MODIFIKASI PERENCANAAN GEDUNG SEKOLAH TERANG BANGSA SEMARANG MENGGUNAKAN STRUKTUR KOMPOSIT BAJA BETON

(1)

MODIFIKASI PERENCANAAN GEDUNG SEKOLAH TERANG BANGSA SEMARANG MENGGUNAKAN

STRUKTUR KOMPOSIT BAJA BETON

Oleh : Insan Wiseso 3105 100 097 Dosen Pembimbing : Ir. R. Soewardojo, MSc Ir. Isdarmanu, MSc

SEMINAR TUGAS AKHIR

JURUSAN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

(2)

(3)

LATAR BELAKANG

• Modifikasi desain menggunakan baja beton komposit

dimana kolom menggunakan profil kingcross dibungkus beton dan balok menggunakan profil WF dengan lantai dari beton menggantikan struktur awal yang

menggunakan beton bertulang

• Keistimewaan yang nyata dalam sistem komposit adalah

pengurangan berat baja, penampang balok baja yang digunakan lebih kecil, kekakuan lantai meningkat,

kapasitas menahan beban lebih besar, Menghasilkan

panjang bentang lebih besar (

Charles G. Salmon,1991

).

• Selain itu, dari beberapa penelitian, struktur komposit

mampu memberikan kinerja struktur yang baik dan lebih efektif dalam meningkatkan kapasitas

pembebanan, kekakuan dan keunggulan ekonomis (

(4)

PERMASALAHAN

• Bagaimana merencanakan struktur sekunder yang

meliputi pelat lantai, balok anak, tangga dan lift ?

• Bagaimana merencanakan struktur utama yang meliputi

balok dan kolom.

• Bagaimana pemodelan dan menganalisa struktur dengan

menggunakan program bantu

ETABS 9.2

?

• Bagaimana merencanakan pondasi yang sesuai dengan

besarnya beban yang dipikul ?

• Bagaimana menuangkan hasil perencanaan dan

(5)

TUJUAN

• Merencanakan struktur sekunder yang meliputi

pelat lantai, balok anak, tangga dan lift.

• Merencanakan struktur utama yang meliputi

balok dan kolom.

• Memodelkan dan menganalisa struktur dengan

menggunakan program bantu

ETABS 9.2

.

• Merencanakan pondasi yang sesuai dengan

besarnya beban yang dipikul.

• Menuangkan hasil modifikasi perencanaan dan

perhitungan dalam bentuk gambar teknik.

(6)

BATASAN MASALAH

• Perencanaan struktur utama, meliputi balok induk dan

kolom dan struktur sekunder, meliputi pelat lantai, balok anak, tangga dan lift.

• Perhitungan sambungan meliputi balok-kolom serta

kolom-kolom.

• Struktur direncanakan terletak di zona 2 SNI-2002.

• Perhitungan struktur pondasi hanya pada kolom dengan

beban terbesar.

• Tidak meninjau dari segi metode pelaksanaan, analisa

biaya, arsitektural, dan manajemen konstruksi.

• Permodelan dan analisa struktur dilakukan dengan

(7)

(8)

Sistematika

Komposit

Sistem Distribusi Tegangan Sistem Komposit

(9)

AKSI KOMPOSIT

(10)

Pada

dasarnya

aksi

komposit

pada

balok

komposit

dapat

tercapai

atau

tidaknya

tergantung

dari

penghubung

gesernya. Biasanya

penghubung

geser

diletakkan

disayap

atas

profil

baja. Hal ini

bertujuan

untuk

mengurangi

terjadinya

slip

pada

pelat

beton

dengan

balok

baja

(Qing

(11)

Gelincir horizontal yang terjadi karena bagian

bawah slab dalam tarik dan bagian atas balok

dalam tekan juga terlihat.

(12)

(13)

DIAGRAM ALIR

Mulai

Pengumpulan Data

Studi Literatur

Preliminary Desain dan Pembebanan Perencanaan Struktur Sekunder

Pemodelan dan Analisa Struktur

Kontrol Desain

Penggambaran Hasil Perencanaan

Selesai

Perencanaan Pondasi

Ok Not Ok

(14)

DATA UMUM BANGUNAN

• Nama Gedung : Terang Bangsa

• Lokasi : Semarang

• Fungsi : Gedung Persekolahan

• Struktur Utama : Komposit Baja-Beton

• Jumlah Lantai : 10 lantai

• Panjang Bangunan : 48 m

• Lebar Bangunan : 48 m

• Tinggi Bangunan : 40 m

(15)

DATA BAHAN

Mutu bahan yang akan digunakan sebagai berikut :

- Beton : f’c = 25 Mpa

- Baja :

Kolom (BJ-41) : fy = 250 Mpa ; fu = 41 Mpa Balok (BJ-41) : fy = 250 Mpa ; fu = 41 Mpa

(16)

(17)

(18)

4000 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4000,0 4000 6000 8000 6000 8000 6000 8000 6000 POT. MELINTANG

(19)

4000 4000,0 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4000 8000 8000 8000 8000 8000 8000 POT. MEMANJANG

(20)

SMA TEA CHER & M E E TI N G RO OM (2 0 x 6 m ) SM A C LASS RO O M 4 (8 x 6 m ) SM A C LASS RO O M 3 (8 x 6 m ) SM A CL AS SR OO M 1 (8 x 6 m ) GIR L (4 x 6 m) BOY (4 x 6 m ) SM A AD MI N ISTRA T IO N OFFI C E (8 x 6 m ) SM A CL ASS RO O M 2 (8 x 6 m ) 8 0 0 0 8 0 0 0 8 0 0 0 8 0 0 0 8 0 0 0 8 0 0 0 4 8 0 0 0 6 0 0 0 8 0 0 0 6 0 0 0 HA LL (8 x 8 m ) ± 0.00 M U LTIFU NC TI ON H A L L +0.00 SM P TEACHER & M E E TI N G RO OM (2 0 x 6 m ) SM P C LA SSR O O M 4 (8 x 6 m ) SM P C LA SSR O O M 3 (8 x 6 m ) SMP C LAS SR OO M 1 (8 x 6 m ) GIR L (4 x 6 m) BOY (4 x 6 m ) SM P CL AS SR OO M 2 (8 x 6 m ) 6 0 0 0 8 0 0 0 6 0 0 0 M U LT IFUN CTIO N H A L L +0. 00 SMP AD MI NI ST RA TI O N OF FI C E (8 x 6 m ) A 6 0 0 0 6 0 0 0 ± 4. 00 7 8 9 10 11 14 13 1516 1718 1920 2122 12 MU LT I-FU N C TI O N RO O M (4 x 8 m ) ± 4. 00 7 89 1011 14 13 15 16 17 18 19 20 21 22 12 LA B O RA T O R IU M (8 x 8 m ) LA B O RA TO RI U M (8 x 8 m ) ME D IA RO OM (8 x 10 m ) B 8 0 0 0 ± 4 .0 0 7 8 9 10 11 14 13 1516 1718 1920 2122 12 ± 4 .0 0 7 89 1011 14 13 15 16 17 18 19 20 21 22 12

(21)

SMA CL ASSR O O M 9 (8 x 6 m) SM A CL AS SRO O M 8 (8 x 6 m ) SM A CL ASSR O O M 6 (8 x 6 m ) GI R L (4 x 6 m ) BO Y (4 x 6 m ) SM A CL AS SRO O M 5 (8 x 6 m ) SMA C LAS SRO O M 7 (8 x 6 m ) 8 0 0 0 8 0 0 0 8 0 0 0 8 0 0 0 8 0 0 0 8 0 0 0 4 8 0 0 0 6 0 0 0 8 0 0 0 6 0 0 0 10 00 vo id vo id ± 4.0 0 7 8 9 10 11 14 13 15 16 1718 19 2021 22 12 500 SMP CL ASSR O O M 6 (8 x 6 m ) GI R L (4 x 6 m ) BOY (4 x 6 m ) SM P CL AS SRO O M 5 (8 x 6 m ) SM P C LAS SRO O M 12 (8 x 6 m ) MU LT I-FU N C T IO N R OOM (4 x 8 m ) 6 0 0 0 8 0 0 0 6 0 0 0 M U L T IF U N C TION HALL +0 .0 0 ± 4.0 0 7 89 10 11 1413 15 16 17 18 19 20 21 22 12 500 SMA C LAS SRO O M 11 (8 x 6 m ) SMA C LASSR O O M 12 (8 x 6 m) SM P CL ASSR O O M 7 (8 x 6 m ) SMP CL AS SRO O M 8 (8 x 6 m ) SMP CL AS SR OO M 9 (8 x 6 m) SM P CL AS SRO O M 11 (8 x 6 m) A ± 4. 00 7 8 9 10 11 14 13 15 16 1718 19 2021 22 12 ± 4. 00 78 9 10 11 14 13 15 16 17 18 19 20 21 22 12 SMA CL A SSR OO M 12 (8 x 6 m) SM P CL ASSR O O M 12 (8 x 6 m) LA BO RA T O RIU M (8 x 8 m ) LA B O RA T O RI U M (8 x 8 m ) ME DIA R OOM (8 x 10 m ) B 8 0 0 0 vo id vo id DENAH LANTAI 2-10

(22)

PERENCANAAN STRUKTUR

SEKUNDER

(23)

Perencanaan Tangga Anchor Bolt 2D19 mm Data perencanaan : Tinggi Tangga = 400 cm Panjang tangga = 390 cm Panjang Bordes = 340 cm Tinggi injakan = 15 cm Lebar injakan = 30 cm Bordes (Pelat bondek) t = 9 cm

Balok Utama Tangga WF 150x100x6x9 Balok Bordes WF 150x100x6x9 Balok Penumpu Tangga WF 250x125x5x8

(24)

Perencanaan Pelat Lantai

Pada perencanaan struktur lantai direncanakan pelat lantai menggunakan bondek,

• Tebal Pelat Lantai Atap : 9 cm

• Tebal Pelat lantai 1 – 9 : 9 cm

Balok

Plat Bondex t = 0,53 mm 90 mm

(25)

Perencanaan Balok Anak T A N G G A B A B A B A B I 2 B I 1 B I 1 6 m 8 m 6 m 8 m 6 m 8 m 6 m 8 m 8 m 8 m 8 m 8 m 8 m B I 2 B I 2 B A B A B A B I 1 B I 1 B A B A B A B I 2 B I 1 B I 1 B A B A B A B I 2 B I 1 B A B A B I 1 B A B I 2 B A B A B A B I 1 B I 2 B I 1 B A B A B I 1 B A B I 2 B A B A B I 2 B A B A B A B I 1 B A B A B A B I 2 B A B I 1 B I 1 B A B I 2 B A B A B I 1 B A B I 2 B A B A B A B A B I 2 B A B I 1 B I 1 B A B I 1 B A B A B A B A B A B I 1 B I 1 B I 1 B I 1 B A B A B A B A B A B I 1 B A B I 1 T A N G G A B I 1 B A B I 1 B A B A B I 1 B I 1 B A B A B A T A N G G A B I 1 B I 1 B A B A B I 1 B A B I 1 B A B A B A B A B A B A B A B I 1 B I 1 B I 1 B A B I 1 B A B A B A B A B I 1 B A B I 1 B A B A B I 1 B A B I 1 B A B A B I 1 B A B I 1 B A B A B I 1 B A B I 1 B A B A B I 1 B A B I 1 B A B A B I 1 B A B I 1 B A T A N G G A B I 1 B A B I 1 B A B A B I 1 B I 1 B A B A B A B I 1 B I 1 B A B A B A B I 1 B I 1 B A B A B A B I 1 B I 1 B A B A B A B I 1 B A B I 1 B A B A B A B A B I 1 B I 1 B A B A B A B I 1 B I 1 B A B A B A B I 1 B A B I 1 B I 1 B A B I 1 B A B A B A B A B A B I 2 B I 2 B I 2 B I 2 B I 2 B I 2 B I 2 L IF T 4 8 m 4 8 m 2 m B I 2 B I 2 B I 2 B I 2 B I 2 B I 2 2 m 2 m 2 m

(26)

Direncanakan menggunakan profil WF 350.175.6.9 dengan data sebagai berikut : • A = 52,68 cm2 ix = 14,5 cm Zx = 689 cm3 • w = 41,4 kg/m iy = 3,88 cm Zy = 139 cm3 • Ix = 11100 cm4 Sx = 641 cm3 bf = 174 mm • Iy = 792 cm4 Sy = 91 cm3 d = 346 mm • tf = 9 mm tw = 6 mm r = 14 mm • h = d – 2(tf + r) = 346 – 2(9 + 14) = 300 mm

(27)

• Balok Penggantung lift : WF 200 x 200 x 8 x 12

• Balok Penumpu lift : WF 300 x 200 x 8 x 12

(28)

(29)

Analisa Struktur

Arah X

(30)

Simpangan Antar Lantai

Analisa ∆_m akibat gempa arah x

Lantai h_x(m)

Drift ∆_santar tingkat Drift ∆_mantar tingkat

Syarat drift ∆_m(mm) Ket (mm) (mm) 10 40 4,3 13,55 80 OK 9 36 6,8 21,42 80 OK 8 32 9,5 29,93 80 OK 7 28 12,1 38,12 80 OK 6 24 14,4 45,36 80 OK 5 20 16,4 51,66 80 OK 4 16 17,7 55,76 80 OK 3 12 18,1 57,02 80 OK 2 8 16,3 51,35 80 OK 1 4 8,5 26,78 80 OK

(31)

Simpangan Antar Lantai

Analisa ∆_m akibat gempa arah y

Lantai h_x(m)

Drift ∆_santartingkat Drift ∆_mantartingkat

Syaratdrift ∆_m(mm) Ket

(mm) (mm) 10 40 _4,5 14,18 ₈₀ _OK 9 36 _7,1 22,37 ₈₀ _OK 8 32 _9,9 31,19 ₈₀ _OK 7 28 _12,8 40,32 ₈₀ _OK 6 24 _15,2 47,88 ₈₀ _OK 5 20 _17,2 54,18 ₈₀ _OK 4 16 _18,7 58,91 ₈₀ _OK 3 ₁₂ _19,1 60,17 ₈₀ _OK 2 ₈ _16,9 53,24 ₈₀ _OK 1 ₄ _8,7 27,41 ₈₀ _OK

(32)

PERENCANAAN STRUKTUR

UTAMA

(33)

Perencanaan Balok Induk

• Balok Induk Eksterior : WF 500x200x9x14

• Balok Induk Interior : WF 600x200x12x20

Contoh perhitungan pada balok induk interior :

• A = 152,5 cm2 ix = 24,3 cm r = 22 mm • W = 120 kg/m tw = 12 mm Zx = 3317 cm3 • d = 606 mm tf = 20 mm Zy = 424 cm3 • b = 201 mm Ix = 90400 cm4 Sx = 2980 cm3 • iy = 4,22 cm Iy = 2720 cm4 Sy = 271 cm3 • h = 517mm • Panjang Balok = 8 m

(34)

• Kondisi Balok Utama Sebelum Komposit

Dari hasil output ETABS v9.2.0 untuk batang B-60, didapatkan : Mmax (-) = 2122387,4 Kgcm

Vu (-) = 11558,45Kg L = 800 cm

• Kontrol Kekuatan Penampang (Local Buckling) Pelat Sayap : bf/2tf < λp ...OK 5,025 < 10,75 Pelat badan : h/tw < λp...OK 43,08 <106,25

Jadi, termasuk penampang kompak, maka Mnx = Mpx

• Kontrol Lateral Buckling

Jarak Penahan Lateral Lb = 200 cm

Berdasarkan tabel untuk BJ 41 profil WF 600.200.12.20 didapatkan : Lp = 210,073 cm,

Lr = 644,200 cm

Jadi, Lb < Lp → bentang Pendek,

Untuk komponen struktur yang memenuhi Lb < Lp, kuat nominal komponen struktur adalah : Mn = Mp = Zx.fy = 3317 . 2500 = 8292500 kgcm • Persyaratan : Mu ≤ φMn 2122387,4 Kgcm < 7463250 kgcm...OK

(35)

Kondisi Balok Utama Setelah Komposit

– Zona momen Positif

• Dari hasil output ETABS v9.2.0 didapatkan momen positif adalah Mmaks = 3563142 Kgcm (batang B-60).

• Menghitung kekuatan nominal penampang komposit Mn = As.fy(d/2 + ts - a/2) = 13273218,75 kgcm • Persyaratan : Mu ≤ φMn 3563142 Kgcm ≤ 0,85. 13273218,75 kgcm 3563142 Kgcm < 11282235,95 kgcm...OK

– Zona momen Negatif

• Dari hasil output ETABS v9.2.0 didapatkan momen positif adalah Mmaks = 6000140 Kgcm (batang B-60).

• Menghitung kekuatan nominal penampang komposit Mn = Tc (d1+ d2) + Pyc(d3 – d2) = 18849,56 (6,5 + 7,435) + 381250(30,3– 7,435) = 8979949,869 Kgcm • Persayaratan : Mu ≤ φMn 6000140 Kgcm ≤ 0,85 . 8979949,869 Kgcm 6000140 Kgcm ≤7632957,38 Kgcm...OK Jadi, Profil WF 600.200.12.20 dapat digunakan

(36)

Perencanaan Kolom Komposit

Kolom direncanakan dengan menggunakan profil K500.200.10.16

KC 500 x 200 x 10 x 16

sengkang Ų12-200 mm 4Ų22mm

(37)

Perencanaan Sambungan

• Sambungan

Balok

Induk

–

Kolom

• Sambungan

Kolom

–

Kolom

• Sambungan

Balok

Anak

–

Balok

Induk

(38)

K 500.200.10.16 WF 600.200.12.20 T 400.400.20.35 L 80.80.8 Baut φ 24 Baut φ 24 K 500.200.10.16 WF 600.200.12.20 T 400.400.20.35 L 80.80.8 90 606 294 500 80 80 80 80 320 320 80 80 80 80

DETAIL SAMBUNGAN B. INDUK INTERIOR DENGAN KOLOM

(39)

DETAIL SAMBUNGAN KOLOM DENGAN KOLOM A A Kolom 700 x 700 Baut φ 30 Baut φ 24 Pelat t = 16 mm Pelat t = 16 mm K 500.200.10.16

(40)

40 80 40 Balok Induk WF 500.200.9.14 Balok Anak WF 350.175.6.9 L 70.70.7 Baut φ 14 90 496

DETAIL SAMBUNGAN B. INDUK

EKSTERIOR DENGAN B. ANAK

(41)

DETAIL SAMBUNGAN BASEPLATE tul. longitudinal, Ų 22mm sengkang Ų12-200 mm POTONGAN A - A tebal las , t = 18mm baut angkur, Ų 31.75mm A

SAMBUNGAN BASEPLATE DENGAN KOLOM

A 900 700 tebal baseplate , t = 30mm 500 KC 500 x 200 x 10 x 16 900 700 500 tebal las, t =18mm tebal baseplate , t = 30mm KC 500 x 200 x 10 x 16 baut angkur, Ų 31.75mm 10 00 Kolom beton 700.700 100 100 sengkang Ų12-200 mm 4Ų22mm

(42)

PERENCANAAN PONDASI

Pondasi direncanakan memakai pondasi tiang pancang produk dari PT. WIKA Beton.

• Diameter

: 500 mm

• Tebal

: 90 mm

• Type

: A3

• Allowable axial

: 166,21 ton

• Bending Momen crack

: 14 ton m

(43)

DENAH PENULANGAN POER

D25-150 D19-150 D1 9-15 0 D 25 -150 A B B 800 1300 1300 800 800 1300 800 4200 2900 - 01.80 - 02.10 20 m - 02.10 - 01.80 - 01.70 +00.00 +00.50

tebal las, t =18mm tebal las, t =18mm

POTONGAN A - A _{POTONGAN B - B} - 00.70 +00.00 +00.50 20 m D19 - 150 D25 - 150 +00.50 +00.00 - 01.70 D25 - 150 D19 - 150

(44)

KESIMPULAN

• Dari hasil pehitungan didapatkan data-data

perencanaan sebagai berikut :

• Tebal Pelat Atap : 9 cm

• Tebal Pelat Lantai : 9 cm

• Dimensi Kolom : 70 x 70 cm

• Profil kolom : K 500.200.10.16

• Profil Balok Induk Eks. : WF 500.200.9.14

• Profil Balok Induk Int. : WF 600.200.12.20

• Profil Balok Anak : WF 350.175.6.9

• Struktur bawah bangunan menggunakan tiang

(45)

SARAN

• Perlu dilakukan studi yang lebih mendalam

untuk menghasilkan perencanaan struktur

dengan mempertimbangkan aspek teknis,

ekonomi, dan estetika. Sehingga diharapkan

perencanaan dapat dilaksanakan mendekati

kondisi sesungguhnya di lapangan dan hasil

yang diperoleh sesuai dengan tujuan

perencanaan yaitu kuat, ekonomi, dan tepat

waktu dalam pelaksanaannya.

(46)