MODIFIKASI PERENCANAAN STRUKTUR STADION FUTSAL INDOOR ITS DENGAN METODE STRUKTUR BETON PRACETAK

(1)

Dosen Pembimbing :

Budi Suswanto, ST. MT. PhD.

MODIFIKASI PERENCANAAN STRUKTUR STADION FUTSAL INDOOR ITS

DENGAN METODE STRUKTUR BETON PRACETAK

Oleh :

Ibnu Salwani

NRP. 3107 100 626

(2)

DAFTAR PEMBAHASAN

A.PENDAHULUAN

1. LATAR BELAKANG 2. TUJUAN

3. BATASAN PERENCANAAN B.TINJAUAN PUSTAKA

1. PERATURAN

2. DATA PERENCANAAN

3. PEMBEBANAN DAN KOMBINASI BEBAN C.METODOLOGI

D.PRELIMINARY DESIGN

1. DIMENSI BALOK + TRIBUN 2. DIMENSI PLAT

3. DIMENSI KOLOM

E.PERENCANAAN STRUKTUR SEKUNDER 1. PERENCANAAN PLAT

2. PERENCANAAN BALOK ANAK 3. PERENCANAAN TRAP TRIBUN 4. PERENCANAAN TANGGA

F.PERENCANAAN STRUKTUR ATAP G.PERENCANAAN STRUKTUR PRIMER

1. PERENCANAAN BALOK INDUK 2. PERENCANAAN KOLOM

H.PERENCANAAN SAMBUNGAN

I. PERENCANAAN PONDASI

(3)

A. PENDAHULUAN

Stadion Futsal Indoor akan dibangun di area kampus, sehingga diperlukan suatu metode yang pelaksanaan konstruksinya tidak mengganggu lingkungan

Terdapat keseragaman model dan dimensi komponen struktur sehingga dimungkinkan untuk menggunakan beton pracetak

Metode beton pracetak dapat lebih efisien dari segi biaya dan waktu pelaksanaan konstruksi → (penggunaan bekisting &

scaffolding)

Metode beton pracetak ini efektif dalam hal pengawasan mutu material → pabrikasi → menjamin mutu yang direncanakan tercapai

1. LATAR BELAKANG

(4)

A. PENDAHULUAN

Secara garis besar perencanaan ulang ini adalah bertujuan untuk memberikan alternatif perencanaan paling representatif terhadap struktur stadion futsal ITS dengan metode struktur beton pracetak yang memenuhi syarat-syarat keamanan struktur berdasarkan peraturan-peraturan struktur.

2. TUJUAN

(5)

A. PENDAHULUAN

Dapat menganalisa kelebihan dari metode konstruksi beton pracetak sehingga dapat mejadi dasar yang kuat untuk mengaplikasikan

metode tersebut pada perencanaan ini.

Memodifikasi dari permodelan maupun dimensi eksisting yang perlu disesuaikan untuk perencanaan struktur beton pratekan

Merinci beban-beban tambahan yang perlu diperhitungkan dalam disain

Mendesain dimensi dan penulangan elemen pracetak yang kuat dan efisien berdasarkan peraturan

Merencanakan sambungan yang memenuhi kriteria perancangan struktur

Melakukan perhitungan kontrol-kontrol kekuatan struktur pracetak

sehubungan dengan proses pengangkatan, assembling (pre-komposit), dan terpasang (komposit)

Memvisualisasikan semua hasil perhitungan struktur yang telah direncanakan dalam gambar teknik

2. TUJUAN (lanjutan)

(6)

A. PENDAHULUAN

Elemen struktur eksisting yang dimodifikasi menjadi struktur beton pracetak meliputi : balok, pelat, trap tribun dan tangga. Kolom dan pondasi (poer & sloof) adalah beton cast insitu

Perhitungan analisa struktur menggunakan program SAP 2000 versi 14.

Tidak memperhitungakan analisa biaya pembangunan stadion

Tidak membahas perbandingan kecepatan pelaksanaan

konstruksi menggunakan metode beton pracetak dengan beton konvensional, maupun metode pelaksanaannya

3. BATASAN PERENCANAAN

(7)

B. TINJAUAN PUSTAKA

SNI 03-1726-2002 : Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Bangunan Gedung, Badan Standarisasi Nasional

SNI 03-2847-2002 : Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung, Badan Standarisasi Nasional

SNI 03-1729-2002 : Tata Cara Perencanaan Struktur Baja Untuk Bangunan Gedung, Badan Standarisasi Nasional

Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung (PPIUG) 1983, Departemen Pekerjaan Umum

Disain Beton Bertulang, Charles G. Salmon, Chu-Kia Wang

Beton Bertulang; Suatu Pendekatan Dasar, Edward G. Nawy

Daya Dukung Pondasi Dalam, Herman Wahyudi

PCI Design Handbook, Precast/Prestressed Concrete Institute

1. PERATURAN

(8)

B. TINJAUAN PUSTAKA

DATA UMUM BANGUNAN

Nama gedung : Stadion Futsal Indoor ITS

Lokasi : Kampus ITS Sukolilo Surabaya Fungsi : Fasilitas Olahraga (fasor)

Jumlah lantai : 1 tingkat tribun, 1 tingkat lantai lobby

Tinggi bangunan : ±10,15 m (elevasi portal), ±22,55 m (elevasi struktur atap) Ketinggian tribun : 5.60 m

Zona gempa : 2

Jenis tanah : tanah sedang DATA MATERIAL

Mutu Beton (fc’) : 35 MPa (kuat tekan kubus 350 kg/cm

²

)

Baja Tulangan (fy) : Ø.tul. < 13mm dipakai baja tulangan polos BJTP 24 (fy = 240 Mpa)

Ø.tul. > 13mm dipakai baja tulangan deform BJTD 40 (fy = 400 Mpa) Baja Struktur (fy) : BJ 41, tegangan putus minimum fu = 410 Mpa.= 4.100 kg/cm

²

tegangan leleh minimum fy = 250 MPa = 2.500 kg/cm

²

tegangan dasar σ = 1.600 kg/cm

²

, E = 200.000 Mpa mutu las : F

_E70XX

→ kuat Tarik = 70ksi (1ksi = 70,3 kg/cm

²

)

2. DATA PERENCANAAN

(9)

B. TINJAUAN PUSTAKA

KLASIFIKASI BEBAN UNTUK STRUKTUR STADION

1. BEBAN GRAVITASI 2. BEBAN LATERAL

3. PEMBEBANAN dan KOMBINASI BEBAN

JENIS

BEBAN BEBAN-BEBAN BESAR

BEBAN REFERENSI

Mati 1. Berat volume beton bertulang 2. Penutup lantai ubin, per cm tebal 3. Spesi dari campuran semen, per cm

tebal

4. Dinding partisi

5. Plafon asbes tebal 4mm dengan rangka dan penggantung dari kayu 6. Pipa-pipa dan ducting untuk

pekerjaan mekanikal dan elektrikal 7. Berat tanah urug

8. Aspal, per cm tebal

9. Pasangan dinding setengah bata 10. Pasangan dinding batako, tebal

10cm berlubang

2.400 kg/m

³

24 kg/m

³

21 kg/m

³

30 kg/m

³

18 kg/m

³

30 kg/m

³

1.700 kg/m

³

14 kg/m

³

250 kg/m

³

120 kg/m

³

PPIUG’1983 PPIUG’1983 PPIUG’1983

PCI PPIUG’1983

PCI

PPIUG’1983 PPIUG’1983 PPIUG’1983 PPIUG’1983

Hidup 1. Beban hidup pada lantai gedung olahraga

2. Beban hidup tribun 3. Beban hidup tangga

4. Beban hidup tempat duduk tetap

400 kg/m

³

500 kg/m

³

500 kg/m

³

250 kg/m

³

PPIUG’1983

PPIUG’1983 PPIUG’1983 PPIUG’1983

Untuk struktur gedung tak beraturan, pengaruh Gempa Rencana ditinjau sebagai Gempa Dinamik, sehingga analisisnya dilakukan berdasarkan metoda Analisis Spektrum Respons.

Zona gempa : 2

Jenis tanah : tanah sedang

Interaksi Perioda (T) dengan Faktor Response Gempa (C) WG 2-Tanah Sedang

Pembebanan gempa horizontal dibagi dalam dua arah, yaitu:

Gempa arah x dengan komposisi 100% Vx + 30% Vy Gempa arah y dengan komposisi 100% Vy + 30% Vx

0.20

0.13 0.10 0.08 0.050.04

0 0.2 0.50.6 1.0 2.0 3.0

lunak) (Tanah T C=0.20

sedang) (Tanah T C=0.08

keras) (Tanah T C=0.05

0.38

0.30

0.20 0.15 0.12

0 0.2 0.50.6 1.0 2.0 3.0

keras) (Tanah T C=0.15 0.50

0.75

0.55

0.45

0.30 0.23 0.18

0 0.2 0.50.6 1.0 2.0 3.0

keras) (Tanah T C=0.23

0.60

0.34 0.28 0.24

0 0.2 0.50.6 1.0 2.0 3.0

keras) (Tanah T C=0.30 0.85

0.70

0.90 0.83

0.70

0.36 0.32 0.28

0 0.2 0.50.6 1.0 2.0 3.0

(Tanah lunak) T

C=0.90

(Tanah sedang) T

C=0.50

(Tanah keras) T

C=0.35

0.95 0.90 0.83

0.380.36 0.33

0 0.2 0.50.6 1.0 2.0 3.0

(Tanah lunak) T

C=0.95

(Tanah sedang) T

C=0.54

(Tanah keras) T

C=0.42

T

Wilayah Gempa 1

C

T

Wilayah Gempa 2

C

T

Wilayah Gempa 3

C

T

Wilayah Gempa 5

C

T

Wilayah Gempa 4

C

T

Wilayah Gempa 6

C

T 0.00 0.20 0.60 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 C 0.15 0.38 0.38 0.23 0.15 0.12 0.09 0.08

(10)

B. TINJAUAN PUSTAKA

KOMBINASI PEMBEBANAN (SNI 03-2847-2002 pasal 11.2)

 U = 1,4D

 U = 1,2D + 1,6L + 0,5(A atau R)

 U = 1,2D + L ± 1,6W + 0,5(A atau R)

 U = 0,9D ± 1,6W

 U = 1,2D + 1,0L ± 1,0E

 U = 0,9D ± 1,0E

Keterangan :

U = beban ultimate; D = beban mati L = beban hidup; W = beban angin E = beban gempa; A = beban atap

R = beban hujan

3. PEMBEBANAN dan KOMBINASI BEBAN (lanjutan)

(11)

C. METODOLOGI

START

Pengumpulan Data dan Penentuan Kriteria Disain

Studi Literatur

Perencanaan Struktur Sekunder

Pembebanan Struktur Utama

Permodelan Rangka Bidang (2dimensi) Analisa Manual

Perencanaan Penulangan & Detailing Struktur Utama

Kontrol Disain

Penggambaran Hasil Perencanaan ke dalam Gambar Teknik

Preliminary Design

Ok

Not Ok

Permodelan Rangka Ruang & Analisa Struktur dengan SAP 2000

FINISH

FLOW CHART PERENCANAAN STRUKTUR PRACETAK

(12)

D. PRELIMINARY DESIGN

Berdasarkan SNI 03-2847-2002 Tabel..8 bahwa, tebal minimum untuk balok non prategang dengan berat jenis beton normal (Wc = 2400 kg/ m3) dan mutu tulangan BJ 40 (fy = 400 Mpa) adalah :

h ≥ L/16 → untuk perletakan dua tumpuan

h ≥ L/18,5 → untuk perletakan satu ujung menerus h ≥ L/21 → untuk perletakan kedua ujung menerus h ≥ L/8 → untuk struktur kantilever

Dengan modifikasi nilai sebagai berikut :

 Dikalikan [1,65 – (0,0003)*Wc] untuk beton ringan (Wc = 1500 kg/ m

³

~ 2000 kg/ m

³

)

 Dikalikan [0,4+fy/700] untuk fy ≠ 400Mpa Diperoleh :

1. DIMENSI BALOK + TRIBUN

 BALOK INDUK B.1 = 35/55 B.2 = 40/60 B.2d = 50/70 B.3 = 30/50

 BALOK ANAK B.A = 25/35

 BALOK PEMIKUL TRIBUN B.4 = 30/50

B.5 = 50/75 B.6 = 40/55

 BALOK TRAP TRIBUN

BT = 30/45

(13)

D. PRELIMINARY DESIGN

MenurutC.K.Wang,Desain beton bertulang.jilid.2 hal 135 Tentang Rasio Kekakuan Balok asumsi perletakan tumpuan ditentukan sbb :

α

_m

≤ 0,375 : pelat tanpa balok tepi

1,875 > α

_m

≤ 0,375 : pelat dengan balok tepi fleksibel α

_m

≥ 1,875 : pelat dengan balok tepi kaku

Tebal minimum pelat yang pada tiap sisinya tedapat balok yang menghubungkan tumpuan – tumpuan : ..SNI03-2847- 2002.11.5.3.(3)

 Untuk α

_m

≤ 0.2 : berlaku ketentuan tebal minimum dari tabel 2.4, tidak boleh kurang dari : Untuk pelat tanpa penebalan = 120 mm

Untuk pelat dengan penebalan = 100 mm

 Untuk 0,2 < α

_m

≤ 2,0 h =

dan tidak boleh kurang dari 120 mm

 Untuk α

_m

> 2,0 h =

dan tidak boleh kurang dari 90 mm Diperoleh :

2. DIMENSI PLAT





. 9 36

8 1500 , 0

  

   fy n

dimana :

λ

_n

= panjang bentang

β = rasio panjang bentang arah memanjang dengan arah memendek

α

_m

= nilai rata - rata dari untuk semua balok pada tepi dari suatu panel

α = rasio dari kekuatan lentur penampang balok terhadao kekakuan pelat

tebal plat rencana = 120 mm = 12 cm terdiri dari : tebal pelat pracetak = 7 cm

tebal beton topping = 5 cm

) 2 , 0 (

. 5 36

8 1500 , 0





 

   m n fy







(14)

D. PRELIMINARY DESIGN

Berdasarkan buku Dasar Perencanaan Beton Bertulang Pada Struktur dan Fondasi Gedung (Tumilar, Steffie.2008) untuk perkiraan awal (preliminary design) dalam menentukan dimensi kolom beton bertulang biasa:

A

_kolom

>

dimana :

A = Luas penampang kolom (mm2)

P = Gaya Aksial (tanpa momen) yang bekerja terhadap suatu kolom pada lantai tertentu, beban juga berasal dari beban lantai-lantai diatasnya yang bekerja sebesar Tributary Area pada satu titik kolom yang sama (N) fc’ = Mutu beton (MPa)

Diperoleh :

3. DIMENSI KOLOM

Kolom type A penampang persegi dengan panjang sisi 500 mm.

Kolom type B penampang lingkaran dengan diameter 900 mm.

Kolom type C penampang lingkaran dengan diameter 550 mm.

) 0,45fc'

~ (0.30fc'

P

(15)

E. PERENCANAAN STRUKTUR SEKUNDER

1. PERENCANAAN PLAT

DENAH PANEL PLAT LANTAI

H

F G

E D

B

A C

1

9.60 8.00 8.00 8.00 8.00 8.00 9.60

59.20

235647

9.608.008.008.009.608.00

0.95

6.45 2.20 2.00 6.00 6.00 2.00 2.20 6.45

0.95

6.452.202.006.006.002.002.206.45

0.95

4.00 4.00 B A

B

B B B B

B B B B B

B

D E

A

A A

B B B B B

D E E

D

E D

B B B B B B

B C

C C

C C C C

C C C C C

C

43.20

(16)

E. PERENCANAAN STRUKTUR SEKUNDER

1. PERENCANAAN PLAT

pre Komposit post Komposit Saat Pengangkatan M = 1/8*Qu*L² M = 0,001*Qu*L²*X Mx=0,0107*w*a²*b

m kg.m kg.m My=0,0107*w*a*b² kg.m

A 4.00 Mtx 0.00 -745.57 -115.05 -745.57 Ø12 - 300

Mlx 1,011.20 745.57 115.05 1,011.20 Ø12 - 300

4.00 Mty 0.00 -745.57 -115.05 -745.57 Ø12 - 300

Mly 1,011.20 745.57 115.05 1,011.20 Ø12 - 300

B 1.00 Mtx 0.00 -81.55 -14.38 -81.55 Ø12 - 300

Mlx 63.20 81.55 14.38 81.55 Ø12 - 300

8.00 Mty 0.00 -3,147.98 -115.05 -3,147.98 Ø16 - 100

Mly 4,044.80 1,076.94 115.05 4,044.80 Ø16 - 100

C 1.20 Mtx 0.00 -117.43 -20.71 -117.43 Ø12 - 300

Mlx 91.01 117.43 20.71 117.43 Ø12 - 300

8.00 Mty 0.00 -3,147.98 -138.06 -3,147.98 Ø16 - 100

Mly 4,044.80 1,076.94 138.06 4,044.80 Ø16 - 100

D 4.96 Mtx 0.00 -1,944.85 -263.01 -1,944.85 Ø12 - 200

Mlx 1,556.70 1,944.85 263.01 1,944.85 Ø12 - 200

5.94 Mty 0.00 -1,598.49 -314.78 -1,598.49 Ø12 - 200

Mly 2,229.92 1,598.49 314.78 2,229.92 Ø12 - 100

E 1.83 Mtx 0.00 -271.60 -35.56 -271.60 Ø12 - 300

Mlx 210.50 271.60 35.56 271.60 Ø12 - 300

5.94 Mty 0.00 -1,735.50 -115.75 -1,735.50 Ø12 - 200

Mly 2,229.92 593.72 115.75 2,229.92 Ø12 - 100

F 4.00 Mtx 0.00 -331.32 -115.05 -331.32 Ø12 - 300

Mlx 1,011.20 331.32 115.05 1,011.20 Ø12 - 300

4.00 Mty 0.00 -331.32 -115.05 -331.32 Ø12 - 300

Mly 1,011.20 331.32 115.05 1,011.20 Ø12 - 300

L Momen menurut arah sb.

Momen

Maksimum tulangan pasang type

plat

MOMEN MAKSIMUM dan HASIL PENULANGAN

(17)

E. PERENCANAAN STRUKTUR SEKUNDER

1. PERENCANAAN PLAT

DETAIL PENULANGAN PANEL PLAT PRACETAK

Ø12 - 300mm

Ø12 - 300mm Ø12 - 300mm

Ø12 - 300mm

Ø12 - 300mmØ12 - 300mm

PLAT TYPE - A

(18)

E. PERENCANAAN STRUKTUR SEKUNDER

2. PERENCANAAN BALOK ANAK

JENIS PEMBEBANAN

1. Beban ekivalen segitiga 3. Beban ekivalen trapesium

q

_ek

. = 1/3.q.Lx q

_ek

. = 1/2.q.Lx.

2. Beban ekivalen dua segitiga

q

_ek

. = 1/4.q.Lx

 





 





 

 



 

2

3 . 1 1

Ly

Lx

(19)

E. PERENCANAAN STRUKTUR SEKUNDER

2. PERENCANAAN BALOK ANAK

V Mlap. V Mtump.A Mtump.B Mlap.C Mtump. Mlap.

m kg kg.m kg kg.m kg.m kg.m kg.m kg.m kg

Gaya Geser Vu 4.00 1,342.40 3,092.80 3,092.80

Momen Mu 4.00 1,342.40 2,749.16 2,249.31 1,767.31 2,749.16 1,767.31

V max

Gaya Dalam L Pre Komposit Post Komposit Momen Max

TINJAUAN KONDISI PEMBEBANAN

PRE KOMPOSIT POST KOMPOSIT ..SNI-2847-2002; Ps.10.3.3)

+

- -

+

A B A

C C

M

_max

= 1/8.Qu. L

²

Vu = 1/2.Qu. L Momen negatif pada tumpuan ujung dua bentang : MuA = 1/9.Qu.L

²

Momen negatif pada tumpuan bentang dalam : MuB = 1/11.Qu.L

²

Momen positif pada lapangan bentang ujung : MuC = 1/14.Qu.L

²

Gaya Geser pada ujung bentang : Vu

_max

= 1/2.Qu.L

PERHITUNGAN GAYA DALAM

(20)

E. PERENCANAAN STRUKTUR SEKUNDER

2. PERENCANAAN BALOK ANAK

DETAIL PENULANGAN BALOK ANAK

BA.(25/35)

B H

TUL. TARIK (As) TUL. TEKAN (As')

TUL. GESER (Av) TUL. TORSI (At)

250

2307050

120

350

250

2307050

120

350

2D12

3D12

Ø10-150 3D12

2D12

Ø10-150

B H

TUL. TARIK (As) TUL. TEKAN (As')

TUL. GESER (Av) TUL. TORSI (At)

250 2D12

3D12 Ø10-150

230