• Tidak ada hasil yang ditemukan

BAB 3 PROSEDUR PERENCANAAN

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2022

Membagikan "BAB 3 PROSEDUR PERENCANAAN"

Copied!
46
0
0

Teks penuh

(1)

33

Universitas Kristen Petra

BAB 3

PROSEDUR PERENCANAAN

3.1 Umum

Bab ini menjelaskan prosedur perencanaan Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK) dan Sistem Rangka Bresing Konsentrik Khusus (SRBKK) yang didesain sesuai SNI 1729-2015 dengan beban gempa sesuai SNI 1726-2012. Pembebanan gempa dilakukan dengan respon spektrum. Selain itu juga dijelaskan mengenai analisis nonlinear time history menggunakan program ETABS v15.2.2.

3.2 Informasi Perencanaan

Dalam penelitian ini ditinjau 6 bangunan yang terbuat dari struktur baja yang direncanakan sebagai SRPMK dan SRBKK. Tinggi bangunan adalah 12 dan 20 lantai berada di kota Jayapura. Bangunan-bangunan tersebut memiliki denah yang simetris. Asumsi-asumsi yang digunakan dalam perencanaan ini adalah:

 Model struktur yang digunakan dalam studi ini adalah bangunan tiga dimensi struktur rangka baja. (Gambar 3.1 dan 3.2).

 Seluruh profil menggunakan mutu baja fy = 240 MPa, kecuali kolom menggunakan fy = 345 Mpa.

 Balok anak yang terpasang saling tegak lurus.

 Bangunan berdiri di atas tanah lunak di wilayah gempa Jayapura pada peta gempa Indonesia menurut SNI 03-1726-2012.

Kolom yang digunakan adalah tipe H-beam dan WF.

(2)

34

Universitas Kristen Petra

Gambar 3.1. Denah Bangunan 31J12

Data struktur yang digunakan dapat dilihat pada Tabel 3.1.

Tabel 3.1. Data Struktur yang Ditinjau

Data 31J12

Luas 18 x 18 m2

Tinggi Bangunan 48 m

Tinggi per Lantai 4 m Mutu Baja 240, 345 MPa

(3)

35

Universitas Kristen Petra

Gambar 3.2. Denah Bangunan 52J12 dan 52J20

Data struktur yang digunakan dapat dilihat pada Tabel 3.2.

Tabel 3.2. Data Struktur yang Ditinjau

Data 52J12 52J20

Luas 30 x 30 m2

Tinggi Bangunan 48 m 80 m Tinggi per Lantai 4 m

Mutu Baja 240, 345 MPa

(4)

36

Universitas Kristen Petra

Peraturan-peraturan yang digunakan dalam desain struktur adalah:

1. Peraturan Pembebanan SNI 1727:2013.

2. Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Rumah dan Gedung, SNI 1726-2012 (Badan Standarisasi Nasional, 2012).

3. Tata Cara Perhitungan Struktur Baja untuk Bangunan Gedung, SNI 1729- 2015 (Badan Standarisasi Nasional, 2015).

3.3 Prosedur Perencanaan Desain

Langkah-langkah yang dilakukan di dalam mendesain komponen struktur bangunan adalah sebagai berikut:

 Profil balok dan kolom diasumsikan terlebih dahulu dengan mempertimbangkan syarat kapasitas penampang kolom yang dikorelasikan dengan persyaratan strong column weak beam. Setelah menentukan profil yang akan dipakai, dilakukan pemodelan struktur menggunakan program ETABS v15.2.2.

 Beban-beban yang dimasukkan meliputi beban hidup, beban mati serta beban gempa. Beban gempa yang digunakan untuk mendesain adalah respon spektrum.

 Selanjutnya dilakukan analisis dan pemeriksaan kinerja batas layan dan batas ultimit terhadap komposisi balok dan kolom yang telah ditentukan. Apabila komposisi balok dan kolom telah memenuhi persyaratan yang telah disebutkan di atas, maka proses capacity design dapat dilakukan. Jika ada salah satu persyaratan yang tidak dipenuhi, maka proses desain diulang dengan menentukan profil yang baru agar semua persyaratan dapat terpenuhi.

(5)

37

Universitas Kristen Petra

3.3.1 Analisis Beban Respon Spektrum

Data-data yang diperlukan dalam mencari gaya geser dasar (V) adalah sebagai berikut:

 Respons spektrum yang digunakan adalah respons spektrum wilayah Jayapura, Indonesia dengan jenis tanah lunak. Sedangkan waktu getar alami bangunan (T) diperoleh dari hasil analisis program ETABS v15.2.2.

 Untuk faktor keutamaan bangunan (I) diambil menurut kategori gedung perkantoran, yaitu sebesar 1.

 Faktor reduksi gempa maksimum yang mampu dikerahkan oleh sistem ganda berupa Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK) dan Sistem Rangka Bresing Konsentris Khusus (SRBKK) berdasarkan Tabel 9 SNI 03- 1726-2012 adalah sebesar 7.

 Beban mati adalah berat seluruh bahan konstruksi bangunan gedung yang terpasang, termasuk dinding, lantai, atap, plafon, tangga, dinding partisi tetap, finishing, klading gedung dan komponen arsitektural dan struktural lainnya serta peralatan layan terpasang lain termasuk berat keran.

 Beban hidup adalah beban yang diakibatkan oleh pengguna dan penghuni bangunan gedung atau struktur lain yang tidak termasuk beban konstruksi dan beban lingkungan, seperti beban angin, beban hujan, beban gempa, beban banjir, atau beban mati. Beban hidup atap diakibatkan :

- pelaksanaan pemeliharaan oleh pekerja, peralatan, dan material

- selama masa layan struktur yang diakibatkan oleh benda bergerak, seperti tanaman atau benda dekorasi kecil yang tidak berhubungan dengan penghunian.

(6)

38

Universitas Kristen Petra

Berikut dijelaskan mengenai contoh perhitungan perencanaan respon spektrum untuk bangunan 12 lantai pada wilayah Jayapura (31J12-S1):

 Untuk kota Jayapura, nilai parameter SS = 1.5g dan S1 = 0.6g

 Penentuan Koefisien Situs pada perioda 0.2 detik dan 1.0 detik, Fa dan Fv

didapatkan dari Tabel 4 dan 5, ps. 6.2 SNI 1726:2012 berdasarkan nilai Klasifikasi Situs SE. Untuk nilai SS = 1.5g dan S1 = 0.6g didapatkan nilai Fa = 0.9 dan Fv = 2.4

 Parameter spektrum respons percepatan pada perioda pendek dan 1 detik, SMS

dan SM1 diperoleh melalui pers.(5) dan (6) SNI 1726:2012:

𝑆𝑀𝑆 = 𝐹𝑎𝑆𝑆 = 0.9 x 1.5 = 1.35 𝑆𝑀1= 𝐹𝑣𝑆1 = 2.4 x 0.6 = 1.44

 Parameter spektral percepatan desain untuk perioda pendek dan 1 detik, SDS

dan SD1 ditentukan berdasarkan pers.(7) dan (8) SNI 1726:2012:

𝑆𝐷𝑆 = 2

3𝑆𝑀𝑆 =2

3 x 1.35 = 0.9 𝑆𝐷1= 2

3𝑆𝑀1=2

3 x 1.44 = 0.96

 Nilai To dan TS ditentukan sesuai ps.6.4 SNI 1726:2012:

𝑇𝑜= 0.2𝑆𝐷1

𝑆𝐷𝑆 = 0.2 x 0.96

0.9 = 0.213 𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘 𝑇𝑆 =𝑆𝐷1

𝑆𝐷𝑆 = 0.96

0.9 = 1.067 𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘

 Spektrum Respons Desain yang menunjukkan perioda struktur dan percepatan, T–Sa dapat dibuat sesuai ps.6.4 SNI 1726:2012 dengan ketentuan sebagai berikut:

o Untuk T < To  𝑆𝑎 = 𝑆𝐷𝑆(0.4 + 0.6𝑇

𝑇𝑜) o Untuk To  T  TS  𝑆𝑎 = 𝑆𝐷𝑆

o Untuk T > TS  𝑆𝑎 =𝑆𝐷1

𝑇

(7)

39

Universitas Kristen Petra

Gaya geser yang diakibatkan oleh respon spektrum harus minimal lebih besar dari 85% gaya yang terjadi melalui statik ekivalen. Melalui ETABS v15.2.2 diperoleh berat per lantai sebagai berikut.

Berat lantai 12 240012,38 kg Berat lantai 11 299370,52 kg Berat lantai 10 299370,52 kg Berat lantai 9 299370,52 kg Berat lantai 8 299370,52 kg Berat lantai 7 299370,52 kg Berat lantai 6 307651,98 kg Berat lantai 5 315364,14 kg Berat lantai 4 315364,14 kg Berat lantai 3 315364,14 kg Berat lantai 2 315364,14 kg Berat lantai 1 315364,14 kg Berat Total 3621337,66 kg

Perhitungan gaya geser statik Fi (kN) baik pada arah-x maupun arah-y

Koefisien respons seismik ditentukan menurut pers.(22) ps 7.8.1.1 SNI 1726:2012 𝐶𝑠 = 𝑆𝐷𝑠

(𝑅

𝐼𝑒)

𝐶𝑠 = 0.9 (7

1) = 0.129

Gaya geser dasar seismik ditentukan menurut pers.(21) ps.7.8.1 SNI 1726:2012:

𝑉 = 𝐶𝑠𝑊 Keterangan:

Cs = koefisien respons seismik W = berat struktur

(8)

40

Universitas Kristen Petra

𝑉 = 𝐶𝑠𝑊 = 0.11 x 3621337,66/100 = 3986,24 kN

Gaya geser dasar seismik akibat respon spektrum sebesar 3986,24 kN untuk arah x dan 3986,24 kN untuk arah y.

3.3.2 Pemeriksaan Kinerja Batas Layan dan Kinerja Batas Ultimit Struktur

SNI 1726:2012 memberikan batasan simpangan antar lantai (story drift) hanya berdasarkan pada kondisi kinerja batas ultimit saja. Hasil story drift maksimum yang diperoleh dari ETABS v15.2.2 ditunjukkan pada Tabel 3.2 di bawah ini.

Tabel 3.3. Story Drift bangunan 31J12 – S1

Contoh perhitungan displacement ultimit pada lantai-3 (h3 = 4 meter) :

Drift yang terjadi didapat dari perhitungan ETABS v15.2.2. Hasil drift yang didapat harus di kalikan dengan faktor pembesar, Cd yang didapat dari Tabel 9 SNI 1726:2012 sehingga drift yang ditinjau menjadi 0.00162 x 5.5 = 0.0089.

Dari tabel 3.2 di atas dapat dilihat bahwa tidak ada simpangan lantai yang melampaui syarat simpangan maksimum. Pemeriksaan drift dan syarat 85% gaya statik ekivalen untuk bangunan lainnya dapat dilihat pada Lampiran 1.

∆ijin = ∆a / P

drift X max drift Y max drift X * Cd drift Y * Cd drift max check x check y 12 0,001305 0,001305 0,0071775 0,0071775 0,015384615 ok ok 11 0,001528 0,001528 0,008404 0,008404 0,015384615 ok ok 10 0,001705 0,001705 0,0093775 0,0093775 0,015384615 ok ok 9 0,001834 0,001834 0,010087 0,010087 0,015384615 ok ok 8 0,001904 0,001904 0,010472 0,010472 0,015384615 ok ok 7 0,001912 0,001912 0,010516 0,010516 0,015384615 ok ok 6 0,001852 0,001852 0,010186 0,010186 0,015384615 ok ok 5 0,00183 0,00183 0,010065 0,010065 0,015384615 ok ok 4 0,001752 0,001752 0,009636 0,009636 0,015384615 ok ok 3 0,001617 0,001617 0,0088935 0,0088935 0,015384615 ok ok 2 0,001391 0,001391 0,0076505 0,0076505 0,015384615 ok ok 1 0,000814 0,000814 0,004477 0,004477 0,015384615 ok ok

Story drift se drift se * Cd/Ie drift < drift ijin ?

(9)

41

Universitas Kristen Petra

3.4 Persentase SRPMK

Setelah mendesain bangunan, persentase gaya yang diterima oleh SRPMK dihitung dengan persamaan 3.1.

%SRPMK = base reactions SRPMK

base reactions Total . × 100 (3.1) Faktor = 25

% SRPMK. (3.2)

Perhitungan persentase gaya SRPMK pada bangunan 31J12-S2 arah-X :

Gambar 3.3 Kolom SRPMK dan Kolom SRBKK SRBKK

SRPMK

(10)

42

Universitas Kristen Petra

Tabel 3.4 Base Reactions tiap kolom akibat gempa arah-X Joint

Label

Load Case

FX FY FZ MX MY MZ

1 Ex Max 91,5382 0,3871 512,7563 0,9541 368,0901 0 3 Ex Max 554,0588 2,274 4495,155 3,0582 381,0918 1,44E-05 5 Ex Max 553,584 2,2932 4509,729 3,0485 380,6052 1,44E-05 7 Ex Max 42,5399 0,9458 491,0558 2,5123 139,0275 0 15 Ex Max 45,7756 3,7838 551,9142 2,85 143,6276 0,0035 17 Ex Max 112,5899 2,1198 181,1315 2,8936 393,4163 0 19 Ex Max 61,9638 2,5824 214,3609 3,7519 164,987 0 21 Ex Max 44,7267 3,9034 539,1435 2,7743 142,261 0,0035 41 Ex Max 44,7268 3,9034 539,1434 2,7743 142,261 0,0035 43 Ex Max 61,9638 2,5824 214,3609 3,7519 164,987 0 45 Ex Max 112,59 2,1198 181,1316 2,8936 393,4163 0 47 Ex Max 45,7756 3,7838 551,914 2,85 143,6276 0,0035 55 Ex Max 42,5399 0,9458 491,0557 2,5123 139,0275 0 57 Ex Max 553,5839 2,2932 4509,729 3,0485 380,6052 1,44E-05 59 Ex Max 554,0588 2,274 4495,155 3,0582 381,0918 1,44E-05 61 Ex Max 91,5382 0,3871 512,7563 0,9541 368,0901 0

Total 3013,554 36,579

Gaya yang diambil adalah Fx akibat gempa arah-x

%SRPMK = F15+F17+F19+F21+F41+F43+F45+F47

ΣF × 100

= 45,77 + 112,5899 + 61,9638+44,7267+ 44,7267+ 61,9638+ 112,59+ 45,77

3013,554 ×100

= 17.59 % Faktor = 25

17.59

= 1.42

Faktor yang diperoleh menjadi faktor pembesar (Scale Factor) gaya gempa arah-X pada bangunan yang didesain dengan skenario 2. Cara yang sama dilakukan untuk mendapatkan faktor pembesar gempa arah-Y. Perhitungan persentasi SRPMK untuk bangunan lainnya dapat dilihat pada Lampiran 2.

Untuk Skenario 1 (25% terhadap kekakuan), % SRPMK harus ≥25%

dengan cara profil SRPMK diperbesar, sedangkan profil SRBKK diperkecil agar SRPMK lebih kaku, sehingga gaya yang diterima SRPMK lebih besar.

(11)

43

Universitas Kristen Petra

3.5 Perencanaan Desain Kapasitas

Sebagai contoh perhitungan, berikut dijelaskan mengenai perencanaan desain kapasitas dari bangunan 31J12-S1. Adapun profil balok, kolom, dan bresing yang digunakan pada bangunan tersebut adalah sebagai berikut.

Tabel 3.5. Profil Terpakai pada Bangunan 31J12

3.5.1 Perencanaan Bresing

Pada penelitian ini, bresing yang digunakan merupakan bresing yang hanya dapat menerima beban axial saja, atau dapat dikatakan hanya menerima gaya tarik dan tekan saja. Sebagai contoh perhitungan akan ditampilkan

perhitungan untuk bresing pada lantai 1 bangunan 31J12-S1. Adapun spesifikasi profil bresing terpakai dapat dilihat pada Tabel 3.6.

31-J-12 (S1)

WF - 294.200.8.12 Eksterior 1-6 WF - 450.200.9.14 Eksterior 7-12 WF - 400.200.8.13

Interior 1-6 Interior 7-12

H - 250.250.9.14 Eksterior 1-6 H - 498.432.45.70 Eksterior 7-12 H - 428.407.20.35

Interior 1-6

Interior 7-12 WF - 1032.408.29,5.52 WF - 500.200.10.16

Elemen Struktur

Balok Anak

Balok Induk

Brace

Kolom

(12)

44

Universitas Kristen Petra

Gambar 3.4. Bresing yang digunakan sebagai contoh perhitungan

Tabel 3.6. Spesifikasi Profil H 250.250.9.14

d (mm) 250 ix (mm) 108

b (mm) 250 iy (mm) 62.9

tw (mm) 9 Sx (mm3) 867 x 103 tf (mm) 14 Sy (mm3) 292 x 103

r (mm) 16 Zx (mm3) 961.282 x 103 A (mm2) 9218 Zy (mm3) 437.5 x 103 Ix (mm4) 108000000 J (mm4) 51.12793 x 104 Iy (mm4) 36500000 Fy (Mpa) 240

b

d

(13)

45

Universitas Kristen Petra

Kapasitas Tekan (Aksial) ….. (SNI 1729:2015, ps. E)

Cek Kelangsingan Profil yang menahan aksial ….. (SNI 1729:2015, tabel B4.1)

Sayap : 𝜆 =𝑏𝑓

𝑡𝑓 = 0.5 ×250

14 = 8.93

𝜆𝑝 = 0.56 × √𝐸

𝑓𝑦 = 0.56 × √200000

240 = 16.17

𝜆 < 𝜆𝑝  Sayap Kompak

Badan : 𝜆 =𝑑−2×(𝑡𝑓+𝑟)

𝑡𝑤 =250−2×(14+16)

9 = 21.11

𝜆𝑝 = 1.49 × √𝐸

𝑓𝑦 = 1.49 × √200000

240 = 43.01

𝜆 < 𝜆𝑝  Badan Kompak

 Badan & Sayap Kompak

Peninjauan Terhadap Sumbu Kuat (Sumbu-X)

Terhadap Kegagalan Tekuk Lentur

…..

(SNI 1729:2015, pers. E3-4) Fe1 = 𝜋

2𝐸 (𝐾𝑥 𝐿𝑖𝑥 )2

=

𝜋

2 × 200000 (1 × 5000

108 )2

=

920.95 MPa

Terhadap Kegagalan Tekuk Torsi&Tekuk Torsi Lentur ….. (SNI 1729:2015, pers.E4-4)

Cw = 𝐼𝑦 × ℎ𝑜

2

4 = 3650 × 104× (250−14)2

4 = 5.08 x 1011 mm6 G = 77200 MPa ; Fe2 = (𝜋(𝐾𝑧 𝐿2 𝐸 𝐶𝑤)2

+ 𝐺𝐽

) 1

𝐼𝑥+𝐼𝑦= 550.86 MPa

 Diambil Fe minimum: Fe = 550.86 MPa

(14)

46

Universitas Kristen Petra

Menentukan Besarnya Tegangan Kritis

…..

(SNI 1729:2015, pers. E3-2)

𝐾𝑥 𝐿

𝑖𝑥 = 1 ×5000

108 = 46.3 < 4.71 × √𝑓𝑦𝐸 = 4.71 × √200000

240 = 135.97

𝐾𝑥 𝐿

𝑖𝑥 < 4.71

𝐸

𝑓𝑦

Fcr

= [0.658

𝑓𝑦𝑓𝑒

]

fy

Fcrx =

[0.658

550.86240

]

240

=

199.99 MPa

Peninjauan Terhadap Sumbu Lemah (Sumbu-Y)

Terhadap Kegagalan Tekuk Lentur

…..

(SNI 1729:2015, pers. E3-4) Fe1 = 𝜋

2𝐸 (𝐾𝑦 𝐿

𝑖𝑦 )2

=

𝜋

2 × 200000 (1 × 5000

62.9 )2

=

312.39 MPa

Menentukan Besarnya Tegangan Kritis

…..

(SNI 1729:2015, pers. E3-2)

𝐾𝑦 𝐿

𝑖𝑦 = 1 ×5000

62.9 = 79.5 < 4.71 × √𝑓𝑦𝐸 = 4.71 × √200000

240 = 135.97

𝐾𝑦 𝐿

𝑖𝑦 < 4.71

𝑓𝑦𝐸

Fcr

= [0.658

𝑓𝑦𝑓𝑒

]

fy

Fcry

= [0.658

312.39240

]

240= 174 MPa

Perhitungan Kapasitas Aksial

Diambil Fcr minimum: Fcr = Fcry = 98.67 MPa

Pn = Fcr x Ag = 174 x 9218 = 1603.96 kN ... (SNI 1729:2015, pers. E3-1) фPn = 0.9 x Pn = 1443.57 kN

…..

(SNI 1729:2015, ps. E1)

(15)

47

Universitas Kristen Petra

Kapasitas Lentur ….. (SNI 1729:2015, ps. F)

Cek Kelangsingan Profil yang Menahan Lentur ….. (SNI 1729:2015, tabel B4.1b)

Sayap : 𝜆 =𝑏𝑓

𝑡𝑓 = 0.5 ×250

14 = 8.93

𝜆𝑝 = 0.38 × √𝑓𝑦𝐸 = 0.38 × √200000

240 = 10.97 𝜆 < 𝜆𝑝  Sayap Kompak

Badan : 𝜆 =𝑑−2×(𝑡𝑓+𝑟)

𝑡𝑤 =250−2×(14+16)

9 = 21.11

𝜆𝑝 = 3.76 × √𝐸

𝑓𝑦 = 3.76 × √200000

240 = 108.54

𝜆 < 𝜆𝑝  Badan Kompak

 Badan & Sayap Kompak

Kapasitas Momen terhadap Sumbu Kuat (Mnx) Terhadap Pelelehan ….. (SNI 1729:2015, ps. F.2.1) Mpx = fy x Zx = 240 x 961.282 x 103 = 230.71 kN.m

Terhadap Tekuk Torsi Lateral ….. (SNI 1729:2015, ps. F.2.2) Lp = 1.76 𝑖𝑦√𝑓𝑦𝐸 ….. (SNI 1729:2015, pers. F2-5)

= 1.76 × 62.9√200000

240 = 3195.75 mm

rts = √(√𝐼𝑦 𝐶𝑤

𝑆𝑥 )= √(√3650×104× 5.08 × 1011

867×103 ) = 70.48 …. (SNI 1729:2015, pers.

F2-7)

(16)

48

Universitas Kristen Petra

Lr = 1.95 𝑟𝑡𝑠 𝐸 0.7 𝑓𝑦 𝐽 𝑐

𝑆𝑥 ℎ𝑜+ √( 𝐽 𝑐

𝑆𝑥 ℎ𝑜)2+ 6.76(0.7 𝑓𝑦

𝐸 )2…. (SNI 1729:2015, pers. F2-6)

=1.95 × 70.48 2 ×105

0.7×240 51.12793 × 104

867× 103×(250−14) + √( 51.12793 × 104

867× 103×(250−14) )2+ 6.76(0.7 ×240

2 ×105)2

= 12479.59 mm

 Lp < Lb < Lr (Bentang Menengah) ….. (SNI 1729:2015, pers. F2-2) Cb = 1.136 (untuk memudahkan perhitungan)

Mnx = 𝐶𝑏 [𝑀𝑝 − (𝑀𝑝 − 0.7 𝐹𝑦 𝑆𝑥)(𝐿𝑏−𝐿𝑝

𝐿𝑟−𝐿𝑝)]

=1.136 [230× 106− (230× 106− 0.7 × 240 × 867× 103)(5000−3195

12479−3195)]

= 243.31 kN.m

фMnx = 0.9 x Mnx = 218.98 kNm

Kapasitas Momen terhadap Sumbu Lemah (Mny)

Mny = Mpy = Zy x fy = 437.5 x 103 x 240 = 105 kNm….. (SNI 1729:2015, pers. F6-1)

фMny = 0.9 x Mny = 94.5 kNm

Kapasitas Geser ….. (SNI 1729:2015, ps. G)

Cek Komponen Badan ….. (SNI 1729:2015, ps. G.2.1) 𝜆 =𝑑−2×(𝑡𝑓+𝑟)

𝑡𝑤 =250−2×(14+16)

9 = 21.11

2.24 × √𝐸

𝑓𝑦 = 2.24 × √200000

240 = 64.66

(17)

49

Universitas Kristen Petra

𝜆 𝑏𝑎𝑑𝑎𝑛 < 2.24 × √𝑓𝑦𝐸  фv = 1 & Cv = 1 ... (SNI 1729:2015, pers. G2-2)

Perhitungan Kekuatan Geser ….. (SNI 1729:2015, pers. G2-1) Aw = d x tw = 250 x 9 = 2250 mm2

Vn = 0.6 x Aw x fy x Cv = 0.6 x 2250 x 240 x 1 = 324 kN фVn = 1 x Vn = 324 kN

Beban yang Terjadi pada Struktur

Pu = 998.59 kN Vu = 1.47 kN Mux = 1.82 kNm Muy = 0 kNm Interaksi Beban

Pu ≤ øPn

998.59 kN ≤ 1443.57 kN (OK) Vu ≤ øVn

1.47 kN ≤ 324 kN (OK) Mux ≤ øMnx

1,82 kNm ≤ 218.98 kNm (OK) Muy ≤ øMny

0 kNm ≤ 94.5 kNm (OK)

(18)

50

Universitas Kristen Petra

Berdasarkan AISC pasal F2 untuk SRBK, kekuatan bresing tarik yang diharapkan adalah RyFyAg. Kekuatan bresing tekan yang diharapkan boleh diambil lebih kecil dari RyFyAg dan 1.14FcreAg.

Bresing yang dijadikan contoh perhitungan adalah bracing pada lantai 1 gedung 31J12-S1 yang menggunakan profil H 250.250.9.14 di mana :

Ag = 9218 mm2

øPn = 1443.57 kN  Kapasitas

RyFyAg = 1.5 x 240 x 9218 = 3318.48 kN

1.14FcreAg = 1.14 x 174 x 9218 = 1828.52 kN  kekuatan yang diharapkan mampu dipikul oleh connection

Namun pembahasan ini tidak akan dibahas lebih lanjut karena berhubungan mengenai connection dan berada di luar ruang lingkup penelitian.

(19)

51

Universitas Kristen Petra

3.5.2 Perencanaan Balok Induk

Sebagai contoh perhitungan digunakan balok induk eksterior lantai 7 pada bangunan 31J12-S1.

Gambar 3.5. Balok Induk yang digunakan sebagai contoh perhitungan

Profil balok induk terpakai adalah WF 400.200.8.13. Spesifikasi profil dapat dilihat pada Tabel 3.7.

Tabel 3.7. Spesifikasi Profil WF 400.200.8.13

d (mm) 400 ix (mm) 168

b (mm) 200 iy (mm) 45.4

tw (mm) 8 Sx (mm3) 1190000 tf (mm) 13 Sy (mm3) 174000

r (mm) 16 Zx (mm3) 1326355

A (mm2) 8412 Zy (mm3) 265984 Ix (mm4) 237000000 J (mm4) 356.762,667 Iy (mm4) 17400000 fy (MPa) 240

b

d

(20)

52

Universitas Kristen Petra

Kapasitas Tekan (Aksial) ….. (SNI 1729:2015, ps. E)

Cek Kelangsingan Profil yang menahan aksial ….. (SNI 1729:2015, tabel B4.1)

Sayap : 𝜆 =𝑏𝑓

𝑡𝑓 =0.5 ×200

13 = 7.69

𝜆𝑝 = 0.56 × √𝑓𝑦𝐸 = 0.56 × √200000

240 = 16.17 𝜆 < 𝜆𝑝  Sayap Kompak

Badan: 𝜆 =𝑑−2×(𝑡𝑓+𝑟)

𝑡𝑤 = 400−2×(13+16)

8 = 42.75

𝜆𝑝 = 1.49 × √𝑓𝑦𝐸 = 1.49 × √200000

240 = 43.01 𝜆 < 𝜆𝑝  Badan Kompak

 Badan & Sayap Kompak

Peninjauan Terhadap Sumbu Kuat (Sumbu-X)

Terhadap Kegagalan Tekuk Lentur

…..

(SNI 1729:2015, pers. E3-4) Fe1 = 𝜋

2𝐸 (𝐾𝑥 𝐿

𝑖𝑥 )2

=

𝜋

2 × 200000 (1 × 3000

168 )2

=

6190.22 MPa

Terhadap Kegagalan Tekuk Torsi&Tekuk Torsi Lentur ….. (SNI 1729:2015, pers.E4-4)

Cw = 𝐼𝑦 × ℎ𝑜

2

4 = 1740 × 104× (400−13)2

4 = 6.51 x 1011 mm6 G = 77200 MPa

Fe2 = (𝜋2 𝐸 𝐶𝑤

(𝐾𝑧 𝐿)2

+ 𝐺𝐽

) 1

𝐼𝑥+𝐼𝑦 = 669.93 MPa

 Diambil Fe minimum: Fe = 669.93 MPa

(21)

53

Universitas Kristen Petra

Menentukan Besarnya Tegangan Kritis

…..

(SNI 1729:2015, pers. E3-2)

𝐾𝑥 𝐿

𝑖𝑥 = 1 ×3000

168 = 17.86 < 4.71 × √𝑓𝑦𝐸 = 4.71 × √200000

240 = 135.97

𝐾𝑥 𝐿

𝑖𝑥 < 4.71

𝐸

𝑓𝑦

Fcr

= [0.658

𝑓𝑦𝑓𝑒

]

fy

Fcrx =

[0.658

669.93240

]

240

=

206.58 MPa

Peninjauan Terhadap Sumbu Lemah (Sumbu-Y)

Terhadap Kegagalan Tekuk Lentur

…..

(SNI 1729:2015, pers. E3-4) Fe1 = 𝜋

2𝐸 (𝐾𝑦 𝐿

𝑖𝑦 )2

=

𝜋

2 × 200000 (1 × 3000

45.4 )2

=

452.06 MPa

Menentukan Besarnya Tegangan Kritis

…..

(SNI 1729:2015, pers. E3-2)

𝐾𝑦 𝐿

𝑖𝑦 = 1 ×3000

45.4 = 66.08 < 4.71 × √𝑓𝑦𝐸 = 4.71 × √200000

240 = 135.97

𝐾𝑦 𝐿

𝑖𝑦 < 4.71

𝑓𝑦𝐸

Fcr

= [0.658

𝑓𝑦𝑓𝑒

]

fy

Fcry =

[0.658

452.06240

]

240= 192.18 MPa

Perhitungan Kapasitas Aksial

Diambil Fcr minimum: Fcr = Fcry = 192.18 MPa

Pn = Fcr x Ag = 192.18 x 8412 = 1616.62 kN

…..

(SNI 1729:2015, pers. E3-1) фPn = 0.9 x Pn = 1454.95 kN

…..

(SNI 1729:2015, ps. E1)

(22)

54

Universitas Kristen Petra

Kapasitas Lentur ….. (SNI 1729:2015, ps. F)

Cek Kelangsingan Profil yang Menahan Lentur ….. (SNI 1729:2015, tabel B4.1b)

Sayap : 𝜆 =𝑏𝑓

𝑡𝑓 =0.5 ×200

13 = 7.69

𝜆𝑝 = 0.38 × √𝑓𝑦𝐸 = 0.38 × √200000

240 = 10.97 𝜆 < 𝜆𝑝  Sayap Kompak

Badan: 𝜆 =𝑑−2×(𝑡𝑓+𝑟)

𝑡𝑤 = 400−2×(13+16)

8 = 42.75

𝜆𝑝 = 3.76 × √𝑓𝑦𝐸 = 3.76 × √200000

240 = 108.54 𝜆 < 𝜆𝑝  Badan Kompak

 Badan & Sayap Kompak

Kapasitas Momen terhadap Sumbu Kuat (Mnx) Terhadap Pelelehan ….. (SNI 1729:2015, ps. F.2.1) Mpx = fy x Zx = 240 x 1327.05 x 103 = 318.49 kN.m

Terhadap Tekuk Torsi Lateral ….. (SNI 1729:2015, ps. F.2.2) Lp = 1.76 𝑖𝑦√𝑓𝑦𝐸 ….. (SNI 1729:2015, pers. F2-5)

= 1.76 × 45.4√200000

240 = 2306.63 mm

rts = √(√𝐼𝑦 𝐶𝑤

𝑆𝑥 )= √(√1740×104× 6.52 × 1011

1190×103 ) = 53.19 …. (SNI 1729:2015, pers.

F2-7)

(23)

55

Universitas Kristen Petra

Lr = 1.95 𝑟𝑡𝑠 𝐸 0.7 𝑓𝑦 𝐽 𝑐

𝑆𝑥 ℎ𝑜+ √( 𝐽 𝑐

𝑆𝑥 ℎ𝑜)2+ 6.76(0.7 𝑓𝑦

𝐸 )2…. (SNI 1729:2015, pers. F2-6)

=1.95 × 53.19 2 ×105

0.7×240 35.68 × 104

1190× 103×(400−13) + √( 35.68 × 104

1190× 103×(400−13) )2+ 6.76(0.7 ×240

2 ×105)2

= 6866.2 mm

 Lp < Lb < Lr (Bentang Menengah) ….. (SNI 1729:2015, pers. F2-2) Cb = 1.136 (untuk memudahkan perhitungan)

Mnx = 𝐶𝑏 [𝑀𝑝 − (𝑀𝑝 − 0.7 𝐹𝑦 𝑆𝑥)(𝐿𝑏−𝐿𝑝

𝐿𝑟−𝐿𝑝)]

=1.136 [318× 106− (318× 106− 0.7 × 240 × 1190× 103)(3000−2306

6866−2306)]

= 341.32 kN.m

фMnx = 0.9 x Mnx = 307.19 kNm

Kapasitas Momen terhadap Sumbu Lemah (Mny)

Mny = Mpy = Zy x fy = 260 x 103 x 240 = 62.4 kNm….. (SNI 1729:2015, pers. F6-1)

фMny = 0.9 x Mny = 56.16 kNm

Kapasitas Geser ….. (SNI 1729:2015, ps. G)

Cek Komponen Badan ….. (SNI 1729:2015, ps. G.2.1) 𝜆 =𝑑−2×(𝑡𝑓+𝑟)

𝑡𝑤 = 400−2×(13+16)

8 = 42.75

2.24 × √𝐸

𝑓𝑦 = 2.24 × √200000

240 = 64.66

(24)

56

Universitas Kristen Petra

𝜆 𝑏𝑎𝑑𝑎𝑛 < 2.24 × √𝑓𝑦𝐸  фv = 1 & Cv = 1…. (SNI 1729:2015, pers. G2-2)

Perhitungan Kekuatan Geser ….. (SNI 1729:2015, pers. G2-1)

Aw = d x tw = 400 x 8 = 3200 mm2

Vn = 0.6 x Aw x fy x Cv = 0.6 x 3200 x 240 x 1 = 460.8 kN фVn = 1 x Vn = 460.8 kN

Beban yang Terjadi pada Struktur Pu = 0 kN

Vu = 135.8 kN Mux = 238.34 kNm Muy = 0 kNm

Interaksi Beban Pu ≤ øPn

0 kN ≤ 1454.95 kN (OK) Vu ≤ øVn

135.8 kN ≤ 460.8 kN (OK)

Mux ≤ øMnx

238.34 kNm ≤ 307.19 kNm (OK) Muy ≤ øMny

0 kNm ≤ 56.16 kNm (OK)

(25)

57

Universitas Kristen Petra

3.5.3 Perencanaan Kolom

Untuk contoh perhitungan digunakan kolom eksterior pada lantai 1 bangunan 31J12-S1. Spesifikasi profil kolom terpakai dapat dilihat pada Tabel 3.8.

Gambar 3.6. Kolom yang digunakan sebagai contoh perhitungan

Tabel 3.8. Spesifikasi Profil H 498.432.45.70

d (mm) 498 iy (mm) 111

b (mm) 432 Sx (mm3) 12000000 tw (mm) 45 Sy (mm3) 4370000 tf (mm) 70 Zx (mm3) 14458.9 ×103 r (mm) 22 Zy (mm3) 6531.84 ×103 A (mm2) 77010 Mpx (kNm) 4988,3205 Ix (mm4) 2.98×109 Mpy (kNm) 2253,4848 Iy (mm4) 9.44×108 J (mm4) 1.1 x 108

ix (mm) 197 fy (MPa) 345

b

d

(26)

58

Universitas Kristen Petra

Kapasitas Tekan (Aksial) ….. (SNI 1729:2015, ps. E)

Cek Kelangsingan Profil yang menahan aksial ….. (SNI 1729:2015, tabel B4.1)

Sayap : 𝜆 =𝑏𝑓

𝑡𝑓 =0.5 ×432

70 = 3.09

𝜆𝑟 = 0.56 × √𝑓𝑦𝐸 = 0.56 × √200000

345 = 13.48 𝜆 < 𝜆𝑟  Sayap tidak langsing

Badan: 𝜆 =𝑑−2×(𝑡𝑓+𝑟)

𝑡𝑤 = 498−2×(70+22)

45 = 11.07 𝜆𝑟 = 1.49 × √𝑓𝑦𝐸 = 1.49 × √200000

345 = 35.87 𝜆 < 𝜆𝑟  Badan tidak langsing

 Badan & Sayap tidak langsing

Kolom yang menerima beban ultimit adalah kolom C3. Mencari Ga, Gb, Kx, Ky kolom dilakukan sebagai berikut.

Mencari Kx (2 kolom H - 498.432.45.70 & 2 balok WF - 450.200.9.14) GA = 1 (jepit)

GB =

298000𝑥10^4 4000

+ 298000𝑥10^4 4000 33500𝑥10^4

6000 + 33500𝑥10^4 6000 = 13.34

Melalui diagram kc untuk portal bergoyang, diperoleh kx = 1,986431

(27)

59

Universitas Kristen Petra

Mencari Ky (2 kolom H - 498.432.45.70 & 1 balok WF - 500.200.10.16) GA = 1 (jepit)

GB =

94400𝑥10^4 4000

+ 94400𝑥10^4 4000 47800𝑥10^4

6000 = 5.92

Melalui diagram kc untuk portal bergoyang, diperoleh ky = 1,762065

Peninjauan Terhadap Sumbu Kuat (Sumbu-X)

Terhadap Kegagalan Tekuk Lentur

…..

(SNI 1729:2015, pers. E3-4) Fe1 = 𝜋

2𝐸 (𝐾 𝐿𝑖𝑥)2

=

𝜋

2 × 200000 (1.99 × 4000

197 )2

=

1213.38 MPa

Terhadap Kegagalan Tekuk Torsi&Tekuk Torsi Lentur ….. (SNI 1729:2015, pers.E4-4)

Cw = 𝐼𝑦 × ℎ𝑜

2

4 = 9.44 × 108× (498−70)2

4 = 4.32 x 1013 mm6 G = 77200 MPa

Fe2 = (𝜋(2𝐾 𝐿 𝐸 𝐶𝑤)2

+ 𝐺𝐽

) 1

𝐼𝑥+𝐼𝑦 = 2841.63 MPa

 Diambil Fe minimum: Fe = 1213.38 MPa

Menentukan Besarnya Tegangan Kritis

…..

(SNI 1729:2015, pers. E3-2)

𝐾 𝐿

𝑖𝑥 = 1.99 ×4000

197 = 40.33 < 4.71 × √𝑓𝑦𝐸 = 4.71 × √200000

345 = 113.4

(28)

60

Universitas Kristen Petra 𝐾 𝐿

𝑖𝑥 < 4.71

𝑓𝑦𝐸

Fcr

= [0.658

𝑓𝑦𝑓𝑒

]

fy

Fcrx =

[0.658

1213.38345

]

345

=

306.29 MPa

Peninjauan Terhadap Sumbu Lemah (Sumbu-Y)

Terhadap Kegagalan Tekuk Lentur

…..

(SNI 1729:2015, pers. E3-4) Fe1 = 𝜋

2𝐸 (𝐾 𝐿

𝑖𝑦)2

=

𝜋

2 × 200000 (1.76 × 4000

111 )2

=

489.57 MPa

Terhadap Kegagalan Tekuk Torsi&Tekuk Torsi Lentur ….. (SNI 1729:2015, pers.E4-4)

Fe2 = (𝜋2 𝐸 𝐶𝑤

(𝐾𝑧 𝐿)2

+ 𝐺𝐽

) 1

𝐼𝑥+𝐼𝑦 = 2928.76 MPa

 Diambil Fe minimum: Fe = 489.57 MPa

Menentukan Besarnya Tegangan Kritis

…..

(SNI 1729:2015, pers. E3-2)

𝐾 𝐿

𝑖𝑦 = 1.76 ×4000

111 = 63.5 < 4.71 × √𝑓𝑦𝐸 = 4.71 × √200000

345 = 113.4

𝐾 𝐿

𝑖𝑦 < 4.71

𝑓𝑦𝐸

Fcr

= [0.658

𝑓𝑦𝑓𝑒

]

fy

Fcry =

[0.658

489.57345

]

345

=

256.88 MPa

(29)

61

Universitas Kristen Petra

Perhitungan Kapasitas Aksial

Diambil Fcr minimum: Fcr = Fcry = 256.88 MPa

Pn = Fcr x Ag = 256.88 x 77010 / 1000 = 19781,95 kN

…..

(SNI 1729:2015, pers. E3-1)

фPn = 0.9 x Pn = 17803,76 kN

…..

(SNI 1729:2015, ps. E1)

Kapasitas Lentur ….. (SNI 1729:2015, ps. F)

Cek Kelangsingan Profil yang Menahan Lentur ….. (SNI 1729:2015, tabel B4.1b)

Sayap : 𝜆 =𝑏𝑓

𝑡𝑓 =0.5 ×432

70 = 3.09

𝜆𝑝 = 0.38 × √𝑓𝑦𝐸 = 0.38 × √200000

345 = 9.15 𝜆 < 𝜆𝑝  Sayap Kompak

Badan: 𝜆 =𝑑−2×(𝑡𝑓+𝑟)

𝑡𝑤 = 498−2×(70+22)

45 = 6.98 𝜆𝑝 = 3.76 × √𝑓𝑦𝐸 = 3.76 × √200000

345 = 90.53 𝜆 < 𝜆𝑝  Badan Kompak

 Badan & Sayap Kompak

Kapasitas Momen terhadap Sumbu Kuat (Mnx) Terhadap Pelelehan ….. (SNI 1729:2015, ps. F.2.1) Mpx = fy x Zx = 345 x 14458.9 x 103 = 4988,32 kN.m

(30)

62

Universitas Kristen Petra

Terhadap Tekuk Torsi Lateral ….. (SNI 1729:2015, ps. F.2.2) Lp = 1.76 𝑖𝑦√𝑓𝑦𝐸 ….. (SNI 1729:2015, pers. F2-5)

= 1.76 × 111√200000

345 = 4703,72 mm

rts = √(√𝐼𝑦 𝐶𝑤

𝑆𝑥 )= √(√9.44×108× 5,85 × 1013

12000×103 ) = 129.75…(SNI 1729:2015, pers. F2-7)

Lr = 1.95 𝑟𝑡𝑠 𝐸 0.7 𝑓𝑦 𝐽 𝑐

𝑆𝑥 ℎ𝑜+ √( 𝐽 𝑐

𝑆𝑥 ℎ𝑜)2+ 6.76(0.7 𝑓𝑦

𝐸 )2…. (SNI 1729:2015, pers. F2-6)

=1.95 × 129.75 2 ×105

0.7×345 1.1 × 108

12× 106×(498−70) + √( 1.1 × 108

12× 106×(498−70) )2+ 6.76(0.7 ×345

2 ×105)2

= 43414,75 mm

 Lb < Lp (Bentang Pendek) ….. (SNI 1729:2015, pers. F2-2)

Mnx = Mpx = 4988,32 kN.m фMnx = 0.9 x Mnx = 4489,49 kNm

Kapasitas Momen terhadap Sumbu Lemah (Mny)

Mny = Mpy = Zy x fy = 6532 x 103 x 345 = 2253,48 kNm…(SNI 1729:2015, pers. F6-1)

фMny = 0.9 x Mny = 2028,14 kNm

(31)

63

Universitas Kristen Petra

Kapasitas Geser ….. (SNI 1729:2015, ps. G)

Cek Komponen Badan ….. (SNI 1729:2015, ps. G.2.1) 𝜆 =𝑑−2×(𝑡𝑓+𝑟)

𝑡𝑤 = 498−2×(70+22)

45 = 6.98

2.24 × √𝐸

𝑓𝑦 = 2.24 × √200000

345 = 53.93

𝜆 𝑏𝑎𝑑𝑎𝑛 < 2.24 × √𝑓𝑦𝐸  фv = 1 & Cv = 1... (SNI 1729:2015, pers. G2-2)

Perhitungan Kekuatan Geser ….. (SNI 1729:2015, pers. G2-1) Aw = d x tw = 498 x 45 = 22410 mm2

Vn = 0.6 x Aw x fy x Cv = 0.6 x 22410 x 345 x 1 = 4638,87 kN фVn = 1 x Vn = 4638,87 kN

Beban yang Terjadi pada Struktur

Pu = 8445.48 kN Vu = 134.57 kN

Mux = 0 kNm, karena syarat overstrength AISC 341-10 section D1.4a poin 2 Muy = 0 kNm, karena syarat overstrength AISC 341-10 section D1.4a poin 2

(32)

64

Universitas Kristen Petra

Interaksi Beban Vu ≤ фVn

134.57 kN ≤ 4638,87 kN

Pu

Pc = 8445.48

17803,76 = 0.47

Karena Pu

Pc ≥ 0.2 maka Pu

Pc + 8

9

(

𝑀𝑢𝑥

Mcx

+

𝑀𝑢𝑦

Mcy

)

≤ 1

0.47 + 8

9

(

0

3123.13

+

0

1410.88

)

≤ 1 0.47 ≤ 1 (OK)

Pemeriksaan kapasitas kolom terhadap syarat strong column weak beam Kolom yang digunakan sebagai contoh perhitungan adalah kolom eksterior arah x C3 lantai 1 pada bangunan 31J12-S1 yaitu berupa profil WF 498×432×45×70.

Balok yang merangkai ialah WF 450×200×9×14 di bagian kiri dan kanan kolom.

Gaya aksial terjadir pada kolom adalah:

Kolom lantai 1 = 8445480,1 N Kolom lantai 2 = 7252262,8 N ΣM*pc = Σ Zc (fyc -

g uc

A N )

= 14458900 × (345 -

77010 8445480,1

) + 14458900 × (345 -

77010 7252262,8

)

= 3402651727+ 3626682497

= 7029334224 Nmm

(33)

65

Universitas Kristen Petra

Mpr balok = 1,1 × 1,5 × fy × Zx

= 1,1 × 1,5 × 240 × 1680170 = 665347320 Nmm

Vpr = 2 × Mpr balok / Lnetto

= 2 × 665347320 / (6000 – 2x249) = 241856,5322 N

Mv = [(Vpr1-Vkiri)+(Vpr2-Vkanan)] × s

= [(241856,5322-69080,1)+( 241856,5322-121157,5)] × 249 = 73075390,62 Nmm

ΣM*pb = Σ (Ry fy Z )+ Mv

ΣM*pb = (1,1 × 1,5 × 240 × 1680170) + (1,1 × 1,5 × 240 ×1680170) + 73075390,62

= 1403770031 Nmm

 

b p

*

*pc

M M =

1403770031 7029334224

= 5,01 > 1 (OK)

(34)

66

Universitas Kristen Petra

3.5.4 Perencanaan Balok Anak

Sebagai contoh dijelaskan mengenai perhitungan balok anak lantai-1 pada bangunan 31J12-S1. Profil yang digunakan adalah WF 294x200x8x12.

Spesifikasi profil dapat dilihat pada Tabel 3.9.

Gambar 3.7. Balok anak yang digunakan sebagai contoh perhitungan

Tabel 3.9. Spesifikasi Profil WF 294.200.8.12

d (mm) 294 iy (mm) 47.1

b (mm) 200 Sx (mm3) 771000 tw (mm) 8 Sy (mm3) 160000 tf (mm) 12 Zx (mm3) 860147 r (mm) 18 Zy (mm3) 240000 A (mm2) 7238 Mpx (kNm) 206,44 Ix (mm4) 113000000 Mpy (kNm) 57,6 Iy (mm4) 16000000 J (mm4) 276480

ix (mm) 125 fy (MPa) 240

b

d

(35)

67

Universitas Kristen Petra

Kapasitas Tekan (Aksial) ….. (SNI 1729:2015, ps. E)

Cek Kelangsingan Profil yang menahan aksial ….. (SNI 1729:2015, tabel B4.1)

Sayap : 𝜆 =𝑏𝑓

𝑡𝑓 =0.5 ×200

12 = 8.33

𝜆𝑝 = 0.56 × √𝑓𝑦𝐸 = 0.56 × √200000

240 = 16.17 𝜆 < 𝜆𝑝  Sayap Kompak

Badan: 𝜆 =𝑑−2×(𝑡𝑓+𝑟)

𝑡𝑤 = 290−2×(12+18)

8 = 29.25

𝜆𝑝 = 1.49 × √𝑓𝑦𝐸 = 1.49 × √200000

240 = 43.01 𝜆 < 𝜆𝑝  Badan Kompak

 Badan & Sayap Kompak

Peninjauan Terhadap Sumbu Kuat (Sumbu-X)

Terhadap Kegagalan Tekuk Lentur

…..

(SNI 1729:2015, pers. E3-4) Fe1 = 𝜋

2𝐸 (𝐾𝑥 𝐿

𝑖𝑥 )2

=

𝜋

2 × 200000 (1 × 6000

125 )2

=

856.74 MPa

Terhadap Kegagalan Tekuk Torsi&Tekuk Torsi Lentur ….. (SNI 1729:2015, pers.E4-4)

Cw = 𝐼𝑦 × ℎ𝑜

2

4 = 1600 × 104× (294−12)2

4 = 3.18 x 1011 mm6 G = 77200 MPa

Fe2 = (𝜋2 𝐸 𝐶𝑤

(𝐾𝑧 𝐿)2

+ 𝐺𝐽

) 1

𝐼𝑥+𝐼𝑦 = 300.67 MPa

 Diambil Fe minimum: Fe = 300.67 MPa

(36)

68

Universitas Kristen Petra

Menentukan Besarnya Tegangan Kritis

…..

(SNI 1729:2015, pers. E3-2)

𝐾𝑥 𝐿

𝑖𝑥 = 1 ×6000

125 = 48 < 4.71 × √𝑓𝑦𝐸 = 4.71 × √200000

240 = 135.97

𝐾𝑥 𝐿

𝑖𝑥 < 4.71

𝐸

𝑓𝑦

Fcr

= [0.658

𝑓𝑦𝑓𝑒

]

fy

Fcrx =

[0.658

300.67240

]

240

=

171.84 MPa

Peninjauan Terhadap Sumbu Lemah (Sumbu-Y)

Terhadap Kegagalan Tekuk Lentur

…..

(SNI 1729:2015, pers. E3-4) Fe1 = 𝜋

2𝐸 (𝐾𝑦 𝐿

𝑖𝑦 )2

=

𝜋

2 × 200000 (1 × 6000

47.1 )2

=

121.64 MPa

Menentukan Besarnya Tegangan Kritis

…..

(SNI 1729:2015, pers. E3-2)

𝐾𝑦 𝐿

𝑖𝑦 = 1 ×6000

47.1 = 127.39 < 4.71 × √𝑓𝑦𝐸 = 4.71 × √200000

240 = 135.97

𝐾𝑦 𝐿

𝑖𝑦 < 4.71

𝑓𝑦𝐸

Fcr

= [0.658

𝑓𝑦𝑓𝑒

]

fy

Fcry =

[0.658

121.64240

]

240= 105.09 MPa

Perhitungan Kapasitas Aksial

Diambil Fcr minimum: Fcr = Fcry = 105.09 MPa

Pn = Fcr x Ag = 105.09 x 7238 / 1000 = 760.64 kN

…..

(SNI 1729:2015, pers. E3-1)

фPn = 0.9 x Pn = 684.57 kN

…..

(SNI 1729:2015, ps. E1)

(37)

69

Universitas Kristen Petra

Kapasitas Lentur ….. (SNI 1729:2015, ps. F)

Cek Kelangsingan Profil yang Menahan Lentur ….. (SNI 1729:2015, tabel B4.1b)

Sayap : 𝜆 =𝑏𝑓

𝑡𝑓 =0.5 ×200

12 = 8.33

𝜆𝑝 = 0.38 × √𝑓𝑦𝐸 = 0.38 × √200000

240 = 10.97 𝜆 < 𝜆𝑝  Sayap Kompak

Badan: 𝜆 =𝑑−2×(𝑡𝑓+𝑟)

𝑡𝑤 = 294−2×(12+18)

8 = 29.25

𝜆𝑝 = 3.76 × √𝑓𝑦𝐸 = 3.76 × √200000

240 = 108.54 𝜆 < 𝜆𝑝  Badan Kompak

 Badan & Sayap Kompak

Kapasitas Momen terhadap Sumbu Kuat (Mnx) Terhadap Pelelehan ….. (SNI 1729:2015, ps. F.2.1) Mpx = fy x Zx = 240 x 860.147 x 103 = 206.44 kN.m

Terhadap Tekuk Torsi Lateral ….. (SNI 1729:2015, ps. F.2.2) Lp = 1.76 𝑖𝑦√𝑓𝑦𝐸 ….. (SNI 1729:2015, pers. F2-5)

= 1.76 × 47.1√200000

240 = 2393 mm

rts = √(√𝐼𝑦 𝐶𝑤

𝑆𝑥 )= √(√1740×104× 6.52 × 1011

1190×103 ) = 54.09 …. (SNI 1729:2015, pers.

F2-7)

(38)

70

Universitas Kristen Petra

Lr = 1.95 𝑟𝑡𝑠 𝐸 0.7 𝑓𝑦 𝐽 𝑐

𝑆𝑥 ℎ𝑜+ √( 𝐽 𝑐

𝑆𝑥 ℎ𝑜)2+ 6.76(0.7 𝑓𝑦

𝐸 )2…. (SNI 1729:2015, pers. F2-6)

=1.95 × 54.09 2 ×105

0.7×240 27.648 × 104

771× 103×(294−12) + √( 27.648 × 104

771× 103×(294−12) )2+ 6.76(0.7 ×240

2 ×105)2

= 7739.7 mm

 Lp < Lb < Lr (Bentang Menengah) ….. (SNI 1729:2015, pers. F2-2) Cb = 1.136 (untuk memudahkan perhitungan)

Mnx = 𝐶𝑏 [𝑀𝑝 − (𝑀𝑝 − 0.7 𝐹𝑦 𝑆𝑥)(𝐿𝑏−𝐿𝑝

𝐿𝑟−𝐿𝑝)]

=1.136 [206 x 106− (206 x 106− 0.7 × 240 x 771 x 103)(6000−2393

7739−2393)]

= 175.57 kN.m

фMnx = 0.9 x Mnx = 158.02 kNm

Kapasitas Momen terhadap Sumbu Lemah (Mny)

Mny = Mpy = Zy x fy = 240 x 103 x 240 = 57.6 kNm….. (SNI 1729:2015, pers. F6-1)

фMny = 0.9 x Mny = 51.84 kNm

Kapasitas Geser ….. (SNI 1729:2015, ps. G)

Cek Komponen Badan ….. (SNI 1729:2015, ps. G.2.1)

𝜆 =𝑑−2×(𝑡𝑓+𝑟)

𝑡𝑤 = 294−2×(12+18)

8 = 29.25

2.24 × √𝐸

𝑓𝑦 = 2.24 × √200000

240 = 64.66

(39)

71

Universitas Kristen Petra

𝜆 𝑏𝑎𝑑𝑎𝑛 < 2.24 × √𝑓𝑦𝐸  фv = 1 & Cv = 1... (SNI 1729:2015, pers. G2-2)

Perhitungan Kekuatan Geser ….. (SNI 1729:2015, pers. G2-1)

Aw = d x tw = 294 x 8 = 2352 mm2

Vn = 0.6 x Aw x fy x Cv = 0.6 x 2352 x 240 x 1 = 338.69 kN фVn = 1 x Vn = 338.69 kN

Beban yang Terjadi pada Struktur Pu = 0 kN

Vu = 44.67 kN Mux = 69.18 kNm Muy = 0 kNm

Interaksi Beban Pu ≤ øPn

0 kN ≤ 684.57 kN (OK) Vu ≤ øVn

44.67 kN ≤ 338.69 kN (OK) Mux ≤ øMnx

69.18 kNm ≤ 158.02 kNm (OK) Muy ≤ øMny

0 kNm ≤ 51.84 kNm (OK)

Perhitungan desain kapasitas profil untuk semua bangunan selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran 3.

(40)

72

Universitas Kristen Petra

3.6 Analisa Time History 3.6.1 Model Struktur

Berikut ditampilkan pemodelan struktur 3 dimensi pada program ETABS v15.2.2. Pemodelan struktur 31J12 dapat dilihat pada Gambar 3.8.

Gambar 3.8. Model 3D bangunan 31J12 pada Program ETABS v15.2.2

(41)

73

Universitas Kristen Petra

3.6.2 Input Program

3.6.2.1 Pendefinisian “Non-linear Hinge Properties” Balok

Data hinge properties di-input-kan pada penampang balok, yaitu di lokasi di mana sendi plastis diharapkan terjadi. Hinge properties ini dimasukkan hanya untuk M3 saja karena pada struktur balok yang menentukan adalah kegagalan lentur pada arah sumbu kuat. Hinge assignment pada balok bisa dilihat pada gambar 3.9.

Gambar 3.9. Input Hinge Properties untuk Profil Balok

Gambar

Gambar 3.1. Denah Bangunan 31J12
Gambar 3.2. Denah Bangunan 52J12 dan 52J20
Tabel 3.3. Story Drift bangunan 31J12 – S1
Gambar 3.3 Kolom SRPMK dan Kolom SRBKK SRBKK
+7

Referensi

Dokumen terkait

Hal ini dikuatkan juga dari nilai hasil observasi aktivitas siswa dalam proses pembelajaran Matematika dengan model Belajar Tuntas (Mastery Learning) yaitu 19

2) Algoritme Dijkstra dapat diimplementasikan/digunakan sebagai alternatif dalam penentuan jarak efisien suatu daerah kedaerah yang lain dalam hal ini adalah

Hasil pehitungan yang telah dilakukan pada penelitian Analisis Hubungan antara Tingkat Kemudahan Pelaksanaan dan Hambatan dalam Penerapan Kriteris Green Construction

Hasil penelitian ini menyimpulkan bahwa pengencer semen komersial AndroMed dan Tris memiliki kemampuan yang sama dalam melindungi spermatozoa domba pada proses pembekuan

Materi yang diajarkan dalam Teknologi Bangunan Tropis Pasif dalam kaitannya dengan energi adalah merancang pelindung sinar matahari, merancang lubang jendela

1. Mendeskripsikan Pelaksanaan Penerapan Metode Mind Mapping dalam Pembelajaran IPS Materi Kedudukan dan Peran Anggota Keluarga di Kelas II SD. Mendeskripsikan Hasil Belajar

Hasil pembelian CP (dalam bentuk hardcopy ) yang telah diperiksa KSEI harus diserahkan oleh Arranger atau Agen Penjualan kepada KSEI dengan menggunakan surat pengantar