4 BAB II
TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Uraian Umum
Dalam perencanaan dan desain suatu gedung perlu memperhatikan persyaratan teknis bangunan gedung yang meliputi persyaratan rencana tata bangunan dan lingkungan serta persyaratan keandalan bangunan gedung. Persyaratan tata bangunan dan lingkungan mencakup persyaratan peruntukan, intensitas, arsitektur bangunan gedung, dan pengendalian dampak lingkungan. Sedangkan persyaratan keandalan terdiri dari aspek keselamatan, kesehatan, kenyamanan dan kemudahan.
Disamping itu perlu juga memperhatikan faktor eksternal yang akan berdampak pada struktur bangunan gedung, misalnya faktor alam dan cuaca seperti angin, hujan dan gempa. Desain dan perencanaan struktur bangunan gedung harus memiliki kekuatan yang menghasilkan kekakuan maksimum dengan ketahanan dan keamanan dalam menahan gaya-gaya yang bekerja padanya.
2.2. Landasan Teori
Sesuai dengan Peraturan Menteri Pekerjaan Umum No.29 tahun 2006 tentang Pedoman Persyaratan Teknis Bangunan Gedung, perencanaan struktur bangunan gedung perpustakaan 5 lantai ini menggunakan Standar Nasional Indonesia yaitu:
1. N.I-2-1971 tentang Peraturan Beton Bertulang Indonesia.
2. SNI 03-1727-1989 tentang Pedoman Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan Gedung, diperbarui dengan SNI 03-1727-2013.
3. SNI 03-2847-1992 tentang Persyaratan Beton Struktural untuk Bangunan Gedung, diperbarui dengan SNI 03-2847-2002 dan SNI 03-2847-2013.
4. SNI 03-1726-2002 tentang Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung, diperbarui dengan SNI 03-1726-2012.
2.3. Ringkasan Pembebanan
Suatu struktur bangunan gedung pada saat didesain dan perencanaannya perlu dianalisa beban-beban apa saja yang akan bekerja. Jenis-jenis pembebanan yang terjadi pada struktur bangunan gedung perpustakaan ini antara lain:
TUGAS AKHIR | C.111.12.0126
2.3.1. Beban Mati (dead load)
Beban mati adalah berat semua bagian dari suatu gedung yang bersifat tetap, yaitu berat struktur gedung itu sendiri, termasuk segala unsur tambahan, mesin-mesin serta peralatan tetap yang merupakan bagian yang tak terpisahkan dari gedung itu. Besaran berat sendiri dari berbagai macam bahan material dan komponen gedung dapat dilihat pada tabel 2-1 dan tabel 2-2 (SNI 03-1727-1989).
Tabel 2-1 Berat Sendiri Bahan Bangunan
No. Material Berat Keterangan
1. Baja 7850 kg/m3
2. Batu alam 2600 kg/m3
3. Batu belah, batu bulat, batu gunung 1500 kg/m3 berat tumpuk
4. Batu karang 700 kg/m3 berat tumpuk
5. Batu pecah 1450 kg/m3
6. Besi tuang 7250 kg/m3
7. Beton 2200 kg/m3
8. Beton bertulang 2400 kg/m3
9. Kayu 1000 kg/m3 kelas I
10. Kerikil, koral 1650 kg/m3 kering udara sampai
lembab, tanpa diayak 11. Pasangan bata merah 1700 kg/m3
12. Pasangan batu belah, batu bulat, batu gunung 2200 kg/m3
13. Pasangan batu cetak 2200 kg/m3
14. Pasangan batu karang 1450 kg/m3
15. Pasir 1600 kg/m3 kering udara sampai
lembab
16. Pasir 1800 kg/m3 jenuh air
17. Pasir kerikil, koral 1850 kg/m3 kering udara sampai
lembab
18. Tanah, lempung dan lanau 1700 kg/m3 kering udara sampai
lembab 19. Tanah, lempung dan lanau 2000 kg/m3 basah
20. Timah hitam / timbel) 11400 kg/m3
Tabel 2-2 Berat Komponen Gedung
No. Material Berat Keterangan
1. Adukan, per-cm tebal :
- dari semen 21 kg/m2
- dari kapur, semen merah/tras 17 kg/m2
2. Aspal, per-cm tebal : 14 kg/m2
3. Dinding pasangan bata merah :
- satu batu 450 kg/m2
- setengah batu 250 kg/m2
4. Dinding pasangan batako :
- berlubang : tebal dinding 20 cm (HB 20) 200 kg/m2 tebal dinding 10 cm (HB 10) 120 kg/m2 - tanpa lubang : tebal dinding 15 cm 300 kg/m2 tebal dinding 10 cm 200 kg/m2
TUGAS AKHIR | C.111.12.0126 5. Langit-langit & dinding, terdiri : termasuk rusuk-rusuk,
tanpa pengantung atau pengaku
- semen asbes (eternit),
tebal maks. 4 mm 11 kg/m2
- kaca, tebal 3-5 mm 10 kg/m2
6. Lantai kayu sederhana dengan balok kayu 40 kg/m2
tanpa langit-langit, bentang maks. 5 m, beban hidup maks. 200 kg/m2
7. Penggantung langit-langit (kayu) 7 kg/m2 bentang maks. 5 m, jarak s.k.s. min. 0.80 m 8. Penutup atap genteng 50 kg/m2 dengan reng dan usuk / kaso per m2 bidang atap 9. Penutup atap sirap 40 kg/m2 dengan reng dan usuk / kaso per m2 bidang atap 10. Penutup atap seng gelombang (BJLS-25) 10 kg/m2 tanpa usuk
11. Penutup lantai ubin, /cm tebal 24 kg/m2
ubin semen portland, teraso dan beton, tanpa adukan
12. Semen asbes gelombang (5 mm) 11 kg/m2
2.3.2. Beban Hidup (live load)
Beban hidup adalah semua beban yang terjadi akibat penghunian atau penggunaan suatu gedung, dan ke dalamnya termasuk beban-beban pada lantai yang berasal dari barang-barang yang dapat berpindah, mesin-mesin serta peralatan yang tidak merupakan bagian yang tak terpisahkan dari gedung dan dapat diganti selama masa hidup dari gedung itu, sehingga mengakibatkan perubahan dalam pembebanan lantai dan atapnya. Khusus pada atap dapat termasuk beban yang berasal dari air hujan, baik akibat genangan maupun akibat tekanan jatuh (energi kinetik) butiran air. Beban hidup tidak termasuk beban angin, beban gempa dan beban khusus. Nilai besaran beban hidup pada lantai dan atap gedung dapat dilihat pada tabel 2-3 dan tabel 2-4 (SNI 03-1727-1989).
Tabel 2-3 Beban Hidup Pada Lantai Gedung
No. Material Berat Keterangan
1. Lantai dan tangga rumah tinggal 200 kg/m2 kecuali yang disebut no.2
2.
- Lantai & tangga rumah tinggal sederhana
- Gudang-gudang selain untuk toko, pabrik, bengkel
125 kg/m2
3.
- Sekolah, ruang kuliah
250 kg/m2 - Kantor - Toko, toserba - Restoran - Hotel, asrama - Rumah Sakit 4. Ruang olahraga 400 kg/m2
TUGAS AKHIR | C.111.12.0126
5. Ruang dansa 500 kg/m2
6. Lantai dan balkon dalam dari ruang pertemuan 400 kg/m2
masjid, gereja, ruang pagelaran/rapat, bioskop dengan tempat duduk tetap
7. Panggung penonton 500 kg/m2 tempat duduk tidak tetap
/ penonton yang berdiri 8. Tangga, bordes tangga dan gang 300 kg/m2 no.3
9. Tangga, bordes tangga dan gang 500 kg/m2 no. 4, 5, 6, 7
10. Ruang pelengkap 250 kg/m2 no. 3, 4, 5, 6, 7
11.
- Pabrik, bengkel, gudang
400 kg/m2 minimum - Perpustakaan, r.arsip, toko buku
- Ruang alat dan mesin 12.
Gedung parkir bertingkat :
- Lantai bawah 800 kg/m2
- Lantai tingkat lainnya 400 kg/m2
13. Balkon menjorok bebas keluar 300 kg/m2 minimum
Tabel 2-4 Beban Hidup Pada Atap Gedung
No. Material Berat Keterangan
1.
Atap / bagiannya dapat dicapai orang, termasuk
kanopi 100 kg/m
2 atap dak
2.
Atap / bagiannya tidak dapat
dicapai orang (diambil min.) :
- beban hujan (40-0,8.) kg/m2 = sudut atap, min. 20 kg/m2, tak perlu ditinjau
bila > 50o
- beban terpusat 100 kg
3. Balok/gording tepi kantilever 200 kg
2.3.3. Beban Angin (wind load)
Beban angin ialah semua beban yang bekerja pada gedung atau bagian gedung yang disebabkan oleh selisih dalam tekanan udara.
Tekanan tiup :
1. Tekanan tiup minimum 25 kg/m2
2. Tekanan tiup minimum 40 kg/m2 (di laut dan tepi laut sampai 5 km dari pantai).
3. Jika kecepatan angin bisa menimbulkan tekanan yang lebih besar :
2 16
V
TUGAS AKHIR | C.111.12.0126
Tabel 2-5 Koefisien Angin
No. Jenis Gedung / Struktur Posisi Tinjauan Koefisien
1. Gedung tertutup :
a. Dinding vertikal - di pihak angin - di belakang angin - sejajar arah angin
+ 0,9 - 0,4 - 0,4 b. Atap segitiga - di pihak angin < 650)
- di pihak angin650 < <900)
- di belakang angin (semua sudut)
( 0,02. - 0,4) + 0,9 - 0,4 c. Atap segitiga majemuk - bidang atap di pihak angin < 650 )
- bidang atap di pihak angin 650<<900)
- bidang atap di belakang angin (semua sudut)
- bidang atap vertikal di belakang angin (semua sudut) ( 0,02. - 0,4) + 0,9 - 0,4 + 0,4 2. Gedung terbuka sebelah Sama dengan No.1, dengan tambahan :
- bid. dinding dalam di pihak angin - bid. dinding dalam di belakang angin
+ 0,6 - 0,3
Keterangan : ⍺ = sudut atap, + = tekan, - = hisap
Tabel 2-6 Koefisien Reduksi Beban Hidup
Penggunaan gedung Koefisien
Perencanaan portal Peninjauan gempa PERUMAHAN/PENGHUNIAN : 0,75 0,30 - Rumah tinggal - Asrama - Hotel - Rumah sakit PENDIDIKAN : 0,90 0,50 - Sekolah - Ruang kuliah KANTOR : 0,60 0,30 - Kantor - Bank PERDAGANGAN : 0,80 0,80 - Toko - Toserba - Pasar PENYIMPANAN : 0,80 0,80 - Gudang - Perpustakaan - Ruang arsip INDUSTRI : 1,00 0,90 - Pabrik - Bengkel TEMPAT KENDARAAN : 0,90 0,50 - Garasi - Gedung parkir
TUGAS AKHIR | C.111.12.0126
GANG & TANGGA :
- Perumahan/penghunian 0,75 0,30
- Pendidikan, kantor 0,75 0,50
- Pertemuan umum, perdagangan,
Penyimpanan, industri, tempat kendaraan 0,90 0,50 Tabel 2-7 Koefisien Reduksi Beban Hidup Kumulatif
Jumlah lantai yang dipikul Koefisien reduksi
1 1,0 2 1,0 3 0,9 4 0,8 5 0,7 6 0,6 7 0,5 8 < 0,4
2.3.4. Beban Gempa (earthquake load)
Beban gempa ialah semua beban statis ekuivalen yang bekerja pada gedung atau bagian gedung yang menirukan pengaruh dari gerakan tanah akibat gempa itu. Dalam hal pengaruh gempa pada struktur gedung ditentukan berdasarkan suatu analisa dinamik, maka yang diartikan dengan beban gempa di sini adalah gaya-gaya di dalam struktur tersebut yang terjadi oleh gerakan tanah akibat gempa yang terjadi.
2.4. Kombinasi Pembebanan
Struktur dan komponen struktur harus didesain agar mempunyai kekuatan di semua penampang paling sedikit sama dengan kekuatan perlu yang dihitung untuk beban dan gaya terfaktor dalam kombinasi yang sesuai dalam Standar Nasional Indonesia (SNI).
Desain struktur dan komponen struktur menggunakan kombinasi faktor beban dan faktor reduksi kekuatan yang diizinkan. Kekuatan perlu (U) harus paling tidak sama dengan pengaruh beban terfaktor dalam persamaan berikut ini : U = 1,4 D U = 1,2 D + 1,6 L + 0,5 (A atau R) U = 1,2 D + 1 L + 1 W + 0,5 (A atau R) U = 1,2 D + 1 L + 1 E U = 0,9 D + 1 E ; (D = beban mati) (L = beban hidup) (A = beban atap) (W = beban angin) (R = beban hujan) (E = beban gempa)
TUGAS AKHIR | C.111.12.0126
2.5. Perencanaan Struktur
Struktur bangunan gedung direncanakan dengan menggunakan bahan material beton bertulang K300 pada atap dak beton, plat lantai, balok, kolom, tangga, dinding dan pondasi.
Sedangkan baja tulangannya menggunakan jenis baja BjTD 40 untuk tulangan utama, dan baja BjTP 24 untuk tulangan gesernya. Modulus elastisitas baja sebesar 200.000 MPa.
2.5.1. Atap dak beton
Pembebanan yang dihitung dalam perencanaan atap yaitu beban mati dan beban hidup. Beban mati terdiri dari berat sendiri plat atap, berat plafond, dan berat lapisan kedap air. Sedangkan untuk beban hidupnya adalah beban terpusat pekerja minimum 100 kg/m2, beban “solar cell” (10 kg/m2 ), beban air hujan (beban air hujan dipakai bila kemiringan atap < 50° , apabila lebih dari 50° beban air hujan tidak diperhitungkan) dan beban angin diambil minimal 40 kg/m2
(radius hingga 5 km dari tepi pantai). 2.5.2. Lantai
Perencanaan plat lantai dengan menggunakan sistem penulangan 2 arah (two way slab), yang dihitung antara lain :
A. Beban Mati
Beban gravitasi termasuk beban mati yang terdiri dari berat sendiri plat lantai, berat balok, berat kolom, beban dinding yang bekerja diatas balok portal. Beban mati diperhitungkan dengan faktor reduksi 1,2. B. Beban Hidup
Besarnya beban hidup tergantung dari fungsi bangunan tersebut (lihat tabel 2-3), diperhitungkan dengan faktor 1,6.
C. Beban Gempa
Mencakup semua beban statis ekuivalen yang bekerja pada gedung atau bagian gedung yang menirukan pengaruh dari gerakan tanah akibat gempa tersebut.
2.5.3. Tangga
Struktur tangga direncanakan pada bagian dalam gedung yang berfungsi sebagai akses untuk menghubungkan antar lantai.
TUGAS AKHIR | C.111.12.0126
2.5.4. Balok
Struktur balok direncanakan untuk menahan beban yang bekerja berupa momen dan gaya geser, untuk menahan momen pada balok dipasang tulangan longitudinal dan untuk menahan gaya geser dipasang tulangan geser (begel/sengkang).
2.5.5. Kolom
Untuk mencegah terjadinya deformasi yang tinggi, maka kolom direncanakan dengan penampang bujur sangkar sehingga memudahkan untuk proses perhitungan dan lebih stabil.
2.5.6. Pondasi Tiang Pancang
Struktur pondasi yang digunakan akan dianalisa terhadap gaya aksial, gaya geser, dan terhadap momen lentur. Pada perencanaan akan digunakan pondasi tiang pancang dengan kapasitas daya dukung berdasarkan tahanan ujung (end
bearing), dan gesekan tiang dengan tanah (friction). Pemilihan jenis pondasi
dapat ditinjau berdasarkan:
1. Kondisi dan karakteristik tanah. 2. Beban yang diterima pondasi. 3. Biaya pelaksanaan.
