BAB v Perencanaan Struktur

BAB V

PERENCANAAN STRUKTUR

Bab ini adalah bab yang berisi inti dari perhitungan desain ulang struktur pada tugas akhir. Penjelasan mengenai pembebanan pada struktur, perhitungan gaya gempa static ekivalen, perencanaan atap, steeldeck, balok anak, balok induk, kolom komposit, sambungan, tangga, dan pondasi.

5.1 Pembebanan Pada Struktur

Bangunan ini didesain ulang menggunakan profil baja dan pelat komposit sehingga untuk beban pelat dibagi menjadi dua yaitu beban pelat steeldeck dan beban pelat beton. Untuk pembebanan lain sama seperti pembebanan biasa. Tampak 3D gedung menggunakan software ETABS v9.6 dapat dilihat pada Gambar 5.1

1. Beban Mati

1) Pelat steeldeck : = 0,0806 KN/m2 2) Pelat beton : 0,12 m x 24 KN/m3 = 2,88 KN/m2 3) Spesi & keramik : 0,05 m x 22 KN/m3 = 1,10 KN/m2

4) Penggantung : = 0,07 KN/m2

5) Plafond : = 0,11 KN/m2

6) Mechanical : = 0,40 KN/m2

qD = 4,6406 KN/m2

2. Beban Hidup

Beban ruang kuliah ( qL ) = 250 Kg/m2 = 2,5 KN/m2 Beban ruang perpustakaan ( qL ) = 400 Kg/m2

= 4 KN/m2 3. Beban Ultimit ( qu ) qU ruang kuliah = 1.2 qD + 1.6 qL = 1.2 x 4,6406 + 1.6 x 2,50 = 9,5687 KN/m2 qU perpustakaan = 1.2 qD + 1.6 qL = 1.2 x 4,6406 + 1.6 x 4,0 = 11,9687 KN/m2

Karena analisis strukturnya menggunakan bantuan software computer ETABS v9.6 secara 3 dimensi, maka berat sendiri steeldeck dan pelat beton sudah dihitung oleh program sehingga beban mati yang diinputkan dikurangi beban tersebut. Sedangkan pada beban hidup, inputnya masih sama tidak dikurangi.

5.2 Perhitungan Gaya Gempa Statik Ekivalen

Bangunan ini direncanakan menggunakan gaya gempa statik ekivalen. Pada perencanaan ulang gedung Unit V STMIK AMIKOM Yogyakarta ini bangunan terletak pada wilayah gempa 3 pada tanah sedang dan direncanakan menggunakan daktilitas penuh.

5.2.1 Berat Total Bangunan

Sebelum menghitung gaya horizontal akibat gempa, maka terlebih dahulu dihitung berat total bangunan. Berat total bangunan adalah akumulasi seluruh beban mati seperti berat pelat, balok, kolom, dinding dan lain – lain dan dijumlahkan dengan beban hidup. Pada perencanaan ini berat sendiri strukur dihitung langsung dari program ETABS v9.6 dan pada beban hidup terdapat reduksi sebesar 30% seperti yang tercantum pada Peraturan Pembebanan Indonesia 1987.

Berat sendiri struktur dari program ETABS v9.6 ditampilkan pada tabel di bawah ini:

Tabel 5.1 Data berat sendiri per lantai dari program ETABS v9.6 Nama Lantai Berat sendiri struktur (KN)

Lantai 1 10710,5

Lantai 2 9673,26

Lantai 3 9673,26

Lantai 4 9514,5

Lantai 5 2515,92

5.2.2 Perhitungan Gaya Geser Dasar Akibat Gempa

Setelah mendapatkan berat total bangunan dan berat per lantai maka kita bias mendapatkan gaya geser dasar akibat gempa yang nantinya akan menjadi beban gempa pada tiap lantai.

1. Menentukan Waktu Getar Struktur Tinggi total lantai = 5 + 4 + 4 + 4 + 4 = 21 m

Karena gedung UNIT V STMIK AMIKOM Yogyakarta ini aka di desain ulang menggunakan struktur baja, maka rumus yang digunakan adalah :

Tawal = 0,08 . (H3/4) = 0,08 . (213/4) = 0,785 detik

Sedangkan T yang didapat dari ETABS (setelah iterasi) adalah = 1,534 detik Kontro l pembatasan waktu getar alami fundamental

T1 < ζ n

Berdasarkan perhitungan didapatkan :

0,785 detik < 0,18. 5 lantai = 0,9 detik, maka Aman.

2. Menentukan Nilai Faktor Respons Spektrum Gempa (C)

Berdasarkan Tabel 5, Pasal 4.7.2, SNI 03-1726-2002, didapat nilai percepatan puncak muka tanah, Ao = 0,23 g.

Waktu getar alami sudut, Tc = 0,6 detik (Tabel 6, Pasal 4.7.2, SNI 03-1726-2002) Berdasarkan persamaan (16) SNI 03-1726-2002, didapat percepatan respons maksimum,

Am = 2,5 Ao = 2,5 x 0,23 = 0,55g

Ar = Am x Tc = 0,55 x 0,6 = 0,33

Karena T = 0,785 det > Tc = 0,6 detik, maka:

T ≤ Tc maka C = Am. T > Tc , maka T A C = r .

Maka, faktor respon gempa,

534 , 1 33 , 0 = C = 0,215

Bangunan gedung berfungsi untuk Perpustakaan dan Ruang Kuliah mempunyai nilai I = 1

3. Menentukan Faktor Reduksi Gempa (R)

Berdasarkan tabel, faktor daktilitas untuk gedung dengan daktilitas penuh mempunyai nilai μ = 5.3

Faktor reduksi gempa

R = 1.6 μ = 1.6 x 5.3 = 8.5

4. Menghitung Gaya Geser Nominal (V) Gaya geser nominal

V = 𝐶.𝐼 𝑅 . 𝑊𝑡 = 0,215.1 8,5 . 42087,4 = 1064,56 KN Dengan Fi = WiHi ×V ΣWi.Hi .

5. Gaya-Gaya Gempa Yang Terjadi Di Pusat Massa

Tabel 5.2 Gaya-gaya gempa pada tiap lantai

Tingkat Hi Wi Wi.Hi Fi 100% 30% Beban hidup Fi setelah reduksi 5 21 2515,92 52834,4 116,95 116,95 15,36 101,59 4 17 9514,5 161746 358,02 358,02 15,36 342,66 3 13 9673,26 125752 278,35 278,35 15,36 262,99 2 9 9673,26 87059,4 192,70 192,70 15,36 177,34 1 5 10710,5 53552,4 118,53 118,53 24,58 93,95 Σ 42087,4 480945

5.3 Perencanaan Atap

Pada perencanaan ulang gedung Unit V STMIK AMIKOM Yogyakarta ini atap direncanakan ulang menggunakan profil baja. Jarak antar kuda-kuda sejauh 3,75 meter dan bentang kuda-kuda adalah 27 meter

Gambar 5.2 Struktur rangka atap

5.3.1 Perencanaan Gording

Gording direncanakan menggunakan profil light lip channel, yang mempunyai tegangan leleh (fy) 250 MPa dan modulus elastisitas (E) 200000 MPa. Jarak antar gording = 2,62 m

Jarak antar kuda kuda = 3,75 m Sudut kemiringan atap = 30,65 ̊ Berat penutup atap genteng = 0,5 KN/m2 Tekanan tiup angin = 0,25 KN/m2

Direncanakan menggunakan profil light lip channel 150x75 Ix = 5730000 mm4

Iy = 919000 mm4 Zx = 76400 mm3 Zy = 17200 mm4

5.3.1.1 Beban-Beban Yang Bekerja Pada Gording 1. Beban Mati

Berat atap = 2,62 . 0,5 KN/m = 1,31 KN/m Berat gording (10% berat atap) = 0,131 KN/m

= 1,441 KN/m 2. Beban Hidup

Di tengah-tengah gording (P) = 1 KN 3. Beban Angin

Koefisien angin tekan = 0,02 α – 0,4 = 0,02 (30,65 ̊) - 0,4 = 0,213

Koefisien angin hisap = -0,4

ω tekan = 0,213 . (0,25) 2,62 = 0,1394 KN/m ω hisap = 0,4 . (0,25) 2,62 = 0,262 KN/m

5.3.1.2 Mencari Momen-Momen Pada Gording

Pada arah sumbu lemah dipasang trekstang pada tengah bentang sehingga Ly = ½ jarak antar kuda-kuda = 1,875 m

1. Akibat Beban Mati q = 1,441 KN/m qx = q . cos(30,65) = 1,441 . cos 30,65 = 1,239 KN/m qy = q . sin(30,65) = 1,441 . sin 30,65 = 0,735 KN/m Mx = 1/8 . 1,239. (3,75)2 = 2,178 KN.m My = 1/8 . 0,735. (1,875)2 = 0,323 KN.m

2. Akibat Beban Hidup P = 1 KN Px = 1.cos 30,65 = 0,86 KN Py = 1.sin 30,65 = 0,5098 KN Mx = ¼ Px Lx = ¼ (1.cos 30,65).3,75 = 0,806 KN.m My = ¼ Py Lx = ¼ (1.sin 30,65).1,875 = 0,239 KN.m

3. Akibat Beban Angin

Karena beban angin bekerja tegak lurus sumbu x sehingga hanya ada Mx. Angin tekan Mx = 1/8 ω tekan . L2 = 1/8 . 0,1394. 3,752 = 0,245 KN.m Angin hisap Mx = 1/8 ω hisap . L2

= 1/8 . 0,262 . 3,752 = 0,46 KN.m

5.3.1.3 Kombinasi Beban Dan Momen

Kombinasi yang dicari meliputi kombinasi beban merata, beban terpusat, dan momen.

1. Kombinasi Beban Merata

Tabel 5.3 Kombinasi beban merata arah x

1 1,4D = 1,4 . 1,239 = 1,7346 KN/m 2 1,2D + 0,5L = 1,2. 1,239+ 0,5 . 0 = 1,4868 KN/m 3 1,2D + 1,6L = 1,2. 1,239+ 1,6 . 0 = 1,4868 KN/m 1,2D + 1,6L + 0,8W = 1,2. 1,239 + 1,6 . 0 + 0,8 . 0,262 = 1,6964 KN/m 4 1,2D + 1,3W + 0,5L = 1,2 . 1,239 + 1,3 . 0,262 + 0,5 . 0 = 1,8274 KN/m dipakai 5 0,9D + 1,3W = 0,9. 1,239 + 1,3 . 0,262 = 1,4557 KN/m 0,9D - 1,3W = 0,9. 1,239 - 1,3 . 0,262 = 0,7745 KN/m

Tabel 5.4 Kombinasi beban merata arah y

1 1,4D = 1,4 . 0,735 = 1,029 KN.m dipakai 2 1,2D + 0,5L = 1,2. 0,735 + 0,5 . 0 = 0,882 KN/m 3 1,2D + 1,6L = 1,2. 0,735+ 1,6 . 0 = 0,882 KN/m 1,2D + 1,6L + 0,8W = 1,2. 0,735 + 1,6 . 0 + 0,8 . 0 = 0,882 KN/m 4 1,2D + 1,3W + 0,5L = 1,2 . 0,735+ 1,3 . 0 + 0,5 . 0 = 0,882 KN/m 5 0,9D + 1,3W = 0,9. 0,735 + 1,3 . 0 = 0,6615 KN/m 0,9D - 1,3W = 0,9. 0,735 – 1,3 . 0 = 0,6615 KN/m

Jadi dipakai nilai hasil kombinasi beban merata yang terbesar, yaitu : qux = 1,8274 KN/m = 1827,4 N/mm

2. Kombinasi Beban Terpusat

Tabel 5.5 Kombinasi beban terpusat arah x

1 1,4D = 1,4 . 0 = 0 KN 2 1,2D + 0,5L = 1,2. 0 + 0,5 . 0,86 = 0,43 KN 3 1,2D + 1,6L = 1,2. 0 + 1,6 . 0,86 = 1,376 KN dipakai 1,2D + 1,6L + 0,8W = 1,2. 0+ 1,6 . 0,86 + 0,8 . 0 = 1,376 KN 4 1,2D + 1,3W + 0,5L = 1,2 . 0+ 1,3 . 0 + 0,5 . 0,86 = 0,43 KN 5 0,9D + 1,3W = 0,9. 0 + 1,3 . 0 = 0 KN 0,9D - 1,3W = 0,9. 0 - 1,3 . 0 = 0 KN

Tabel 5.6 Kombinasi beban terpusat arah y

1 1,4D = 1,4 . 0 = 0 KN 2 1,2D + 0,5L = 1,2. 0 + 0,5 . 0,5098 = 0,2549 KN 3 1,2D + 1,6L = 1,2. 0 + 1,6 . 0,5098 = 0,8157 KN dipakai 1,2D + 1,6L + 0,8W = 1,2. 0 + 1,6 . 0,5098 + 0 = 0,8157 KN 4 1,2D + 1,3W + 0,5L = 1,2 . 0 + 0 + 0,5 . 0,5098 = 0,2549 KN 5 0,9D + 1,3W = 0,9. 0 + 0 = 0 KN 0,9D - 1,3W = 0,9. 0 - 0 = 0 KN

Jadi dipakai nilai hasil kombinasi beban terpusat yang terbesar, yaitu : pux = 1,376 KN = 1376 N

3. Kombinasi Momen

Tabel 5.7 Kombinasi momen arah x

1 1,4D = 1,4 . 1,394 = 1,952 KN.m 2 1,2D + 0,5L = 1,2. 1,394 + 0,5 . 0,645 = 1,995 KN.m 3 1,2D + 1,6L = 1,2. 1,394 + 1,6 . 0,645 = 2,705 KN.m 1,2D + 1,6L + 0,8W = 1,2. 1,394 + 1,6 . 0,645 + 0,8 . 0,295 = 2,941 KN.m dipakai 4 1,2D + 1,3W + 0,5L = 1,2 . 1,394 + 1,3 . 0,295 + 0,5 . 0,645 = 2,378 KN.m 5 0,9D + 1,3W = 0,9. 1,394 + 1,3 . 0,295 = 1,638 KN.m 0,9D - 1,3W = 0,9. 1,394 - 1,3 . 0,295 = 0,871 KN.m

Tabel 5.8 Kombinasi momen arah y

1 1,4D = 1,4 . 0,488 = 0,683 KN.m 2 1,2D + 0,5L = 1,2. 0,488 + 0,5 . 0,191 = 0,681 KN.m 3 1,2D + 1,6L = 1,2. 0,488 + 1,6 . 0,191 = 0,891 KN.m dipakai 1,2D + 1,6L + 0,8W = 1,2. 0,488 + 1,6 . 0,191 + 0,8 . 0 = 0,891 KN.m 4 1,2D + 1,3W + 0,5L = 1,2 . 0,488 + 1,3 . 0 + 0,5 . 0,191 = 0,681 KN.m 5 0,9D + 1,3W = 0,9. 0,488 + 1,3 . 0 = 0,439 KN.m 0,9D - 1,3W = 0,9. 0,488 – 1,3 . 0 = 0,439 KN.m

Jadi dipakai nilai hasil kombinasi momen yang terbesar, yaitu : Mux = 4,2712 KN.m = 427,12 . 104 N.mm

Asumsikan penampang kompak

Mnx = Zx . fy = 76400 . 250 = 19100000 N.mm Mny = Zy . fy = 17200 . 250 = 4300000 N.mm

Untuk mengatasi masalah puntir maka Mny dapat direduksi sehingga dibagi 2 , maka : 𝑀𝑢𝑥 ∅𝑏 .𝑀𝑛𝑥 + 𝑀𝑢𝑦 ∅𝑏 .𝑀𝑛𝑦/2 ≤ 1 427,12 .104 0,9 . 19100000 + 77 .104 0,9 .4300000/2 ≤ 1 0,2485+ 0,3979 = 0,6464 < 1 5.3.1.4 Kontrol Lendutan

1. Lendutan Pada Tengah Bentang

a. Lendutan arah y ∆y = ₃₈₄5 𝑞𝑢𝑦 _{𝐸 .𝐼𝑥} L4 + Puy .L3 48 𝐸 .𝐼𝑥 ∆y = ₃₈₄5 1,029 _{200000 . 5730000} (3,75 .1000)4 + 0,8157 .(3,75 .1000)3 48 . 200000 . 5730000 ∆y = 2,312 + 7,819 . 10-4 = 2,313 mm

b. Lendutan arah sumbu x

Karena di tengah bentang gording terdapat sagrod, maka pada tengah bentang tidak terjadi lendutan (Δx = 0). Lihat gambar 5.5

c. Lendutan 2 arah ∆ = �∆𝑥2_{+ ∆𝑦}2

∆ = �0 + 2,3132

∆ = 2,313 mm < ₃₆₀𝐿

∆ = 2,313 mm < 3750₃₆₀ = 10,416 mm

2. Lendutan Pada ¼ Bentang a. Lendutan arah y ∆y = ½ ( ₃₈₄5 𝑞𝑢𝑦 _{𝐸 .𝐼𝑥} L4 + Puy .L3 48 𝐸 .𝐼𝑥 ) ∆y = ½ ( ₃₈₄5 1,029 _{200000 . 5730000} (3,75 .1000)4 + 0,8157 .(3,75 .1000)3 48 . 200000 . 5730000 ) ∆y = ½ (2,312 + 7,819 . 10-4 )= 1,1565 mm b. Lendutan arah x ∆x = ₃₈₄5 𝑞𝑢𝑥 _{𝐸 .𝐼𝑥} L4 + Pux .L3 48 𝐸 .𝐼𝑥 = ∆x = ₃₈₄5 1,827 _{200000 . 5730000} (1,875 .1000)4 + 1,376 .(1,875 .1000)3 48 . 200000 . 5730000 ∆x = 0,2565 + 1,649 . 10-4 = 0,2566 mm c. Lendutan 2 arah ∆ = �∆𝑥2_{+ ∆𝑦}2 ∆ = �0,2566 2_{+ 1,1565} 2 ∆ = 1,1846 mm < ₃₆₀𝐿 ∆ = 1,1846 mm < 1875₃₆₀ = 5,208 mm

Gambar 5.4 Lendutan pada gording akibat adanya sagrod

5.3.2 Perencanaan Kuda-Kuda Profil Baja

Kuda-kuda direncanakan menggunakan profil baja 2L60. Kuda-kuda dipasang dengan jarak antar kuda-kuda sejauh 3,75 meter dan dengan bentang kuda-kuda 27 meter. Desain kuda-kuda seperti terlihat pada Gambar 5.5

5.3.2.1 Pembebanan Kuda-Kuda

Beban-beban yang terjadi pada rangka atap 1. Beban Mati

Penutup atap = 0,5 KN/m Berat gording = 0,132 KN/m Berat eternity + penggantung = 0,18 KN/m 2. Beban Hidup

Beban pekerja di atap = 1 KN 3. Beban Angin

Tekanan tiup = 0,25 KN/m

5.3.2.2 Gaya-Gaya Batang Pada Kuda-Kuda

Untuk merencanakan batang tarik dan tekan maka kita akan mengambil gaya batang tarik dan tekan yang terbesar pada kuda-kuda. Gaya batang ditunjukan pada Tabel 5.3.

Tabel 5.9 Gaya-gaya batang pada kuda-kuda

Nomor

Batang Kombinasi Jenis Beban Nomor

Gaya Batang Gaya Geser Momen

KN KN KN-m 1 COMB3 Combination -77.252 -4.653 -5.9629 2 COMB3 Combination 97.17 -6.388 -7.0997 3 COMB3 Combination -38.978 20.495 12.502 4 COMB3 Combination 58.06 -6.24 -6.9217 5 COMB3 Combination -30.067 14.31 10.3297 6 COMB3 Combination 34.814 -5.877 -6.5673 7 COMB3 Combination -22.066 10.326 8.5968 8 COMB3 Combination 19.574 -5.392 -6.1304 9 COMB3 Combination -38.351 -0.101 -0.0103 10 COMB3 Combination 32.545 -0.063 -0.1046

11 COMB3 Combination -34.574 -0.00165 0.0804 12 COMB3 Combination 91.001 -5.906 -6.5558 13 COMB3 Combination -36.539 18.839 11.5105 14 COMB3 Combination 56.512 -5.792 -6.4168 15 COMB3 Combination -29.336 13.243 9.5589 16 COMB3 Combination 36.07 -5.467 -6.1019 17 COMB3 Combination -22.84 9.571 7.9678 18 COMB3 Combination 22.776 -5.018 -5.6974 19 COMB3 Combination -30.937 -0.354 -0.3903 20 COMB3 Combination -29.373 -0.187 -0.2452 21 COMB3 Combination -0.117 7.66 7.2266 22 COMB3 Combination -3.431 7.096 6.6946 23 COMB3 Combination 30.569 -8.961 -7.7629 24 COMB3 Combination 28.273 8.163 7.1502 25 COMB3 Combination -42.78 27.291 13.6455 26 COMB3 Combination -46.975 29.759 14.8793 27 COMB3 Combination 62.277 -0.072 -0.1432 28 COMB3 Combination -5.901 -1.099 -1.0988 29 COMB3 Combination -7.398 0.585 0.5846 30 COMB3 Combination -100.177 -4.462 -5.7026 31 COMB3 Combination -97.703 3.869 5.1758 32 COMB3 Combination -73.936 4.041 5.4075 33 COMB3 Combination -31.888 4.137 5.5418 34 COMB3 Combination -109.301 -4.229 -5.4012 35 COMB3 Combination -95.536 30.322 19.8353 36 COMB3 Combination -97.329 -24.271 -15.8212 37 COMB3 Combination -109.477 3.654 4.8966 38 COMB3 Combination 93.3 -15.963 -10.0299 39 COMB3 Combination 83.773 -4.061 -5.2067 40 COMB3 Combination 55.445 -4.27 -5.4686 41 COMB3 Combination 7.496 -4.431 -5.6785 42 COMB3 Combination -73.226 -4.492 -5.7642 43 COMB3 Combination -64.377 5.169 6.3768 44 COMB3 Combination 21.411 5.081 6.2572 45 COMB3 Combination 69.891 4.895 6.0152 46 COMB3 Combination 95.934 4.667 5.7289 47 COMB3 Combination 100.868 17.367 10.8505 48 COMB3 Combination -33.362 -4.783 -6.1373 49 COMB3 Combination -80.764 -0.011 0.1097 50 COMB3 Combination -67.874 1.287 0.8733 51 COMB3 Combination -70.633 -0.073 -0.017 52 COMB3 Combination -83.3 0.068 0.2125 53 COMB3 Combination 110.389 -7.736 -8.8226

54 COMB3 Combination 81.69 -1.23 -0.7194 55 COMB3 Combination 80.272 -0.503 -0.3098 56 COMB3 Combination 103.796 6.322 7.016 57 COMB3 Combination 27.612 0.143 0.2376 58 COMB3 Combination 44.235 -9.216 -8.2499 59 COMB3 Combination 39.388 -8.466 -7.5746 60 COMB3 Combination -42.502 13.124 9.7954 61 COMB3 Combination -36.37 -11.866 -8.9468

5.3.2.2 Perencanaan Batang Tarik

Dari hasil analisa struktur dengan menggunakan software SAP 2000 v.11, maka di ambil gaya tarik yang terbesar yaitu pada batang yang di cetak tebal sebagai contoh perhitungan yaitu Ru sebesar 110,389 KN dengan panjang profil 2,25 m.

Gambar 5.6 Batang tarik yang ditinjau 1. Estimasi Nilai Ag & Ae Berdasarkan Nilai Ru Maks

a. Kondisi Leleh Ru = 0,9 fy Ag => Ag = 𝑅𝑢 0,9 𝑓𝑦 = 110,389 𝑥 1000 0,9 250 = 490,617 mm2

b. Kondisi Retak Ru = 0,75 fu Ae => Ae = 𝑅𝑢 0,75 𝑓𝑢 = 110,389 𝑥 1000 0,75 410 = 358,989 mm2 2. Dipakai Profil 2L60 a. Data Profil Ag = 1368 mm2 Ix = 466571,4mm4 Iy = 1025352 mm4 rx = 18,47 mm ry = 27,38 mm r pakai = r minimum = 18,47 mm

b. Cek Kelangsingan Batang Tarik Syarat , 𝑘 .𝐿

𝑟 𝑚𝑖𝑛 < 300 2250

18,47 < 300

121,82 < 300

c. Perhitungan Luas Effektif (Ae)

Digunakan baut A325, diameter baut = 12.7 mm Puntiran = 2 mm

Diameter Lubang (h) = d baut + puntiran = 12.7 + 2

An = Ag – n . d . tf = 1368 – 1 . 14,7 . 6 = 1279,8 mm2 Koefisien reduksi ( U )

l = (jumlah baut – 1)x jarak antar baut = ( 2 – 1 ) x 50 = 50 mm U = 1 - 𝑥 𝑙 = 1 – 18,21 50 = 0,636 A efektif = U An = 0.636 x 1279,8 = 813,95 mm2 d. Cek Kapasitas Profil

i. Kondisi Leleh Φ Rn = Φ . Ag .fy

= 0,9 . 1368 .250

1000

= 307,8 KN > Ru maks = 110,389 KN ii. Kondisi Retak

Φ Rn = Φ . Ae .fu = 0,75 . 813,95 .410

1000

5.3.2.3 Perencanaan Batang Tekan

Dari hasil analisa struktur dengan menggunakan bantuan software SAP 2000 v.11, maka di ambil gaya tekan yang terbesar yaitu pada batang yang dicetak tebal sebagai contoh perhitungan dengan Ru sebesar 109,477 KN dengan panjang profil = 2,25 m.

Gambar 5.7 Batang tekan yang ditinjau 1. Estimasi Nilai Ag Berdasarkan Nilai Ru Maks (Fcr = Fy ) Φ Ag fcr > Ru => Ag = 𝑅𝑢 Φ 𝑓𝑐𝑟 = 109,477 𝑥 1000 0,85. 250 = 515,185 mm2 2. Dipakai Profil 2l60 a. Data Profil Ag = 1368 mm2 Ix = 466571,4 mm4 Iy = 1025352 mm4 rx = 18,47 mm ry = 27,38 mm r pakai = r minimum = 18,47 mm

b. Cek Kelangsingan Batang Tarik Syarat , 𝑘 .𝐿 𝑟 𝑚𝑖𝑛 < 300 2250 18,47 < 300 121,82 < 300

c. Parameter Kelangsingan Batang Tekan λc = 𝐾.𝐿 𝑟.𝜋� 𝑓𝑦 𝐸 = 2250 18,47 .𝜋� 250 200000 = 1,37 Karena nilai λc < 1,5

Maka nilai Fcr = (0,658λc2).fy = (0,6581,372). 250 = 113,96 MPa

d. Gaya Tekan Yang Di Ijinkan

Ф Rn = ф Ag fcr = 0.9 x 1368 x 113,96 = 140307,552 N

e. Cek Terhadap Tekuk Lokal Pada sayap 𝑏𝑓 𝑡𝑓 < 0,45 � 𝐸 𝑓𝑦 60 6 < 0,45 � 200000 250 10 < 12,73 Pada badan Tidak ada 5.4 Perencanaan Steeldeck

Steeldeck direncanakan menggunakan tipe P-3623 composite dari Canam Asia. Steeldeck bertumpu pada balok anak dan mempunyai bentang 3 meter. Steeldeck yang dipakai mempunyai ketebalan 0,91mm.

Gambar 5.8 Steeldeck P-3623 Composite Tabel 5.10 Physical Properties Steeldeck P-3623

5.4.1 Geometri Struktur

Model struktur yang digunakan dalam analisis ini adalah struktur rangka komposit baja beton dengan ketinggian struktur 21 m, panjang 30 m dan lebar 27 m. Dengan mutu bahan sebagai berikut :

Pelat Komposit : Mutu beton = 28 MPa Mutu baja = 230 MPa Balok Komposit : Baja profil = 250 MPa Kolom komposit : Mutu beton = 25 MPa

Mutu profil = 250 MPa

Bangunan gedung difungsikan sebagi gedung perpustakaan dan ruang kuliah.

5.4.2 Desain Awal Pelat Komposit

Pelat komposit direncanakan menerima beban finishing dan beban hidup yang kemudian dijumlahkan menjadi beban berguna.

1. Beban Finishing

1) Spesi & keramik : 0,05 x 22 KN/m3 = 1,10 KN/m

2) Penggantung : = 0,07 KN/m

3) Plafond : = 0,11 KN/m

4) Mechanical : = 0,40 KN/m

qD = 1,68 KN/m 2. Beban Hidup

Beban ruang kuliah ( qL ) = 250 Kg/m = 2,5 KN/m 3. Beban Berguna

Beban berguna adalah beban yang dihasilkan oleh beban finishing dan beban hidup setelah dikalikan faktor beban.

Beban berguna (Ws) = 1,2 .qD + 1,6.qL

= 1,2 . 1,68+ 1,6 . 2,5 = 6,016 KN/m 4. Beban Desain

Beban desain adalah beban yang dapat ditahan oleh steeldeck (Untuk bentang 3000 mm , tebal slab 120 mm, dan tebal pelat 0,91 mm)

Beban desain = 6,95 KN/m Cek kemampuan beban desain terhadap beban berguna

Beban desain = 6,95 KN/m > Beban berguna = 6,016 KN/m

5.4.3 Kontrol Kapasitas Tampang Pelat

Kapasitas tampang pelat dikontrol apakah aman atau tidak untuk digunakan.

1. Pembebanan (Ditinjau Terhadap 1 M Panjang Pelat)

Berat beban finishing = 1,68 KN/m = 3,48 KN/m b. Beban Hidup (WL) : 2,5 KN/m c. Beban Terfaktor (WU) : 1,2 WD + 1,6 WL : 1,2 . 3,48 + 1,6 . 2,5 : 8,176 KN/m

2. Momen Layanan Terfaktor

a. Momen Tumpuan / Negative (Mu-) : 0,1 . WU . L2 : 0,1 . 8,176. 32 : 7,358 KN.m

b. Momen Lapangan / Positif (Mu+) : 0,08 . WU . L2 : 0,08 . 8,176. 32 : 5,887 KN.m c. Gaya Geser Terfaktor (Vu) : 0,5 . WU . L

: 0,5 . 8,176. 3 : 12,264 KN 3. Kontrol Lendutan

Terhadap beban permanen

Berat beton (WC) : 1,8 KN/m Berat beban berguna : 6,016 KN/m

Wu : 7,816 KN/m

∆ = 0,0069 .𝑊𝑈 .𝐿4 𝐸.𝐼𝑐 ≤ 𝐿 480 = 0,0069 .7,816 .30004 2,1 .105 _{. 7,9 .10}6 ≤ 3000 480 = 0,0069 .7,816 .30004 2,1 .105 _{. 7,9 .10}6 ≤ 3000 480 = 2,633 ≤ 6,25 mm

5.4.4 Kontrol Kapasitas Momen Pelat

Kapasitas momen pelat dikontrol apakah momen pada daerah momen positif / lapangan dan daerah momen negative/lapangan aman.

1. Kontrol Kapasitas Momen Pelat

Beban mati (WD) : 3,48 KN/m

Beban hidup (WL) : 2,5 KN/m Beban terfaktor (WU) : 8,176 KN/m Momen tumpuan / negative (Mu-) : 7,358 KN.m Momen lapangan / positif (Mu+) : 5,887 KN.m

2. Kapasitas Momen Pada Daerah Momen Positif / Lapangan Data data perhitungan pelat :

Luas (As) = 1143 mm2 Lebar pelat (b) = 1000 mm Tinggi efektif (d) = 100 mm Tegangan leleh (fy) = 230 MPa

Dengan mengasumsi gaya tekan (C) = gaya tarik (T), diperoleh kedalaman blok tekan

a = 𝐴𝑠 .𝐹𝑦

0,85 𝑓′𝑐 .𝑏

= 1143 .230

0,85 . 28 . 1000

= 11,046 mm Maka momen nominal

φMn = 0,8 . As . fy ( d - 1₂ a ) = 0,8 . 1143 . 230 ( 100 - 1 2 11,046) = 19,87 KN.m φMn = 19,87 > Mu+ = 5,887 KN.m

3. Kapasitas Momen Pada Daerah Momen Negatif / Tumpuan

Pada daerah tumpuan disini penulangan pelat di asumsi sebagai tulangan sebelah maka perhitungan kapasitas momennya sama dengan momen positif. Luas Wire Mesh, M9 (As’) = 424 mm2

Lebar pelat (d) = 1000 mm

Tinggi efektif (d’) = 90 mm Tegangan leleh wire mesh (fy) = 250 MPa

Dengan mengasumsi gaya tekan (C) = gaya tarik (T), diperoleh kedalaman blok tekan

a = 𝐴𝑠 .𝐹𝑦

= 424 .250

0,85 . 25 . 1000

= 4,988 mm

Maka momen nominal

φMn = 0,8 . As . fy ( d - 1₂ a ) = 0,8 . 424 . 250 ( 100 - 1 2 4,988 ) = 8,27 KN.m φMn = 8,27 > Mu- = 7,358 KN.m

5.5 Perencanaan Balok Anak

Balok anak berfungsi membagi luasan lantai agar tidak terlalu lebar, sehingga mempunyai kekakuan yang cukup. Balok anak menumpu di atas dua tumpuan sederhana.

Gambar 5.9 Penampang balok anak 5.5.1 Data Profil

Pada perencanaan ini balok anak direncanakan menggunakan profil W12x58.

W = 86,26 kg/m tw = 9,14 mm Zx = 1415,84 cm3 d = 309,88 mm tf = 16,25 mm X1 = 3070 ksi X2 = 1470.10-6 ksi Sx = 1276,04 cm3 bf = 254 mm Ix = 19770,99 cm4 Iy = 4453,68 cm4 iy = 6,37 cm h = d–2.tf = 309,88–2. 16,25 = 277,38 mm Baja : fy = 2500 kg/cm2 fu = 4100 kg/cm2 fr = 700 kg/cm2 fL = fy– fr = 2500 – 700 = 1800 kg/cm2 Beton : fc’ = 250 kg/cm2

Panjang balok anak (L) = 750 cm

5.5.2 Kondisi Balok Anak Sebelum Komposit

Balok anak didesain sebagai komposit, namun kita juga perlu merencanakan kondisi balok anak saat belum menjadi komposit. Kita akan mencari momen, geser, dan lendutan yang terjadi saat balok anak masih belum komposit, yaitu pada saat balok anak masih merupakan profil baja.

5.5.2.1 Pembebanan Balok Anak Sebelum Komposit

Pembebanan pada balok anak sebelum komposit tidak meliputi berat pelat, spesi, keramik, rangka, plafond dan mechanical.

1. Beban Mati

- berat pelat bondex = 8,22 kg/m2. 3 m = 24,66 kg/m - berat sendiri pelat beton = 0,12 m . 2400 kg/m3. 3 m = 864 kg/m

- berat sendiri profil WF = 86,26 kg/m

qD = 974,92 kg/m 2. Kombinasi Beban

qU = 1,2 qD

= 1,2. 974,92 = 1169,904 kg/m = 11,69 kg/cm

Gambar 5.10 Bidang D dan M pada komposit balok sebelum komposit

5.5.2.2 Momen, Gaya Geser, Dan Lendutan Yang Terjadi

Balok anak sebelum komposit direncanakan juga terhadap momen, gaya geser dan lendutan yang terjadi.

1. Momen Yang Terjadi Mu = 1/8. qU . L2

= 1/8 .11,69 .7502 = 821953,125 kg.cm 2. Geser Yang Terjadi Vu = ½ qU. L

= ½ .11,69. 750 = 4383,75 kg

3. Lendutan Yang Terjadi ymaks = 5.𝑞𝑎𝑙𝑙𝑜𝑤 .𝑙4

384.𝐸.𝐼𝑥

= 5. 9,75 .7504

384 . 2.106 _.19770,993

= 1,016 cm

5.5.2.3 Kontrol Lendutan, Kekuatan Penampang, Dan Geser

Untuk mengetahui apakah profil bisa digunakan atau tidak maka kita perlu melakukan kontrol terhadap lendutan, kekuatan penampang, dan geser.

1. Kontrol Lendutan Lendutan ijin : f’ = 𝐿 360= 750 360 = 2,083 cm ymaks = 5.𝑞𝑎𝑙𝑙𝑜𝑤 .𝑙4 384.𝐸.𝐼𝑥 = 5. 9,75 .7504 384 . 2.106 _.19770,993

= 1,016cm < f’ = 2,083 cm

2. Kontrol Kekuatan Penampang (Local Buckling) Untuk Sayap 𝑏𝑓 2𝑡𝑓 ≤ 170 �𝑓𝑦 254 2.16,25 ≤ 170 √250 7,815 < 10,752 Untuk Badan ℎ 𝑡𝑤 ≤ 1680 �𝑓𝑦 277,38 9,14 ≤ 1680 √250 30,348 < 106,25 Profil penampang kompak, maka Mn = Mp

Mn = Mp = Zx .fy = 1415,84 . 2500 = 3539600 kg.cm Persyaratan : Mu ≤ φMn 821953,125 kg.cm ≤ 0,9. 3539600 kg.cm 821953,125 kg.cm < 3185640 kg.cm 3. Kontrol Geser ℎ 𝑡𝑤 ≤ 1100 �𝑓𝑦 277,38 9,14 ≤ 1100 √250 30,348 < 69,57 Vn = 0,6. fy. d. tw

= 0,6.2500.(30,988 .0,914) = 42484,548 kg

Persyaratan :

φVn ≥ Vu

0,9. 42484,548 kg ≥ 4383,75 kg 38236,09 kg ≥ 4383,75 kg

5.5.3 Kondisi Balok Anak Setelah Komposit

Setelah kita mendesain balok sebagai baja, maka selanjutnya kita akan mendesain sebagai komposit. Selanjutnya kita akan mencari momen, geser, dan lendutan yang terjadi saat balok anak komposit, yaitu pada saat balok anak menyatu dengan plat lantai.

5.5.3.1 Pembebanan Balok Anak Setelah Komposit

Pembebanan pada balok anak setelah komposit meliputi semua beban yang membebani balok anak, termasuk berat pelat lantai.

1. Beban Mati

Berat pelat steeldeck = 8,22 kg/m2.3m = 24,66 kg/m Berat sendiri pelat beton

= 0,12 m.2400 kg/m3.3 m = 864 kg/m

Berat sendiri profil WF = 86,26 kg/m

Berat spesi + keramik = 0,05 .2200 kg/m3.3 m = 330 kg/m Berat rangka + plafond

= 18 kg/m2.3m = 54 kg/m Berat mechanical = 40 kg/m2.3m = 120 kg/m = 1478,92 kg/m qD = 1626,812 kg/m 2. Beban Hidup qL = 400 kg/m2 .3 m = 1200 kg/m 3. Kombinasi Beban qU = 1,2 qD + 1,6 qL = 1,2. 1626,812 + 1,6.1200 = 3872,1744 kg/m = 38,72 kg/cm

5.5.3.2 Momen, Gaya Geser, Dan Lendutan Yang Terjadi

Balok anak setelah komposit direncanakan terhadap momen, gaya geser dan lendutan yang terjadi.

1. Momen Yang Terjadi Mu = 1/8 .qU . L2

= 1/8 .38,72 . 7502 = 2722500 kg.cm 2. Geser Yang Terjadi Vu = ½ qu . L

= ½ . 38,72 . 750 = 14520 kg

3. Lendutan Yang Terjadi ymaks = 5. (𝑞𝐷𝐿+𝑞𝐿𝐿) .𝑙4

384.𝐸.𝐼𝑥

= 5. (16,26+12) .7504

384. 2.106 _.58436,104

= 0,996 cm

5.5.3.3 Kontrol Kekuatan Penampang, Lendutan Dan Geser

Untuk mengetahui apakah profil bisa digunakan atau tidak maka kita perlu melakukan kontrol terhadap kekuatan penampang, lendutan, dan geser.

1. Kontrol Kriteria Penampang Untuk Sayap 𝑏𝑓 2𝑡𝑓 ≤ 170 �𝑓𝑦 254 2.16,25 ≤ 170 √250 7,815 < 10,752 Untuk Badan ℎ 𝑡𝑤 ≤ 1680 �𝑓𝑦 277,38 9,14 ≤ 1680 √250 30,348 < 106,25

Profil penampang kompak, sehingga kapasitas momen penampang dianalisa dengan distribusi tegangan plastis.

2. Menentukan Lebar Efektif Pelat Beton Lebar efektif :

beff ≤ ¼ .L = ¼.7500 mm = 1875 mm = 187,5 cm beff ≤ S = 2 m = 3000 mm = 300 cm jadi beff = 1875 mm = 187,5 cm

3. Menentukan Gaya Tekan Yang Terjadi Pada Pelat C1 = As.fy = 109,67.2500 = 274175 kg C2 = 0,85.fc’.tplat.beff = 0,85.250.12.187,5 = 478125 kg C3 = ∑𝑁_𝑛=1𝑄𝑛 (C3 tidak menentukan) Jadi, C = C1 (terkecil) = 274175 kg a = 𝐶 0,85.𝑓𝑐′_{.𝑏𝑒𝑓𝑓} = _{0,85. 250 . 187,5}274175 = 6,88 cm d1 = tb -𝑎 2 = 6,9 – 6,88 2 = 3,46 cm

d2 = 0 profil baja tidak mengalami tekan d3 = 𝑑

2 = 30,99

4. Menghitung Kekuatan Nominal Penampang Komposit Mn = C.(d1 + d2) + Py (d3 - d2) C = 274175 kg Py = As.fy = 109,67.2500 = 274175 kg Mn = 274175 (3,46 + 0) + 274175 (15,495 - 0) = 5196987,125 kgcm Syarat : Mu ≤ φMn 2722500 kg.cm ≤ 0,85. 5196987,125 kg.cm 2722500 kg.cm ≤ 4417439,056 kg.cm

Kekuatan nominal penampang komposit lebih besar daripada momen akibat beban berfaktor, sehingga penampang mampu menahan beban yang terjadi.

5. Menghitung Luasan Transformasi Beton Ke Baja E = 0,041 .wc1,5 . �𝑓𝑐′ = 0,041 . 2400 1,5 . √25 = 2,41 . 104 MPa Es = 2,1 .105 MPa beff = 187,5 cm n = 𝐸𝑠 𝐸𝑐 = 2,1 .105 2,41 .104 = 8,713 btr = 𝑏𝑒𝑓𝑓 𝑛 = 187,5 8,713 = 21,519 cm

6. Menentukan Letak Garis Netral Yna = 𝐴𝑡𝑟 .𝑡 𝑝𝑙𝑎𝑡 𝑏𝑒𝑡𝑜𝑛 2 +(𝐴𝑠�𝑡𝑝𝑙𝑎𝑡 𝑏𝑒𝑡𝑜𝑛+ 𝑑2�) (𝐴𝑡𝑟+𝐴𝑠) = 258,23 .12 2 +(109,67�12+ 30,992 �) (258,23+109,67) = 12,408 cm

7. Menentukan Nilai Momen Inersia Penampang Transformasi I tr = 𝑏𝑡𝑟 (𝑡𝑝𝑏)3 12 + Atr ( Yna - 𝑡𝑝𝑏 2 ) 2 + Ix + As ((𝑑 2 + tpb) – Yna) 2 = 21,519 (12)3 12 + 258,23( 12,408 - 12 2 ) 2 + 19770,99 + 109,67 ((30,99 2 + 12) –12,408)2 ` = 58436,104 cm4 8. Kontrol Lendutan Lendutan ijin : f’ = 𝐿 360 = 750 360 = 2,083 cm ymaks = 5. (𝑞𝐷𝐿+𝑞𝐿𝐿) .𝑙4 384.𝐸.𝐼𝑥 = 5. (16,26+12) .7504 384. 2.106 _.58436,104 = 0,996 cm < f’

9. Kontrol Geser

Kuat geser balok tergantung pada perbandingan antara tinggi bersih pelat badan (h) dengan tebal pelat badan (tw).

ℎ

𝑡𝑤≤ 1,1� 𝑘𝑛.𝐸

𝑓𝑦 , dimana :

kn = 5+ 5

(𝑎/ℎ)2 : untuk balok dengan pengaku vertical pelat badan

kn = 5 : untuk balok tanpa pengaku vertikal pelat badan

sehingga : ℎ 𝑡𝑤 ≤ 1,1 � 𝑘𝑛.𝐸 𝑓𝑦 277,38 9,14 ≤ 1,1� 5. (2.106₎ 2500 30,348 < 69,57...Ok Vn = 0,6.fy.Aw = 0,6.2500.(30,988 .0,914) = 42484,548 kg Syarat : ΦVn ≥ Vu 0,9. 42484,548 kg ≥ 14520 kg 38236,09 kg > 14520 kg

5.5.4 Perencanaan Penghubung Geser

Untuk menjamin kinerja penampang komposit menjadi lebih efektif, maka baut penghubung geser (shear connectors) dipasang diantara profil baja dan beton.

1. Untuk Penghubung Geser Yang Dipakai Adalah Tipe Stud ds = 19 mm Asc = 283,53 mm2 fu = 410 MPa = 41 kg/mm2 Ec = 0,041 .wc1,5 . �𝑓𝑐′ = 0,041 . 2400 1,5 . √25 = 2,41 . 104 MPa Qn = 0,5.Asc. �𝑓𝑐′. 𝐸𝑐 = 0,5.283,53. �25. 2,41. 104 = 110039,23 N = 11003,923 kg/stud Syarat : Qn ≤ Asc.fu 11003,923 kg/stud ≤ 283,53 . 41 kg/stud 11003,923 kg/stud ≤ 11624,73 kg/stud

2. Cek Koefisien Reduksi (Rs) Karena Pengaruh Gelombang Pelat Steeldeck Yang Dipasang Tegak Lurus Terhadap Balok

Hr = 51 mm

Nr = 2 : Setiap gelombang dipasang 2 stud Hs = (hr + 49) = 51+ 49 = 100 mm rs = 0,85 √𝑁𝑟 ( 𝑊𝑟 ℎ𝑟) ( 𝐻𝑠 ℎ𝑟 – 1) ≤ 1 = 0,85 √2 ( 140 51) ( 100 51 – 1) ≤ 1 = 1,585 > 1 diambil rs =1 Qn’ = Qn .rs = 11003,923 . 1 = 11003,923 Kg < 11624,73 Kg 3. Jumlah Stud Untuk Setengah Bentang N = 𝑇𝑚𝑎𝑘𝑠

𝑄𝑛 =

274175

2 .11003,923 = 12,45 = 13 buah

Jadi, dibutuhkan 26 buah stud untuk seluruh bentang. Jarak seragam (P) pada masing-masing lokasi : P = 𝐿

𝑁 = 750

20 = 37,5cm

Jarak maksimum (Pmaks) = 8.t platbeton = 8 x 12 cm = 96 cm Jarak minimum = 6.(diameter)

= 6 x 1,9 cm = 11,4cm

Jadi, shear connector dipasang sejarak 37,5 cm sebanyak 26 buah untuk masing-masing bentang.

5.6 Perencanaan Balok Induk

Balok induk dibagi menjadi 2 yaitu balok induk arah x dan arah y. Untuk arah x diberi nama B2 dan arah y diberi nama B1, Pembagian ini dikarenakan balok B1 dan B2 mendapatkan beban yang berbeda. Balok B1 mendapat beban balok anak, sedangkan balok B2 tidak mendapat beban balok anak.

Gambar 5.11 Penampang balok induk 5.6.1 Kode Balok Dan Data Profil

Pada perencanaan ini, ditunjukkan contoh perhitungan balok Induk dengan nilai momen dan gaya geser terbesar yaitu pada lantai 1 dengan kode balok B1 dan B2. Pada perhitungan berikut Balok Induk direncanakan dengan profil W16 x 89. A = 169,03 cm2 ix = 17,89 cm W = 132,37 kg/m tw = 13,33 mm Zx = 2867,73 cm3 d = 426,72 mm Ix = 54110,08 cm4 tf = 22,22 mm b = 264,16mm Zy = 788,22 cm3 Sx = 2536,09 cm3 iy = 6,33 cm Iy = 6784,57 cm4 Sy = 513,67 cm3 h = 382,28 mm

5.6.2 Perhitungan Balok Induk Kode Balok B1

Balok induk B1 adalah balok yang ditumpu oleh balok anak, dan berada pada arah y. Balok ini mempunyai bentang 9 meter.

Dari hasil output ETABS v9.6 untuk batang B1, didapatkan : Mu (-) = 6079697,638 Kg.cm

Vu (-) = 38327,24 Kg

L = 9000 cm

5.6.2.1 Kontrol Lendutan, Local Buckling, Lateral Buckling dan Geser

Balok induk B1 direncanakan agar aman terhadap lendutan, local buckling, lateral buckling, dan geser. Oleh karena itu dilakukan kontrol terhadap lendutan, local buckling, lateral buckling, dan geser. Hal ini bertujuan untuk mengetahui apakah profil yang dipilih aman atau tidak untuk digunakan.

1. Lendutan Ijin f’ = 𝐿

360= 900

360 = 2,5 cm

Lendutan yang terjadi (ETABS v9.6.0) : f = 1,544 cm

f = 1,544 cm < f’ = 2,5 cm

2. Kontrol Kekuatan Penampang (Local Buckling) Untuk Sayap 𝑏𝑓 2𝑡𝑓 ≤ 170 �𝑓𝑦 264,16 2 . 22,22≤ 170 √250 5,94 < 10,752 Untuk Badan ℎ 𝑡𝑤 ≤ 1680 �𝑓𝑦 382,28 13,33 ≤ 1680 √250 28,678 < 106,25

3. Kontrol Lateral Buckling Jarak penahan lateral Lb = 300 cm

Lp = 300.𝑖𝑦 �𝑓𝑦 = 300. 2,49 √36,259 = 124,05 in = 315,087 cm Lr = 𝑖𝑦 .𝑋1 (𝑓𝑦−𝑓𝑟)�1 + �1 + 𝑋2(𝑓𝑦 − 𝑓𝑟)2 = 2,49 .3090 (36,259−9,953)�1 + �1 + 1630(36,259 − 9,953)2 = 458,63 in = 1164,92 cm Jadi, Lb < Lp < Lr

Untuk komponen struktur yang memenuhi Lb < Lp < Lr , kuat nominal komponen struktur adalah : Mn = Mp My = Sx . fy = 2536,09 . 2550 = 6467029,5 kg.cm Mp = fy . Zx = 2550 . 2867,73 = 7312711,5 kg.cm < 1,5 My = 1,5 . 6467029,5 = 9700544,25 kg.cm Dipakai Mn = Mp = 7312711,5 kg.cm Persyaratan : 0,9 Mn > Mu 0,9 . 7312711,5 > 6079697,638 6581440,35 kg.cm > 6079697,638 kg.cm

4. Kontrol Geser

Kuat geser balok tergantung pada perbandingan antara tinggi bersih pelat badan (h) dengan tebal pelat badan (tw).

ℎ

𝑡𝑤≤ 1,1� 𝑘𝑛.𝐸

𝑓𝑦 , dimana :

kn = 5 + 5

(𝑎/ℎ)2 : untuk balok dengan pengaku vertical pelat badan

kn = 5 : untuk balok tanpa pengaku vertikal pelat badan

sehingga : ℎ 𝑡𝑤 ≤ 1,1 � 𝑘𝑛.𝐸 𝑓𝑦 382,28 13,33 ≤ 1,1� 5. (2.106₎ 2550 28,678 < 68,88 Vn = 0,6.fy.Aw = 0,6.2550.(42,672 . 1,333) = 87029,117 kg Syarat : ΦVn ≥ Vu 0,9. 87029,117 kg ≥ 38327,24 kg 78326,2 kg > 38327,24 kg

5.6.3 Perhitungan Balok Induk Kode Balok B2

Balok induk B2 adalah balok yang ditumpu oleh balok anak, dan berada pada arah x. Balok ini mempunyai bentang 7,5 meter.

Gambar 5.14 Momen max, gaya geser, defleksi, dan momen tengah bentang

Dari hasil output ETABS v9.6 untuk batang B2, didapatkan : Mu (-) = 2553166,053 Kg.cm = 184,671 k.ft Mu (bentang tengah) = 20,997 k.ft

Vu (-) = 10130,5 Kg

L = 7500 cm

5.6.3.1 Kontrol Lendutan, Local Buckling, Lateral Buckling dan Geser

Balok induk B1 direncanakan agar aman terhadap lendutan, local buckling, lateral buckling, dan geser. Oleh karena itu dilakukan kontrol terhadap lendutan, local buckling, lateral buckling, dan geser. Hal ini bertujuan untuk mengetahui apakah profil yang dipilih aman atau tidak untuk digunakan.

1. Lendutan Ijin f’ = 𝐿

360= 750

360 = 2,083 cm

Lendutan yang terjadi (ETABS v9.6.0) : f = 0.191 cm

f = 0.191 cm < f’ = 2,083 cm

2. Kontrol Kekuatan Penampang (Local Buckling) Untuk Sayap 𝑏𝑓 2𝑡𝑓 ≤ 170 �𝑓𝑦 264,16 2 . 22,22≤ 170 √250 5,94 < 10,752 Untuk Badan ℎ 𝑡𝑤 ≤ 1680 �𝑓𝑦 382,28 13,33 ≤ 1680 √250 28,678 < 106,25

3. Kontrol Lateral Buckling Jarak penahan lateral Lb = 375 cm Lp = 300.𝑖𝑦 �𝑓𝑦 = 300. 2,49 √36,259 = 124,05 in = 315,087 cm Lr = 𝑖𝑦 .𝑋1 (𝑓𝑦−𝑓𝑟)�1 + �1 + 𝑋2(𝑓𝑦 − 𝑓𝑟)2 = 2,49 .3090 (36,259−9,953)�1 + �1 + 1630(36,259 − 9,953)2 = 458,63 in = 1164,92 cm Jadi, Lp < Lb < Lr

Untuk komponen struktur yang memenuhi Lp < Lb < Lr , kuat nominal komponen struktur adalah : Mn = Cb [ Mr + (Mp – Mr) . (𝐿𝑟−𝐿𝑏) (𝐿𝑟−𝐿𝑝)] ≤ Mp Cb = 1,75 + 1,05 .( 20,997 184,671 ) + ( 20,997 184,671 ) 2 = 1,882 My = Sx . fy = 2536,09 . 2550 = 6467029,5 kg.cm Mp = fy . Zx = 2550 . 2867,73 = 7312711,5 kg.cm < 1,5 My = 1,5 . 6467029,5 = 9700544,25 kg.cm Mr = (fy-fr) . Sx = (2550-700) . 2536,09 = 4691766,5 kg.cm

Mn = Cb [ Mr + (Mp – Mr) . (𝐿𝑟−𝐿𝑏) (𝐿𝑟−𝐿𝑝)] ≤ Mp = 1,882 [4691766,5 + (7312711,5 – 4691766,5) . (1164,92 −375) (1164,92 −315,087 )] = 13414774,75 > 7312711,5 kg.cm Dipakai Mn = Mp = 7312711,5 kg.cm Persyaratan : 0,9 Mn > Mu 0,9 . 7312711,5 > 2553166,053 Kg.cm 6581440,35 kg.cm > 2553166,053 Kg.cm

Jadi Penampang profil baja mampu menahan beban yang terjadi.

4. Kontrol Geser

Kuat geser balok tergantung pada perbandingan antara tinggi bersih pelat badan (h) dengan tebal pelat badan (tw).

ℎ

𝑡𝑤≤ 1,1� 𝑘𝑛.𝐸

𝑓𝑦 , dimana :

kn = 5 + 5

(𝑎/ℎ)2 : untuk balok dengan pengaku vertical pelat badan

kn = 5 : untuk balok tanpa pengaku vertikal pelat badan

sehingga : ℎ 𝑡𝑤 ≤ 1,1 � 𝑘𝑛.𝐸 𝑓𝑦 382,28 13,33 ≤ 1,1� 5. (2.106₎ 2550 28,678 < 68,88 Vn = 0,6.fy.Aw = 0,6.2550.(42,672 . 1,333) = 87029,117 kg

Syarat :

ΦVn ≥ Vu

0,9. 87029,117 kg ≥ 10130,5 kg 78326,2 kg > 10130,5 kg

5.7 Perencanaan Kolom Komposit

Kolom pada gedung Unit V STMIK AMIKOM Yogyakarta ini akan direncanakan ulang menggunakan kolom komposit. Kolom komposit adalah kolom dengan profil baja yang dibungkus beton dan diberi tulangan. Kolom pada tepi dan tengah dibedakan karena gaya aksial dan momen yang terjadi berbeda. Penampang kolom komposit ditunjukan pada Gambar 5.13.

Gambar 5.15 Penampang kolom komposit

5.7.1 Kolom Tengah

Pada perencanaan ini dipakai profil W14 x 211 yang diselubungi beton dengan dimensi 550 x 550 mm. As = 39999,92 mm2 d = 398,78 mm bf = 401,32 mm tf = 39,624 mm tw = 24,892 mm Ix = 110717,56cm4

Iy = 42871,84 cm4 fy = 250 MPa fu = 410 MPa Zx = 6390,95 cm3 Zy = 3244,64 cm3 ix = 10,35 cm iy =16,64 cm

5.7.1.1 Kontrol Luas Minimum Profil Baja

Agar bisa dihitung sebagai kolom komposit maka harus memenuhi syarat luas minimu profil baja

Luas beton (Ac) = 550 x 550 =302500 mm2 Luas Profil (As) = 39999,92 mm2

𝐴𝑠 𝐴𝑡 > 4% 𝐴𝑠 𝐴𝑡 = 39999,92 302500 = 13 % > 4

5.7.1.2 Kontrol Jarak Dan Luas Tulangan

Pemakaian tulangan dikontrol terlebih dahulu jarak dan luasnya 1. Periksa Syarat Jarak Sengkang/Pengikat Lateral

Jarak sengkang = 250 mm < 2

3 x 550 = 366,67 mm

2. Periksa Syarat Luas Tulangan Longitudinal Jarak antar tulangan longitudinal = 550 – 2(40) – 16

= 454 mm Luas tulangan longitudinal = 1

4.π. 16 2

= 200,96 mm2 > 0,18 (454) = 81,72 mm2 3. Periksa Syarat Tulangan Lateral

Luas tulangan sengkang = 1

4.π. 10 2

5.7.1.3 Tegangan Leleh Modifikasi

Karena kolom akan dihitung sebagai komposit maka dihitung terlebih dahulu tegangan leleh kolom kompositnya.

Luas netto tulangan longitudinal, At = 4 (200,96) = 803,84 mm2 Luas netto beton =

Ac = At – As – Atul = 302500 – 39999,92 – 803,84 = 261696,24 mm2

Untuk baja yang diberi selubung beton, Maka : c1 = 0.7 c2 = 0,6 c3 = 0,2 fmy = fy + 0,7.fyr.(𝐴𝑟 𝐴𝑠) + 0,6.fc 𝐴𝑐 𝐴𝑠 = 250 + 0,7. 410.( 803,84 39999,92) + 0,6 . 25 302500 39999,92 = 369,20 MPa

5.7.1.4 Modulus Elastisitas Modifikasi

Modulus elastisitas komposit juga harus dicari terlebih dahulu, karena nantinya akan dipakai untuk perhitungan komposit

Es = 2.105 MPa Ec = 0,043.Wc1,5�𝑓𝑐 = 0,043.24001,5√25 = 25278,7 MPa Em = Es + 0,2.Ec.𝐴𝑐 𝐴𝑠 = 2.105 + 0,2 . 25278,7 . 302500 39999,92

= 238234,11 MPa

Jari-Jari Girasi Kolom Komposit

Jari-jari girasi kolom komposit diambil dari nilai terbesar antara : a. 0,3 . b = 0,3 . 550 = 165 mm

b. ry = 166,4 mm maka dipakai rm = 166,4 mm

5.7.1.5 Menghitung Kuat Tekan Dan Gaya Aksial Kolom

Kolom adalah struktur yang menahan gaya aksial, maka kita harus menghitung kuat tekannya.

Dipakai rm = 166,4 mm 𝜆c = 𝑘.𝑙 𝑟𝑚 .𝜋� 𝐹𝑚𝑦 𝐸𝑚 = 5000 166,4 . 3,14� 369,2 238234,11 = 0,377

1. Karena 0,25 < 𝜆c < 1,2 ,Maka Termasuk Dalam Kategori Kolom Menengah ω = 1,43 1,6 − 0,67𝜆c = 1,43 1,6−0,67.0,377 = 1,06 fcr = 𝑓𝑚𝑦 ω = 369,2 1,06 = 348,302 MPa = 3552,68 Kg/cm2

Pn = As.fcr = 399,99 . 3552,68 = 1421036,47 Kg ∅Pn = 0,85 Pn = 0,85 , 1421036,473 Kg = 1207881 Kg

2. Kuat Tekan Aksial Rencana Profil Baja ∅Pns = 0,85. As. fy

= 0.85 . 399,99 . 2550 = 866978,325 Kg

3. Beban Tekan Aksial Rencana Yang Dipikul Oleh Beton

Semua beban desain kolom ditopang oleh kolom komposit (terdiri dari profil baja dan beton). Maka persyaratan luas minimal penampang beton yang menahan beban desain kolom diperlukan.

∅Pnc = ∅Pn - ∅Pns

= 1207881 - 866978,325 = 340902,675 Kg

Syarat yang harus dipenuhi untuk luas penampang beton ∅Pnc ≤ 1,7. ∅𝑓′_{𝑐. 𝐴𝑐}

340902,675 ≤ 1,7. 0,6 . 255. 3025 340902,675 ≤ 786802,5

5.7.1.6 Kuat Nominal Komposit Dan Aksial Kolom Komposit

Kuat nominal dan aksial kolom komposit inilah yang akan menentukan apakah desain kolom komposit menggunakan profil dan dimensi rencana aman atau tidak menahan momen dan gaya aksial kolom pada bangunan.

Gambar 5.16 Kolom tengah yang ditinjau

Dari hasil output ETABS v9.6 diperoleh gaya-gaya yang bekerja pada kolom : Pu = 282628,79 kg

Muy = 2902133,5 kg.cm

Mux = 572339,88 kg.cm

Luasan badan profil (Aw) = d . tw = 39,88 . 2,49 = 99,3 cm2 Crc = Crt = 275- (40 + 10 + (0,5 . 16))

Cr = (Crc + Crt)/2 = 217 mm b = h = 550 mm Pu ∅Pn = 282628,79 1207881 = 0,234 > 0,2 Karena nilai Pu

∅Pn = 0,234 < 0,3 ,maka diperlukan interpolasi untuk nilai Mnx dan

Mny

Pada kondisi Pu = 0, maka : ∅𝑏 𝑀𝑛𝑥 = 0,85 . Zx . fy = 0,85 . 6390,95 . 2550 = 13852384,13 kg.cm ∅𝑏 𝑀𝑛𝑦 = 0,85 . Zy . fy = 0,85 . 3244,64. 2550 = 7032778,87 kg.cm Pada kondisi Pu = 0,3 ,maka :

Mnx = Zx . fy + 1/3 (h-2Cr). Ar.fyr + (ℎ₂ – _{1,7 .𝑓𝑐 .ℎ}𝐴𝑤,𝑓𝑦 ). 𝐴𝑤 . 𝑓𝑦 = 6390,95. 2550 + 1/3 (55-2.21,7). 8.4182 + (55 2 – 99,3 ,2550 1,7 .255.55).99,3 .2550 = 20700473,65 kg.cm Mny = Zy . fy + 1/3 (h-2Cr). Ar.fyr + (ℎ₂ – _{1,7 .𝑓𝑐 .ℎ}𝐴𝑤,𝑓𝑦 ). 𝐴𝑤 . 𝑓𝑦 = 3244,64. 2550 + 1/3 (55-2.21,7). 8.4182 + (55 2 – 99,3 ,2550 1,7 .255.55).99,3 .2550 = 12677383,15 kg.cm

20700473,65 kg.cm M n Pu / Pn 13852384,13 kg.cm 0,3 19193893,96kg.cm 0,234 12677383,15 kg.cm M n Pu / Pn 0,21 7032778,87 kg.cm 0,3 11435570,21 kg.cm

Maka dengan interpolasi didapat nilai Mnx pada kondisi Pu

∅Pn = 0,234

Gambar 5.17 Grafik interpolasi Mnx-Pu/Pn kolom tengah

Gambar 5.18 Grafik interpolasi Mny-Pu/Pn kolom tengah Untuk Pu ∅Pn > 0,2 , maka Pu ∅Pn + 8 9 ( Mux ∅Mnx + Muy ∅Mny ) ≤ 1

0,234 + 8 9 ( 572339,88 0,85 . 19193893,96 + 2902133,5 0,85 .11435570,21) ≤ 1 0,5306 ≤ 1 5.7.2 Kolom Tepi

Pada perencanaan ini dipakai profil W14 x 132 yang diselubungi beton dengan dimensi 525 x 525 mm. Adapun data profil adalah sebagai berikut ini. As = 25032,21 mm2 d = 373,38 mm bf = 373,38 mm tf = 26,16 mm tw = 16,38 mm Ix = 63683,41cm4 Iy = 22809,48 cm4 fy = 250 MPa fu = 410 MPa Zx = 3834,57 cm3 Zy = 1851,74 cm3 ix = 15,95 cm iy = 9,54 cm

5.7.2.1 Kontrol Luas Minimum Profil Baja

Agar bisa dihitung sebagai kolom komposit maka harus memenuhi syarat luas minimu profil baja

Luas beton (Ac) = 525 x 525 = 275625 mm2 Luas profil (As) = 25032,21 mm2

𝐴𝑠 𝐴𝑡 > 4% 𝐴𝑠 𝐴𝑡 = 25032,21 275625 = 9,1% > 4

5.7.2.2 Kontrol Jarak Dan Luas Tulangan

Pemakaian tulangan dikontrol terlebih dahulu jarak dan luasnya 1. Periksa Syarat Jarak Sengkang/Pengikat Lateral

Jarak sengkang = 250 mm < 2

3 x 525 = 350 mm

2. Periksa Syarat Luas Tulangan Longitudinal Jarak antar tulangan longitudinal = 525 – 2(40) – 16

= 429 mm Luas tulangan longitudinal = 1

4.π. 162

= 200,96 mm2 > 0,18 (429) = 77,22 mm2 3. Periksa Syarat Tulangan Lateral

Luas tulangan sengkang = 1

4.π. 102

5.7.2.3 Tegangan Leleh Modifikasi

Karena kolom akan dihitung sebagai komposit maka dihitung terlebih dahulu tegangan leleh kolom kompositnya.

Luas netto tulangan longitudinal, At = 4 (200,96) = 803,84 mm2 Luas netto beton =

Ac = At – As – Atul = 275625 – 25032,21 – 803,84 = 249788,95 mm2

Untuk baja yang diberi selubung beton, Maka : c1 = 0.7 c2 = 0,6 c3 = 0,2 fmy = fy + 0,7.fyr.(𝐴𝑟 𝐴𝑠) + 0,6.fc 𝐴𝑐 𝐴𝑠 = 250 + 0,7. 410.( 803,84 25032,21) + 0,6 . 25 275625 25032,21 = 424,38 MPa

5.7.2.4 Modulus Elastisitas Modifikasi

Modulus elastisitas komposit juga harus dicari terlebih dahulu, karena nantinya akan dipakai untuk perhitungan komposit

Es = 2.105 MPa Ec = 0,043.Wc1,5�𝑓𝑐 = 0,043.24001,5√25 = 25278,7 MPa Em = Es + 0,2.Ec.𝐴𝑐 𝐴𝑠 = 2.105 + 0,2 . 25278,7 . 275625 25032,21

= 255667,81 MPa

Jari-Jari Girasi Kolom Komposit

Jari-jari girasi kolom komposit diambil dari nilai terbesar antara : c. 0,3 . b = 0,3 . 525 = 157,5 mm

d. ry = 95,4 mm maka dipakai rm = 95,4 mm

5.7.2.5 Menghitung Kuat Tekan Dan Gaya Aksial Kolom

Kolom adalah struktur yang menahan gaya aksial, maka kita harus menghitung kuat tekannya.

Dipakai rm = 166,4 mm 𝜆c = 𝑘.𝑙 𝑟𝑚 .𝜋� 𝐹𝑚𝑦 𝐸𝑚 = 5000 95,4 . 3,14� 424,38 255667,81 = 0,68

1. Karena 0,25 < 𝜆c < 1,2 ,Maka Termasuk Dalam Kategori Kolom Menengah ω = 1,43 1,6 − 0,67𝜆c = 1,43 1,6−0,67 . 0,68 = 1,25 fcr = 𝑓𝑚𝑦 ω = 424,38 1,25 = 339,5 MPa = 3462,9 Kg/cm2

Pn = As.fcr = 250,32 . 3462,9 = 866833,128 Kg ∅Pn = 0,85 Pn = 0,85 , 866833,128 Kg = 736808,16 Kg

2. Kuat Tekan Aksial Rencana Profil Baja ∅Pns = 0,85. As. fy

= 0.85 . 250,32 . 2550 = 542568,6 Kg

3. Beban Tekan Aksial Rencana Yang Dipikul Oleh Beton

Semua beban desain kolom ditopang oleh kolom komposit (terdiri dari profil baja dan beton). Maka persyaratan luas minimal penampang beton yang menahan beban desain kolom diperlukan.

∅Pnc = ∅Pn - ∅Pns

= 736808,16 - 542568,6 = 194239,56 Kg

Syarat yang harus dipenuhi untuk luas penampang beton ∅Pnc ≤ 1,7. ∅𝑓′_{𝑐. 𝐴𝑐}

194239,56 ≤ 1,7. 0,6 . 255. 2756 194239,56 ≤ 716835,06

5.7.2.6 Kuat Nominal Komposit Dan Aksial Kolom Komposit

Kuat nominal dan aksial kolom komposit inilah yang akan menentukan apakah desain kolom komposit menggunakan profil dan dimensi rencana aman atau tidak menahan momen dan gaya aksial kolom pada bangunan.

Gambar 5.19 Kolom tepi yang ditinjau

Dari hasil output ETABS v9.6 diperoleh gaya-gaya yang bekerja pada kolom : Pu = 215943,1 kg

Muy = 2404088,1 kg.cm

Mux = 1006955,14 kg.cm

Luasan badan profil (Aw) = d . tw = 37,33 . 1,63 = 60,85 cm2 Crc = Crt = 262,5 - (40 + 10 + (0,5 . 16))

Cr = (Crc + Crt)/2 = 204,5 mm b = h = 525 mm Pu ∅Pn = 215943,1 736808,16 = 0,293 > 0,2 Karena nilai Pu

∅Pn = 0,293 < 0,3 ,maka diperlukan interpolasi untuk nilai Mnx dan

Mny

Pada kondisi Pu = 0, maka : ∅𝑏 𝑀𝑛𝑥 = 0,85 . Zx . fy = 0,85 . 3834,57. 2550 = 8311430,47 kg.cm ∅𝑏 𝑀𝑛𝑦 = 0,85 . Zy . fy = 0,85 . 1851,74. 2550 = 4013646,45 kg.cm Pada kondisi Pu = 0,3 ,maka :

Mnx = Zx . fy + 1/3 (h-2Cr). Ar.fyr + (ℎ₂ – _{1,7 .𝑓𝑐 .ℎ}𝐴𝑤,𝑓𝑦 ). 𝐴𝑤 . 𝑓𝑦 = 3834,57. 2550+ 1/3 (52,5-2.20,4). 8.4182 + ( 55 2 – 60,85 ,2550 1,7 .255.52,5).60,85 .2550 = 12987469,51 kg.cm Mny = Zy . fy + 1/3 (h-2Cr). Ar.fyr + (ℎ₂ – _{1,7 .𝑓𝑐 .ℎ}𝐴𝑤,𝑓𝑦 ). 𝐴𝑤 . 𝑓𝑦 = 1851,74. 2550+ 1/3 (52,5-2.20,4). 8.4182 + ( 55 2 – 60,85 ,2550 1,7 .255.52,5).60,85 .2550

12987469,51 kg.cm M n Pu / Pn 8311430,47 kg.cm 12878361,93 kg.cm 0,3 0,293 7931253,014 kg.cm M n Pu / Pn 4013646,45 kg.cm 7839842,19 kg.cm 0,3 0,293 = 7931253,014 kg.cm

Maka dengan interpolasi didapat nilai Mnx pada kondisi Pu

∅Pn = 0,234

Gambar 5.20 Grafik interpolasi Mnx-Pu/Pn kolom tepi

Gambar 5.21 Grafik interpolasi Mny-Pu/Pn kolom tepi Untuk Pu

Pu ∅Pn + 8 9 ( Mux ∅Mnx + Muy ∅Mny ) ≤ 1 0,234 + 8 9 ( 572339,88 0,85 . 19193893,96 + 2902133,5 0,85 .11435570,21) ≤ 1 0,5306 ≤ 1 5.8 Perencanaan Sambungan

Desain untuk sambungan kolom ke balok di rencanakan menggunakan sambungan baut dengan pertimbangan lebih efisien dan lebih mudah dalam pengerjaannya. Perhitungan untuk sambungan baut di bawah ini di hitung pada sambungan antara kolom dengan balok. Adapun desainnya adalah sebagai berikut ini.

Gambar 5.22 Sambungan Kolom-Balok dengan profil siku dan profil T Di pakai profil baja W14x211 untuk kolom tengah dan profil baja W14x132 untuk kolom tepi.

5.8.1 Sambungan Kolom Tengah-Balok

Sambungan kolom dengan balok direncanakan dengan sambungan baut 1. Sambungan Geser Pada Badan Balok

Di pakai profil baja untuk balok adalah W16x89 dengan data profil sebagai berikut ini. A = 169,03 cm2 ix = 17,89 cm W = 132,37 kg/m tw = 13,33 mm Zx = 2867,73 cm3 d = 426,72 mm Ix = 54110,08 cm4 tf = 22,22 mm b = 264,16mm Zy = 788,22 cm3 Sx = 2536,09 cm3 iy = 6,33 cm Iy = 6784,57 cm4 Sy = 513,67 cm3 h = 382,28 mm

Sambungan balok utama dengan kolom di rencanakan dengan rigid connection. Dimana sambungan memikul beban geser Vu dan momen Mu. Penerimaan beban di anggap sebagai berikut :

a. Beban geser Vu di teruskan oleh sambungan pada badan secara tegak lurus ke flens kolom.

b. Beban momen Mu di teruskan oleh sayap balok dengan baja T ke flens kolom. Vu = 369,77 kN

Sambungan kaku yang merupakan bagian dari system rangka pemikul beban gempa mempunyai kuat lentur Mu yang besarnya paling tidak sama dengan : Mu = 1,1×Ry×Mpbalok

= 1,1×1,5×717,35

= 1183,63 kNm

Gaya geser terfaktor pada sambungan kaku harus di ambil berdasarkan kombinasi pembebanan dari ETABS di tambah gaya geser yang berasal dari Mu di atas (LRFD pasal 15.9.2.2) sehingga besarnya adalah :

Vu tambah = L Mu Mu+ = 9 63 , 1183 63 , 1183 + = 263,03 kN Vu total = Vu + Vu tambah = 369,77 + 263,03 = 632,8 kN

a. Kuat Geser Baut

i. Pada bidang geser baut tidak ada ulir, maka nilai r1= 0,5

ii. Mutu profil BJ41 (fu= 410000 kN/m2) iii. Baut tipe A325 dengan nilai

D = 25,4 mm = 0,0254 m fub = 825 MPa = 825000 kN/m2 Ag = 5,07 cm2 = 0,000507 m2

Vdg = ϕf ×

(

r₁× fub

)

×2×Ab

= 0,75×

(

0,5×825000

)

×2×0,000507 = 313,706 kN

b. Kuat Tumpu Baut

Vdt = ϕf × 42, ×db×tp× fu = 410000 10 33 , 13 0,0254 4 , 2 75 , 0 × × × ₃ × = 249,87 kN

Vdg > Vdt maka gunakan yang terkecil 249,87 kN

Jumlah baut : n = buah buah Vdt Vu 3 53 , 2 87 , 249 8 , 632 = = =

maka, di pasang 3 buah baut

2. Sambungan Geser Pada Sayap Kolom a. Kuat Geser Baut

- Pada bidang geser baut tidak ada ulir, maka nilai r1= 0,5

- Mutu profil BJ41 (fu= 410000 kN/m2) - Baut tipe A325 dengan nilai

D = 25,4 mm = 0,0254 m fub = 825 MPa = 825000 kN/m2 Ag = 5,07 cm2 = 0,000507 m2 Vdg = ϕf ×

(

r1× fub

)

×Ab

= 0,75×

(

0,5×825000

)

×0,000507 = 156,853 kN

b. Kuat Tumpu Baut Vdt = ϕf × 42, ×db×tp× fu

= 0,75×2,4×0,0254 ×0,039624×410000

= 742,759 kN

Vdg < Vdt maka gunakan yang terkecil 156,853 kN

Jumlah baut : n = buah Vdg Vu 4 kN 156,853 8 , 632 = =

Di pasang 4 buah pada 2 sisi, sehingga pada satu sisi menjadi 2 baut.

3. Kontrol Siku Penyambung

Siku di rencanakan menggunakan L 4”x 3”x 3/8”, BJ 41 dengan nilai fu = 410000 kN/m2

Ølubang = Øbaut + Økelonggaran = 0,0254 +0,0016 = 0,027m Anv = Lnv x t = (L – n x Ølubang) x t =

(

2 0,027

)

0,039624 1000 401,32 ×       _{− ×}

= 0,0137 m

Siku di tinjau satu sisi sehingga gaya =

kN Vu 632,8 316,4 2 1 2 1 _{= × =}

(

fu Anv

)

Pn=ϕ× 0,6× × ϕ

(

)

kN Pn=0,75× 0,6×410000×0,0137 =2527,65 ϕ φPn = 2527,65 kN > Vu 316,4kN 2 1 ₌

4. Sambungan Pada Sayap Profil T Dengan Sayap Kolom a. Mutu Profil BJ41 (Fu= 410000 Kn/M2)

b. Baut Tipe A325 Dengan Nilai Sebagai Berikut Ini. D = 25,4 mm = 0,0254 m

Ølubang = Øbaut + Økelonggaran = 0,0254+0,0016

= 0,027m

fub = 825 MPa = 825000 kN/m2 Ag = 5,07 cm2 = 0,000507 m2

Akibat gaya Mu, profil T akan mengalami gaya tarik sebesar :

T = 1386,89kN 1000 72 , 426 2 63 , 1183 = × = dbalok Mu

= φ x Rn = 0,75 x fub x0,75 x Ab x n = 0,75 x 825000 x0,75 x 0,000507 x 4 = 941 kN Syaratnya adalah B < T 941 kN < 1386,89 kN Tidak Memenuhi!

Untuk mengatasinya kita dapat memakai potongan profil balok atau profil T yang di hubungkan ke bawah balok utama agar lengan kopel menjadi lebih besar. Dalam hal ini kita coba memakai porfil WT 12X38 yang merupakan potongan dari proil balok Induk B1 dengan nilai d tambahan sebesar 303,784 mm. Maka dengan demikian lengan kopel menjadi :

d baru = 303,784 + 426,72 = 730,5 mm = 0,73 m T baru = 73 , 0 2 63 , 1183 × = 810,705 kN Maka nilai B > T

941 kN > 810,705 kN memenuhi syarat, Ok! e. Perhitungan Sayap Kolom Dengan Profil T Perhitungan tebal sayap T yang di perlukan :

Direncanakan memakai profil ST 12X60,5 dengan section propertisnya adalah : tw = 0,8 in = 20,32 mm = 0,02032 m

bf = 8,05 in = 204,47 mm = 0,20447 m d = 12,25 in = 311,15 mm = 0,31115 m k = 2 in = 50,8 mm = 0,0508 m

Gambar 5.23 Gaya-gaya yang Bekerja pada Profil T

a = 50 mm (rencana) b =

(

)

      − × − 2 32 , 20 2 8 , 50 2 47 , 204 = 41 mm

Menurut Kulak, Fisher, dan Shrink : a ≤ 1,25 b 41 ≤ 1,25 x 50

41 ≤ 62,5 mm ok!! Koreksi untuk a dan b

a’ =       × + baut a φ 2 1 =       × + 0,0254 2 1 50 = 0,0627 m

b’ =       × − baut b φ 2 1 =       × − 0,0254 2 1 41 = 0,0286 m β =       ×       − ' ' 1 b a T B =       ×       ₋ 0,0286 0,0627 1 810,705 941 = 0,352 < 1 δ = bf tf bf −2 =

(

)

0,20447 0,027 2 0,20447− × = 0,74 α = _      − × β β δ 1 1 =       − × 352 , 0 1 352 , 0 74 , 0 1 = 0,734 α pakai= 1,0 α x δ = 1 x 0,74 = 0,74 Q =       ×       + × ' ' 1 a b T αδ αδ =       ×       + × 0,0627 0,0286 74 , 0 1 74 , 0 705 , 810 = 157,269 kN

(

T +Q

)

2 1 =

(

810,705 157,269

)

2 1 ₊ = 483,987 kN Syarat :

Gaya yang terjadi pada baut adalah B ≥

(

T +Q

)

2 1

941 kN ≥ 483,987 kN

Maka tebal perlu sayap profil T adalah :

tf ≥

₍

₎

αδ ϕ× × × + × × 1 ' 4 Fy bf b T ≥

₍

₎

74 , 0 1 410000 204 , 0 9 , 0 0,0286 705 , 810 4 + × × × × × 27,686 cm > 0,0266 m = 26,66 cm ok!! Sehingga tf di profil ST 12X60,5 dapat di pakai.

5. Sambungan Pada Badan Profil T Dengan Sayap Balok a. Kuat Geser Baut

i. Pada bidang geser baut tidak ada ulir, maka nilai r1= 0,5

ii. Mutu profil BJ41 (fu= 410000 kN/m2) iii. Baut tipe A325 dengan nilai

D = 25,4 mm = 0,0254 m fub = 825 MPa = 825000 kN/m2 Ag = 5,07 cm2 = 0,000507 m2 Vdg = ϕf ×

(

r₁× fub

)

×Ab

= 0,75×

(

0,5×825000

)

×0,000507 = 156,853 kN

b. Kuat Tumpu Baut

Vdt = ϕf × 42, ×db×tp× fu = 410000 1000 22 , 22 0,0254 4 , 2 75 , 0 × × × × = 416,518 kN

Vdg < Vdt maka gunakan yang terkecil 156,853 kN

c. Jumlah Baut n = buah buah Vdg T 6 168 , 5 853 , 156 705 , 810 _{= =} =

Sehingga di pasang 6 buah baut pada dua sisi, maka pada satu sisi menjadi 3 baut Kekuatan badan profil T

i. Mutu Profil BJ41 (Fu= 410000 Kn/m2) ii. Baut tipe A325 dengan nilai

D = 25,4 mm = 0,0254 m fub = 825 MPa = 825000 kN/m2 Ag = bf x tw = 0,204 X 0,0203 = 0,00415 m2 An = Ag−

(

∑

d'×tw

)

= 0,00415−

(

∑

3×0,0254×0,0203

)

= 0,0026 m2

Terhadap Leleh, syaratnya adalah : 2T ≤ 0,9 x An x Fu

2 x 810,705 ≤ 0,9 x 0,0026 x 825000 1621,41 ≤ 1937 kN

5.8.2 Sambungan Kolom Tepi - Balok

Sambungan kolom dengan balok direncanakan dengan sambungan baut 1. Sambungan Geser Pada Badan Balok

Di pakai profil baja untuk balok adalah W16x89 dengan data profil sebagai berikut ini. A = 169,03 cm2 ix = 17,89 cm W = 132,37 kg/m tw = 13,33 mm Zx = 2867,73 cm3 d = 426,72 mm Ix = 54110,08 cm4 tf = 22,22 mm b = 264,16mm Zy = 788,22 cm3 Sx = 2536,09 cm3 iy = 6,33 cm Iy = 6784,57 cm4 Sy = 513,67 cm3 h = 382,28 mm

Sambungan balok utama dengan kolom di rencanakan dengan rigid connection. Dimana sambungan memikul beban geser Vu dan momen Mu. Penerimaan beban di anggap sebagai berikut :

a. Beban geser Vu di teruskan oleh sambungan pada badan secara tegak lurus ke flens kolom.

b. Beban momen Mu di teruskan oleh sayap balok dengan baja T ke flens kolom. Vu = 179,38 kN

Sambungan kaku yang merupakan bagian dari system rangka pemikul beban gempa mempunyai kuat lentur Mu yang besarnya paling tidak sama dengan : Mu = 1,1×Ry×Mpbalok

= 1,1×1,5×717,35

= 1183,63 kNm

Gaya geser terfaktor pada sambungan kaku harus di ambil berdasarkan kombinasi pembebanan dari ETABS di tambah gaya geser yang berasal dari Mu di atas (LRFD pasal 15.9.2.2) sehingga besarnya adalah :

Vu tambah = L Mu Mu+ = 9 63 , 1183 63 , 1183 + = 263,03 kN Vu total = Vu + Vu tambah = 179,38 + 263,03 = 442,41 kN

a. Kuat Geser Baut

i. Pada bidang geser baut tidak ada ulir, maka nilai r1= 0,5

iii. Baut tipe A325 dengan nilai D = 25,4 mm = 0,0254 m fub = 825 MPa = 825000 kN/m2 Ag = 5,07 cm2 = 0,000507 m2 Vdg = ϕf ×

(

r₁× fub

)

×2×Ab = 0,75×

(

0,5×825000

)

×2×0,000507 = 313,706 kN

b. Kuat Tumpu Baut

Vdt = ϕf × 42, ×db×tp× fu = 410000 10 33 , 13 0,0254 4 , 2 75 , 0 × × × ₃ × = 249,87 kN

Vdg > Vdt maka gunakan yang terkecil 249,87 kN

Jumlah baut : n = buah buah Vdt Vu 2 77 , 1 87 , 249 41 , 442 _{= =} =

maka, di pasang 2 buah baut

2. Sambungan Geser Pada Sayap Kolom a. Kuat Geser Baut

- Pada bidang geser baut tidak ada ulir, maka nilai r1= 0,5

- Mutu profil BJ41 (fu= 410000 kN/m2) - Baut tipe A325 dengan nilai