Prof. Iswandi Imran. Perencanaan Elemen Struktur Sistem Ganda Berdasarkan SNI

(1)

Perencanaan Elemen Struktur Sistem Ganda

Berdasarkan SNI 03-2847-2002

Prof. Iswandi Imran

(2)

Contoh Hipotetis Struktur Ganda

(Arah Utara-Selatan dan Arah Barat-Timur: Dual System)

Shortcourse kali ini akan menguraikan contoh-contoh perhitungan desain dan detailing kebutuhan baja

tulangan untuk komponen-komponen struktur Dual System (SRPMK-SDSK) beton bertulang pada

multistorey office building. Bentuk tipikal dan layout rencana gedung seperti yang dimodelkan dalam Gambar 1.1-1.7.

Walaupun dimensi penampang komponen struktur dalam contoh-contoh perhitungan ini umum dijumpai dalam pelaksanaan konstruksi praktis di lapangan, namun struktur

bangunan dalam contoh ini adalah bangunan hipotetikal dan hanya dibuat untuk kebutuhan ilustrasi saja.

(3)

15 Storey

Office Building

Hypothetical

U

Berat jenis beton, g = 2.400 kg/m³.

Kuat tekan beton, f_c’ = 30 MPa.

Tegangan leleh baja tulangan, f_y = 400 MPa.

Kolom-kolom tepi

= 65 cm × 65 cm Kolom-kolom interior

= 80 cm × 80 cm

Dimensi balok masing-masing:

B1 = 35 cm × 60 cm B2 = 30 cm × 55 cm, dan B3 = 25 cm × 40 cm Tebal pelat lantai & atap

= 12 cm

Tebal preliminary design shearwall

= 35 cm

Gambar 1.1

(4)

Informasi Mengenai Gedung

Informasi Umum

Informasi umum mengenai gedung:

• Tinggi lantai dasar & lantai 1 (1^st & 2^nd lobby floor) adalah 6 m.

• Tinggi tipikal lantai-lantai diatasnya 4 m.

• Dimensi kolom-kolom interior 80 cm × 80 cm, dan kolom-kolom tepi 65 cm × 65 cm.

• Dimensi balok:

• B1 = 35 cm × 60 cm,

• B2 = 30 cm × 55 cm,

• B3 = 25 cm × 40 cm.

• Tebal pelat lantai dan atap = 12 cm.

• Tebal dinding geser = 35 cm.

• Kuat tekan beton, f_c’ = 30 MPa.

• Tegangan leleh baja, f_y = 400 MPa.

(5)

Floor Zero

Gambar 1.2 6

5 4

3 2

1 902,5 935 1035

895 920 1020

295

720 942,5

835

420

1000 1100 1000

1000 1000

A B C D E F

Denah Lantai Dasar

1^st lobby floor

U T S B

400

800

400 C2Kolom Tepi

65 cm × 65 cm

C1Kolom Interior 80 cm × 80 cm

shearwall

Tebal

35 cm 720

742,5

300

302,5 735 735

Back to

Bag. 5 Back to Bag. 6

(6)

1 ^st Floor

²^nd lobby floor Gambar 1.3

6 5

4 3

2

1 902,5 935 1035

895 920 1020

295

720 765

952,5 965 357,5 300

765 1065 370

370

1000 1100 1000

1000 1000

A B C D E F

Denah Lantai 1

2^nd lobby floor

U T S B

400

800

400 B1Balok Induk

35 cm × 60 cm

B3Balok Anak 25 cm × 40 cm

B2Balok Perimeter 30 cm × 55 cm

C2Kolom Tepi 65 cm × 65 cm

shearwall

Tebal 35 cm

352,5

357,5

(7)

2 ^nd Floor

¹^st level office floor Gambar 1.4

6 5

4 3

2

1 902,5 935 1035

895 920 1020

295

720 765

300

952,5 965 300

765 1065

300

370

1000 1000

1100 1000

1000 A

B C D E F

Denah Lantai 2

1^st level office floor

400

800

400 B1Balok Induk

35 cm × 60 cm

shearwall

Tebal 35 cm

357,5

620

(8)

3 ^rd – 15 ^th Floors

typical floor Gambar 1.5

6 5

4 3

2

1 902,5 935 1035

895 920 1020

295

720 765

952,5 965 357,5 300

765 1065 370

370

1000 1000

1100 1000 1000

A B C D E F

Denah Lantai 3-15

typical floor (office floor)

400

800

400 B1Balok Induk

35 cm × 60 cm

shearwall

Tebal 35 cm

942,5

Back to

Bag. 2 Back to

Bag. 3 Back to Bag. 4

(9)

16 ^th Floor

^roof-top

Gambar 1.6 6

5 4

3 2

1

1000 1000

1100 1000 1000

A B C D E F

Denah Lantai 16

rooftop

400

800

400 B1Balok Induk

35 cm × 60 cm

shearwall

Tebal 35 cm

(10)

Elevation

^view

Gambar 1.7

Lantai dasar

1^st lobby

Lantai 1 2^nd lobby

Lantai 2 Lantai 3 Lantai 4 Lantai 5 Lantai 6 Lantai 7 Lantai 8 Lantai 9 Lantai 10 Lantai 11 Lantai 12 Lantai 13 Lantai 14 Lantai 15

0 6 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68

meter

(b) Tampak arah Barat-Timur (a) Tampak arah Utara-Selatan

Rooftop

(11)

Informasi Mengenai Gedung

Beban Layan

Beban layan yang bekerja:

• Beban hidup: beban hidup total (termasuk partisi) yang akan membebani pelat lantai, w

_live

= 2,5 kN/m

²

.

• Beban hidup atap: termasuk pekerja dan peralatan yang digunakannya, w

_{l_atap}

= 1,5 kN/m

²

.

• Beban mati:

– berat sendiri balok, kolom, pelat, dan shearwall.

– beban superimposed lain:

• Plesteran keramik, w_cov, didesain 1,5 cm, dengan berat jenis pasta + agregat 2.000 kg/m³.

• Plafon, w_plaf, didesain 10 kg/m².

• Mechanical & Electrical, w_m&e, didesain 20 kg/m².

(12)

Informasi Mengenai Gedung

Data Seismik

Data desain seismik:

• Lokasi gedung di zona gempa 6.

• Kondisi tanah di lokasi gedung termasuk ke dalam kategori tanah sedang.

• Gedung digunakan untuk perkantoran biasa, maka faktor keutamaan struktur, I = 1,0

(Tabel 1. Pasal 4.1.2 SNI 03-1726-2002)

• Untuk gedung dengan tipe ganda (Sistem Dinding Geser Struktural Khusus yang dikombinasikan dengan Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus) beton bertulang, untuk kedua arah, maka

nilai faktor modifikasi respon struktur, R = 8,5

(Tabel 3. Pasal 4.3.6 SNI 03-1726-2002)

(13)

Pembebanan Struktur

Kombinasi Pembebanan (Pasal 11.2)

Kombinasi Pembebanan Non-Gempa:

LC 11.2-1 (4) U = 1,4 D

LC 11.2-1 (5) U = 1,2 D + 1,6 L + 0,5 (A atau R)

LC 11.2-2 (6) U = 1,2 D + 1,0 L ± 1,6 W + 0,5 (A atau R)

Kombinasi Pembebanan Gempa:

LC 11.2-3 (8) U = 1,2 D + 1,0 L ± 1,0 E LC 11.2-3 (9) U = 0,9 D ± 1,0 E

(14)

Chapter 1

Perencanaan Komponen Struktur

Sistem Rangka Pemikul Momen

Khusus

(15)

Distribusi Beban

Berapa porsi beban untuk masing-masing sistem?

Seberapa besar porsi gaya yang akan diterima oleh sistem bergantung pada konfigurasi geometris sistem secara keseluruhan, kekakuan elemen, dan bagaimana hubungan antar elemen.

Namun, dalam desain sistem ganda, harus dipenuhi:

1. Komponen struktur SRPMK harus didesain untuk mampu menyerap minimum 25% beban lateral total gempa yang bekerja pada sistem struktur.

Plastifikasi pada struktur SRPM akan memberikan second defense mechanism yang dapat membuat faktor modifikasi respons struktur meningkat hingga 8,5.

2. Komponen struktur SRPM dan SDS harus didesain

berdasarkan gaya dalam hasil analisis di mana gaya geser

dinamis yang bekerja pada komponen minimal 80% dari gaya geser statis.

(16)

Bagian 1

Analisis

Statik Ekivalensi

Beban Lateral Gempa

(17)

Berat Struktur

Gambar 1.8

Lantai dasar

1^st lobby

Lantai 1 ²^nd^lobby Lantai 2 Lantai 3 Lantai 4 Lantai 5 Lantai 6 Lantai 7 Lantai 8 Lantai 9 Lantai 10 Lantai 11 Lantai 12 Lantai 13 Lantai 14 Lantai 15 Rooftop

0 6 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68

meter

h_x

11.881 11.158 11.158 11.158 11.158 11.158 11.158 11.158 11.158 11.158 11.158 11.158 11.158 11.158 10.837

w_x ^(kN)

12.086

S = 179.854

w_xh_x^(kN-m)

Storey Moment

142.573 178.524 223.155 267.786 312.417 357.048 401.679 446.310 490.941 535.572 580.203 624.834 669.465 714.069 736.894

72.514

S = 6.754.013

(18)

Karena pada arah Utara-Selatan & Barat-Timur sama-sama sistem ganda, secara empiris waktu getar alami struktur, T, dapat ditentukan melalui persamaan

dengan demikian,

Karena T > T_c (= 0,6 detik untuk wilayah gempa 6 dengan tipe tanah sedang)^(2, ⁴⁾, maka koefisien percepatan gempa

4

0488

3

,

0 H

T 

detik

16 , 1 68

0488 ,

0

 ⁴³ 

 T

Periode Natural

Waktu getar alami struktur, T

(1, 2, 3, 4)

54 , 0 6 , 0 9 ,

0

 





 _m _c

r A T

A ^{(2, 4)}

(1) (2)

(3) (4)

UBC-97

Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung (SNI 03-1726-2002), Badan Standardisasi Nasional, 2002

ASCE 7-05

Perencanaan Struktur Gedung Beton Bertulang Tahan Gempa, Imran, I. & Hendrik, F., Penerbit ITB, 2010

(19)

Faktor respons gempa,

karena,

dengan demikian,

bekerja di kedua arah, Utara-Selatan dan Barat-Timur.

Dari hasil analisis menggunakan software komersial, diperoleh:

47 , 16 0

, 1

54 ,

0



 T C A^r

Periode Natural

Faktor respons gempa, C

(2, 4)

R W

V  CI (1, 2, 3, 4)

(1) (2)

(3) (4)

UBC-97

Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung (SNI 03-1726-2002), Badan Standardisasi Nasional, 2002

ASCE 7-05

kN 888 . 9 854 . 5 179

, 8

0 , 1 47 ,

0  

 V

(20)

6 5

4 3

2

1 902,5 935 1035

895 920 1020

295

720 942,5

835

420

1000 1100 1000

1000 1000

A B C D E F

Denah Lantai Dasar

1^st lobby floor

U T S B

400

800

400 C2Kolom Tepi

65 cm × 65 cm

shearwall

Tebal

35 cm 720

742,5

300

302,5 735 735

Shear at The Base

Gambar 1.9 Gaya geser total pada

perletakan di lantai dasar (Respons Spektra)

= 9.835 kN

(21)

6 5

4 3

2

1 902,5 935 1035

895 920 1020

295

720 942,5

835

420

1000 1100 1000

1000 1000

A B C D E F

Denah Lantai Dasar

1^st lobby floor

U T S B

400

800

400 C2Kolom Tepi

65 cm × 65 cm

shearwall

Tebal

35 cm 720

742,5

300

302,5 735 735

Shear at The Base

Gambar 1.9

Ok,

V_b Statik Ekivalen = 9.888 kN

V_b Analisis Respons Spektra = 9.835 kN Response Spektra tidak perlu dikoreksi

(22)

6 5

4 3

2

1 902,5 935 1035

895 920 1020

295

720 942,5

835

420

1000 1100 1000

1000 1000

A B C D E F

Denah Lantai Dasar

1^st lobby floor

U T S B

400

800

400 C2Kolom Tepi

65 cm × 65 cm

shearwall

Tebal

35 cm 720

742,5

300

302,5 735 735

Shear at The Base-Wall

Gambar 1.9 Gaya geser total pada

shearwall di lantai dasar (oleh Gempa)

= 6.052 kN

Geser total di lantai dasar = 7.038 kN

Berarti, Gaya geser total pada portal di lantai dasar (oleh Gempa)

= ± 986 kN (14%)

(23)

6 5

4 3

2

1 902,5 935 1035

895 920 1020

295

720 942,5

835

420

1000 1100 1000

1000 1000

A B C D E F

Denah Lantai Dasar

1^st lobby floor

U T S B

400

800

400 C2Kolom Tepi

65 cm × 65 cm

shearwall

Tebal

35 cm 720

742,5

300

302,5 735 735

Shear at The Base-Wall

Gambar 1.9

Dapat disimpulkan bahwa,

Portal hanya memikul 14% dari keseluruhan total gaya lateral

Re-analysis perlu dilakukan dengan memperbesar faktor kombinasi pada

pembeban gempa sebesar

25 / 14 = 1,8

(24)

Bagian 2

Detailing

Elemen Balok

Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus

(25)

Balok C-23/9

Gambar 1.10

Desain detailing

tulangan elemen balok C-23/9 !?!?!

Perhatikan kembali Gambar 1.5, balok C-23/9 terletak pada baris C antara grid 2 dan grid 3 di lantai 9

 Dimensi balok 35 x 60 cm,

 f_c’ = 30 MPa, dan

 f_y = 400 MPa.

 Bentang bersih = 942,5 cm.

Balok yang didesain

Lantai dasar

1^st lobby

Lantai 1 ²^nd^lobby Lantai 2 Lantai 3 Lantai 4 Lantai 5 Lantai 6 Lantai 7 Lantai 8 Lantai 9 Lantai 10 Lantai 11 Lantai 12 Lantai 13 Lantai 14 Lantai 15

Tampak arah Utara-Selatan

Roof Top

(26)

Dimensi Komponen

1. Dimensi komponen lentur

Balok harus memenuhi definisi komponen struktur lentur. SNI 03- 2847-2002 Pasal 23.3.1 mensyaratkan bahwa komponen struktur lentur SRPMK harus memenuhi hal-hal berikut:

i. Gaya aksial tekan terfaktor pada komponen struktur lentur dibatasi maksimum 0,1 A_gf_c’.

0,1 A_gf_c’ = 0,1 × 0,35 m × 0,6 m × 30 MPa = 630 kN.

Dari analisis stuktur, gaya aksial tekan akibat kombinasi gaya gempa dan gravitasi pada komponen struktur = 38 kN < 630 kN — Ok

ii Bentang bersih komponen struktur tidak boleh kurang dari 4 kali tinggi efektifnya.

Asumsikan hanya satu lapis tulangan yang perlu dipasang, selimut beton 40 cm, sengkang menggunakan D13, dan baja tulangan lentur yang dipakai adalah D19 (ada kemungkinan berubah, tergantung hasil desain). Maka

d = 600 mm – (40 mm + 13 mm + 9,5 mm) = 537 mm.

l_n/d = 9.425 mm / 537 mm = 17,6 — Ok.

(27)

Dimensi Komponen

1. Dimensi komponen lentur

iii. Perbandingan lebar terhadap tinggi komponen tidak boleh kurang dari 0,3.

Lebar, b = 350 mm, dan tinggi, h = 600 mm, b/h = 350/600

= 0,58 — Ok iv. Lebar komponen tidak boleh:

a. Kurang dari 250 mm — Ok

b. Melebihi lebar komponen struktur pendukung (diukur pada bidang tegak lurus terhadap sumbu longitudinal komponen struktur lentur) ditambah jarak pada tiap sisi komponen

struktur pendukung yang tidak melebihi 3/4 tinggi komponen struktur lentur.

Lebar balok, b = 350 mm < lebar kolom = 800 mm — Ok

(28)

Ultimate Moment Diagram

Gambar 1.11

1 2 3 4 5 6 7 8 9

120,62^kN

Akibat goyangan 1,0E ke kanan

232,45 kN

Akibat goyangan ke kiri, besar momen gempa sama, tapi berlawanan arah

-240 kN

207 kN

-299 kN

-23 kN

-457 kN

-67^kN

Akibat goyangan ke kiri

-129,14 kN (a)

Diagram momen akibat gravitasi

(b) Diagram momen akibat

gempa

(c) Superposisi diagram momen gravitasi & gempa 1,8E

-531 kN Akibat goyangan ke anan

217,12^kN

Akibat goyangan 1,8E ke kanan

-232,45 kN

214,67^kN

233 kN 235 kN

(29)

Gerakan Siklik pada Struktur

Sketsa momen yang terbentuk pada balok C-12/9 & C-23/9

Gambar 1.12

Momen yang bekerja pada ujung balok akibat goyangan

ke kiri

(berlawanan arah jarum jam)

G Balok C-12/9 H Balok C-23/9

Lokasi terbentuknya sendi plastis

9^th floor

Kolom C1-8

Lantai 8

Kolom C2-8

Lantai 8

Kolom C1-9

Lantai 9

Kolom C2-9

Lantai 9

Lokasi terbentuknya sendi plastis

Diagram momen yang terbentuk pada balok C-12/9

dan C-23/9

I

(30)

Momen Desain

2. Momen-momen yang bekerja pada Balok C-23/9

Kondisi Lokasi Arah Goyangan Momen

M_u (kN-m)

1

Ujung kanan (I) _Kanan

-531

Negatif

2

Ujung kiri (H)

Kiri

-457

Negatif

3

Ujung kiri (H)

Kanan

233

Positif

4

Ujung kanan (I)

Kiri

235

Positif

5

Tengah bentang

Kanan dan Kiri

215

Positif

(31)

Baja Tulangan Lentur

3. Kondisi 1, goyangan ke kanan

Kondisi 1, kolom I, momen negatif tumpuan, goyangan ke kanan.

M_u = -531 kN-m.

 Asumsi dua lapis tulangan. Sebagai trial awal gunakan tulangan D19 dan sengkang D13.

Tinggi efektif balok, d = 600 mm – (40 + 13 + 19 + 20) mm = 508 mm.

Asumsi awal, j = 0,85 dan f = 0,8

2

2 6

mm 843 . 3 mm 508 85

, mm 0

400 N 8

, 0

mm - N 10

531 



 

 f jd A M

y u

s f

(32)

Baja Tulangan Lentur

Diperlukan 7 D25 dan 1 D29. Bila spasi bersih antar lapis diambil 40 mm, tinggi efektif d yang baru:

d = 600 mm – (40 + 13 + 29 + 20) mm = 498 mm.

Jenis Dimensi Jumlah A_s

D

^Diameter_(mm) ^Luas/bar_(mm2) buah (mm²)

25 25 491 7

4.097

29 29 661 1

mm mm 184

350 N/mm

30 85 , 0

N/mm 400

mm 097 . 4 '

85 ,

0 ²

2

2 



 

 f b

f a A

c y s

(33)

Baja Tulangan Lentur

3. Kondisi 1, goyangan ke kanan cek momen nominal aktual:

 Cek A_s minimum:

tapi tidak boleh kurang dari:

10 6

2 498 184

400 097

. 4 8 , 2 0

 



 



 



 



 

 

 a

d f A M_n f _s _y f

m.

kN

532 

n  fM

2 min

_ 350 498 597 mm

400 4

30 4

'   

 

 b d

f

A f _w

y c s

2 min

_ 350 498 610mm

400 4 , 1 4

,

1    

 b d

A f _w

y s

Ok, syarat tulangan minimum terpenuhi

— Ok.

(34)

Baja Tulangan Lentur

 Cek rasio tulangan:

= 0,032513

Batas tulangan maksimum berdasarkan SNI Beton Pasal 23.3.2 adalah 0,025.

02350 ,

mm 0 498 mm

350

mm .097

4 ² 

 

 b d A

w

 s



 







 

 













 

400 600

600 400

30 85 , 85 0 , 600 0

600 '

85 , 0

1

y y

c

b f f

 f



Ok,  < 0,75_b dan  < 0,025.

Syarat tulangan maximum terpenuhi

024384 ,

0 032513 ,

0 75 , 0 75

,

0 _b   

(35)

Baja Tulangan Lentur

 Cek apakah penampang tension-controlled ? d_t = 600 mm – (40 + 13 + 12,5) mm = 534.

Sebelum Tahun 2002, ACI Committee mengatur faktor reduksi lentur f

berdasarkan regangan bersih tulangan tarik di lapis terluar (terjauh dari serat tekan). Penampang disebut tension-controlled bila regangan bersih tulangan di lapis terluar ≥ 0,005 (pada saat beton hancur, baja tulangan sudah leleh).

Namun, sejak Tahun 2002 ACI membatasi jumlah maksimum tulangan

sedemikian sehingga regangan baja tulangan di serat tarik terluar cukup ≥ 0,004, untuk menjamin kecukupan daktilitas penampang.

0,34350 534

184 

 dt

a

31875 ,

0 85 , 0 375 , 0 375

,

0 ₁   

 

t tcl

d a

Not Ok, a/d_t > a_tcl/d_t. Tulangan di layer yang paling bawah belum mengalami leleh, regangannya < 0,005.

(36)

Baja Tulangan Lentur

dengan a = 184 mm, regangan di serat tarik terluar:

 Reinforcement:

Gunakan baja tulangan 7 D25 + 1 D29, dipasang 2 lapis dengan spasi bersih antar lapis 40 mm > 25 mm.

Ok, syarat spasi bersih minimum antar tulangan dan antar lapis terpenuhi.

ACI 318-02 Section 10.3.5:

For nonprestressed flexural members and non prestressed members with [small or zero axial loads] the net tensile strain e_t at nominal strength shall not less than 0,004.

 

004396 ,

0 003 , 0 85

, 0

184 85 , 0

184 003

,

0  



 







 

 



 



t t

t

d c

c e d

Ok, penampang cukup ductile.

(37)

Baja Tulangan Lentur

3. Kondisi 2, goyangan ke kiri

Kondisi 2, kolom H, momen negatif tumpuan, goyangan ke kiri.

M_u = -457 kN-m.

 Sama seperti untuk kolom interior, diasumsikan baja tulangan yang harus dipasang terdiri dari 2 lapis

d = 600 mm – (40 + 13 + 19 + 20) mm

= 508 mm.

2

2 6

mm 308 . 3 mm 508 85

, mm 0

400 N 8

, 0

mm - N 10

457 



 

 f jd A M

y u

s f

(38)

Baja Tulangan Lentur

Diperlukan 5 D22 + 3 D25. Bila spasi bersih antar lapis diambil 40 mm, tinggi efektif d yang baru:

d = 600 mm – (40 + 13 + 25 + 20) mm = 502 mm.

mm mm 151

350 N/mm

30 85 , 0

N/mm 400

mm .373 3

' 85 ,

0 ²

2

2 



 

 f b

f a A

c y s

D

22 22 380,1 5

3.373

25 25 490,9 3

(39)

cek momen nominal aktual:

Baja Tulangan Lentur

10 6

2 502 151

400 373

. 3 8 , 2 0

 



 



 



 



 

 

 a

d f A M_n f _s _y f

m.

kN

460 

n 

fM — Ok.

2 min

_ 350 502 601mm

400 4

30 4

'   

 

 b d

f

A f _w

y c s

mm2

615 502

400 350 4 , 1 4

,

1 b d    

f_y ^w

(40)

Baja Tulangan Lentur

 balance akan sama dengan hasil perhitungan untuk kondisi 1, yaitu _b = 0,032513

mm 502 mm

350

mm 3.373 ²

 

 b d A

w

 s

Ok,  < 0,75_b dan  < 0,025.

Syarat tulangan minimum terpenuhi

024384 ,

0 75

, 0 01920 ,

0  

 _b

(41)

Baja Tulangan Lentur

 Cek apakah penampang tension-controlled ?

d_t = 600 mm – (40 + 13 + 12,5) mm = 535 mm

Gunakan baja tulangan 5 D22 + 3 D25, dipasang 2 lapis dengan spasi bersih antar lapis 40 mm > 25 mm.

31875 ,

0 375

, 0 0,28285

535 151

1 







 

t tcl

t d

a d

a

Ok, a/d_t < a_tcl/d_t. Desain tulangan under reinforced.

Ok, syarat spasi bersih minimum antar tulangan dan antar lapis terpenuhi.

(42)

Baja Tulangan Lentur

SNI 03-2847-2002 Pasal 23.3.2(2)

mensyaratkan bahwa kuat lentur positif komponen struktur lentur SRPMK pada muka kolom tidak boleh lebih kecil dari 1/2 (setengah) kuat lentur negatifnya pada muka kolom tersebut.

Mneg

1/4 Mneg

1/2 Mneg

Kapasitas momen positif minimum pada join (hubungan balok-kolom)

Kebutuhan minimum kuat lentur

(SNI 03-2847-2002 Pasal 23.3.2(2))

(1, 2, 3)

(1)

(2) (3)

Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-2847-2002), Badan Standardisasi Nasional, 2002 ACI Committee 318-08

Gambar 1.12

(43)

Baja Tulangan Lentur

Kondisi 3, kolom H, momen positif tumpuan, goyangan ke kanan.

M_u = 233 kN-m > 1/2fMn_eksterior = 230 kN-m.— Ok, gunakan momen lentur hasil analisis.

 Karena momen yang harus dipikul lebih kecil hingga hampir setengah momen ultimate negatifnya, kita asumsikan cukup satu lapis tulangan yang dipasang. Sebagai trial awal gunakan baja tulangan D19 dengan sengkang D13.

d = 600 mm – (40 + 13 + 9,5) mm = 537 mm.

2

2 6

mm 596 . 1 mm 537

85 , mm 0

400 N 8

, 0

mm - N 10

233 



 

 f jd A M

y u

s f

(44)

Baja Tulangan Lentur

Diperlukan 4 D22, tinggi efektif d yang baru:

d = 600 mm – (40 + 13 + 11) mm = 536 mm.

mm mm 68

350 N/mm

30 85 , 0

N/mm 400

mm .521 1

' 85 ,

0 ²

2

2 



 

 f b

f a A

c y s

D

19 19 283,5 0

1.521

22 22 380,1 4

(45)

Baja Tulangan Lentur

3. Kondisi 3, goyangan ke kanan cek momen nominal aktual:

10 6

2 536 68 400

521 . 1 8 , 2 0

 



 



 



 



 

 

 a

d f A M_n f _s _y f

m.

kN

244 

n 

fM — Ok.

2 min

_ 350 536 642 mm

400 4

30 4

'   

 

 b d

f

A f _w

y c s

mm2

657 536

400 350 4 , 1 4

,

1 b d    

f_y ^w

(46)

Baja Tulangan Lentur

Batas tulangan maksimum adalah 0,025.

mm 536 mm

350

mm .521

1 ²

 

 b d A

w

 s

Ok,  < 0,75_b dan  < 0,25.

024384 ,

0 75

, 0 00811 ,

0  

 _b

(47)

Baja Tulangan Lentur

 Cek apakah penampang tension-controlled ? d_t = 600 mm – (40 + 13 + 11) mm = 536.

Gunakan baja tulangan 4 D22, dipasang 1 lapis.

31875 ,

0 375

, 0 0,012714

536 68

1 







 

t tcl

t d

a d

a

Ok, a/d_t < a_tcl/d_t. Desain tulangan under reinforced.

Ok, syarat spasi bersih minimum antar tulangan terpenuhi.

(48)

Baja Tulangan Lentur

Kondisi 4, kolom I, momen positif tumpuan, dan goyangan ke kiri.

M_u = 235 kN-m > 1/2fM_{n_interior} = 266 kN-m. Dengan demikian, gunakan M_u = 1/2fM_{n_interior}.

 Sama seperti sebelumnya, sebagai trial awal gunakan baja tulangan D19 dan sengkang D13.

d = 600 mm – (40 + 13 + 9,5) mm = 537 mm.

2

2 6

mm 823 . 1 mm 537 85

, mm 0

400 N 8

, 0

mm - N 10

266 



 

 f jd A M

y u

s f

(49)

Baja Tulangan Lentur

Diperlukan 2 D22 + 2 D25, tinggi efektif d yang baru:

d = 600 mm – (40 + 13 + 12,5) mm = 535 mm.

mm mm 78

350 N/mm

30 85 , 0

N/mm 400

mm .742 1

' 85 ,

0 ²

2

2 



 

 f b

f a A

c y s

D

22 22 380 2

1.742

25 25 491 2

(50)

Baja Tulangan Lentur

3. Kondisi 4, goyangan ke kiri cek momen nominal aktual:

10 6

2 535 78 400

742 . 1 8 , 2 0

 



 



 



 



 

 

 a

d f A M_n f _s _y f

m.

kN

276 

n 

fM — Ok.

2 min

_ 350 535 641mm

400 4

30 4

'   

 

 b d

f

A f _w

y c s

mm2

655 535

400 350 4 , 1 4

,

1 b d    

f_y ^w

(51)

Baja Tulangan Lentur

Batas tulangan maksimum adalah 0,025.

mm 535 mm

350

mm .742

1 ²

 

 b d A

w

 s

Ok,  < 0,75_b dan  < 0,025.

024384 ,

0 75

, 0 00931 ,

0  

 _b

Prof. Iswandi Imran. Perencanaan Elemen Struktur Sistem Ganda Berdasarkan SNI

Perencanaan Elemen Struktur Sistem Ganda

Berdasarkan SNI 03-2847-2002

Contoh Hipotetis Struktur Ganda

Shortcourse kali ini akan menguraikan contoh-contoh perhitungan desain dan detailing kebutuhan baja

tulangan untuk komponen-komponen struktur Dual System (SRPMK-SDSK) beton bertulang pada

multistorey office building. Bentuk tipikal dan layout rencana gedung seperti yang dimodelkan dalam Gambar 1.1-1.7.

15 Storey

Office Building

U

Informasi Mengenai Gedung

Floor Zero

1 st Floor

2 nd Floor

3 rd – 15 th Floors

16 th Floor

Elevation

Informasi Mengenai Gedung

• Beban hidup: beban hidup total (termasuk partisi) yang akan membebani pelat lantai, w

= 2,5 kN/m

.

• Beban hidup atap: termasuk pekerja dan peralatan yang digunakannya, w

= 1,5 kN/m

.

• Beban mati:

Informasi Mengenai Gedung

• Lokasi gedung di zona gempa 6.

• Kondisi tanah di lokasi gedung termasuk ke dalam kategori tanah sedang.

• Gedung digunakan untuk perkantoran biasa, maka faktor keutamaan struktur, I = 1,0

• Untuk gedung dengan tipe ganda (Sistem Dinding Geser Struktural Khusus yang dikombinasikan dengan Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus) beton bertulang, untuk kedua arah, maka

nilai faktor modifikasi respon struktur, R = 8,5

Pembebanan Struktur

Chapter 1

Perencanaan Komponen Struktur

Sistem Rangka Pemikul Momen

Khusus

Distribusi Beban

Seberapa besar porsi gaya yang akan diterima oleh sistem bergantung pada konfigurasi geometris sistem secara keseluruhan, kekakuan elemen, dan bagaimana hubungan antar elemen.

Namun, dalam desain sistem ganda, harus dipenuhi:

Bagian 1

Statik Ekivalensi

Beban Lateral Gempa

Berat Struktur

0488

,

0 H

T 

detik

16 , 1 68

0488 ,

0

Periode Natural

54 , 0 6 , 0 9 ,

0

47 , 16 0

, 1

54 ,

0

Periode Natural

Shear at The Base

Shear at The Base

Shear at The Base-Wall

Shear at The Base-Wall

25 / 14 = 1,8

Bagian 2

Elemen Balok

Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus

Balok C-23/9

Dimensi Komponen

Dimensi Komponen

Ultimate Moment Diagram

Gerakan Siklik pada Struktur

Momen Desain

1

-531

2

-457

3

233

4

1 ^st Floor

2 ^nd Floor

3 ^rd – 15 ^th Floors

16 ^th Floor