47 BAB IV
PERHITUNGAN STRUKTUR
4.1 PERENCANAAN ATAP
Perencanaan atap adalah hal pertama yang dihitung dalam merencanakan sebuah struktur bangunan gedung.Pada perencanaan struktur gedung ini rangka atap yang digunakan adalah kuda-kuda baja konvensional menggunakan bentuk atap sudut untuk bagian penutup atap.Mutu baja yang digunakan dalam perencaan ini adalah baja mutu BJ 37 dengan profil siku dan gording dengan profil kanal sebagai pendukung atap.Perencanaan konstruksi atap ini berdasarkan atas beban-beban yang bekerja sesuai dengan pedoman standar perhitungan atap di Indonesia.
4.1.1 Pedoman Perhitungan
Dalam perencanaan atap, adapun pedoman yang dipakai, sebagai berikut: 1. Pedoman Perencanaan Pembangunan Untuk Rumah dan Gedung
(PPPURG 1987)
2. Gunawan, Rudy. 1988. Tabel Profil Kontruksi Baja. Penerbit Kanisius : Yogyakarta
3. Setiawan, Agus. 2013. Perencanaan Struktur Baja dengan Metode LRFD. Penerbit Erlangga : Jakarta.
4. SNI 03- 1729- 2002. Tata Cara Perencanaan Struktur Baja untuk Bangunan Gedung.
48 4.1.2 Perhitungan Atap
Sumber : Data Pribadi (Program Autocad) Gambar 4.1 Permodelan Kuda-Kuda Utuh
Sumber : Data Pribadi (Program Autocad) Gambar 4.2 Permodelan 1/2 Kuda-Kuda
Dalam Perencanaan atap , pedoman yang kami pakai :
1) Tata Cara Perencanaan Struktur BajaUntuk Bangunan Gedung (SNI 03 – 1729 – 2002)
2) Pedoman Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah dan Gedung 1987 (PPURGI 1987)
49 4.1.3 Perhitungan Gording
1) Data perencanaan gording profil CNP 150.75.20.4,5
h = 150mm = 15 cm wx =65,2cm³
b =75mm = 7,5cm wy =19,8cm³
c =20mm =2cm Ix =489cm⁴
t =4.5 mm =0,45 cm Iy =99,2cm⁴
q = 11 kg/m
Sumber : Tabel Profil Konstruksi Baja Ir. Rudy Gunawan Gambar 4.3 Gording CNP
a. Perencanaan jarak gording
Cos = Sin =
Cos 30° = Sin 30° =
r = y = Sin 30° 10,392
r = 10,392 y = 5,196 m
b. Jarak gording rencana (g) = 1,73 m
c. Gording yang dibutuhkan (g’)= = + 1= 7 Buah
50 2) Perhitungan Pembebanan
Bentang Kuda-kuda = 18 m
Jarak Kuda-kuda = 4 m
Jarak Gording = 1,73 m
Sudut kemiringan atap = 30°
Sambungan = Baut Mutu Baja = BJ 37 fy = 240 Mpa fu = 370 Mpa E = 200.000 Mpa G = 800.000 Mpa Poisson ratio (m) = 30 % Koefisien Muai (at) = 1.2 x 10-6 Peregangan Minimum = 20%
Penutup atap genteng = 50 kg/m²
Berat Per Unit Volume = 7850 Kg/m³
Plafong gypsumboard + penggantung = 11 + 7 = 18 kg/m²
Beban hidup Gording = 100 Kg
Tekanan tiup angin = 25 kg/m²
4.1.4 Beban Mati
Sumber : dokumen pribadi Gambar 4.4 Pemodelan Beban Mati
51 1. Berat gording Channel C150.75.20.4.5 = 11,0 kg/m
2. Berat atap = 50 kg/m2 x 1,73 m = 86,5 kg/m 3. Berat trackstang (10% x 25,3) = 2,53 kg/m
q total = 100,03 kg/m
qx = q . sin α = 100,03 sin 30˚ = 50,015 kg/m qy = q . cos α = 100,03 cos 30˚ = 86,628 kg/m
Sumber : dokumen pribadi Gambar 4.5 Pembebanan Beban Mati
52 4.1.5 Beban Hidup
Beban hidup adalah beban terpusat dan terjadi karena beban manusia yang bekerja pada pekerjaan atap dengan berat P = 100 kg.
Sumber : dokumen pribadi Gambar 4.6 Pemodelan Beban Hidup
Px = P .sin α = 100 sin 30˚ = 50 kg Py = P .cos α = 100 cos 30˚ = 86,603 kg
53 Sumber : dokumen pribadi
Gambar 4.7 Pembebanan Beban Hidup
0,8
0,8
4.1.6 Beban Angin
Beban angina adalah beban yang timbul dari hembusan angin yang diasumsikan pada daerah dataran dengan besaran minimum W = 25 kg/m2
(PPPURG 1987, hal 18 )
Sumber : dokumen pribadi Gambar 4.8 Pemodelan Beban Angin
Koefisien angin tekan = ((0,02 .300) – 0,4) = 0,2 Koefisien angin hisap = - 0,4
(PPPURG 1987, hal21 ) Beban angin tekan = 0,2 .25 . 1,73 = 8,65 kg/m Beban angin hisap = -0,4 .25 . 1,73 = -17,3 kg/m
54 Sumber : dokumen pribadi
Gambar 4.9 Pembebanan Beban Angin
(Teknik Sipil, hal 68)
Tabel 4.1 Tabel Rekap Hasil Perhitungan Momen
Momen Beban Mati(D) (kgm) Beban Hidup (kgm) Beban Angin (W) (kgm) Tekan Hisap Mx 80,024 40 - - My 138,605 69,282 13,84 -27,68
Sumber : dokumen pribadi
4.1.7 Kombinasi pembebanan Gording 1. U = 1,4 D Ux = 1,4 ( 80,024 ) =112,034 kgm Uy = 1,4 ( 138,605 ) =194,04 kgm 2. U = 1,2 D + 1,6 La w =8,65 kg/m w =8,65 kg/m
55 Ux = 1,2 (80,024) + 1,6 (40) = 160,023kgm Uy =1,2 ( 138,605 ) + 1,6 (69,282) = 277,177kgm 3. U = 1,2 D + 1,6 La + 0,5 W Ux = 1,2 (80,024) + 1,6 (40) + 0,5 (0) = 160,029kgm Uy = 1,2 (138,605) + 1,6 (69,282)+ 0,5 (13,84) =284,097kgm 4. U = 1,2 D + 1,3 W + 0,5 La Ux = 1,2 (80,024)+ 1,3(0) + 0,5 (40) =116,029 kgm Uy = 1,2 (138,605) + 1,3(13,84) + 0,5 (69,282) =218,959 kgm 5. U = 0,9 D ± 1,3 W Ux = 0,9 (80,024) + 1,3 (0) =72,022 kgm = 0,9 (80,024) – 1,3 (0) =72,022 kgm Uy = 0,9 (138,605) + 1,3 (13,84) =142,736 kgm = 0,9 (138,605) – 1,3 (13,84) =06,753 kgm
(pasal 6.2.2, SNI 03- 1727- 2002, hal 11-12)
Kombinasi maksimum arah sumbu x yaitu pada kombinasi pembebanan ke-3 sebesar = 160,029 Kg.m. Kombinasi maksimum arah sumbu y yaitu pada kombinasi pembebanan ke-3 sebesar = 284,097 Kg.m.
4.1.8 Kontrol Pada Gording a. Kontrol Penampang
Dengan menggunakan mutu baja profil fy = 2400 Kg/cm²
Fu = 3700 Kg/cm² E = 2x105 Kg/cm²
Dipakai kombinasi pembebanan adalah : Mux= 160,029 Kg.m
Muy = 284,097 Kg.m
56 h = 150mm = 15 cm wx = 65,2cm³ b = 75mm = 7,5cm wy = 19,8 cm³ c = 20 mm = 2 cm Ix = 489 cm⁴ t = 4.5 mm =0,45 cm Iy = 99,2 cm⁴ q = 11 kg/m A = 13,97 cm² A/2 = 13,97 /2 = 6.985 cm² A₁ = (h . t) = 15 . 0.45 = 6,75 cm² Y₁ = ½ . h = ½ . 15 = 7,5 cm A₂ = (A-A₁)/2 = (13,97 -6,75)/2 =3,61 cm² Y₂ = ½ . t = ½ . 0,45 =0,225 cm A₃ = (A-A₁)/2 = (13,97-6,75)/2 =3,61 cm² Y₃ = h – t = 15 – 0,45 =14,55 cm y = = = 7,442 cm d = 2.y = 2. 7,442 = 14,884 cm Zᵪ = 2. (A₁.Y₁+A₂.Y₂) = 2. (6,75.7,5+3,61.0,225) = 102,874 cm Zy = (A₁.Y₁+A₂.Y₂+A₃.Y₃) = (6,75.7,5+3,61.0,225+3,61.14,55) = 103,963 cm untuk sayap ≤ ≤ 8,333 ≤ 10,97 (ok)
57 untuk badan ≤ ≤ 33,333 ≤ 108.443 (ok)
Penampang Profil Kompak, maka Mnx = Mpx
b. Kontrol Terhadap Momen 1) Momen arah sumbu x (Mux)
Mux = 160,029 Kg.m 2) Momen arah sumbu y (Muy)
Muy = 284,097 Kg.m
c. Momen nominal pada penampang
Mnx = Zx . fy = 102,874 . 2400 =246897,6 kg.cm = 2468,97 Kg.m
Mny = Zy .fy = 103,963 . 2400 = 249511.2 kg.cm = 2495,11 Kg.m
d. Menghitung momen interaksi
...OK
e. Kontrol momen terhadap batas lekuk lokal dengan
ɸ Mn Mu
ɸ Mnx Mux
0,9×2468,97 160,029 Kg.m 2222,073 160,029 Kg.m (OK)
58
ɸ Mny Muy
0,9×2495,11 284,097 Kg.m 2245,599 284,097 Kg.m (OK)
f. Kontrol Momen Terhadap Batas Tekuk Global Lb = L = 4 m = 4000 m iy = 2,66 cm Lp = 1,76 = 1,76 ×26,6× = 3631,04 mm G = 8.105 J = . b . t³ = . [(75 . 4,5³) + (150-4,5) . 4,5³ ] = 20093,06 mm⁴ Mn = Mp = fy + Zᵪ Zᵪ = 65,2 x103 mm3 Mn = 240 x 65,2 x103 = 1,56 x 107 Nmm Iw = Iy (h²/4)= 9,92 105 . [(150-4,5)²/4)] =5,25 109 mm⁴ X₁ = = 72168,96 kg/mm² X₂ = 4 . . ( = 3,48 x 10⁻7 kg/mm⁴
59 Lr = .F F = fy-fr = 240 – 70 = 170 Mpa
=
= 15989,76 mm > Lb (4000 mm)
Karena Lp (3631,04 mm) < Lb (4000 mm) < Lr (15989,76 mm), maka termasuk bentang menengah (inelastis LTB)
g. Kontrol Lendutan . L = 4 m = 400 cm Mux = 160,029 kg.m = 16002,9 kgcm E = 2 x 10⁶ kg/cm² Ix = 489 cm⁴ Ymax = = = 0,327 cm = 1,667 cm Ymax = 0,404 cm OK
g.1 Akibat beban mati
60 g.3 Akibat beban angin
(Struktur Baja, hal 87)
g.4 Lendutan kombinasi fx total = 0,672 + 0,0033 + 0 = 0,675 cm fy total = 0,295 + 0,0012 + 0,0295 = 0,326 cm Syarat lendutan (ok) (SNI 03- 1729- 2012, hal 15) 4.1.9 Perhitungan Trackstang Beban mati qx = 50,015 kg/m Beban hidup Px = 50 kg/m Total beban P = (50,015x2) + 50 = 150,03kg
Penggunaan 3 trackstang, maka : P/3150,03 /3 = 50,01 kg
Maka dalam perencanaan kuda-kuda ini menggumaan trackstang dengan diameter minimal =8 mm
61 4.1.10 Perencanaan Kuda-kuda
Pada perencanaan kuda-kuda, tahapan dalam perencanaan meliputi : data-data teknis, pembebanan kuda-kuda, dan kontrol kekuatan profil pada kuda-kuda.
4.1.11 Data-data Kuda-kuda
Bentang kuda-kuda = 18 m
Jarak kuda-kuda = 4 m
Jarak gording = 1,73 m
Sudut kemiringan atap = 30°
Penutup atap = Genteng
Plafond = Gypsumboard
Sambungan = Baut
Berat gording = 11,0 kg/m
Modulus Elastisitas (E) = 200000 Mpa Modulus geser ( G ) = 80000 Mpa Poisson ratio ( m ) = 30% Koefisien muai ( at) = 1,2 * 10-5
(SNI 03- 1729- 2012)
Mutu baja = BJ 37
Tegangan leleh ( fy ) = 240 Mpa Tegangan Ultimit ( fu ) = 370 Mpa
Tegangan dasar = 160 Mpa
Peregangan minimum = 20 %
(SNI 03- 1729- 2012,hal.11)
Penutup genteng = 50 kg/m2
Berat per unit volume = 7850 kg/m3
(PPURG 1987, hal 5) Plafond eternit + penggantung = 11+7 =18 kg/m2
(PPURG1987,hal 6) Beban hidup gording = 100 kg
(PPURG 1987, hal 7) Tekanan tiup angin = 25 kg/m2
62 (PPURG 1987, hal 18)
4.1.12 Pembebanan kuda-kuda 1. Akibat berat atap
Beban permanen yang bekerja pada kuda-kuda akibat dari benda yang berada diatasnya berupa atap yang diasumsikan dengan menggunakan penutup genting.
BA = Berat atap x jarak gording x jarak kuda-kuda BA = 50 x 1,73 x 4 = 346 kg
2. Akibat berat sendiri kuda-kuda
Beban permanen yang timbul dari berat profil baja yang difungsikan sebagai kuda-kuda.Beban terhitung secara manual dalam Program SAP, dalam perencanaan menggunakan profil baja Double Angle Shape.Pada pembebanan akibat berat sendiri disimbulkan dengan huruf (BK).
Sumber : dokumen pribadi
Gambar 4.10 Penampang Profil Siku
3. Akibat berat gording
Beban permanen yang timbul dari berat profil baja yang difungsikan sebagai gording.
BG = berat profil baja x jarak kuda-kuda BG = 11,0 x 4 = 44,0 kg
63 4. Akibat Berat Plafon
Beban yang timbul akibat adanya berat dari plafon yang digantungkan pada dasar kuda-kuda.
Bp = beban plafond x jarak kuda-kuda x panjang kuda-kuda Bp = 18 x 4 x 18/12 = 108 kg
5. Beban Hidup
Beban hidup adalah beban terpusat yang terjadi karena beban manusia yang bekerja pada saat pembuatan atau perbaikan kuda-kuda dan atap dengan berat P = 100 kg.
6. Beban Angin
Beban angin adalah beban yang timbul dari hembusan angin yang diasumsikan pada daerah perbukitan dengan besaran W = 25 kg/m2
a. Akibat angin tekan Cq = 0,02 ά – 0,4
= 0,02 (20) – 0,4 = 0 (PPPURG, hal 21 )
W tekan = Cq x W x panjang sisi miring kuda x jarak kuda-kuda
= 0,2 x 25 x 10,392 x 4 = 207,84 kg
P = 207,84 /6 = 34,64 kg
Vertikal = 34,64 x cos 30 = 29,999 kg Horisontal = 34,64 x sin 30 = 17,32 kg b. Akibat angin hisap
W hisap = Cq x W x panjang sisi miring kuda x jarak kuda-kuda
= -0,4 x 25 x 10,392 x 4 = -415,68 kg P = -415,68/ 6 = -69,28 kg
Vertikal = -69,28 x cos 30 = -59,998 kg Horisontal = -69,28 x sin 30 = -34,64 kg
64 4.1.13 Input Data Pada Program SAP
Sumber : Data Pribadi (Program SAP) Gambar 4.11 Pemodelan Rangka Atap
Sumber : dokumentasi pribadi Gambar 4.12 Frame Properties
Sumber : dokumentasi pribadi
65 Sumber : dokumentasi pribadi
Gambar 4.14 Define Load Patterns
Kombinasi Pembebanan a. U = 1,4 D
Sumber : program SAP Gambar 4.15 Beban kombinasi 1
66 b. U = 1,2 D + 1,6 La
Sumber : program SAP Gambar 4.16 Beban kombinasi 2
c. U = 1,2 D + 1,6 La + 0,5 W
Sumber : program SAP Gambar 4.17 Beban kombinasi 3
67 d. U = 1,2 D + 1,3 W + 0,5 La
Sumber : program SAP Gambar 4.18 Beban kombinasi 4
e. U = 0,9 D ± 1,3 W
Sumber : program SAP Gambar 4.19 Beban kombinasi 5
68 4.1.14 Beban Mati Tambahan (SIDL)
a. Beban Atap
- Akibat Berat Atap BA = 50 x 1,73 x 4 = 346 Kg - Akibat Berat Gording BG = 11,0 x 4 = 44,0 Kg +
- Total = 390 Kg
b. Akibat Berat Plafon Bp = 18 x 4 x 18/12 = 108 kg
Sumber : Data Aplikasi SAP
Gambar 4.20 PembebananBerat Atap dan Berat Plafond (SIDL)
4.1.15 Beban hidup P = 100 kg
Sumber : Data aplikasi SAP
69 4.1.16 Beban Angin
a. Akibat angin tekan
W tekan = 0,2 x 25 x 10,392 x 4 = 207,84 kg
P = 207,84 /6 = 34,64 kg
Vertikal = 34,64 x cos 30 = 29,999 kg Horisontal = 34,64 x sin 30 = 17,32 kg b. Akibat angin hisap
W hisap = -0,4 x 25 x 10,392 x 4 = -415,68 kg
P = -415,68/ 6 = -69,28 kg
Vertikal = -69,28 x cos 30 = -59,998 kg Horisontal = -69,28 x sin 30 = -34,64 kg
Sumber : Data aplikasi SAP
Gambar 4.22 Pembebanan Beban Angin(Wind Load)
4.1.17 Data Hasil Peritungan Kuda-kuda
Dalam peritungan kuda-kuda menggunakan Program SAP dan didapat data-data sebagai berikut, data lengkap terlampir :
1. Gaya aksial yang dihasilkan data terlampir 2. Gaya momen yang dihasilkan data terlampir 3. Gaya geser yang dihasilkan data terlampir
4. Kontrol kekuatan baja yang dihasilkan data terlampir 5. Baja yang digunakan Double Angle Shape :
70 a. Batang Diagonal Atas (batang a) : 2L 60.60.5
b. Batang Diagonal Tengah (batang d) : 2L 50.50.6 c. Batang Vertikal Tengah (batang v) : 2L 60.60.5 d. Batang Horisontal Bawah (batang b) : 2L 60.60.5
Sumber : Data aplikasi SAP
Gambar 4.23 Pemodelan Rangka Kuda-Kuda
4.1.18 Kontrol Gaya Batang
Sumber : Data aplikasi SAP
71 4.1.19 Batang Tekan Diagonal bagian Atas (Batang a1 – a12)
Sumber : Data Aplikasi SAP
Gambar 4.25 Hasil Gaya Batang Maksimal Batang Atas (batang a1-a12)
Panjang batang (L) = 1,73 m = 1730 mm Gaya Tekan maksimum (Nu) = 9474,37 kg Profil 2L 60.60.6 :
b = 60 mm t = 6 mm
Ix = Iy = 22,8 x 104 mm4 rx = ry = 18,2 mm
BJ 37 (fy = 240 MPa , fu = 370 MPa ) a = 10 mm (tebal plat buhul)
Ag = 691 mm2 e = 16,9 mm
Kontrol kelangsingan elemen penampang:
137 , 16 240 250 250 10 6 60 fy r t b r
“Penampang Memenuhi Syarat”
72 200 05 , 95 2 , 18 1730 r L
“Penampang Memenuhi Syarat”
e t X X Y b e b a t
Sumber : Dokumentasi pribadi
Gambar 4.26 Penampang Profil Siku Ganda
Profil gabungan Ix = 2 x 22,8 x 104 = 45,6 x 104 mm4 mm A Ix ix 18,16 1382 10^4 x 45,6 2
Iy = 2.Iy + 2A (0,5a + e)2
= 2 . 22,8 x 104 + 2 . 691 (0,5 . 10 + 16,9)2 = 51,65x104 mm4 mm A Iy iy 19,33 1382 51,65x10^4 2 Panjang tekuk: Lk = kc x L = 1 x 1730 = 1730 mm Kontrol tegangan
Tekuk arah tegak lurus sumbu x
26 , 95 16 , 18 1730 ix lk x cx =1. E fy x 1,05 200000 240 26 , 95 1 hasil λcx > 1,2 maka:
73 2 25 , 1 2 05 , 1 25 , 1 x = 1,379 fy Ag Nn2. 1,379 240 691 2x x = 240495,31 N = 24049,53 kg Φ Nn = 0,85 x 24049,53 = 20442,10 kg ΦNn = 20442,10 kg > Nu = 9474,37 kg . . . . OK
Tekuk arah tegak lurus sumbu y
200 92 , 89 24 , 19 1730 iy lk y cy = 1 . E fy y 0,992 200000 240 92 , 89 1 hasil λcx > 1,2 maka: 2 25 , 1 2 992 , 0 25 , 1 x = 1,23 fy Ag Nn2. 23 , 1 240 2 , 580 2x x = 226419,51 N = 22641,95 kg Φ Nn = 0,85 x 22641,95 = 19245,66 kg ΦNn = 19245,66 kg > Nu = 9474,37 kg. . . . OK
74 4.1.20 Batang Tarik bagian bawah (Batang b1 – b12)
Sumber : Data aplikasi SAP
Gambar 4.27 Hasil Gaya Batang Maksimal Batang Bawah (batang b1-b12)
Panjang batang (L) = 1,5 m = 1500 mm Gaya Tarik maksimum (Nu) = 8341,80 kg Profil 2L 60.60.6 :
b = 60 mm t = 6 mm
Ix = Iy = 22,8 x 104 mm4 rx = ry = 18,2 mm
BJ 37 (fy = 240 MPa , fu = 370 MPa ) a = 10 mm (tebal plat buhul)
Ag = 691 mm2 e = 16,9 mm
Kontrol kelangsingan elemen penampang:
240 42 , 82 2 , 18 1500 r L
“Penampang Memenuhi Syarat”
Profil gabungan Ix = 2 x 22,8 .104
75 mm x A Ix ix 18,16 1382 4 ^ 10 6 , 45 2
Iy = 2.Iy + 2A (0,5a + e)2
= 2 . 22,8 x 104 + 2 . 691 (0,5 . 10 + 16,9)2 = 51,65x104 mm4 mm A Iy iy 19,33 1382 51,65x10^4 2
Tinjauan terhadap keruntuhan leleh :
N 149256 240 691 9 , 0 9 , 0 g y n A f N
Tinjauan terhadap keruntuhan fraktur :
Ae = A x U 1 0,9 _ L x U
Direncanakan digunakan baut diameter ½” = 12,7 mm
Sumber : Dokumentasi pribadi
Gambar 4.28 Rencana Pemasangan Baut Batang Tarik Bawah
Syarat penempatan baut : (SNI 03-1729-2012 hal 104)
mm s mm t s mm d s p b 150 72 6 12 12 05 , 19 7 , 12 5 , 1 5 , 1 1 1 1 diambil s1 = 30 mm mm s mm t s mm d s p b 200 90 6 15 15 1 , 38 7 , 12 3 3 diambil s = 60 mm Sehingga : s1 = 30 mm s = 60 mm Nu s s1 s1 Nu
76 A = Ant Pot. 1 - 2 2 8 , 614 6 7 , 12 1 691 mm A A t d n A A nt nt g nt A = 614,8 mm mm e x 30 16,9 13,1 2 60 _ 9 , 0 78 , 0 60 1 , 13 1 9 , 0 1 _ U L x U Ae = A x U = 691 x 0,78 = 538,98 mm2 N 95 , 149566 370 98 , 538 75 , 0 75 , 0 e u n A f N
Tinjauan terhadap keruntuhan blok ujung : Geser Murni
Sumber : Dokumentasi Pribadi
Gambar 4.29 Skema gaya geser pada batang Tarik
As = 2*(3*60*6) = 2160 mm2 N 359640 2160 * ) 370 * 6 , 0 ( 75 , 0 * ) * 6 , 0 ( 75 , 0 f As Nn u
Kombinasi Geser Tarik
Sumber : Dokumentasi Pribadi
Gambar 4.30 Skema kombinasi gaya geser pada batang Tarik Ags = 3*60*6 = 1080 mm2 30 60 60 60 30 30 60 60 60 30
77 Ans = (3*60-2,5*14,7)*6 = 859,5 mm2 Agt = 30*6 = 180 mm2 Ant = (30-0,5*14,7)*6 = 135,9 mm2 fu*Agt = 370*180 = 66600 N 0,60*fu*Ans = 0,60*370*859,5 = 190809 N
Karena fu*Ant < 0,60*fu*Ans, maka terjadi fraktur pada permukaan geser dan leleh pada permukaan tarik sehingga :
) * * * 6 , 0 ( 75 , 0 f Ans fy Agt Nn u = 0,75*(0,6*370*859,5 + 240*180)
= 175506,75 N (Keruntuhan Blok Ujung menentukan) Nu = 83418,0 N <Nn= 175506,75 NOK
4.1.21 Batang Tarik diagonal (Batang d1 – d10)
Sumber : Data aplikasi SAP
Gambar 4.31 Hasil Gaya Batang Maksimal Batang Diagonal (batang d1-d10)
Panjang batang (L) = 2,291 m = 5412 mm Gaya Tarik maksimum (Nu) = 2799,46 kg Profil 2L 50.50.5 :
b = 50 mm t = 5 mm
Ix = Iy = 11,0 x 104 mm4 rx = ry = 15,1 mm
78
Nu
s
s1
s1 Nu
BJ 37 (fy = 240 MPa , fu = 370 MPa ) a = 10 mm (tebal plat buhul)
Ag = 480 mm2 e = 14,0 mm
Kontrol kelangsingan elemen penampang:
240 41 , 358 1 , 15 5412 r L
“Penampang Memenuhi Syarat”
Profil gabungan Ix = 2 x 11,0.104 = 22,0 . 104 mm4 mm x A Ix ix 15,14 960 4 ^ 10 0 , 22 2
Iy = 2.Iy + 2A (0,5a + e)2 = 22,0 x 104 + 960 (5+14)2 = 25,65 x104 mm4 mm x A Iy iy 16,34 960 10 65 , 25 2 4
Tinjauan terhadap keruntuhan leleh :
N 103680 240 480 9 , 0 9 , 0 g y n A f N
Tinjauan terhadap keruntuhan fraktur :
Ae = A x U 1 0,9 _ L x U
Direncanakan digunakan baut diameter ½” = 12,7 mm
Sumber : Dokumentasi Pribadi
Gambar 4.32 Rencana Pemasangan Baut Batang Tarik Bawah
79 30 60 60 60 30 mm s mm t s mm d s p b 150 60 5 12 12 05 , 19 7 , 12 5 , 1 5 , 1 1 1 1 diambil s1 = 30 mm mm s mm t s mm d s p b 200 75 5 15 15 1 , 38 7 , 12 3 3 diambil s = 60 mm Sehingga : s1 = 30 mm s = 60 mm A = Ant Pot. 1 - 2 2 5 , 416 5 7 , 12 1 480 mm A A t d n A A nt nt g nt A = 416,5 mm mm e x 30 14 16 2 60 _ 9 , 0 733 , 0 60 16 1 9 , 0 1 _ U L x U Ae = A x U = 416,5 x 0,733 = 305,29 mm2 N 22 , 84719 370 29 , 305 75 , 0 75 , 0 e u n A f N
Tinjauan terhadap keruntuhan blok ujung : Geser Murni
Sumber : Dokumentasi Pribadi
Gambar 4.33 Skema gaya geser pada batang Tarik
As = 2*(3*60*6) = 2160 mm2
80 N 359640 2160 * ) 370 * 6 , 0 ( 75 , 0 * ) * 6 , 0 ( 75 , 0 f As Nn u
Kombinasi Geser Tarik
Sumber : Dokumentasi Pribadi
Gambar 4.34 Skema kombinasi gaya geser pada batang Tarik
Ags = 3*60*6 = 1080 mm2 Ans = (3*60-2,5*14,7)*6 = 859,5 mm2 Agt = 30*6 = 180 mm2 Ant = (30-0,5*14,7)*6 = 135,9 mm2 fu*Agt = 370*180 = 66600 N 0,60*fu*Ans = 0,60*370*859,5 = 190809 N
Karena fu*Ant < 0,60*fu*Ans, maka terjadi fraktur pada permukaan geser dan leleh pada permukaan tarik sehingga :
) * * * 6 , 0 ( 75 , 0 f Ans fy Agt Nn u = 0,75*(0,6*370*859,5 + 240*180)
= 175506,75 N (Keruntuhan Blok Ujung menentukan)
Nu = 27994,6 N<Nn= 175506,75 N
30
60 60 60
81 4.1.22 Batang Tekan Vertikal (Batang v1 – v11)
Sumber : Data aplikasi SAP
Gambar 4.35 Hasil Gaya Batang Maksimal Batang Vertikal (batang v1-v11)
Panjang batang (L) = 0,866 m = 4327 mm Gaya Tekan maksimum (Nu) = 2497,52 kg Profil 2L 60.60.6 :
b = 60 mm t = 6 mm
Ix = Iy = 22,8 x 104 mm4 rx = ry = 18,2 mm
BJ 37 (fy = 240 MPa , fu = 370 MPa ) a = 10 mm (tebal plat buhul)
Ag = 691 mm2 e = 16,9 mm
Kontrol kelangsingan elemen penampang:
137 , 16 240 250 250 10 6 60 fy r t b r
“Penampang Memenuhi Syarat”
Kontrol kelangsingan profil:
200 75 , 237 2 , 18 4327 r L
82 e t X X Y b e b a t
Sumber : Dokumentasi Pribadi
Gambar 4.36 Penampang Profil Siku Ganda Profil gabungan Ix = 2 x 22,8 x 104 = 45,6 x 104 mm4 mm A Ix ix 18,16 1382 10^4 x 45,6 2
Iy = 2.Iy + 2A (0,5a + e)2
= 2 . 22,8 x 104 + 2 . 691 (0,5 . 10 + 16,9)2 = 51,65x104 mm4 mm A Iy iy 19,33 1382 51,65x10^4 2 Panjang tekuk: Lk = kc x L = 1 x 4327 = 4327 mm Kontrol tegangan
Tekuk arah tegak lurus sumbu x
27 , 238 16 , 18 4327 ix lk x cx =1. E fy x 2,62 200000 240 27 , 238 1 hasil λcx > 1,2 maka: 2 25 , 1 2 62 , 2 25 , 1 x = 8,58
83 fy Ag Nn2. 58 , 8 240 691 2x x = 38657,34 N = 3865,73 kg Φ Nn = 0,85 x 3865,73= 3285,87 kg ΦNn = 3285,87 kg > Nu = 2497,52 kg . . . . OK Tekuk arah tegak lurus sumbu y
200 85 , 223 33 , 19 4327 iy lk y cy = 1 . E fy y 2,47 200000 240 85 , 223 1
hasil λcy > 1,2 maka: 2 25 , 1 2 47 , 2 25 , 1 x = 7,63 fy Ag Nn2. 63 , 7 240 691 2x x = 43470,5 N = 4347,05 kg ΦNn = 0,85 x 4347,05 = 3694,99 kg ΦNn = 3694,99 kg > Nu = 2497,52. . . .OK 4.1.23 Perencanaan Baut
Mutu baja ST-37 Fub = 825 Mpa , fy = 240 Mpa
Kekuatan 1 baut berdasarkan tipe tumpu (menggunakan baut Ø12,7 dengan ulir pada bidang geser)
Kuat Geser
Rn = Tn = Øf x 0.4mAbFub = 0,75 x 0,4 x 2 (0,25π x 12,72 x 825 = 62,705 kN
84 Kuat Tumpu Profil 2∟60.60.6ØRn = Ø2,4dbtpfu = 0,752,412,76370 = 50749,2 kN Profil 2L.60.60.6 b = 60 mm ; tebal plat = 10 mm Abruto = 691 mm²
Anetto = Abruto – n x d x t plat = 691 – 1 x 12,7 x 10 = 564 mm2 Amaks = 0,85Anetto = 0,85 x 564 = 479,4 mm2 Ø Tn = ØfuAmaks = 0,75370479,4 = 133033,5 kN n baut = Rn Tn 50749,2 5 , 133033
= 2,62 ≈ 3 buah (Diambil minium pemasangan baut)
Profil 2L.50.50.5 Kuat Tumpu Profil 2∟50.50.5 ØRn = Ø2,4dbtpfu = 0,752,412,75370 = 42291 kN Profil 2L.50.50.5 b = 40 mm ; tebal plat = 10 mm Abruto = 480 mm²
Anetto = Abruto – n x d x t plat = 480 – 1 x 12,7 x 10 =353 mm2
85 = 0,85 x 353 = 300,05 mm2 Ø Tn = ØfuAmaks = 0,75370300,05 = 83263,875 kN n baut = Rn Tn 42291 875 , 83263 = 1,97 ≈ 2 buah
Tabel 4.2 Tabel Rekap Hasil Dimensi Gaya Batang
No Batang Gaya Maximal Profil Ø Baut n
(kg) (mm) (mm) Pakai
a1 – a12 9474,37 2L.60.60.6 12,7 3
b1 – b12 8341,80 2L.60.60.6 12,7 3
d1 – d10 2799,46 2L.50.50.5 12,7 2
v1 – v11 2497,52 2L.60.60.6 12,7 3
Sumber : Data Pribadi
4.1.24 Perencanaan Baseplate Data Teknis :
a. Mutu Baja = BJ 37
b. Baja Profil siku profil 60. 60. 6 c. Beban Aksial = 18783 N
Sumber :Data aplikasi SAP
86 d. Mutu Beton (kolom) = 35 Mpa
e. Tebal Las ditentukan = 5,2 mm = 0,197 in Perencanaan Baseplate P = 49754,56 N Luasan pelat (A1) = c f P ' . . 7 , 1 = 1393,68 2 35 . 6 , 0 . 7 , 1 56 , 49754 mm
a. Perhitungan dimensi pelat ( N x B ) N = 30 cm
B = 40 cm
b. Perhitungan ketebalan pelat (tp)
m = 2 95 , 0 d L = 2 27 , 1 . 95 , 0 6 = 2,397 Tp = m.
N
B
Fy
P
.
.
.
9
,
0
.
2
= 2,397 40 . 30 . 37 . 9 , 0 4975,456 2x= 1,196 cm dipakai tebal baseplate min 12 mm
c. Perencanaan Las untuk menyambung profil siku dengan baseplat Ln 1 = bf – 2t
= 9 – (2 x 0,197) = 8,6 in
87 = 25 – (2 x 0,197) = 24,6 in Ln 3 = ( ½ .bf – ½ . tf ) – 2 t = 4,3 – ( 2 x 0,197) = 3,9 in Alas = t. Ln = ( 2 x 0,197 x 8,6 ) + ( 2 x 0,197 x 24,6 ) + ( 2 x 0,197 x 3,9 ) = 14,62 in2
d. Menentukan panjang baut angkur (L) yang dibutuhkan, didasarkan pada luas permukaan pelat sebagai berikut :
c f P Lpsf ' . . 4 35 . 75 , 0 . 4 456 , 4975 psf L
88 4.2 PERHITUNGAN STRUKTUR PELAT LANTAI
4.2.1 Perhitungan Penulangan Pelat Lantai dan Dak Atap
Analisa dan desain tulangan pelat lantai dan dak atap dihitung dengan bantuan software SAP2000. Hasil dari analisa berupa besaran momen yang terjadi akibat beban yang selanjutnya digunakan untuk menghitung tulangan pelat lantai dan dak atap.
4.2.2 Karakteristik Material Beton
f’c = 29 MPa (K-350)
fy Tulangan Utama = 240 MPa
4.2.3 Analisa Penulangan Dak Atap
Sumber : Data Pribadi (Program Autocad) Gambar 4.38 Tampak Atas Pelat Lantai
ℓ𝑦 ℓ𝑥 =
4
4 = 1, dengan asumsi tumpuan bebas sederhana.
Direncanakan menggunakan penulangan dua arah (two way
slab).
Data – Data Perencanaan :
Tebal Pelat (h) = 12 cm = 120 mm
89 Ø Tulangan Utama arah x = 10 mm
Ø Tulangan Utama arah y = 10 mm Tinggi Efektif arah x (dx) = h – p – ∅𝑥
2 (dy) = h – p – ∅𝑥 – ∅𝑦 2 = 120 – 20 – 10 2 = 120–20 –10 – 10 2 = 95 mm = 0.095 m = 85 mm = 0.085 m
Rasio tulangan didapat :
ρ min = 0.0034 (Tabel 6, Gideon) ρ maks = 0.0468 (Tabel 8, Gideon)
Momen yang terjadi dihitung menggunakan SAP2000 Version 14.2.2 didapat:
Mlx = 691,5 Kgm = 6,915 kNm Mly = 646,2 Kgm = 6,462 kNm Mtx = -459,9 Kgm = 4,599 kNm Mly = -372,7 Kgm = 3,727 kNm a. Tulangan Lapangan Arah x
Mlx = 691,5 Kgm = 6,915 kNm 𝜇𝑢
𝑏𝑑𝑥² = 6,915
1.0 𝑥 0.095² = 766,2 kN/m² Dari tabel 5.1.d, Ir. Gideon, didapat :
𝜇𝑢 𝑏𝑑² = 700 → 𝜌 = 0.0037 𝜇𝑢 𝑏𝑑² = 800 → 𝜌 = 0.0043 ρ interpolasi = 0.0037 + 0,0043−0,0037 800−700 x ( 766,2 − 700 ) = 0.0039 ρ min < ρ interpolasi < ρ maks, dipakai ρ = 0.0039
Ast = ρ x b x dx
= 0,0039 x 1,0 x 0,095 x 106 = 370,5 mm²
As min = 0.25 % x b x h = 0,0025 x 1000 x 120 = 300 mm² Digunakan As = 370,5 mm²
90 Jarak (S) = 1 4 𝜋 𝑥 (Ø 𝑡𝑢𝑙)² 𝑥 𝑏 𝐴𝑠 = 1 4 𝜋 𝑥 (10)² 𝑥 1000 370,5 = 212 mm ≈ 200 mm Digunakan Tulangan Utama arah x Ø 10 – 200.
b. Tulangan Lapangan Arah y Mly = 646,2 Kgm = 6,462 kNm 𝜇𝑢 𝑏𝑑𝑦² = 6,462 1.0 𝑥 0,085² = 894,39 kN/m² ρ interpolasi = 0.0043 + 0,0048−0,0043 900−800 x ( 894,39 − 800 ) = 0.0047 ρ min < ρ interpolasi < ρ maks, dipakai ρ = 0,0047
Ast = ρ x b x dy = 0,0047 x 1,0 x 0,085 x 106 = 399,5 mm² As min = 0.25 % x b x h = 0.0025 x 1000 x 120 = 300 mm² Digunakan As = 399,5 mm² Jarak (S) = 1 4 𝜋 𝑥 (Ø 𝑡𝑢𝑙)² 𝑥 𝑏 𝐴𝑠 = 1 4 𝜋 𝑥 (10)² 𝑥 1000 399,5 = 196,6 mm ≈ 200 mm Digunakan Tulangan Utama arah y Ø 10 – 200.
c. Tulangan Tumpuan Arah x Mtx = -459,9 Kgm = 4,599 kNm
𝜇𝑢 𝑏𝑑𝑥² =
4,599
1.0 𝑥 0.095² = 509,6 kN/m²
ρ min > ρ interpolasi < ρ maks, dipakai ρ = 0.0034 Asl = ρ x b x dx = 0.0034 x 1.0 x 0.095 x 106 = 323 mm² As min = 0.25 % x b x h = 0.0025 x 1000 x 120 = 300 mm² Digunakan As = 323 mm² Jarak (S) = 1 4 𝜋 𝑥 (Ø 𝑡𝑢𝑙)² 𝑥 𝑏 𝐴𝑠 = 1 4 𝜋 𝑥 (10)² 𝑥 1000 323 = 243,16 mm ≈ 200 mm Digunakan Tulangan Utama arah x Ø10 – 200.
d. Tulangan Tumpuan Arah y Mly = 370,57 Kgm = 3,706 kNm
91
𝜇𝑢 𝑏𝑑𝑦² =
3,706
1,0 𝑥 0,085² = 512,94 kN/m²
ρ min > ρ interpolasi < ρ maks, dipakai ρ = 0,0034 Asℓ = ρ x b x dy = 0,0034 x 1.0 x 0,085 x 106 = 289 mm² As min = 0.25 % x b x h = 0.0025 x 1000 x 120 = 300 mm² Digunakan As = 289 mm² Jarak (S) = 1 4 𝜋 𝑥 (Ø 𝑡𝑢𝑙)² 𝑥 𝑏 𝐴𝑠 = 1 4 𝜋 𝑥 (10)² 𝑥 1000 289 = 271,76 mm ≈ 200 mm Digunakan Tulangan Utama arah y Ø10 – 200
Dari perhitungn diatas didapat hasil perhitungan berikut :
Tabel 4.3 Tulangan Pelat
A 12 cm Tulangan
Rangkap Ø10 - 200 Ø10 - 200
Tipe
Pelat Tebal Satuan Jenis Penulangan Arah x Penulangan Arah y
Sumber : Data Pribadi
Sumber : Data Pribadi (Program Autocad) Gambar 4.39 Penulangan Pelat
92 4.3 PERHITUNGAN STRUKTUR PORTAL
4.3.1 Portal (Balok dan Kolom)
Sumber : Data Tugas Akhir (program SAP)
Gambar 4.40 Perspektif Rangka Portal Struktur Beton
4.3.2 Pedoman Perhitungan Balok dan Kolom
Dalam perencanaan Balok dan Kolom, pedoman yang dipakai:
1. Pedoman Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah dan Gedung (PPPURG 1987)
2. SNI 03-1726-2012. Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung.
3. SNI 03-2847-2002. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung.
4. Kusuma, Gideon. 1993. Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang. Penerbit Erlangga : Jakarta.
93 4.3.3 Data Teknis Portal
1. Material beton
Berat per unit volume = 2400 Kg/m3 f.c ( kolom ) = 29 (K-300) Mpa Modulus elastisitas = 25310,27 Mpa 𝐄𝐜 = 𝟒𝟕𝟎𝟎√𝐟𝐜 → 𝟒𝟕𝟎𝟎√𝟐𝟗 = 𝟐𝟓𝟑𝟏𝟎, 𝟐𝟕 𝐌𝐩𝐚
(SNI -03 -2847 -2002, pasal 10.5(1), hal 54 )
f.c ( balok ) = 29 Mpa
Modulus elastisitas = 25310,27 Mpa 𝐄𝐜 = 𝟒𝟕𝟎𝟎√𝐟𝐜 → 𝟒𝟕𝟎𝟎√𝟐𝟗 = 𝟐𝟓𝟑𝟏𝟎, 𝟐𝟕 𝐌𝐩𝐚
(SNI -03 -2847 -2002, pasal 10.5(1), hal 54 ) 2. Material tulangan
Besi ulir , Fy = 400 Mpa
Fu = 520 Mpa
Besi polos , Fy = 240 Mpa
Fu = 370 Mpa
Berat per unit volume = 7850 kg/m3 Modulus elastisitas = 200000 Mpa 4.3.4 Menentukan Dimensi
1. Pada perencanaan dimensi balok menggunakan acuan dengan asumsi awal, 1/10 dari jarak kolom.
BI1 = 40 x 80 cm RINGBALK = 25 x 35 cm BI2 = 40 x 60 cm
BA = 20 x 50 cm
Pada perencanaan dimensi kolom dengan menyesuaikan beban yang terjadi dengan asumsi awal.
K1 = 85 x 85 cm (lantai 1-3) K2 = 65 x 65 cm (lantai 4-5) 4.3.5 Pembebanan Portal
Sesuai dengan Peraturan Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan Gedung ( PPPURG 1987 ), ada empat pembebanan yang ditinjau dalam portal,
94 yaitu beban mati, beban hidup, beban angin dan beban gempa. Sesuai dengan kegunaannya, diperoleh beban sebagai berikut :
4.3.5.1 Beban pada pelat lantai 1. Beban mati (WD)
Berat spasi lantai = 0,03 x 1800 = 54 Kg/m2 (PPURG 1987)
Penutup lantai = 24 Kg/m2 (PPURG 1987)
Berat plafond = 18 Kg/m2 (PPURG 1987)
Beban tambahan (ME) = 30 Kg/m2
Total pembebanan (WD) = 126 Kg/m2 ~ 130 Kg/m2
Sumber : Data Tugas Akhir (program SAP) Gambar 4.41 Beban Mati Pelat
2. Beban hidup (WL)
Beban hidup ruang kantor = 250 Kg/m2 (PPURG 1987) Beban hidup rung aula = 500 Kg/m2 (PPURG 1987) Beban hidup tangga = 300 Kg/m2 (PPURG 1987)
Beban hidup atap = 100 Kg/m2
Sumber : Data Tugas Akhir (program SAP) Gambar 4.42. Beban Hidup Pelat
95 4.3.5.2 Beban pada balok
Berat dinding ( batu bata merah) = 1 x 4 m x 250 Kg/m2 (PPURG 1987)
= 1000 kg.m
Berat kuda-kuda = 5976 kg / 4 penumpu kolom = 1500 kg (data terlampir SAP 2000)
Sumber : Data Tugas Akhir (program SAP)
Gambar 4.43 Beban Kuda-kuda Ditransfer Ke Kolom
Sumber : Data Tugas Akhir (program SAP Gambar 4.44 Beban Pada Balok
96 4.3.6 Analisis dan Desain Penulangan Balok
Analisis struktur balok dilakukan dengan software SAP2000, dari hasil analisa tersebut diperoleh besarnya luasan tulangan yang dibutuhkan pada balok sebagai berikut :
Tabel 4.4 Tabel Luas Tulangan Pokok Balok Arah X
Tumpuan Lapangan Tumpuan Tumpuan Lapangan Tumpuan
ATAS 1559 512 1670 BAWAH 1016 1588 1020 ATAS 1670 537 1549 BAWAH 1020 1527 1010 ATAS 1015 250 961 BAWAH 502 812 476 ATAS 951 236 957 BAWAH 471 865 474 ATAS 952 243 987 BAWAH 471 797 489 ATAS 1555 538 1673 BAWAH 1014 1531 1020 ATAS 166 536 1573 BAWAH 1020 1585 1020 0.904 0.957 0.973 0.872 0.938 0.939 0.842 0.944 LANTAI 2 - 3 Tipe Balok Letak Tulanga
Luas Tulangan Pokok (mm²) Luas Tul. Sengkang (mm²/mm)
BI-1 0.979 0.914 1.021 1.011 1.017 0.91 0.978 0.927 0.849 0.95 0.96 0.907 1.014
Tumpuan Lapangan Tumpuan Tumpuan Lapangan Tumpuan
ATAS 1863 587 1753 BAWAH 896 1708 846 ATAS 1816 559 1767 BAWAH 875 1688 852 ATAS 969 342 1057 BAWAH 634 902 690 ATAS 972 317 980 BAWAH 636 898 641 ATAS 1065 311 961 BAWAH 695 911 629 ATAS 1771 560 1814 BAWAH 854 1686 874 ATAS 1742 592 1878 BAWAH 840 1707 903 LANTAI 4 - 5 Tipe Balok Letak Tulanga
Luas Tulangan Pokok (mm²) Luas Tul. Sengkang (mm²/mm)
BI-2 1.854 1.74 1.957 2.119 1.936 2.085 1.469 1.339 2.208 2.083 1.934 2.117 1.954 1.771 1.854 1.584 1.456 1.587 2.217 1.342 1.472
97 Tumpuan Lapangan Tumpuan Tumpuan Lapangan Tumpuan
ATAS 303 168 168 BAWAH 195 349 525 ATAS 189 303 593 BAWAH 530 303 303 ATAS 592 303 189 BAWAH 303 303 496 ATAS 158 212 429 BAWAH 491 303 280 ATAS 335 155 109 BAWAH 220 109 303 ATAS 110 157 339 BAWAH 303 110 222 ATAS 329 132 107 BAWAH 216 134 303 ATAS 110 139 338 BAWAH 303 130 222 ATAS 360 165 117 BAWAH 236 117 303 ATAS 114 158 350 BAWAH 303 114 229 ATAS 431 215 158 BAWAH 282 303 490 ATAS 188 303 590 BAWAH 495 303 303 ATAS 590 303 188 BAWAH 303 303 530 ATAS 168 168 303 BAWAH 525 348 197 1.444 1.475 1.459 1.428 1.35 1.238 1.316 1.348 LANTAI 2 - 5 Tipe Balok Letak Tulanga
Luas Tulangan Pokok (mm²) Luas Tul. Sengkang (mm²/mm)
BA 1.172 1.141 1.063 1.366 1.016 0.98 0.927 0.935 0.988 1.024 1.11 1.075 1.023 0.886 0.94 0.976 1.142 1.173 1.31 1.279 1.201 1.346 1.424 1.455 0.982 0.946 0.892 0.969 1.018 1.054 1.476 1.445 1.367 1.064
Tumpuan Lapangan Tumpuan Tumpuan Lapangan Tumpuan
ATAS 168 42 129 BAWAH 83 49 64 ATAS 126 31 127 BAWAH 63 62 63 ATAS 130 41 166 BAWAH 65 49 83 0 0 0 0 0 BAGIAN ATAP Tipe Balok Letak Tulanga
Luas Tulangan Pokok (mm²) Luas Tul. Sengkang (mm²/mm)
RING BALK
0 0 0
0
98 Tabel 4.5 Tabel Luas Tulangan Pokok Balok Arah Y
TumpuanLapanganTumpuanTumpuanLapanganTumpuan ATAS 1544 544 1694 BAWAH 1007 1584 1020 ATAS 1652 532 1574 BAWAH 1020 1521 1020 ATAS 1020 252 1020 BAWAH 549 910 506 ATAS 654 235 962 BAWAH 472 859 476 ATAS 983 237 963 BAWAH 486 872 476 ATAS 1020 286 1020 BAWAH 555 1020 573 LANTAI 2 - 3 Tipe Balok Letak Tulanga
Luas Tulangan Pokok (mm²)Luas Tul. Sengkang (mm²/mm)
BI-1 1.029 1.002 0.844 0.946 0.964 0.862 0.991 0.94 0.896 0.968 1.006 0.907 0.92 0.949 1.091 0.886 0.871 0.978 TumpuanLapanganTumpuanTumpuanLapanganTumpuan ATAS 1814 573 1784 BAWAH 874 1714 860 ATAS 1767 559 1768 BAWAH 852 1646 853 ATAS 961 325 1005 BAWAH 629 885 657 ATAS 976 318 983 BAWAH 639 903 643 ATAS 1028 320 988 BAWAH 672 932 646 ATAS 1132 365 1268 BAWAH 738 1052 745 Lantai 4 - Lantai 5 Tipe Balok Letak Tulanga
Luas Tulangan Pokok (mm²)Luas Tul. Sengkang (mm²/mm)
1.874 1.944 1.519 1.877 1.874 1.516 1.991 2.492 1.967 2.577 1.453 1.81 1.482 1.84 1.821 BI-2 2.434 1.933 2.611
99 TumpuanLapanganTumpuanTumpuanLapanganTumpuan ATAS 429 208 208 BAWAH 280 408 653 ATAS 235 342 746 BAWAH 658 335 359 ATAS 734 335 232 BAWAH 354 335 653 ATAS 207 303 623 BAWAH 652 360 303 ATAS 474 237 153 BAWAH 303 153 320 ATAS 122 155 376 BAWAH 320 148 246 ATAS 397 152 129 BAWAH 260 280 369 ATAS 133 164 410 BAWAH 368 174 268 ATAS 417 173 135 BAWAH 273 164 360 ATAS 117 127 361 BAWAH 357 186 237 ATAS 344 136 113 BAWAH 225 164 346 ATAS 113 113 281 BAWAH 348 223 139 Lantai 2 - Lantai 5 Tipe Balok Letak Tulanga
Luas Tulangan Pokok (mm²)Luas Tul. Sengkang (mm²/mm)
1.097 1.175 1.206 0.905 0.869 0.822 BA 1.082 1.05 0.972 1.355 1.433 1.464 1.418 1.387 1.309 0.81 0.864 0.899 0.905 0.869 0.816 0.775 0.829 0.865 0.893 0.857 0.804 0.732 0.78 0.815 0.781 0.77 0.752 0.604 0.621 0.633 TumpuanLapanganTumpuanTumpuanLapanganTumpuan ATAS 175 43 106 BAWAH 87 63 53 ATAS 227 56 227 BAWAH 112 112 112 ATAS 222 59 241 BAWAH 110 111 119 ATAS 104 42 169 BAWAH 52 67 84 ATAS 17 17 69 BAWAH 24 26 34 ATAS 67 17 17 BAWAH 23 28 25 ATAS 152 38 109 BAWAH 76 62 54 ATAS 120 37 151 BAWAH 59 60 75 BAGIAN ATAP Tipe Balok Letak Tulanga
Luas Tulangan Pokok (mm²)Luas Tul. Sengkang (mm²/mm)
RING BALK 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
100 Contoh Perhitungan Mencari Jumlah Tulangan Balok dan Sengkang Balok, sebagai berikut :
Dari hasil luas tulangan yang dibutuhkan, dapat ditentukan jumlah tulangan balok yang akan dipasang. Contoh perhitungan jumlah tulangan untuk balok BI-1 (400x800) adalah sebagai berikut :
a. Perhitungan Tulangan Pokok As𝓁 atas = 512 mm² As𝓁 bawah = 1588 mm² Ast atas = 1559 mm² Ast bawah = 1016 mm²
Ø Tulangan Pokok = D22 (As = 380.133 mm²) Jumlah tulangan pokok lapangan atas = 𝐴𝑠𝓁 atas
𝐴𝑠 Ø𝑝 = 512
380.133 = 1,35 ≈ 2 Jumlah tulangan pokok lapangan bawah = 𝐴𝑠𝓁 bawah
𝐴𝑠 Ø𝑝 = 1588
380.133 = 4,18 ≈ 5 Jumlah tulangan pokok tumpuan atas = 𝐴𝑠t atas
𝐴𝑠 Ø𝑝 = 1559
380.133 = 4,1 ≈ 5 Jumlah tulangan pokok tumpuan bawah = 𝐴𝑠t bawah
𝐴𝑠 Ø𝑝 = 1016
380.133 = 3,67 ≈ 4 b. Perhitungan Tulangan Sengkang
Av tumpuan = 1,021 mm²/mm Av lapangan = 0,914 mm²/mm
Ø Tulangan Sengkang = Ø12 (As = 113,1 mm²) ns tumpuan = 𝐴𝑣 tumpuan x 1000 𝐴𝑠 Ø𝑠 = 1,021 𝑥 1000 113,1 = 9 buah/mm. ns lapangan = 𝐴𝑣 lapangan x 1000 𝐴𝑠 Ø𝑠 = 0,914 𝑥 1000 113,1 = 8 buah/mm. Jarak Sengkang Tumpuan (S) = 1000
𝑛𝑠 𝑡𝑢𝑚𝑝𝑢𝑎𝑛 = 1000
9 = 111,1 mm. ≈ 100 mm. Jarak Sengkang Lapangan (S) = 1000
𝑛𝑠 𝑙𝑎𝑝𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 = 1000
8 = 125 mm.
Untuk sengkang dengan luas tulangan 0.000, maka dipasang sengkang praktis yaitu Ø10-100 pada tumpuan dan Ø10-150 pada lapangan.
c. Cek Terhadap Puntir (Torsi)
Dari hasil analisa struktur menggunakan SAP 2000 Version 14.2.2 diperoleh,
101 Tu = -702299,16 Nmm Tc = √𝑓′𝑐 15 x b² x h = √29 15 x 400² x 800 = 45953406,35 Nmm ϕ Tc = 0.75 x 45953406,35 = 34465054,77 Nmm Tu = -702299,16 Nmm < ϕ Tc = 34465054,77 Nmm → tidak perlu tulangan torsi.
Pada balok dengan tinggi penampang 500 < h < 700 digunakan tulangan pinggang 2 Ø10 sedangkan balok dengan tinggi penampang 700 ≤ h < 900 digunakan tulangan pinggang 4 Ø10.
Sumber : Data Pribadi (Program Autocad) Gambar 4.45 Detail Balok BI-1
102 Hasil perhitungan untuk ukuran balok yang lain dapat dilihat pada tabel berikut :
Tabel 4.6 Tabel Penulangan Balok Arah X
TumpuanLapanganTumpuanTumpuanLapanganTumpuan ATAS 5.0 2.0 5.0 BAWAH 3.0 5.0 3.0 ATAS 5.0 2.0 5.0 BAWAH 3.0 4.0 3.0 ATAS 3.0 2.0 3.0 BAWAH 2.0 3.0 2.0 ATAS 3.0 2.0 3.0 BAWAH 2.0 3.0 2.0 ATAS 3.0 2.0 3.0 BAWAH 2.0 3.0 2.0 ATAS 5.0 2.0 5.0 BAWAH 3.0 4.0 3.0 ATAS 5.0 2.0 5.0 BAWAH 3.0 5.0 3.0 125.1 118.2 116.2 129.7 120.6 120.4 134.3 119.8 LANTAI 2 - 3 Tipe Balok Letak Tulanga
Jumlah Tulangan (D22) Jarak Sengkang (Ø12)
BI-1 115.5 123.7 110.8 111.9 111.2 124.3 115.6 122.0 133.2 119.0 117.8 124.7 111.5 TumpuanLapanganTumpuanTumpuanLapanganTumpuan ATAS 5.0 2.0 5.0 BAWAH 3.0 5.0 3.0 ATAS 5.0 2.0 5.0 BAWAH 3.0 5.0 3.0 ATAS 3.0 2.0 3.0 BAWAH 2.0 3.0 2.0 ATAS 3.0 2.0 3.0 BAWAH 2.0 3.0 2.0 ATAS 3.0 2.0 3.0 BAWAH 2.0 3.0 2.0 ATAS 5.0 2.0 5.0 BAWAH 3.0 5.0 3.0 ATAS 5.0 2.0 5.0 BAWAH 3.0 5.0 3.0 LANTAI 4 - 5 Tipe Balok Letak Tulanga
Jumlah Tulangan (D22) Jarak Sengkang (Ø12)
BI-2 61.0 65.0 57.8 53.4 58.4 54.2 77.0 84.5 51.2 54.3 58.5 53.4 57.9 63.9 61.0 71.4 77.7 71.3 51.0 84.3 76.8
103 TumpuanLapanganTumpuanTumpuanLapanganTumpuan ATAS 2.0 2.0 2.0 BAWAH 2.0 2.0 2.0 ATAS 2.0 2.0 2.0 BAWAH 2.0 2.0 2.0 ATAS 2.0 2.0 2.0 BAWAH 2.0 2.0 2.0 ATAS 2.0 2.0 2.0 BAWAH 2.0 2.0 2.0 ATAS 2.0 2.0 2.0 BAWAH 2.0 2.0 2.0 ATAS 2.0 2.0 2.0 BAWAH 2.0 2.0 2.0 ATAS 2.0 2.0 2.0 BAWAH 2.0 2.0 2.0 ATAS 2.0 2.0 2.0 BAWAH 2.0 2.0 2.0 ATAS 2.0 2.0 2.0 BAWAH 2.0 2.0 2.0 ATAS 2.0 2.0 2.0 BAWAH 2.0 2.0 2.0 ATAS 2.0 2.0 2.0 BAWAH 2.0 2.0 2.0 ATAS 2.0 2.0 2.0 BAWAH 2.0 2.0 2.0 ATAS 2.0 2.0 2.0 BAWAH 2.0 2.0 2.0 ATAS 2.0 2.0 2.0 BAWAH 2.0 2.0 2.0 LANTAI 2 - 5 Tipe Balok Letak Tulanga
Jumlah Tulangan (D19) Jarak Sengkang (Ø12)
BA 96.5 99.1 106.4 82.79454 101.8895 105.2068 110.5546 127.6494 120.3163 115.8784 78.32225 76.67616 77.51702 79.19981 83.7758 91.35488 85.94022 83.9001 115.1704 119.5532 126.7907 116.7155 111.0976 107.303 111.3163 115.4054 122.0036 120.9597 114.471 110.4466 76.62421 78.26805 82.73397 106.2945 99.03444 96.41717 86.33384 88.42638 94.16931 84.02477 79.42229 77.73013 TumpuanLapanganTumpuanTumpuanLapanganTumpuan ATAS 2.0 2.0 2.0 BAWAH 2.0 2.0 2.0 ATAS 2.0 2.0 2.0 BAWAH 2.0 2.0 2.0 ATAS 2.0 2.0 2.0 BAWAH 2.0 2.0 2.0 150 100 100 150 100 BAGIAN ATAP Tipe Balok Letak Tulanga
Jumlah Tulangan (D22) Jarak Sengkang (Ø10)
RING BALK
100 150 100
100
104 Tabel 4.7 Tabel Penulangan Balok Arah Y
TumpuanLapanganTumpuanTumpuanLapanganTumpuan ATAS 5.0 2.0 5.0 BAWAH 3.0 5.0 3.0 ATAS 5.0 2.0 5.0 BAWAH 3.0 4.0 3.0 ATAS 3.0 2.0 3.0 BAWAH 2.0 3.0 2.0 ATAS 3.0 2.0 3.0 BAWAH 2.0 2.0 2.0 ATAS 3.0 2.0 3.0 BAWAH 2.0 3.0 2.0 ATAS 3.0 2.0 3.0 BAWAH 2.0 3.0 2.0 129.8 109.9 112.9 126.2 116.8 112.4 124.7 114.1 LANTAI 2 - 3 Tipe Balok Letak Tulanga
Jumlah Tulangan (D22) Jarak Sengkang (Ø12)
BI-1 115.6 103.7 127.6 122.9 120.3 134.0 119.6 117.3 131.2 119.2 TumpuanLapanganTumpuanTumpuanLapanganTumpuan ATAS 5.0 2.0 5.0 BAWAH 3.0 5.0 3.0 ATAS 5.0 2.0 5.0 BAWAH 3.0 5.0 3.0 ATAS 3.0 2.0 3.0 BAWAH 2.0 3.0 2.0 ATAS 3.0 2.0 3.0 BAWAH 2.0 3.0 2.0 ATAS 3.0 2.0 3.0 BAWAH 2.0 3.0 2.0 ATAS 4.0 2.0 4.0 BAWAH 2.0 3.0 2.0 Lantai 4 - Lantai 5 Tipe Balok Letak Tulanga
Jumlah Tulangan (D22) Jarak Sengkang (Ø12)
62.1 77.8 62.5 60.4 74.6 60.4 58.2 76.3 61.5 BI-2 46.5 58.5 43.3 43.9 56.8 45.4 57.5 74.5 60.3
105 TumpuanLapanganTumpuanTumpuanLapanganTumpuan ATAS 2.0 2.0 2.0 BAWAH 2.0 2.0 2.0 ATAS 2.0 2.0 2.0 BAWAH 2.0 2.0 2.0 ATAS 2.0 2.0 2.0 BAWAH 2.0 2.0 2.0 ATAS 2.0 2.0 2.0 BAWAH 2.0 2.0 2.0 ATAS 2.0 2.0 2.0 BAWAH 2.0 2.0 2.0 ATAS 2.0 2.0 2.0 BAWAH 2.0 2.0 2.0 ATAS 2.0 2.0 2.0 BAWAH 2.0 2.0 2.0 ATAS 2.0 2.0 2.0 BAWAH 2.0 2.0 2.0 ATAS 2.0 2.0 2.0 BAWAH 2.0 2.0 2.0 ATAS 2.0 2.0 2.0 BAWAH 2.0 2.0 2.0 ATAS 2.0 2.0 2.0 BAWAH 2.0 2.0 2.0 ATAS 2.0 2.0 2.0 BAWAH 2.0 2.0 2.0 Lantai 2 - Lantai 5 Tipe Balok Letak Tulanga
Jumlah Tulangan (D19) Jarak Sengkang (Ø12)
103.1 96.3 93.8 125.0 130.1 137.6 BA 104.5 107.7 116.4 83.5 78.9 77.3 79.8 81.5 86.4 139.6 130.9 125.8 125.0 130.1 138.6 145.9 136.4 130.7 126.6 132.0 140.7 187.2 182.1 178.7 154.5 145.0 138.8 144.8 146.9 150.4 TumpuanLapanganTumpuanTumpuanLapanganTumpuan ATAS 2.0 2.0 2.0 BAWAH 2.0 2.0 2.0 ATAS 2.0 2.0 2.0 BAWAH 2.0 2.0 2.0 ATAS 2.0 2.0 2.0 BAWAH 2.0 2.0 2.0 ATAS 2.0 2.0 2.0 BAWAH 2.0 2.0 2.0 ATAS 2.0 2.0 2.0 BAWAH 2.0 2.0 2.0 ATAS 2.0 2.0 2.0 BAWAH 2.0 2.0 2.0 ATAS 2.0 2.0 2.0 BAWAH 2.0 2.0 2.0 ATAS 2.0 2.0 2.0 BAWAH 2.0 2.0 2.0 BAGIAN ATAP Tipe Balok Letak Tulanga
Jumlah Tulangan (D22) Jarak Sengkang (Ø10)
100 150 100 100 150 100 RING BALK 100 150 100 100 150 100 100 150 100 100 150 100 100 150 100 100 150 100
106 6000 1/4 L = 1500 1/2 L = 3000 1/4 L = 1500 Ø12-100 Ø12-125 Ø12-100 0.80 5 D22 3 D22 2 D22 5 D22 5 D22 3 D22 4 Ø10
Dari data penulangan diatas dapat diambil hasil penulangan sebagai berikut : Tabel 4.8 Hasil Penulangan Akhir.
TumpuanLapanganTumpuanTumpuanLapanganTumpuan ATAS 5,0 2,0 5,0 BAWAH 3,0 5,0 3,0 ATAS 5,0 2,0 5,0 BAWAH 3,0 5,0 3,0 ATAS 2,0 2,0 2,0 BAWAH 2,0 2,0 2,0 TumpuanLapanganTumpuanTumpuanLapanganTumpuan ATAS 2,0 2,0 2,0 BAWAH 2,0 2,0 2,0 BI-2 50,0 75,0 50,0 Tipe Balok Letak Tulanga
Jumlah Tulangan (D22) Jarak Sengkang (Ø12)
BI-1 100,0 125,0 100,0 RING BALK 100 150 100 BA 75,0 100,0 75,0 Tipe Balok Letak Tulanga
Jumlah Tulangan (D22) Jarak Sengkang (Ø10)
Sumber : Data Tugas Akhir (program SAP)
Sumber : Data Pribadi (Program Autocad) Gambar 4.46 Penulangan Balok BI-1
Sumber : Data Pribadi (Program Autocad) Gambar 4.47 Potongan Memanjang Balok BI-1
107 6000 1/4 L = 1500 1/2 L = 3000 1/4 L = 1500 5 D22 3 D22 2 D22 5 D22 5 D22 3 D22 4 Ø10 0.60 Ø12-50 Ø12-75 Ø12-50
Sumber : Data Pribadi (Program Autocad) Gambar 4.48 Penulangan Balok BI-2
Sumber : Data Pribadi (Program Autocad) Gambar 4.49 Potongan Memanjang Balok BI-2
Sumber : Data Pribadi (Program Autocad) Gambar 4.50 Penulangan Balok BA
108 Sumber : Data Pribadi (Program Autocad)
109 4.4 PERHITUNGAN STRUKTUR KOLOM
4.4.1 Perhitungan Penulangan Kolom
Analisa dan desain tulangan kolom dihitung dengan bantuan software SAP2000. Hasil dari analisa berupa luasan tulangan pada kolom dan digunakan untuk menentukan jumlah tulangan lentur dan tulangan geser atau sengkang pada kolom.
4.4.2 Penentuan Dimensi Kolom
Dimensi kolom pada gedung ini direncanakan berbentuk persegi dengan besar bervariasi seperti dapat dilihat dari Tabel 4.6.
Tabel 4.9 Lokasi dan Dimensi Kolom
No Lokasi Elevasi (m) Dimensi Kolom (mm)
1 Lantai 1 - Lantai 3 4 850 x 850
2 Lantai 4 - Lantai 5 4 650 x 650
Sumber : Data Pribadi
4.4.3 Karakteristik Material Beton
f’c = 29 MPa (K-350)
fy Tulangan Utama = 400 MPa
fy Tulangan Sengkang = 400 MPa
4.4.4 Analisis dan Desain Penulangan Kolom
Analisa struktur kolom dilakukan dengan software SAP2000, dari hasil analisa diperoleh besarnya luasan tulangan yang dibutuhkan pada kolom adalah sebagai berikut :
Tabel 4.10 Tabel Luas Tulangan yang Dibutuhkan Kolom
Tulangan Pokok Sengkang 1-1 Sengkang 2-2 mm² mm²/mm mm²/mm lantai 1- K850 x 850 7225 1,221 1,221 lantai 2- K850 x 850 7225 1,284 1,221 lantai 3- K850 x 850 7225 1,221 1,312 lantai 4- K650 x 650 4225 1,795 2,051 lantai 5- K650 x 650 4225 1,534 1,843 Tipe Kolom
110 Sumber : Data Pribadi
Dari hasil luas tulangan kolom yang dibutuhkan, dapat ditentukan jumlah tulangan kolom yang akan dipasang. Contoh perhitungan jumlah tulangan untuk kolom K 500x700 adalah sebagai berikut :
a. Cek Stabilitas Struktur
Perhitungan kolom lantai 2 - K85x85 Pu = 1047221,502 N Δo = 0,52108 Vu = 180914,908 N Lc = 4000 mm Q = 𝛴𝑃𝑢 𝑥 𝛥𝑜 𝑉𝑢 𝑥 𝐿𝑐 = 1047221,502 𝑥 0.52108 180914,908𝑥 4000 = 0,000754 Keterangan :
Δo = waktu getar empiris Vu = gaya geser ultimate Pu = gaya ultimate Lc = bentang kolom
Karena Q = 0.000754 < 0.05 maka struktur termasuk rangka portal tak bergoyang.
b. Cek Tekuk Pada Kolom
Karena struktur termasuk rangka portal tak bergoyang, maka k = 1.0 (peraturan SNI 1726-2012 tentang beton), untuk radius girasi r = 0.3 x h = 0.3 x 850 = 255, dihitung :
𝑘 𝑥 ℓ𝑢
𝑟 =
1.0 𝑥 4000
255 = 15,69
Berdasarkan SNI 03-2847-2002 pasal 12.13.2, pengaruh kelangsingan
kolom dapat diabaikan apabila memenuhi 𝑘 𝑥 ℓ𝑢
𝑟 < 34 – 12. 𝑘 𝑥 ℓ𝑢
𝑟 =
1.0 𝑥 4000
255 = 15,69 < 22 → pengaruh kelangsingan kolom
111 Perhitungan kolom mengabaikan hitungan orde dua karena kelangsingan kolom diabaikan.
4.4.5 Perhitungan Tulangan Kolom As = 7225 mm²
Av 1 = 1,284 mm²/mm Av 2 = 1,221 mm²/mm
Ø Tulangan Pokok = D22 (As = 380,132 mm²) Ø Tulangan Sengkang = Ø 12 (As = 113,1 mm²)
Jumlah tulangan pokok = 𝐴𝑠
𝐴𝑠 Ø𝑝= 7225 380,132 = 19,006 ≈ 20 ns = (𝐴𝑣1+Av2) x 1000 𝐴𝑠 Ø𝑠 = (1,284+1,221) 𝑥 1000 113,1 = 22,1 buah/mm. Jarak Sengkang (S) = 1000 𝑛𝑠 = 1000 22,1 = 45,15 mm ≈ 50 mm.
Jadi kolom K 850x850 tulangan pokok yang dipasang 20 D22 (As terpasang = 7602,65 mm²) dan sengkang Ø 12-100 (As terpasang = 5654,87 mm²).
Hasil perhitungan untuk ukuran kolom yang lain dapat dilihat pada tabel berikut :
Tabel 4.11 Tabel Penulangan Kolom
Tul. Pokok Jarak
Sengkang D22(jumlah) Ø12 (mm) lantai 1- K850 x 850 20 50 lantai 2- K850 x 850 20 50 lantai 3- K850 x 850 20 50 lantai 4- K650 x 650 12 50 lantai 5- K650 x 650 12 50 Tipe Kolom
112 650 650
K 650x650
650 650 Type Dimensi b h Tulangan Tumpuan 1 Potongan Tulangan Atas Tulangan Tengah Tulangan Tengah Tulangan Bawah 4 D 22 2 D 22 2 D 22 4 D 22 Tulangan Lapangan 2 Tulangan Sengkang Ø12 - 50 Ø12 - 50 650 650 4 D 22 2 D 22 2 D 22 4 D 22K 850x850
850 850 Type Dimensi b h Tulangan Tumpuan 1 Potongan Tulangan Atas Tulangan Tengah Tulangan Tengah Tulangan Bawah 6 D 22 4 D 22 4 D 22 6 D 22 Tulangan Lapangan 2 Tulangan Sengkang Ø12 - 50 6 D 22 4 D 22 4 D 22 6 D 22 Ø12 - 50 850 850 850 850Sumber : Data Pribadi Autocad Gambar 4.52 Detail Kolom K 850x850
Sumber : Data Pribadi Autocad Gambar 4.53 Detail Kolom K 650x650
113 1 3 5 7 9 2 4 6 8 10 BORDES 19 17 15 13 11 18 16 14 12 20 Naik
4000
3000
4.5 PERHITUNGAN STRUKTUR TANGGA
4.5.1 Perhitungan Tangga
Tangga adalah bagian dari struktur yang berfungsi untuk menghubungkan struktur bawah dengan struktur atas sehingga mempermudah orang untuk dapat mengakses atau mobilisasi orang keatas dan kebawah struktur lantai.
4.5.2 Perencanaan Dimensi Tangga
Sumber : data pribadi (program Autocad) Gambar 4.54 Denah Tangga
Syarat kenyamanan:
Syarat kenyamanan yang digunakan menggunakan aturan acuan dimensi dan sudut anak tangga. Untuk menghasilakan struktur tangga yang nyaman dilalui, maka dimensi tangga yang digunakan pada konstruksi memakai perkiraan acuan angka dibawah ini :
O = Optrede (langkah tegak ) = 15 cm – 20 cm A = Antrede (langkah datar ) = 20 cm – 35 cm Digunakan : o = 16 cm
a = 30 cm 2 x o + a = 61-65 ( ideal) 2 x 16 + 30 = 62 “OK”
114 Pengecekan kemiringan :
Tg α = 16
30 = 0,533 α = 28,072 º
Syarat kemiringan 25º<28,072 º <45º... “OK”
Sumber : data pribadi (program Autocad) Gambar 4.55 Dimensi Tangga
ℎ′ = ℎ +𝑜
2 . 𝑐𝑜𝑠 ∝ = 15 + 16
2 . cos 28. 0725 = 22,059 𝑐𝑚 = 0,22059 𝑚 Maka ekivalen tebal anak tangga = 0,22059 − 0,15 = 0,0759 𝑚
Ditetapkan : Tinggi antar lantai = 400 cm Lebar tangga (l) = 150cm
Lebar bordes = 150 cm
Panjang bordes = 300 cm Tebal pelat tangga (ht) = 15 cm Tebal pelat bordes = 15 cm Mutubeton (fc) = 25 Mpa
Mutubaja (fy) = 240 Mpa
Optrade(o) = 16 cm
Antrede(a) = 30 cm
Kemiringan (α) = 28.072 º Beratjenisbeton = 2400 kg/m3
115 4.5.3 Perhitungan Pembebanan Tangga
1. Pelat tangga( h = 0,15 m ) a. Beban Mati ( WD )
Berat anak tangga = 0,0759 x 2400 = 182,160 kg/m2 Penutup lantai = 1 x 24 = 24 kg/m2 Spesi (t = 2 cm) =2 x 21 = 42 kg/m2 Handrill = taksiran = 15 kg/m2 263,160 kg/m2 b. Beban Hidup ( WL ) WL= 300 kg/m2 2. Pelat Bordes ( h = 0,15 m) a. Beban Mati ( WD ) Penutup Lantai = 1 x 24 = 24 kg/m2 Spesi (t = 2 cm) = 2 x 21 = 42 kg/m2 66 kg/m2 b. Beban Hidup ( WL ) WL= 300 kg/m2
4.5.4 Analisa Perhitungan Struktur Tangga
Perhitungan analisa struktur dilakukan menggunakan bantuan progam SAP 2000. Beban yang dimasukkan sebagai beban merata (Uniform Shell) dalam progam SAP2000, sedangkan tebal pelat akan dihitung otomatis oleh progam dengan memasuk kanangka 1 untuk self
weightmultipler pada saat pembebanan (load case). Kombinasi
pembebanan yang digunakan adalah :
Keterangan :
DL : dead load (beban mati) LL : live load (beban hidup)
116 Sumber : data pribadi (program SAP)
Gambar 4.56 Pemodelan Analisa Struktur Tangga
Sumber : data pribadi (program SAP)
Gambar 4.57 Diagram Momen Pelat Hasil Analisa
Berdasarkan hasil dari analisa progam SAP2000 didapat : Tabel 4.12 Momen Pelat Tangga Dan Bordes
117 Pada analisa balok bordes didapat nilai tertinggi dengan hasil sebagai berikut : Mu tumpuan = -3,8140KNm Mu lapangan = 0,5687KNm Vu max = -26,016KNm Vu min = -8,580KNm T max = 1,5769KNm T min = 0,2939KNm
4.5.5 Perhitungan Tulangan Struktur Tangga 1. Perhitungan Tulangan Pelat Tangga
Sumber : data pribadi (program Autocad) Gambar 4.58 Gambar Tinggi Efektif Pada Pelat
Tebal pelat : h = 150 mm Tebal penutup beton : 𝑝 = 20 mm
Diperkirakan diameter tulangan utama : ∅ = 10 mm a. Perhitungan Tulangan Tumpuan x (tx) :
Mtx= 11,171kN.m
Tinggi efektif arah sumbu x (dx) = h – 𝑝 –½.∅
= 150 – 20 – ½ . 10 = 125mm = 0,125 m 𝑀𝑡𝑥 𝑏𝑥.𝑑𝑥2 = 11,171 1 . 0,125 2 = 714,944kN/m 2
(Menurut tabel 5.1.c Buku Gedeon Jilid 4) 𝑀𝑢 𝑏𝑑2 = 700 → 𝜌 = 0,0037 𝑀𝑢 𝑏𝑑2 = 800→ 𝜌 = 0,0043 𝜌𝑖𝑛𝑡 = 0,0037 +714,944 − 700 800 − 700 × (0,0043 − 0,0037) = 0,0038
118 (Menurut tabel 7 & 8 Buku Gedeon Jilid 1)
𝜌min = 0,0058 𝜌max = 0,0404
Jadidi pakai 𝜌min = 0,0058 Astpx = 𝜌.b.dx
= 0,0058.1000. 125 =725 mm2
( Dipilih tulangan tumpuan ∅10 - 100 = 785 mm2 > 725mm2 )
b. Perhitungan Tulangan Tumpuan y (ty) : Mty = 3,2692kN.m
Tinggi efektif arah sumbu y (dy) = h – 𝑝 – ∅ – ½.∅
= 150 – 20 –10 – ½ . 10 = 115 mm 𝑀𝑡𝑦 𝑏𝑦.𝑑𝑦2 = 3,2692 1 . 0,1152 = 247,1985kN/m 2
(Menurut tabel 5.1.c Buku Gedeon Jilid 4) 𝑀𝑢 𝑏𝑑2 = 200 → 𝜌 = 0,0010 𝑀𝑢 𝑏𝑑2 = 300 → 𝜌 = 0,0016 𝜌𝑖𝑛𝑡 = 0,0010 +247,1985 − 200 300 − 200 × (0,0016 − 0,0010) = 0,0013 𝜌min = 0,0058 𝜌max = 0,0404
Jadi dipakai 𝜌min = 0,0058 Atpy = 𝜌.b.d
= 0,0058.1000. 115 = 667 mm2
( Dipilih tulangan tumpuan ∅10 –100 = 785 mm2 > 667 mm2 )
c. Perhitungan Tulangan Lapangan Mlx: Mlx = 16,7901kN.m
Tinggi efektif arah sumbu x (dx) = h – 𝑝 – ½.∅ = 150 – 20 – ½ . 10
119 = 125 mm = 0,125 m 𝑀𝑙𝑥 𝑏𝑥.𝑑𝑥2 = 16,7901 1 . 0,1252 = 1074,566kN/m 2
(Menurut tabel 5.1.c Buku Gedeon Jilid 4) 𝑀𝑢 𝑏𝑑2 = 1000→ 𝜌 = 0,0054 𝑀𝑢 𝑏𝑑2 = 1100→ 𝜌 = 0,0059 𝜌𝑖𝑛𝑡 = 0,0054 +1074,566 −1000 1100−1000 × (0,0059 − 0,0054) = 0,0058
(Menurut table 7 & 8 Buku Gedeon Jilid 1) 𝜌min = 0,0058
𝜌max = 0,0404
Jadi dipakai 𝜌min = 0,0058 Alapx = 𝜌.b.d
= 0,0058.1000. 125 = 475 mm2
( Dipilih tulangan lapangan ∅10 - 100 = 785mm2 > 725mm2 )
d. Perhitungan Tulangan Lapangan Mly: Mly = 11,4482kN.m
Tinggi efektif arah sumbu y (dy) = h – 𝑝– ∅ – ½.∅
= 150 – 20 – 10 – ½ . 10 = 115 mm = 0,115 m 𝑀𝑙𝑦 𝑏𝑦.𝑑𝑦2 = 11,4482 1 . 0,1152 = 865,6484kN/m 2
(Menurut tabel 5.1.c Buku Gedeon Jilid 4) 𝑀𝑢 𝑏𝑑2 = 800→ 𝜌 = 0,0043 𝑀𝑢 𝑏𝑑2 = 900 → 𝜌 = 0,0048 𝜌𝑖𝑛𝑡 = 0,0043 +865,6484 − 800 900 − 800 × (0,0048 − 0,0043) = 0,0046
(Menurut tabel 7 & 8 Buku Gedeon Jilid 1)
𝜌min = 0,0058 𝜌max = 0,0404
120 Jadi dipakai 𝜌min = 0,0058
Alapy = 𝜌.b.d
= 0,0058.1000. 115 = 667 mm2
( Dipilih tulangan lapangan ∅10 - 100 = 785mm2 > 667mm2 )
2. Perhitungan Tulangan Pelat Bordes Tebal pelat : h = 150 mm Tebal penutup beton : 𝑝 = 20 mm
Diperkirakan diameter tulangan utama : ∅ = 10 mm
a. Perhitungan Tulangan Tumpuan x (tx) : Mtx= 8,9491 kN.m
Tinggi efektif arah sumbu x (dx) = h – 𝑝 –½.∅
= 150 – 20 – ½ . 10 = 125 mm = 0,125 m 𝑀𝑡𝑥 𝑏𝑥.𝑑𝑥2 = 8,9491 1 . 0,125 2 = 572,7424 kN/m 2
(Menurut tabel 5.1.c Buku Gedeon Jilid 4) 𝑀𝑢 𝑏𝑑2 = 500 → 𝜌 = 0,0026 𝑀𝑢 𝑏𝑑2 = 600 → 𝜌 = 0,0032 𝜌𝑖𝑛𝑡 = 0,0026 +572,7424 − 500 600 − 500 × (0,0032 − 0,0026) = 0,0030 𝜌min = 0,0058 𝜌max = 0,0404
Jadi dipakai 𝜌min = 0,0058 Astpx = 𝜌.b.dx
= 0,0058.1000. 125 = 725 mm2
( Dipilih tulangan tumpuan ∅ 10 –100 = 785mm2 > 725mm2 )
b. Perhitungan Tulangan Tumpuan y (ty) : Mty = 7,4338 kN.m
121 Tinggi efektif arah sumbu y (dy) = h – 𝑝 – ∅ – ½.∅
= 150 – 20 – 10 – ½ . 10 = 115 mm 𝑀𝑡𝑦 𝑏𝑦.𝑑𝑦2 = 7,4338 1 . 0,1152 = 562,1021kN/m 2
(Menurut tabel 5.1.c Buku Gedeon Jilid 4) 𝑀𝑢 𝑏𝑑2 = 500 → 𝜌 = 0,0026 𝑀𝑢 𝑏𝑑2 = 600 → 𝜌 = 0,0032 𝜌𝑖𝑛𝑡 = 0,0026 +562,1021 − 500 600 − 500 × (0,0032 − 0,0026) = 0,0030 𝜌min = 0,0058 𝜌max = 0,0404
Jadi dipakai 𝜌min = 0,0058 Atpy = 𝜌.b.d
= 0,0058.1000. 115 =667 mm2
( Dipilih tulangan tumpuan ∅ 10 - 100 = 785 mm2 > 667 mm2 )
c. Perhitungan Tulangan Lapangan Mlx: Mlx = 7,9252kN.m
Tinggi efektif arah sumbu x (dx) = h – 𝑝 – ½.∅ = 150 – 20 – ½ . 10 = 125 mm = 0,125 m 𝑀𝑙𝑥 𝑏𝑥.𝑑𝑥2 = 7,9252 1 . 0,1252 = 507,2128kN/m 2
(Menurut tabel 5.1.c Buku Gedeon Jilid 4) 𝑀𝑢 𝑏𝑑2 = 500 → 𝜌 = 0,0026 𝑀𝑢 𝑏𝑑2 = 600 → 𝜌 = 0,0032 𝜌𝑖𝑛𝑡 = 0,0032 +507,2128 −500 600−500 × (0,0032 − 0,0026) = 0,0026
(Menurut tabel 7 & 8 Buku Gedeon Jilid 1) 𝜌min = 0,0058
122 𝜌max = 0,0404
Jadi dipakai 𝜌min = 0,0058 Alapy = 𝜌.b.d
= 0,0058 .1000. 125 = 725 mm2
( Dipilih tulangan lapangan ∅10 - 100 = 785 mm2 > 725 mm2 )
d. Perhitungan Tulangan LapanganMly: Mly= 5,352 kN.m
Tinggi efektif arah sumbu y (dy) = h – 𝑝– ∅ – ½.∅
= 150 – 20 – 10 – ½ . 10 = 115 mm = 0,115 m 𝑀𝑙𝑦 𝑏𝑦.𝑑𝑦2 = 5,352 1 . 0,1152 = 404,6881kN/m 2
(Menurut tabel 5.1.c Buku Gedeon Jilid 4) 𝑀𝑢 𝑏𝑑2 = 400 → 𝜌 = 0,0021 𝑀𝑢 𝑏𝑑2 = 500 → 𝜌 = 0,0026 𝜌𝑖𝑛𝑡 = 0,0021 +404,6881 − 400 500 − 400 × (0,0026 − 0,0021) = 0,0021
(Menurut tabel 7 & 8 Buku Gedeon Jilid 1) 𝜌min = 0,0058
𝜌max = 0,0404
Jadi dipakai 𝜌min = 0,0058 Alapy= 𝜌.b.d
= 0,0058 .1000. 115 = 667 mm2
( Dipilih tulangan lapangan ∅10 - 100 = 785 mm2 > 667 mm2 )
3. Rekap Perhitungan Tulangan Pelat Tangga dan Bordes
Selanjutnya rekap tulangan dari hasil perhitungan pelat tangga dan pelat bordes disajikan dalam bentuk tabel 9.2. di bawah ini :
123 Tabel 4.13 Daftar Tulangan Pelat Tangga dan Bordes
Sumber : data pribadi
4. Perhitungan Tulangan Balok Bordes
Pada analisa balok bordes menggunakan progam SAP 2000, didapat nilai dengan hasil sebagai berikut :
Mu tumpuan = -3,8140KNm Mu lapangan = 0,5687KNm Vu max = -26,016 KN Vu min = -8,580 KN T max = 1,5769KNm Wu = 1,27 KN/m
Data-data ukuran balok bordes 15/30 Lebar balok : b = 150 mm Tinggi balok : h = 300 mm Tebal penutup beton : 𝑝 = 40 mm (Menurut tabel 3 Buku Gedeon Jilid I )
Diperkirakan diameter tulangan utama : 𝐷 = 16 mm Diameter sengkang diambil : ∅ = 8 mm Tinggi efektif d adalah :
