×L

)

− ×

+ ×

= d i i ₀_,₂₅ 2

2,5

) f Σl (U A) (q

P

π

(

0,25 1 20

)

2,5

294,8) (3,142

0,785) (750

P= × + × − ×

π

× 2×

P = 590,297 Ton

Jumlah bore pile di tiap-tiap kolom dihitung dengan membagi reaksi tumpuan vertikal pada masing-masing kolom dengan daya dukung 1 bore pile. Untuk kemudahan dalam pelaksanaan dan perhitungan, jumlah bore pile di tiap kolom diambil menjadi 2, 4, 6 dan 8 buah bore pile.

Sedangkan untuk jumlah bore pile dibawah ruang core wall dihitung dengan menjumlah semua reaksi vertikal pada tumpuan core wall dan membaginya dengan daya dukung 1 buah bore pile.

(17)

IV -

17

Tabel 4.8. Jumlah Bore Pile

Titik Reaksi Vertikal Jumlah Bore Pile

Tumpuan (Ton) Perlu Terpasang

(18)

IV -

18

• Permodelan Struktur Bored pile

Perhitungan bore pile dibuat dengan bantuan software SAP2000, dimensi yang diinput sesuai dengan rencana dimensi bore pile yaitu diameter 100 cm dan panjang 20 m. Beban yang dimasukkan pada permodelan bore pile adalah nilai reaksi terbesar dari permodelan struktur pile cap.

Sedangkan untuk tumpuan digunakan model tumpuan spring untuk memodelkan tumpuan bore pile pada tanah. ksv merupakan modulus of subgrade tanah, didapat dari data tanah sebesar 117,50 kg/cm3_{. Angka ini} dikalikan dengan luas penampang / luas keliling bore pile lalu diinput sebagai kekakuan tumpuan pegas (spring stiffness).

(19)

4.4.2 Perhitungan Pile Cap

Pile cap berfungsi untuk menyalurkan beban dari kolom-kolom pada struktur atas ke pondasi bore pile. Reaksi tumpuan dari permodelan struktur gedung utama digunakan sebagai beban dalam perhitungan pile cap, sedangkan output reaksi perletakan nya digunakan untuk mendesain tulangan bore pile.

• Rencana Tebal dan Dimensi Pile Cap

Agar tidak terjadi penurunan yang berbeda-beda pada pondasi bore pile, digunakan pile cap. Pile cap direncanakan untuk menyalurkan gaya aksial dari kolom kepada bored pile. Ada lima tipe pile cap yang digunakan pada struktur gedung ini.

Tabel 4.9. Tipe dan dimensi Pile Cap

(20)

IV -

20

• Permodelan Struktur Pile cap

Pondasi pile cap dimodelkan sebagai berikut :

Gambar 4.6. Permodelan Pile Cap 1 (2 Bore Pile)

(21)

IV -

21

(22)

IV -

22

Perhitungan luas tulangan pile cap yang dibutuhkan menggunakan bantuan software SAP2000. Pile cap dimodelkan sebagai balok dengan tebal 2 m, dan lebar 1 m yang menggunakan tumpuan jepit di salah satu ujungnya.

Lalu, momen dari hasil analisis ditempatkan di ujung yang lain sebagai beban terpusat, untuk menciptakan momen sebesar yang terjadi pada pile cap. Dari pemodelan struktur seperti itu, dapat diperoleh luas tulangan yang dibutuhkan pada pile cap.

• Input beban pada perhitungan Pile Cap

Gaya yang diinput untuk perhitungan tulangan pile cap yaitu :

Tabel 4.10. Input beban untuk perhitugan tulangan Pile Cap 1, 2, 3, 4

Tipe F1 F2 F3 M1 M2 M3

Pile Cap (Ton) (Ton) (Ton) (Ton.m) (Ton.m) (Ton.m)

Pile Cap – 1 6.592 14.202 1495.34 30.292 10.558 0.22

Pile Cap – 2 26.02 16.60 2273.55 35.05 29.53 0.22

Pile Cap – 3 71.45 45.62 3536.92 24.82 42.75 0.07

Pile Cap – 4 -135.51 145.82 4698.94 42.52 1685.08 17.24

Sedangkan untuk perhitungan pile cap 5 beban yang diinput adalah reaksi tumpuan dari model corewall besarnya beban adalah sebagai berikut :

Tabel 4.11. Input beban untuk perhitugan tulangan Pile Cap 5

Titik F1 F2 F3 M1 M2 M3

(No. Joint) (Ton) (Ton) (Ton) (Ton.m) (Ton.m) (Ton.m)

10 63.32 61.71 479.60 1.07 1.57 0.00

11 0.71 13.45 705.79 2.53 0.77 0.01

12 1.01 16.75 892.71 3.48 1.04 0.00

13 0.71 13.45 705.79 2.53 0.77 -0.01

14 63.32 -48.48 479.60 1.07 1.57 0.04

16 18.60 0.44 623.89 0.46 3.91 0.00

17 18.60 0.44 623.89 0.46 3.91 0.00

18 18.60 0.45 606.71 0.46 3.91 0.00

19 18.60 0.45 606.71 0.46 3.91 0.00

21 12.40 0.30 392.79 0.31 2.53 0.00

22 12.40 0.30 392.79 0.31 2.53 0.00

24 18.60 0.45 571.67 0.46 3.91 0.00

25 18.60 0.45 571.67 0.46 3.91 0.00

26 18.60 0.45 554.50 0.47 3.91 0.00

(23)

IV -

23

32 -38.82 52.59 393.57 1.10 1.57 0.00

33 0.60 -4.34 444.05 2.53 0.63 0.00

34 0.22 -55.20 235.38 0.57 0.29 0.02

35 0.22 67.28 235.38 1.75 0.29 -0.02

36 0.60 23.45 444.05 1.82 0.63 0.00

37 -38.82 -40.17 393.57 1.10 1.57 0.04

• Perhitungan Tulangan Pile Cap

Dari hasil analisis diperoleh besarnya momen pada masing-masing pile cap sebagai berikut :

Tabel 4.12. Momen yang terjadi pada Pile Cap

Tipe M11 Maks M11 Min M22 Maks M22 Min

Pile Cap (Ton.m/m) (Ton.m/m) (Ton.m/m) (Ton.m/m)

Pile Cap – 1 244 505 129 230

Pile Cap – 2 974 157 989 171

Pile Cap – 3 1383 233 1325 172

Pile Cap – 4 1800 915 2430 296

Pile Cap – 5 438 162 480 112

Gambar 4.11. Momen arah 1-1 dan 2-2 pada Pile Cap 1 (2 Bore Pile)

(24)

IV -

24

Luas tulangan pile cap yang dibutuhkan dan tulangan yang terpasang adalah sebagai berikut :

Tabel 4.13. Luas Tulangan yang dibutuhkan pada Pile Cap

Tipe M11 Bawah M11 Atas M22 Bawah M22 Atas

Pile Cap (mm2) (mm2) (mm2) (mm2)

Pile Cap – 1 2344,27 4882,88 1235.96 2209.02

Pile Cap – 2 8394.93 1749.54 8522.73 1908.60

Pile Cap – 3 12119.30 2600.06 11582.30 1915.01

Pile Cap – 4 14582.00 2670.70 14318.70 2312.71

(25)

IV -

25

Tabel 4.14. Tulangan yang dipasang pada Pile Cap

Tipe M11 Bawah M11 Atas M22 Bawah M22 Atas

Pile Cap (mm2) (mm2) (mm2) (mm2)

Pile Cap – 1 3D25-100 2D25-100 3D25-100 2D25-100

Pile Cap – 2 3D25-100 2D25-100 3D25-100 2D25-100

Pile Cap – 3 3D25-100 2D25-100 3D25-100 2D25-100

Pile Cap – 4 3D25-100 2D25-100 3D25-100 2D25-100

Pile Cap – 5 3D25-100 2D25-100 3D25-100 2D25-100

• Perhitungan Tulangan Bore Pile

Dari hasil analisis dan desain diperoleh besarnya luas tulangan bore pile yang dibutuhkan sebagai berikut :

Luas Tulangan Longitudinal = 7854 mm2

Diameter Tul. Longitudinal = D22 ( As = 380,13 mm2 )

Jumlah Tul. Longitudinal = 7854 mm2/380,13 mm2 = 20,66 ≈ 22 Tulangan Longitudinal yang dipasang 22D22 (As = 8362,92 mm2)

Luas Tulangan Geser = 0 mm2/mm

Diameter Tul. Geser = Ø10 ( A = 78,5 mm2 )

Tul. Geser Dipasang = Ø10-250 Tul. spiral praktis (As = 314 mm2) Gambar Penulangan Bore Pile adalah sebagai berikut :

Gambar 4.16. Penulangan Bore Pile (d = 1 m, L = 20 m)

4.4 PERHITUNGAN PELAT LANTAI

(26)

IV -

26

4.5.1 Penentuan Tebal Pelat Lantai

Berdasarkan buku “Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Gedung” (SNI03-1728-2002 pasal 16.5(3)), ketebalan pelat yang digunakan dalam sistem struktur flat plate biasanya memiliki ketebalan 125-250 mm. Jadi, untuk ketebalan pelat lantai pada gedung ini diambil sebesar t = 250 mm.

4.5.2 Pembebanan pada pelat lantai

Beban yang bekerja pada pelat lantai berupa beban mati dan beban hidup. Menurut Tata Cara Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah Dan Gedung (SNI 03-1727-1989), beban mati direncanakan sebesar 100 kg/m2 dan beban hidup sebesar 250 kg/m2 (untuk lantai perkantoran) dan 400 kg/m2 _{(untuk lantai parkir). Kombinasi pembebanan yang dipakai} adalah 120% beban mati ditambah 160% beban hidup.

Wt = 1.2 DL + 1.6 LL

Dimana : DL = Beban mati (berat sendiri) struktur. LL = Beban hidup total (beban berguna).

4.5.3 Karakteristik Material Beton

Struktur pelat lantai direncanakan dengan menggunakan material beton bertulang dengan mutu beton f’c = 25 MPa (K-300) dan mutu tulangan ulir Fy = 400 MPa

4.5.4 Analisis dan Desain Penulangan Pelat Lantai

Dari hasil analisis diperoleh besarnya gaya-gaya dalam dan deformasi struktur sebagai berikut :

• Momen arah 1-1 maksimum = 5824,45 kg.m/m • Momen arah 1-1 minimum = -7764,72 kg.m/m • Momen arah 2-2 maksimum = 5740,20 kg.m/m • Momen arah 2-2 minimum = -5099,40 kg.m/m • Deformasi vertikal pada pelat

9 Lendutan akibat beban mati = 2,1 mm

9 Lendutan akibat beban hidup = 0,7 mm

9 Lendutan Total = 2,8 mm

• Syarat lendutan yang terjadi =

=

360 10000

360 L

(27)

IV -

27

Gambar 4.17. Momen arah 1-1 dan 2-2 pada Pelat Lantai

• Perhitungan Tulangan Pelat Lantai

Perhitungan luas tulangan pelat lantai yang dibutuhkan menggunakan bantuan dari software SAP2000. Pelat lantai dimodelkan sebagai balok dengan tebal 25 cm, dan lebar 1 m yang menggunakan tumpuan jepit di salah satu ujungnya.

Momen dari hasil analisis ditempatkan di ujung yang lain sebagai beban terpusat, untuk menciptakan momen sesuai yang direncanakan. Dari pemodelan struktur seperti itu, dapat diperoleh luas tulangan yang dibutuhkan.

Tulangan arah 1-1

Momen arah 1-1 maksimum = 5824,45 kg.m/m Momen arah 1-1 minimum = -7764,72 kg.m/m

As dibutuhkan untuk M1-1 maks = 1173 mm2/m

Direncanakan menggunakan tulangan dengan diameter 16 mm. Luas satu tulangan = As1 = 1/4 x πx d2 = 0,25 x πx 162 = 201 mm2 Jumlah tulangan yang dibutuhkan = 1173 mm2/201 mm2 = 5,8 Jarak antar tulangan = 1000/5,8 = 172 mm

Sehingga tulangan yang dipakai adalah D16-150 (As = 1206 mm2)

As dibutuhkan untuk M1-1 min = 1589 mm2/m

Direncanakan menggunakan tulangan dengan diameter 16 mm. Luas satu tulangan = As1 = 1/4 x πx d2 = 0,25 x πx 162 = 201 mm2 Jumlah tulangan dibutuhkan = 1589 mm2/201 mm2 = 7,9

Jarak antar tulangan = 1000/7,9 = 126 mm

(28)

IV -

28

Momen arah 2-2 maksimum = 5740,20 kg.m/m Momen arah 2-2 minimum = -5099,40 kg.m/m

Direncanakan menggunakan tulangan dengan diameter 16 mm. Luas satu tulangan = As1 = 1/4 x πx d

2_{= 0,25 x π}

x 162 = 201 mm2 Jumlah tulangan yang dibutuhkan = 1022 mm2/201 mm2 = 5,08 Jarak antar tulangan = 1000/5,08 = 196 mm

4.5 PERHITUNGAN KOLOM

Analisis dan desain tulangan kolom dihitung dengan bantuan software SAP2000. Hasil dari analisis berupa luasan tulangan pada kolom dan digunakan untuk menetukan jumlah tulangan pokok dan tulangan geser / sengkang pada kolom.

4.6.1 Penentuan Dimensi Kolom

Dimensi kolom pada gedung ini direncanakan berbentuk persegi dengan besar bervariasi seperti dapat dilihat dari Tabel 4.15.

Tabel 4.15 Lokasi dan Dimensi Kolom

No Lantai Elevasi (m) Dimensi Kolom (cm)

1 Basement 2 - Lantai Dasar -8 s/d 4 130 x130

2 Lantai 1 – Lantai 2 4 s/d 14 120 x 120

(29)

IV -

29

Kuat Tekan Beton (f’c) = 37,35 MPa (K-450) Mutu Tulangan pokok Fy = 400 MPa (Ulir D = 32 mm) Mutu sengkang Fys = 240 MPa (Polos Ф = 12 mm)

4.6.3 Analisis dan Desain Penulangan Kolom

Dari hasil analisis dan desain kolom pada software SAP2000 diperoleh besarnya Luasan tulangan yang dibutuhkan pada kolom adalah sebagai berikut :

Tabel 4.16 Luas Tulangan yang dibutuhkan kolom

Dimensi Kolom Tulangan Pokok Sengkang 1-1 Sengkang 2-2

mm2 mm2/mm mm2/mm

K-130x130 A 57732.456 0 0

K-130x130 B 33385,717 0 0

K-120x120 A 44829.99 0 0

K-120x120 B 27322,313 0 0

K-110x110 A 45281.103 0 0

K-110x110 B 22783,025 0 0

K-100x100 A 37403.641 0 0

K-100x100 B 19571,944 0 0

K-90x90 A 30058,063 0 0

K-90x90 B 15790,128 0 0

K-80x80 A 25388,425 0 0

K-80x80 B 12356,989 0 0

K-70x70 A 17290,082 1,025 1,025

K-70x70 B 8193,570 1,025 1,025

K-60x60 A 10666,127 0,879 0,879

K-60x60 B 6143,463 0,879 0,879

K-50x50 A 4025,040 0,732 0,732

K-50x50 B 2690,496 0,732 0,732

Dari hasil luas tulangan kolom yang dibutuhkan, dapat ditentukan jumlah tulangan kolom yang akan dipasang. Contoh perhitungan jumlah tulangan untuk kolom K-70x70 A adalah sebagai berikut :

As = 16946,762 mm2 Av-1 = 1,025 mm2/mm Av-2 = 1,025 mm2/mm

(30)

IV -

30

Jumlah tulangan pokok = 16946,762 mm2/804,25 mm2 = 21,07 ≈ 22 Tulangan pokok dipasang 22D32

Jarak sengkang =

(

)

_8,4

113,1

1000 0,475 0,475

As2 1000 ΣAv

ns= × = + × =

Jarak Sengkang = 119mm 100mm 8,4

1000 ns

1000

≈ =

=

Jadi Untuk Kolom K-70x70A, Tulangan Pokok yang dipasang 22D32 (As Terpasang = 17693 mm2) dan Sengkang Ø12-100 (1131 mm2)

Hasil perhitungan untuk ukuran kolom yang lain dapat dilihat pada tabel berikut :

Tabel 4.17 Tulangan Pokok dan Sengkang Kolom

Dimensi Kolom

Tul Pokok Sengkang As Tul Pokok Terpasang

As Sengkang Terpasang

D32 Ф12 mm2 mm2/mm

K-130x130 A 72 Ф12-200 57906 0.5652

K-130x130 B 44 Ф12-200 35387 0.5652

K-120x120 A 56 Ф12-200 45038 0.5652

K-120x120 B 28 Ф12-200 22519 0.5652

K-110x110 A 60 Ф12-200 48255 0.5652

K-110x110 B 32 Ф12-200 25736 0.5652

K-100x100 A 48 Ф12-200 38604 0.5652

K-100x100 B 28 Ф12-200 22519 0.5652

K-90x90 A 40 Ф12-200 32170 0.5652

K-90x90 B 20 Ф12-200 16085 0.5652

K-80x80 A 32 Ф12-200 25736 0.5652

K-80x80 B 16 Ф12-200 12868 0.5652

K-70x70 A 24 Ф12-100 19302 1.1304

K-70x70 B 12 Ф12-100 9651 1.1304

K-60x60 A 16 Ф12-100 12868 1.1304

K-60x60 B 12 Ф12-100 9651 1.1304

K-50x50 A 12 Ф12-100 9651 1.1304

(31)

IV -

31

4.6 PERHITUNGAN DINDING GESER

Penulangan dinding geser (Shearwall) dihitung dengan bantuan software SAP2000. Hasil dari analisis merupakan tegangan yang terjadi pada dinding geser dan digunakan untuk menentukan penulangan dinding geser.

4.7.1 Penentuan Tebal Dinding Geser

Tebal dinding geser pada gedung ini direncanakan bervariasi seperti yang dapat dilihat pada tabel 4.18.

Tabel 4.18. Tebal Dinding Geser (Shear Wall)

No Lantai Elevasi (m) Tebal dinding geser (mm)

1 Basement 2 - Lantai 4 -8 s/d 26 250

2 Lantai 5 - Lantai 14 26 s/d 62 200

3 Lantai 14 - Lantai 23 62 s/d 98 150

Struktur dinding geser direncanakan dengan menggunakan material beton bertulang dengan mutu beton f’c = 25 MPa dan mutu tulangan ulir Fy = 400 MPa.

4.7.3 Analisis dan Desain Penulangan Dinding Geser

Dari hasil analisis diperoleh besarnya tegangan yang terjadi pada dinidng geser sebagai berikut :

Tabel 4.19. Tegangan yang terjadi pada dinding geser (Shear Wall)

Tebal S11 (+) S11 (-) S22 (+) S22 (-)

cm kg/cm2 kg/cm2 kg/cm2 kg/cm2

25 28.41 -96.76 17.28 -370.19 20 27.58 -97.46 24.16 -352.18 15 25.81 -65.47 57.04 -241.52

Contoh perhitungan tulangan pada dinding geser dengan tebal 25 cm adalah sebagai berikut :

• Tegangan aksial tarik ditahan sepenuhnya oleh tulangan.

fy φ

P As

×

= dimana Ф tarik = 0,8

As S11(+) = 28,41 kg/cm2_{x (25 cm x 1 cm) / (0,8 x 4000 kg/cm}2₎

= 0,222 cm2/cm = 2219.53 mm2/m

(32)

IV -

32

As S22(+) = 17,28 kg/cm2 x (25 cm x 1 cm) / (0,8 x 4000 kg/cm2)

= 0,135 cm2/cm = 1350 mm2/m

Dipasang tulangan 2D32-250 (As = 6432 mm2₎

• Tegangan aksial tekan ditahan oleh kuat tekan nominal beton, dan sisanya didukung oleh tulangan.

(

)

(

)

fy φ

) ( c f' φ P As

× ×

× −

= Ac dimana Ф tekan = 0,6

(

)

(

) (

)

₁_,₅₂ _m _/cm ₁₅₂₁₈_mm _/m

4000 0,6

1 25 5 , 73 3 0,6 370,19 (-)

S22

As = 2 = 2

× × ×

× −

= c

Dipasang tulangan 2D32-100 (As = 16084 mm2)

Karena S11(-) < (0,6x249)

Beton dianggap masih kuat menahan tegangan tekan arah S11 Maka dipasang tulangan praktis (D13-250)

Gambar 4.18. Tegangan normal arah (S11) dan (S22) pada Dinding Geser

Hasil perhitungan tulangan untuk tebal dinding geser lainnya dapat dilihat pada tabel 4.20 berikut :

Tabel 4.20. Tulangan terpasang pada dinding geser

Tebal As11 As22 Lap As22 Tum Tul Arah 11 Tul 22 Lap Tul 22 Tum

mm mm2/m Mm2/m mm2/m D16 D32 D32

250 2219.53 1350.00 15217.71 D16-125 D32-250 D32-100

200 1723.75 1510.00 10673.33 D16-150 D32-250 D32-150

150 1209.84 2673.75 1088.75 D16-250 D32-250 D32-250

4.8 PERHITUNGAN DINDING BASEMENT

(33)

IV -

33

4.8.1 Penentuan Tebal Dinding Basement

Berdasarkan “Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Gedung” (SNI 03 -1728-2002 pasal 16.5(3)), Ketebalan dinding luar ruang bawah tanah dan dinding pondasi tidak boleh kurang daripada 190 mm. Jadi, tebal dinding basement diambil sebesar t = 250 mm

4.8.2 Pembebanan pada Dinding Basement

Beban yang bekerja pada dinding basement berupa tekanan tanah + tekanan air. Beban tersebut dapat dilihat pada gambar 4.12.

Gambar 4.19. Diagram Tegangan Tekanan Tanah pada Dinding Basement

• Perhitungan Tekanan Tanah

Tekanan tanah aktif yang akan terjadi di belakang dinding basement sebesar Ed=1/2 x γn x H2 x Ka.

Data tanah:

H = 8,00 m (kedalaman total lantai basement) h1 = 4,00 m

γn = 1,55 t/m2 c = 0,116 kg/cm2

Φ = 120

Keterangan Gambar :

H =Kedalaman Basement (m) γ = Berat Jenis (Ton/m3

(34)

IV -

34

Perhitungan nilai Ka :

Ka = tg2 ( 45 – Φ/2 ) = tg2 ( 45 – 12/2 ) = 0,6557 Dimana :

Ka = koefisien tekanan tanah aktif

Φ = sudut geser tanah

Pada Z = 0 m

1

σ

= γ1*H1*Ka =1,55 x 0 x 0,6557 = 0 kg/m² Pada Z = 8 m

2

σ

= (γ1*H1*Ka ) + (γsat_*H2*Ka)

= 0 + (0,55 x103 x 8 x 0,6557) = 2885,3 kg/m²

• Perhitungan Tekanan Air

Tegangan yang disebabkan oleh air pori :

air

σ

= γw_*H

2 = 1000 * 4 = 4000 kg/m²

• Perhitungan Tekanan Tanah akibat Beban Merata

Menurut Peraturan Pembebanan untuk Bangunan, beban untuk lantai parkir diambil sebesar q = 400 kg/m2.

Tegangan yang disebabkan oleh beban merata: σ = q x Ka = 400 x 0,6557 = 262,28 kg/m²

4.8.3 Analisis Dinding Basement

Untuk perhitungan dinding basement mempunyai prinsip yang sama dengan penulangan dinding biasa. Momen yang terjadi akibat beban tekanan tanah dihitung dengan memodelkan struktur dinding basement sebagai pelat per meter panjang yang menerima beban segitiga akibat tekanan total (tanah+air).

Pada software SAP2000, beban tekanan total (tanah+air) yang berbentuk segitiga tersebut dilimpahkan merata ke pelat yang dijepit di sisi bawah elemen dinding basement. Bagian atas dinding basement juga terjepit, pada kedalaman 0 m dan -4 m dari permukaan tanah karena pada elevasi tersebut dinding terkekang oleh pelat lantai basement dari gedung.

(35)

IV -

35

Struktur dinding basement dianggap sebagai elemen shell dengan ketebalan 25 cm. Tumpuan jepit diletakkan di sisi bawah struktur sebagai permodelan dari pondasi rakit. Dimensi dari dinding dimodelkan sedalam 8 m.

Pada elevasi 0 m dan –4 m dari permukaan tanah asli dinding basement diberi tumpuan sendi pada model SAP2000. Hal ini berfungsi sebagai permodelan pertemuan antara dinding basement dan pelat lantai basement.

2) Memasukkan karakteristik material beton

Struktur dinding basement direncanakan dengan menggunakan material beton bertulang dengan mutu beton f’c = 24,9 MPa (K-300) dan mutu tulangan ulir Fy = 400 MPa

3) Memasukkan beban ke model struktur dinding basement

Berat sendiri dinding basement akan dihitung otomatis pada SAP2000 sedangkan beban tekanan tanah dan tekanan air di masukkan kedalam model dinding basement sebagai beban luar. Besarnya beban tekanan tanah dan tekanan air dapat dilihat pada gambar berikut :

Gambar 4.20 Besar tekanan tanah dan tekanan air pada dinding basement

4) Deformasi dan gaya dalam dinding basement

(36)

IV -

36

• Deformasi Horizontal Terbesar = 3,5 mm • Moment arah 1-1 maksimum = 1716,71 kg.m • Moment arah 1-1 minimum = -2851,92 kg.m • Moment arah 2-2 maksimum = 4537,02 kg.m • Moment arah 2-2 minimum = 11724,71 kg.m

Gambar 4.21 Deformasi dan Momen arah 1-1 dan 2-2 pada dinding basement

4.8.4 Perhitungan Tulangan Dinding Basement

Perhitungan luas tulangan yang dibutuhkan pada dinding basement menggunakan bantuan dari software SAP2000. Dinding basement dimodelkan sebagai balok dengan tebal 25 cm, dan lebar 1 m yang menggunakan tumpuan jepit di salah satu ujungnya. Lalu, momen hasil analisis ditempatkan diujung yang lain sebagai beban terpusat, untuk menciptakan momen sebesar yang direncanakan. Dari pemodelan struktur seperti itu, dapat diperoleh luas tulangan yang dibutuhkan.

Tulangan Horizontal (arah 1-1)

Moment arah 1-1 maksimum = 1716,71 kg.m/m Moment arah 1-1 minimum = -2851,92 kg.m/m As dibutuhkan untuk M1-1 maks = 462,74 mm2/m Direncanakan tulangan dengan diameter 13 mm.

Luas satu tulangan = As1 = 1/4 x πx d2 = 1/4 x πx 132 = 132,73 mm2 Jumlah tulangan yang dibutuhkan = 462,74 mm2/132,73 mm2 = 4 Jarak antar tulangan = 1000/4 = 250 mm

Sehingga tulangan yang dipakai adalah D13-250 (As = 530,92 mm2)

(37)

IV -

37

Luas satu tulangan = As1 = 1/4 x πx d2 = 1/4 x πx 132 = 132,73 mm2 Jumlah tulangan yang dibutuhkan = 777,90 mm2/132,73 mm2 = 6 Jarak antar tulangan = 1000/6 = 166.67 mm

Sehingga tulangan yang dipakai adalah D13-150 (As = 884,87 mm2₎

Tulangan Vertikal (arah 2-2)

Momen arah 2-2 maksimum = 4537,02 kg.m/m Momen arah 2-2 minimum = 11724,71 kg.m/m

As dibutuhkan untuk M2-2 maks = 945,4 mm2/m Direncanakan tulangan dengan diameter 13 mm

Luas satu tulangan = As1 = 1/4 x πx d2 = 1/4 x πx 132 = 132,73 mm2 Jumlah tulangan yang dibutuhkan = 945,4 mm2_{/132,73 mm}2_{= 8} Jarak antar tulangan = 1000/8 = 125 mm

Sehingga tulangan yang dipakai adalah D13-125(As = 1061,84 mm2)

As dibutuhkan untuk M2-2 min = 2682,17 mm2/m Direncanakan tulangan dengan diameter 19 mm.

Luas satu tulangan = As1 = 1/4 x πx d2 = 1/4 x πx 192 = 283,528 mm2 Jumlah tulangan yang dibutuhkan = 2682,17 mm2/283,528 mm2 = 10 Jarak antar tulangan = 1000/10 = 100 mm

Sehingga tulangan yang dipakai adalah D19-100 (As = 2835,28 mm2)

4.9 PERHITUNGAN RAMP PARKIR

Pelat lantai ramp parkir dihitung menggunakan bantuan dari software SAP2000. Hasil dari analisis merupakan momen yang terjadi pada pelat ramp parkir dan digunakan untuk menentukan penulangan pelat ramp parkir.

4.9.1 Penentuan Tebal Pelat Ramp Parkir

Berdasarkan buku “Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Gedung” (SNI03-1728-2002 pasal 16.5(3)), ketebalan pelat yang biasa digunakan 125-250 mm. Jadi, tebal pelat ramp parkir diambil sebesar t = 250 mm.

4.9.2 Pembebanan pada Pelat Ramp

(38)

IV -

38

pembebanan yang dipakai adalah 120% beban mati ditambah 160% beban hidup.

Wt = 1.2 DL + 1.6 LL Dimana :

DL = Beban mati (berat sendiri) struktur. LL = Beban hidup total (beban berguna).

Struktur pelat ramp parkir direncanakan dengan menggunakan material beton bertulang dengan mutu beton f’c = 24,9 MPa (K-300) dan mutu tulangan ulir Fy = 400 MPa

4.9.4 Analisis dan Desain Penulangan Pelat Ramp

• Momen arah 1-1 maksimum = 682,957 kg.m/m • Momen arah 1-1 minimum = 8824,699 kg.m/m • Momen arah 2-2 maksimum = 9292,671 kg.m/m • Momen arah 2-2 minimum = 19102,39 kg.m/m

Gambar 4.22 Momen arah 1-1 dan 2-2 Pada Ramp Parkir

4.9.5 Perhitungan Tulangan Pelat Ramp

Perhitungan luas tulangan yang dibutuhkan menggunakan bantuan dari

(39)

IV -

39

Tulangan Horizontal (arah 1-1)

Moment arah 1-1 maksimum = 682,957 kg.m Moment arah 1-1 minimum = -8824,699 kg.m

¾ As dibutuhkan untuk M1-1 maks = 272,3 mm2/m Direncanakan tulangan dengan diameter 22 mm. Luas satu tulangan = As1 = 1/4 x πx 222 = 380,133 mm2 Jumlah tulangan dibutuhkan < Luas satu tulangan D22 Sehingga tulangan yang dipakai adalah D22-125 (As = 3041,06 mm2)

¾ As dibutuhkan untuk M1-1 min = 2809,00 mm2/m Direncanakan tulangan dengan diameter 22 mm. Luas satu tulangan = As1 = 1/4 x πx 22

2

= 380,133 mm2

Jumlah tulangan dibutuhkan = 2809,00 mm2/380,133 mm2 = 7,4 Jarak antar tulangan = 1000/7,4 = 135,33 mm

Sehingga tulangan dipakai adalah D22 – 125 (As = 3041,06 mm2₎

Moment arah 2-2 maksimum = 9292,671 kg.m Moment arah 2-2 minimum = -19102,39 kg.m

¾ As dibutuhkan untuk M2-2 maks = 2969,78 mm2/m Direncanakan tulangan dengan diameter 32 mm. Luas satu tulangan = As1 = 1/4 x πx 322 = 804,25 mm2

Jumlah tulangan dibutuhkan = 2969,78 mm2/804,25 mm2 = 3,69 Jarak antar tulangan = 1000/3,69 = 270 mm

Sehingga tulangan yang dipakai adalah D32-250 (As = 3217 mm2)

¾ As dibutuhkan untuk M2-2 min = 6734,93 mm2/m Direncanakan tulangan dengan diameter 32 mm. Luas satu tulangan = As1 = 1/4 x πx 322 = 804,25 mm2

(40)

IV -

40

4.10 PERHITUNGAN TANGGA

Permodelan Tangga dihitung menggunakan bantuan dari software SAP2000. Hasil dari analisis merupakan tegangan dan momen yang terjadi pada pelat lantai tangga dan digunakan untuk menentukan penulangan pelat.

4.10.1 Pembebanan pada pelat lantai tangga

Beban yang bekerja pada pelat lantai tangga berupa beban mati dan beban hidup. Menurut Tata Cara Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah Dan Gedung (SNI 03-1727-1989), beban mati direncanakan sebesar 100 kg/m2 dan beban hidup sebesar 250 kg/m2 (Beban hidup tangga). Kombinasi pembebanan yang dipakai adalah 120% beban mati ditambah 160% beban hidup.

Wt = 1.2 DL + 1.6 LL Dimana :

DL = Beban mati (berat sendiri) struktur. LL = Beban hidup total (beban berguna).

4.10.2 Permodelan Struktur Tangga

Permodelan struktur tangga adalah sebagai berikut :

Gambar 4.23 Permodelan Struktur Tangga

4.10.3 Perhitungan Tulangan Tangga

(41)

IV -

41

yang lain sebagai beban terpusat. Dari pemodelan struktur seperti itu, dapat diperoleh luas tulangan yang dibutuhkan.

Momen diperoleh dari hasil analisis SAP2000, yaitu: Moment arah 1-1 maksimum = 1019 kg.m Moment arah 1-1 minimum = 239 kg.m Moment arah 2-2 maksimum = 879 kg.m Moment arah 2-2 minimum = 316 kg.m

Gambar 4.24 Momen arah 1-1 dan 2-2 Pada Tangga Tulangan Horizontal (arah 1-1)

Moment arah 1-1 maksimum = 1019 kg.m Moment arah 1-1 minimum = 239 kg.m

Sehingga tulangan yang dipakai adalah Ø10 - 100 (As = 785,4 mm2)

¾ As dibutuhkan untuk M1-1 min = 204,11 mm2/m Direncanakan tulangan dengan diameter 10 mm. Luas satu tulangan = As1 = 1/4 x πx 10

2

= 78,54 mm2

(42)

IV -

42

Moment arah 2-2 maksimum = 879 kg.m Moment arah 2-2 minimum = 316 kg.m

Jumlah tulangan yang dibutuhkan = 879 mm2/78,54 mm2 = 11,19 Jarak antar tulangan = 1000/11,19 = 89,96 mm

¾ As dibutuhkan untuk M2-2 min = 270,76 mm2/m Direncanakan tulangan dengan diameter 10 mm. Luas satu tulangan = As1 = 1/4 x πx 102 = 78,54 mm2

Jumlah tulangan dibutuhkan = 270,76 mm2/78,54 mm2 = 3,4 Jarak antar tulangan = 1000/3,4 = 290 mm

4.11 PERHITUNGAN DROP PANEL

Drop panel memiliki fungsi utama untuk mengurangi tegangan geser di sekitar kolom. Setelah dilakukan pengujian terhadap tegangan geser pons pada pelat di sekitar kolom, ternyata hasilnya melebihi syarat tegangan geser pons. Agar struktur tidak mengalami retak akibat geser pons, maka dipasang drop panel setebal 1 m.

4.11.1 Perhitungan Tulangan Drop Panel

Tulangan minimum pada drop panel dihitung menggunakan rumus:

y

w = beban yang bekerja pada drop panel = 1,2 x 100 + 1,6 x 250 = 520 kg/m2

(43)

IV -

43

Gaya dalam pada drop panel diperoleh dari SAP2000 : M11 (minimum) = -57,7 ton.m/m

M22 (minimum) = -95,88 ton.m/m

¾ As dibutuhkan untuk M1-1 minimum = 2050 mm2/m Direncanakan tulangan dengan diameter 16 mm. Luas satu tulangan = As1 = 1/4 x πx 162 = 200,96 mm2 Jumlah tul yang dibutuhkan = 2050 mm2/200,96 mm2 = 10,2 Jarak antar tulangan = 1000/10,2 = 98 mm

Tulangan yang dipakai adalah 2D16–100 (As = 4102 mm2)

¾ As dibutuhkan untuk M2-2 minimum = 3419 mm2/m Direncanakan tulangan dengan diameter 16 mm. Luas satu tulangan = As1 = 1/4 x πx 162 = 200,96 mm2

Jumlah tulangan yang dibutuhkan = 3419 mm2/200,96 mm2 = 17 Jarak antar tulangan = 1000/17 = 58 mm

Sehingga tulangan yang dipakai adalah 2D16 - 100 (As = 4102 mm2)

4.11.2 Perhitungan Kapasitas Drop Panel

(44)

ρ min agar tulangan tekan mencapai batas.

0028

Untuk menghitung momen kapasitas, perhitungan momen dibagi menjadi:

Momen diatas dimasukkan kedalam permodelan kolom berdimensi 130 cm x 130 cm dengan beban sebagai berikut :

(Satuan Beban = Ton.m) (Satuan luas tulangan = mm2₎

(45)

IV -

45

Dari hasil analisis berdasarkan beban dan momen kapasitas drop panel diperoleh luas tulangan kolom sebesar 16900 mm2 (1% luas penampang kolom), maka dapat disimpulkan bahwa kolom memiliki kapasitas yang lebih besar dari kapasitas drop panel, sesuai dengan prinsip strong coloumn weak beam.

4.12 PERHITUNGAN GESER PONS

4.12.1 Perhitungan Geser Pons pada Drop Panel

Contoh perhitungan geser pons untuk drop panel setebal 1 m. Besarnya gaya geser pons tidak boleh melebihi dari ketiga nilai berikut :

1.

(

)

2357

,

8 Ton

Gambar 4.26 Perhitungan Geser Pons

Keterangan Gambar :

H = ketebalan drop panel D = Tinggi Efektif

(46)

IV -

46

Gaya geser pons yang terjadi adalah : Vu = 1769 Ton > 2091 Ton (Aman)

Hasil perhitungan geser pons untuk drop panel lainnya dapat dilihat pada tabel berikut.

Tabel 4.21 Perhitungan Geser Pons pada Drop Panel

Kolom Bo d Vc Izin Vc

Terjadi Tebal Keterangan

(mm2) (mm) (mm) (Ton) (Ton) (mm)

4.12.2 Perhitungan Geser Pons pada Pile Cap

Perhitungan geser pons pada pile cap dihitung sebagai berikut : Vc Terjadi = 4698,93 ton

Vc Izin diambil dari nilai terkecil berdasarkan persamaan di bawah ini :

(

)

₆₈₄₅₁

_Ton

4.13 PERHITUNGAN PELAT BASEMENT

(47)

IV -

47

4.13.1 Penentuan Tebal Pelat Basement

Tebal pelat basement diambil sebesar 1 m.

4.13.2 Pembebanan pada pelat basement

Beban yang bekerja pada pelat basement berupa beban mati dan beban hidup. Menurut Tata Cara Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah Dan Gedung (SNI 03-1727-1989), beban mati direncanakan sebesar 100 kg/m2_{dan beban hidup sebesar 250 kg/m}2_{(untuk lantai perkantoran) dan} 400 kg/m2 (untuk lantai parkir). Kombinasi pembebanan yang dipakai adalah 120% beban mati ditambah 160% beban hidup.

Wt = 1.2 DL + 1.6 LL Dimana : DL = Beban mati (berat sendiri) struktur.

LL = Beban hidup total (beban berguna).

Selain itu, dimasukkan beban akibat tekanan air tanah. Tekanan akibat air tanah dihitung dengan rumus sebagai berikut :

σ = γx h = 1 ton/m3 x 4 m = 4 ton/m2

Gambar 4.27 Permodelan diagram tegangan tanah pada plat basement Keterangan Gambar :

H = Kedalaman Tanah Basement (m) γ = Berat Jenis Tanah (Ton/m3

) ka = Koef Tekanan tanah aktif q = beban merata pada permukaan γw = Berat Jenis Air (Ton/m

3 )

(48)

IV -

48

Struktur pelat basement direncanakan dengan menggunakan material beton bertulang dengan mutu beton f’c = 25 MPa (K-300) dan mutu tulangan ulir Fy =400 MPa.

4.13.4 Analisis dan Desain Penulangan Pelat Basement

• Momen arah 1-1 maksimum = 37,87 ton.m/m • Momen arah 1-1 minimum = -7,93 ton.m/m • Momen arah 2-2 maksimum = 39,75 ton.m/m • Momen arah 2-2 minimum = -9,29 ton.m/m

4.13.5 Perhitungan Tulangan Pelat Basement

Perhitungan luas tulangan pelat basement yang dibutuhkan menggunakan bantuan dari software SAP2000. Pelat basement dimodelkan sebagai balok dengan tebal 100 cm, dan lebar 1 m yang menggunakan tumpuan jepit di salah satu ujungnya.

Momen dari hasil analisis ditempatkan di ujung yang lain sebagai beban terpusat, untuk menciptakan momen sesuai yang direncanakan. Dari pemodelan struktur seperti itu, dapat diperoleh luas tulangan yang dibutuhkan.

Momen arah 1-1 maksimum = 37,87 ton.m/m Momen arah 1-1 minimum = -7,93 ton.m/m

As dibutuhkan untuk M1-1 min = 504,28 mm2/m

(49)

IV -

49

Jumlah tulangan dibutuhkan = 504,28 mm2/283 mm2 = 1,78 Jarak antar tulangan = 1000/1,78 = 561,196 mm

Momen arah 2-2 maksimum = 39,75 ton.m/m Momen arah 2-2 minimum = -9,29 ton.m/m

As dibutuhkan untuk M2-2 maks = 2562 mm2_/m

Direncanakan menggunakan tulangan dengan diameter 19 mm. Luas satu tulangan = As1 = 0,25 x πx 192 = 283 mm2

Jumlah tulangan yang dibutuhkan = 2562 mm2/283 mm2 = 9,05 Jarak antar tulangan = 1000/9,05 = 110 mm

Sehingga tulangan yang dipakai adalah D19-100 (As=2830 mm2)

Direncanakan menggunakan tulangan dengan diameter 19 mm. Luas satu tulangan = As1 = 0,25 x πx 192 = 283 mm2

Jumlah tulangan yang dibutuhkan = 590 mm2/283 mm2 = 2,08 Jarak antar tulangan = 1000/2,08 = 479.66 mm

Sehingga tulangan yang dipakai adalah D19-250 (As=1132 mm2)

4.14 PERHITUNGAN SAMBUNGAN KOLOM DAN PELAT LANTAI

4.14.1 Perhitungan Gaya Dalam

(50)

Gambar 4.28 Sketsa beban pada perhitungan sambungan kolom dan plat lantai

2

4.14.2 Kontrol Tegangan Geser Horizontal Minimal

(51)

IV -

51

4.14.3 Penulangan Geser Horizontal

2

4.14.4 Penulangan Geser Vertikal

s

4.14.5 Penulangan Geser Pada Tumpuan Pelat (Jalur Kolom)

âPERENCANAAN BANGUNAN BERTINGKAT TINGGI DENGAN SISTEM STRUKTUR FLAT PLATE â CORE WALLâ - Diponegoro University | Institutional Repository (UNDIP-IR)

1

BAB IV

PERHITUNGAN STRUKTUR

2

R

I

C

W

V

=

.

.

3

N

v

N

4

N

N

≤

5

6

7

Perhitungan Struktur

Bab IV

8

x

9

F3

M1

x

=

F3

M2

y

=

m

25

2653

66798

F3

M2

x

=

=

=

m

16

2653

42452

F3

M1

10

11

12

13

14

15

W

SF

f

l

U

A

q

P

=

(

×

)

+

(

×

Σ

)

−

16

(

)

âPERENCANAAN BANGUNAN BERTINGKAT TINGGI DENGAN SISTEM STRUKTUR FLAT PLATE â CORE WALLâ - Diponegoro University | Institutional Repository (UNDIP-IR)

_W

₆₈₄₅₁

_Ton