BAB I PENDAHULUAN
Bahan Baja walaupun dari jenis yang paling rendah kekuatannya, tetap mempunyai perbandingan kekuatan per volume lebih tinggi bila dibandingkan dengan bahan-bahan bangunan lainnya yang umum dipakai, sehingga memungkinkan perencanaan sebuah konstruksi baja bisa mempunyai beban mati yang lebih kecil untuk bentang yang lebih panjang. Sifat-sifat dari baja yang seragam sebagai bahan bangunan maupun dalam bentuk struktur dapat terkendali dengan baik sekali sehingga dapat dihindari berbagai ketidakpastian yang biasa terjadi dalam perencanaan. Disamping itu Baja memiliki sifat Duktilitas, yaitu sifat dari baja yang dapat mengalami deformasi yang besar di bawah pengaruh tegangan tarik yang tinggi tanpa hancur atau putus, adanya sifat ini membuat struktur baja mampu mencegah terjadinya proses robohnya bangunan secara tiba-tiba.
(Amon, Knobloch, and Mazumder, 1999)
Ada beberapa hal yang perlu
diperhatikan dalam pembangunan gedung bertingkat tinggi, salah satunya adalah gempa. Berdasarkan hal ini setiap bangunanyang akan dibuat baik yang berada baik yang berada di atas permukaan tanah maupun yang berada di bawah permukaan tanah harus memasukkan resiko gempa di dalam perencanaannya. Syarat dalam merencanakan bangunan tahan gempa
adalah stabil, kuat, dan kaku antar
sambungannya. Pada dasarnya beban gempa adalah beban lateral yang bersifat siklik (bolak-balik) sehingga struktur harus diberi pengaku untuk menahannya. Bermacam-macam pengaku dapat digunakan, antara lain dinding struktur (DS), core (inti), dan pengaku baja. Untuk menahan beban lateral pada struktur baja umumnya digunakan pengaku (bracing), dimana fungsi dari pengaku adalah sebagai perkuatan struktur dan kestabilan. Ada 2 jenis sistem pengaku, yaitu Sistem Rangka Bracing Eksentrik dan Sistem Rangka Bracing Konsentrik.
Tujuan akhir dari Tugas Akhir ini adalah menghasilkan perencanaan struktur gedung baja yang rasional dan mengacu pada berbagai peraturan yang berlaku diantaranya
SNI 03-1726-2002 tentang Tata Cara
Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk
Bangunan Gedung, SNI 03-1729-2002 tentang Tata Cara Perencanaan Struktur Baja Untuk
Bangunan Gedung, SNI 03-2847-2002 tentang Tata Cara Perencanaan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung, dan SNI 03-1727-1989 tentang Tata Cara Pembebanan Indonesia Untuk Rumah dan Gedung.
1.2. Permasalahan
Permasalahan yang ditinjau dalam Modifikasi dan Perencanaan Sistem Ganda Untuk Gedung Kantor Pusat Departemen Keuangan RI adalah :
1. Bagaimana merencanakan Gedung Kantor Pusat Departemen Keuangan
Republik Indonesia dengan
menggunakan Konstruksi Baja untuk struktur utama dan struktur sekunder.
2. Bagaimana merencanakan bracing
atau pengaku sebagai penerima gaya-gaya lateral bersama rangka.
3. Bagaimana merencanakan balok
dengan
menggunakan struktur komposit. 4. Bagaimana merencanakan pondasi
yang sesuai dengan besar beban yang dipikul dan kondisi tanah di lapangan.
1.3. Maksud dan Tujuan
Adapun tujuan yang diharapkan dari perencanaan struktur gedung ini antara lain :
1. Merencanakan struktur gedung dengan menggunakan struktur baja.
2. Merencanakan bracing atau pengaku sebagai penerima gaya-gaya lateral bersama rangka.
3. Merencanakan balok dengan
menggunakan struktur komposit. 4. Merencanakan pondasi yang sesuai
dengan besar beban yang dipikul dan kondisi tanah di lapangan.
5. Mengaplikasikan hasil perhitungan perencanaan dan gambar kedalam bentuk gambar teknik.
1.4. Batasan Masalah
Pembatasan masalah ini dilakukan agar pembahasan tidak melebar pada persoalan lain, terdiri dari:
1. Perencanaan struktur utama bangunan, yaitu perencanaan balok induk dan kolom induk.
2. Perencanaan struktur sekunder
bangunan, yaitu perencanaan plat lantai, tangga, dan balok anak.
3. Perencanaan pondasi bangunan yang terdiri dari perhitungan daya dukung pondasi dan desain pondasi.
4. Analisa struktur dengan menggunakan program Bantu ETABS V9.2.
5. Tidak membahas metode pelaksanaan di lapangan.
6. Tidak meninjau analisa biaya dan manajemen konstruksi.
7. Peraturan yang digunakan yaitu SNI 03-1726-2002 tentang Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Bangunan Gedung, SNI 03-1729-2002
tentang Tata Cara Perencanaan
Struktur Baja Untuk Bangunan
Gedung, SNI 03-2847-2002 tentang Tata Cara Perencanaan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung, dan SNI 03-1727-1989 tentang Tata Cara Pembebanan Indonesia Untuk Rumah dan Gedung.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Umum
Penggunaan baja sebagai bahan
struktur utama dimulai pada akhir abad ke-19 ketika metode pengolahan baja yang murah dikembangkan dengan skala yang luas. Baja merupakan bahan yang mempunyai sifat struktur yang baik. Baja mempunyai kekuatan yang tinggi dan sama kuat pada kekuatan tarik maupun tekan sehingga baja adalah elemen struktur yang memiliki batasan sempurna yang akan menahan beban jenis tarik aksial, tekanan aksial dan lentur dengan fasilitas yang hampir
sama. Berat jenis baja tinggi, tetapi
perbandingan antar kekuatan terhadap
beratnya juga tinggi sehingga komponen baja tersebut tidak terlalu berat jika dihubungkan dengan kapasitas muat bebannya, selama
bentuk-bentuk struktur yang digunakan
menjamin bahwa bahan tersebut digunakan secara efisien. Oleh karena itu, pada bagian dimana beban lentur dipikul, penggunaan penampang melintang baja yang diperbaiki dan penampang memanjang adalah penting.
(Salmon & Johnson, 1991)
2.1.1. Keuntungan Baja Sebagai Bahan Konstruksi
Baja memiliki beberapa sifat yang
menguntungkan, yaitu : 1. Kekuatan Tinggi.
Bahan baja meskipun dari jenis yang paling rendah kekuatannya, tetap memiliki perbandingan per
volume lebih tinggi apabila
dibandingkan dengan bahan-bahan bangunan lainnya yang umum dipakai. Hal ini memungkinkan perencanaan
sebuah konstruksi baja bisa
mempunyai beban mati yang lebih rendah untuk bentang yang panjang, sehingga memberikan kelebihan ruang dan volume yang dapat dimanfaatkan akibat langsingnya profil-profil yang
dipakai. (Amon, Knobloch, and
Mazumder, 1999)
2. Kemudahan Pemasangan.
Semua bagian-bagian dari
konstruksi baja bisa dipersiapkan di
bengkel, sehingga satu-satunya
kegiatan yang dilakukan di lapangan ialah kegiatan pemasangan
bagian-bagian konstruksi yang telah
disiapkan. (Amon, Knobloch, and
Mazumder, 1999)
3. Daktilitas.
Sifat dari baja yang dapat mengalami deformasi besar dibawah pengaruh tegangan tarik yang tinggi tanpa hancur atau putus, dengan adanya sifat ini membuat struktur baja mampu mencegah terrjadinya proses robohnya bangunan secara tiba-tiba.
(Amon, Knobloch, and Mazumder, 1999)
4. Elastis.
Baja mengikuti hukum Hooke, dimana sampai dengan tegangan cukup tinggi Modulus Elastisitas dari konstruksi baja dapat dihitung dengan tepat tidak sebagaimana pada beton.
BAB III METODOLOGI 3.1 Diagram Alir Metodologi
Berikut ini adalah diagram alir
metodologi pengerjaan tugas akhir
“Modifikasi Perencanaan Struktur Gedung Kantor Pusat Departemen Keuangan Republik Indonesia Dengan Menggunakan Struktur Baja Sistem Ganda”.
BAB IV
PERENCANAAN STRUKTUR SEKUNDER
Sebagai bagian dari komponen
struktur secara keseluruhan, struktur sekunder akan memberikan pengaruh terhadap struktur utama sebagai beban. Dalam perencanaan desain gempa, struktur sekunder merupakan komponen struktur yang dikomposisikan untuk menerima beban lateral akibat gempa,
sehingga dalam perhitungannya struktur
sekunder dapat direncanakan dan dianalisa secara terpisah dari struktur sekunder. Di dalam bab ini struktur sekunder yang di bahas meliputi perencanaan tangga, perencanaan pelat lantai, dan perencanaan lift.
4.1. Perencanaan Tangga
Direncanakan :
Lebar Injakan (i) : 30 cm
Tinggi Injakan (t) : 15 cm
Jumlah Injakan : 14 buah
Jumlah Tanjakan : 14buah
Kemiringan Tangga : 25,5650 Denah Tangga Persyaratan perencanaan :
60
cm
2
t
i
65
cm
cm 60 30 ) 15 2 ( (ok) 25
40
→ α = 26,565° (ok) Pengumpulan Data -Shop drawing gedung -Data Tanah Studi Kepustakaan Konsep Desain Preliminary Design Mulai OK NOT OK Kontrol Desain SelesaiPenyusunan Laporan Tugas Akhir
Penggambaran Hasil Perhitungan Desain Struktur - Struktur sekunder - Struktur utama - Struktur bawah Pembebanan
4.2. Perencanaan Pelat
Untuk Pelat Lantai Dengan Bentang Menerus : - Berdasarkan Tabel 2. (Tabel Perencanaan Praktis Brosur Lysaght BONDEX), tebal pelat = 12 cm dan tulangan negatif = 4,99
cm2/m,
- Dipakai tulangan D 10, As = 0,7854 cm2
- Jumlah tulangan yang dibutuhkan tiap 1 m :
N = 4,99 / 0,7854 = 6,353 7 buah
- Jarak antar tulangan = 100 / 7 = 14,286
15 cm
- Jadi dipasang tulangan negatif D 10 – 150. Untuk Pelat Atap Dengan Bentang Menerus : - Berdasarkan Tabel 2. (Tabel Perencanaan
Praktis Brosur Lysaght BONDEX), tebal pelat = 12 cm dan tulangan negatif = 3,59
cm2/m,
- Dipakai tulangan D 10, As = 0,7854 cm2
- Jumlah tulangan yang dibutuhkan tiap 1 m :
N = 3,59 / 0,7854 = 4,6 5 buah
- Jarak antar tulangan = 100 / 5 = 20 cm - Jadi dipasang tulangan negatif D 10 – 200.
4.3. Perencanaan Balok Anak
Data Perencanaan :
Balok anak WF 350 x 175 x 6 x 9
BJ-41 : fy = 2500 kg/cm2
fu = 4100 kg/cm2
Panjang balok (span) L = 8000 mm = 8 m
Menghitung Momen Nominal
Menentukan gaya yang terjadi C = 0,85.fc’.tplat.beff
= 0,85.350.12.200 = 535500 kg T = As.fy
=52,68.2500 = 131700 kg (menentukan) Menentukan jarak-jarak dari centroid
gaya-gaya yang bekerja:
cm beff fc fy As a 2,2 200 . 350 . 85 , 0 131700 '. . 85 , 0 .
Menghitung kekuatan nominal penampang komposit
2
2
.
fy
d
ts
a
As
Mn
2 2 , 2 12 2 35 131700 = 3740280 kgcm Syarat : Mu ≤
.Mn 2236928 kgcm ≤ 0,853740280 kgcm 2236928 kgcm ≤ 3179238 kgcm Beton ditransformasikan ke baja
'
.
.
041
,
0
w
1,5fc
E
c
c = 0,041.24001,5. 35 = 28519 Mpa 5 10 . 2 Es Mpabeff = 200 cm (balok interior)
n = Ec Es = 28519 10 . 2 5 = 7 btr = n beff = 7 200 = 28,52 cm
Atr = btr.t plat beton = 28,52 x 12 = 399,27 cm
Menentukan letak garis netral
tr s
platbeton s platbeton tr A A d t A t A Yna 2 2 .
399,27 52,68
2 35 12 68 , 52 2 12 27 , 399 = 11,7 cmPenampang Balok Komposit
Kontrol Lendutan Lendutan ijin : ' f = 360 L = 360 800 = 2,222 cm Ix E l q q ymaks DL LL . . 384 ). .( 5 4 = 80873,5 . 10 . 2 . 384 800 ). 10 9,97 .( 5 6 4 = 1,32 cm < f'...ok b efektif btr Yna yt GN komposit GN baja ts d
4.4. Perencanaan Balok Lift
Pada perencanaan Balok Lift ini meliputi balok-balok yang berkaitan dengan ruang mesin lift. Desain lift disini adalah memperhitungkan balok penggantung lift yang disesuaikan dengan ruang konstruksi yang disesuaikan jenis lift. Pada bangunan ini menggunakan lift penumpang dengan data-data sebagai berikut (untuk lebih jelasnya lihat lampiran brosur) :
- tipe lift : Passenger Elevator
- merk : Young Jin
- kapasitas : 11 orang / 750 kg - kecepatan : 60 m/min - lebar pintu : 800 mm - dimensi hoistway : 1800 x 2000 mm2 - dimensi sangkar inside : 1400 x 1350 mm2 outside : 1460 x 1505 mm2
- dimensi ruang mesin: 2000 x 3700 mm2
- beban reaksi ruang mesin
R1 = 4550 kg
R2 = 2800 kg
Data – data Perencanaan
Digunakan profil WF 300 x 250 x 9 x 14 BJ-41 : fy = 2500 kg/cm
fu = 4100 kg/cm2
Panjang balok (span) L = 8000 mm = 8 m
BAB V PEMBEBANAN DAN ANALISA STRUKTUR 5.1 Analisa Struktur Utama
Pada perhitungan struktur utama digunakan program Bantu ETABS V9.2. Struktur utama ini dimodelkan sebagai rangka terbuka karena dinding bata tidak diasumsikan sebagai pemikul beban. Pemikul beban struktur utama berupa balok dan kolom, sedangkan struktur pelat dibebankan ke balok anak dan beban balok anak menjadi beban terpusat pada balok induk. Struktur tangga sebagai beban terpusat yang bekerja pada balok utama dimana tangga tersebut berada.
5.2 Pembebanan
Struktur utama dibebani oleh beban hidup dan beban mati yang berasal dari lantai, beban struktur sendiri, beban angin dan beban gempa. Beban mati dan beban hidup dimasukkan dalam beban gravitasi yang dipikul oleh balok hasil penyaluran pelat lantai maupun dari pelat atap yang selanjutnya beban tersebut disalurkan ke kolom dan akhirnya
disalurkan ke pondasi. Sedangkan untuk beban angin dan beban gempa berupa beban horizontal yang diterima oleh kolom pada
masing-masing tingkat yang kemudian
diteruskan ke pondasi.
Beban pada struktur utama didapatkan dari reaksi-reaksi struktur pendukung maupun beban langsung yang bekerja pada struktur tersebut. Beban yang bekerja pada struktur utama umumnya berupa beban merata, sedangkan beban yang berasal dari struktur pendukung berupa beban terpusat.
5.3 Distribusi gaya yang diterima bracing dan rangka
Dari hasil analisis ETABS berupa gaya – gaya pada bracing dan base shear, dapat diperoleh distribusi gaya geser dasar pada system rangka sebagai berikut : Bracing : Rangka : Σ Fx = 171743,21 Kg Σ Fx = 85035,2 kg Σ Fy = 196827,94 Kg Σ Fy = 68529,96 kg Distribusi arah x : Bracing: 2 , 85035 171743,21 171743,21 x100%=66,9% Rangka : 2 , 85035 171743,21 2 , 85035 x 100=33,1% . . . OK Distribusi arah Y : Bracing: 529,26 8 6 196827,94 196827,94 x100=74,2% Rangka: 529,26 8 6 196827,94 529,26 8 6 x100=25,8% . . . OK BAB VI
PERENCANAAN STRUKTUR UTAMA 6.1 Perhitungan Kontrol Dimensi Pengaku
Diambil gaya-gaya maksimum yang terjadi pada pengaku pada strory 1, elemen D23 dan D24.
Pu = 35521,82 kg ( tarik ) Pu = - 41948,77 kg ( tekan ) Pengaku menggunakan profil WF 200 x 200 x 12 x 12
r = 4,88 cm
Fy = 250 Mpa ; Fu = 410 Mpa
Ag = 35,77 cm2
6.1.1 Kontrol Penampang Profil : λ = f f t b . 2 = 2.12 200 = 8,33 λp = y
f
170
= 250 170 = 10,752 λ < λp 8,33 < 10,752 , penampang kompak λ = wt
h
= 12 200 = 16,67 λp = yf
1680
= 250 1680 = 106,253 λ < λp 16,67<106,253, penampang kompak 6.1.2 Kontrol Kelangsingan : r L
Fy 1900 88 , 4 214 , 447
250 1900 91,64
120,167 … OK6.1.3 Kontrol Kekuatan pengaku :
Kuat tarik rencana :
Pn =
x Fy x Ag = 0,9 x 2500 x 35,77 = 80482,5 kg ( menentukan ) Misal An = 0,85 x Ag U = 0,9 Ae = U x An
Pn =
x Fu x Ae ; Ae = U x An = 0,75x 4100 x ( 0,9 x (0,85 x 35,77)) = 84144,5 kg
Pn = 80482,5 kg Pu = 35521,82 kgKuat tekan rencana :
c = E Fy r L kc = 6 10 2 2500 88 , 4 447,214 1 x = 1,031 0,25 < 1,031 < 1,2 Untuk 0,25 < c < 1,2, maka 6 , 1 67 , 0 6 , 1 43 , 1 c fcr = 6 , 1 2500 = 1589,6 kg/cm2
Pn =
x Ag x fcr = 0,85 x 35,77 x 1586,6 = 48329,9 kg
Pn = 48329,9 kg Pu = 41948,77 kg6.2 Perhitungan Dimensi Balok Induk 6.2.1 Perhitungan Dimensi Balok Induk Kondisi Balok Utama Sebelum Komposit
Dari hasil output ETABS v9.2.0 untuk batang B-52, didapatkan : Mmax (-) = 1560293,4 Kgcm Vu (-) = 18254,93 Kg L = 800 cm Persyaratan : Mu ≤ φMn 1560293,4 Kgcm ≤ 0,9. 3215000 kgcm 1560293,4 Kgcm < 893500 kgcm...OK Jadi Penampang profil baja sebelum komposit mampu menahan beban yang terjadi.
Kontrol Geser
Kontrol geser balok tergantung pada
perbandingan antara tinggi bersih pelat badan (h) dengan tebal pelat badan (tw).
fy E k tw h n. 1 , 1 Dimana, kn =
25
5
h
a
, untuk balok denganpengaku vertikal
kn =5, untuk balok tanpa pengaku
vertikal pelat badan. Sehingga, 2500 ) 10 . 2 ( 5 1 , 1 8 342 6 42,75 ≤ 69,57... OK Vn = 0,6.fy.Aw = 0,6.2500 kg/cm (34,2.0,8) cm2 = 41040 kg Persyaratan : Vu ≤ φVn 18254,93 Kg ≤ 0,9. 41040 Kg 18254,93 Kg < 36936 kg
Kondisi Balok Utama Setelah Komposit Zona momen Positif
Dari hasil output ETABS v9.2.0 didapatkan momen positif
adalah Mmaks = 2127400,4 Kgcm (batang B-52).
Menentukan gaya tekan yang terjadi pada
pelat C1 = As.fy = 84,12.2500 = 210300 kg C2 = 0,85.fc’.tplat.beff = 0,85.350.12.200 = 714000 kg C3 =
N nQn
1 → ( C3 tidak menentukan ) Jadi, C = C1 ( terkecil) = 210300 kg Menentukan jarak-jarak dari centroid gaya-gaya yang bekerja:
200 . 350 . 85 , 0 210300 '. . 85 , 0 beff fc C a = 3,542 cm
Py
d3 d1 d2 = 0 b effPotongan balok Induk Interior
d1 = tb - 2 a = 12 - 2 3,542 10,23 cm
d2 = 0 → profil baja tidak mengalami
tekan d3 = 2 d 2 40 20 cm
Menghitung kekuatan nominal
penampang komposit ) ( ) .(d1 d2 Py d3 d2 C Mn C = 210300 kg Py = As.fy = 84,3.2500 = 210300 kg Mn = 56357369 kgcm Syarat : Mu ≤
.Mn 2127400,4 kgcm ≤ 0,85.56357369 kgcm 2127400,4 kgcm ≤ 5403763,7 kgcm. Kekuatan nominal penampang komposit lebih besar daripada momen akibat beban berfaktor, sehingga penampang mampu menahan beban yang terjadi. Zona momen negatif
Dari hasil output program ETABS v9.2.0 didapatkan momen negatif Mmaks = -3254740,3 Kgcm (batang B-52).
L = 800 cm
beff ≤ ¼ .L = ¼.800 cm = 200 cm
tbondex = 0,75 mm
fyr = 240 Mpa
Menentukan Lokasi Gaya Tarik pada
Balok Baja
Batang tulangan menambah kekuatan tarik nominal pada pelat beton. Dipasang tulangan negatif D 10 - 150.
Jumlah tulangan yang dibutuhkan tiap 1m
N = 4,99 / 0,7854 = 6,353 7 buah/m
Asr = 7.2.0,784 = 10,996 m2
Tc = Asr . fyr
= 10,996. 2400
= 26389,44 Kg
Gaya tekan nominal maksimum dalam penampang baja
Pyc = As . fy = 84,12.2500
= 210300 kg
Distribusi tegangan negatif
Karena Pyc > Tc, maka PNA pada web, berlaku persamaan. 2 44 , 26389 210300 2 Pyc Tc Ts = 92180,3 Kg
Gaya pada sayap, Tf = bf . tf . fy = 20 . 1,3 . 2500
= 65000 Kg
Gaya pada badan, Tw = PycTcTf
2
= 92180,3 – 65000
= 27180,3 Kg
Jarak garis netral dari tepi bawah sayap : 8 , 0 . 2500 27180,3 . tw fy Tw aw = 13,6 cm
Menenentukan Jarak Gaya yang Bekerja
dari Centroid d2 = Tw Tf aw tf Tw tf Tf ( ( 0,5. )) ) . 5 , 0 . ( = 2,85 cm d3 = D/2 =40/2 = 20 cm d1 = ts – c = 12 – 2,5 = 9,5 cm
Perhitungan Momen Nominal Negatif
Mn = Tc (d1+ d2) + Pyc(d3 – d2) = 3932554,6 Kgcm Persayaratan : Mu ≤ φMn 3254740,3 Kgcm ≤ 3342671,4 Kgcm a c
6.2.1.1 Perencanaan Penghubung Geser
Untuk penghubung geser yang dipakai adalah tipe stud dengan:
ds = 16 mm Asc = 201,062 mm2 fu = 550 Mpa = 55 kg/mm2 Ec = w1,5.0,041. fc'24001,5.0,041 35 = 28519,03 Mpa Qn = 0,5.Asc. fc'.Ec = 100438,8 N/stud = 10043,88 kg/stud Syarat : Qn ≤ Asc.fu 10043,88 kg/stud ≤ 201,062 x 55 kg/stud 10043,88 kg/stud ≤ 11058,4 kg/stud
Jumlah stud untuk setengah bentang
buah Qn Vh N 20,96 21 88 , 10043 kg 210300
Jadi, dibutuhkan 42 buah stud untuk seluruh bentang.
Jarak (P) dengan 2 stud pada masing-masing lokasi : cm N L P 20 42 800
Jarak maksimum (Pmaks)
=8(tplatbeton) ... SNI 03-1729-2002
= 8 x 12 cm = 96 cm Jarak minimum
= 6(diameter) ... SNI 03-1729-2002 = 6 x 1,6 cm = 9,6 cm
Jadi, shear connector dipasang sejarak 20 cm sebanyak 40 buah untuk masing-masing bentang.
6.3 Perhitungan Dimensi Kolom 6.3.1 Perhitungan Kolom Lantai 1 - 4
Pada perencanaan ini, ditunjukkan contoh perhitungan kolom Story 1 element
C68. Pada perhitungan berikut Kolom
direncanakan dengan profil WF
400x400x45x70. Panjang kolom (L) = 400 cm. Dari hasil output ETABS v9.2.0 untuk Story 1 element C68 : Pu = - 824142,65 kg Mux = - 1051349 kgcm Muy = - 589077 kgcm Kontrol Penampang : Terhadap Tekan : λr = y f 170 = 250 665 = 42,06 λ = f f t b 2 = 2(70) 400 = 2,9 λ < λr ….. Ok λ = w t h = 45 216 = 4,8 λ < λr ….. Ok Terhadap Lentur : λ = f f t b 2 = 2(70) 400 = 2,9 λ < λp ….. Kompak λp = y f 170 = 250 170 = 10,752 λ = w t h = 45 216 = 4,8 λ < λp ….. Kompak λp = y f 1680 = 250 1680 = 106,253
Karena penampang kompak, maka Mnx =
Mny = Mp : Mx = Sx.fy = 30000000 kgcm 1,5Mx = 1,5(30000000) = 45000000 kgcm Mnx = Mpx = Zx.fy = (14385)(2500) = 35962500 kgcm = 35962500 kgcm ≤ 1,5Mx = 45000000 kgcm ... O.K My = Sy.fy = 11825000 kgcm 1,5My = 1,5(11825000) = 17737500 kgcm
Mny = Mpy = Zy.fy = (6713)(2500)
= 16782500 kgcm = 16782500 kgcm ≤ 1,5My = 17737500 kgcm ….. OK Jadi diperoleh : Mnx = 35962500 kgcm Mny = 16782500 kgcm Ix = 23700 cm4 Ix = 23700 cm4 Ix = 298000cm4 Iy = 94400cm4 Ix = 298000cm4 Iy = 94400cm4
Pemodelan Letak Kolom Lantai 1 - 4
Kontrol Tekuk Lateral
Lb = 400 cm Dari tabel diperoleh Lp = 552,562 cm
Terhadap sumbu x :
Kontrol kekakuan portal :
G =
b b c c L I L I GA = ) 800 / 23700 ( 2 ) 400 298000 ( 2 = 25,14GB = 1 (Ujung kolom dianggap jepit)
Diperoleh : kc = 0,87 (berpengaku)
x= x c i L k = 19,7 400 87 , 0 x = 17,67 Terhadap sumbu y:Kontrol kekakuan portal :
G =
b b c c L I L I GA = ) 800 / 23700 ( 2 ) 400 94400 ( 2 = 8GB = 1 (Ujung kolom dianggap jepit)
Diperoleh : kc = 0,85 (berpengaku)
y= y c i L k = = 30,63 Rumus Interaksi :
terbesar =
y= 30,63 λc =E
fy
= 6 10 2 2500 30,63 = 0,33 0,25 < λc < 1,2 → ω = c . 67 , 0 6 , 1 43 , 1 = 1,04 Pn = y f Ag . = 04 , 1 2500 . 1 , 770 = 1850358,92 kg n u P P . = 0,85.1850358,92 824142,65 = 0,52 ≥ 0,2 → RUMUS 1 Kontrol Tekan-Lentur 2 , 0 51 , 0 n u P P 1,0 9 8 ny b uy nx b ux n u M M M M P P 0 , 1 16782500 9 , 0 589077 35962500 9 , 0 1051349 9 8 52 , 0 x x 0,61
1 ….. OK BAB VII PERENCANAAN SAMBUNGAN 7.1. Sambungan Balok Anak (Atap) denganBalok induk Eksterior
Sambungan yang digunakan adalah
sambungan baut karena Balok anak terletak pada 2 tumpuan sederhana.
Vu = 7025,92 kg
Balok anak : 350 x 175 x 6 x 9
Balok induk eksterior : 350 x 175 x 7 x 11
30 60 L 60 X 60 X 6 WF 350 X 175 X 7 X 11 WF 350 X 175 X 6 X 9 20 MM
Sambungan Balok Anak dengan Balok Induk Eksterior (Atap)
7.2. Sambungan Balok Anak dengan Balok induk Eksterior (Lantai)
Sambungan yang digunakan adalah
sambungan baut karena balok anak terletak pada 2 tumpuan sederhana.
Vu = 11184,64 kg
Balok anak : 350 x 175 x 6 x 9
Balok induk eksterior : 350 x 175 x 7 x 11
30 60 L 60 X 60 X 6 WF 350 X 175 X 7 X 11 WF 350 X 175 X 6 X 9 20 MM
Sambungan Balok Anak dengan Balok induk Eksterior (Lantai)
7.3. Sambungan Balok Anak dengan Balok induk Interior (Atap)
Sambungan yang digunakan adalah
sambungan baut karena balok anak terletak pada 2 tumpuan sederhana.
2Vu = 14051,84 kg ; Vu = 7025,92 kg Balok anak : 350 x 175 x 6 x 9
60
L 60 X 60 X 6
30 WF 350 X 175 X 6 X 9
D 20 MM
Sambungan Balok Anak dengan Balok induk Interior (Atap)
7.4 Sambungan Balok Anak dengan Balok induk Interior (Lantai)
Sambungan yang digunakan adalah
sambungan baut karena balok anak terletak pada 2 tumpuan sederhana.
2Vu = 22369,28 kg ; Vu = 11184,64 kg Balok anak : 350 x 175 x 6 x 9
Balok induk interior : 400 x 200 x 8 x 13
60
L 60 X 60 X 6
30 WF 350 X 175 X 6 X 9
D 20 MM
Sambungan Balok Anak dengan Balok induk Interior (Lantai)
7.5 Sambungan Balok Induk Interior dengan Kolom
Balok induk interior : WF 400 x 200 x 8 x 13 Kolom : WF 400 x 400 x 45 x 70 L 70 X 70 X 7 90 60 30 30 MM 20 MM T 400 X 400 X 30 X 50 WF 400 X 400 X 45 X 70 T 400 X 200 X 8 X 13 WF 400 X 200 X 8 X 13 D D
Sambungan Balok Induk Interior dengan Kolom
7.6 Sambungan Balok Induk Eksterior dengan Kolom
Balok induk eksterior: WF 350x175x7 x11 Kolom : WF 400 x 400 x 45 x 70 90 30 60 L 70 X 70 X 7 Æ 20 MM Æ 30 MM T 350 X 175 X 7 X 11 T 400 X 400 X 30 X 50 WF 350 X 175 X 7 X 11 WF 400 X 400 X 45 X 70
Sambungan Balok Induk Eksterior dengan Kolom
7.7 Sambungan Bracing untuk batang tekan
(WF 200 x 200 x 12 x 12)
Dari hasil analisa ETABS diperoleh : Pu = - 41948,77 kg (tekan) WF 400 X 400 X 45 X 70 L 70 X 70 X 7 WF 350 X 175 X 7 X 11 WF 200 X 200 X 12 X 12 L 70 X 70 X 7 T 400 X 400 X 30 X 50 T 350 X 175 X 7 X 11 30 60 PELAT 1,2 CM D 20 MM D 30 MM 90 30 60
Sambungan Bracing Untuk Batang Tekan
7.8 Sambungan Bracing untuk batang tarik (WF 200 x 200 x 12 x 12)
Dari hasil analisa ETABS, diperoleh : Pu = 35521,82 kg (tarik) WF 400 X 400 X 45 X 70 PELAT 1,2 CM D30 MM WF 350 X 175 X 7 X 11 L 70 X 70 X 7 WF 200 X 200 X 12 X 12 L 70 X 70 X 7 T 400 X 400 X 30 X 50 T 350 X 175 X 7 X 11 30 60 30 60 90 D 30 mm 45 90
7.9 Sambungan Bracing pada Balok Eksterior
Dari hasil analisa ETABS diperoleh : Pu = 35521,82 kg ( tarik ) Pu = - 41948,77 kg ( tekan ) D PELAT 1,2 CM 60 D WF 375 X 175 X 7 X 11 WF 200 X 200 X 12 X 12 30 MM 30 MM 45 45
Sambungan Bracing pada Balok Eksterior
7.10 Sambungan antar Kolom
Dari hasil analisa ETABS diperoleh : Pu = 824142,65 kg Mux = 1351349,3 kgcm Muy = 1089076,6 kgcm Vux = 3378,87 kg Vuy = 6821,23 kg 120 60 WF 400 X 400 X 45 X 70 D 20 MM D 40 MM PELAT 3 CM PELAT 1 CM
Sambungan antar Kolom
7.11 Sambungan antar Kolom dengan Base Plate
Profil kolom WF 400 x 400 x 45 x 70 Dari hasil analisis ETABSV9.2, gaya yang bekerja pada dasar kolom C70 (Comb 1,2 D + L + E) Pu = 155242,8 kg Mux = 1960535,4 kgcm Muy = 1142289,419 kgcm Vux = 10940,09 kg Vuy = 8660,1 kg Direncanakan : fc’ = 30 MPa = 300 kg/cm2 fy = 250 MPa = 2500 kg/cm2 WF 400 X 400 X 45 X 70
TEBAL EFEKTIF LAS = 2 CM
MM D 30
TEBAL PELAT 7 CM
Sambungan Las pada Base Plate
BAB VIII
PERENCANAAN PONDASI 8.1 Perencanaan Pondasi interior
Pondasi pada umumnya berlaku
sebagai komponen struktur pendukung
bangunan yang terbawah dan berfungsi sebagai elemen terakhir yang meneruskan beban ke tanah.
Pondasi interior pada gedung
Departemen Keuangan RI ini direncanakan memakai pondasi tiang pancang jenis pencil
pile shoe produk dari PT. WIKA Beton.
Spesifikasi tiang pancang yang akan
digunakan adalah sebagai berikut:
Diameter : 450 mm
Tebal : 80 mm
Type : A1
Allowable axial : 139,23 ton
Bending Momen crack : 7,5 ton m
Bending Momen ultimate : 11,25 ton m Dari hasil analisa struktur dengan menggunakan program bantu ETABS, diambil output reaksi perletakan yang terbesar (dengan kombinasi 1D + 1L), hasilnya adalah sebagai berikut :
Pondasi Interior : Pu : 738530,53 kg Mx : 3919,232 kgm My : 319,882 kgm Hx : 587,21 kg Hy : 2986,13 kg
8.2 Perencanaan Pondasi Eksterior
Pondasi eksterior pada gedung
Departemen Keuangan RI ini direncanakan memakai pondasi tiang pancang jenis pencil
pile shoe produk dari PT. WIKA Beton.
Spesifikasi tiang pancang yang akan
digunakan adalah sebagai berikut:
Diameter : 450 mm
Tebal : 80 mm
Type : A1
Allowable axial : 139,23 ton
Bending Momen crack : 7,5 ton m
Bending Momen ultimate : 11,25 ton m Dari hasil analisa struktur dengan menggunakan program bantu ETABS, diambil output reaksi perletakan yang terbesar (dengan kombinasi 1D + 1L), hasilnya adalah sebagai berikut : Pondasi Eksterior : Pu : 337539,55 kg Mx : 1547,031 kgm My : 319,882 kgm Hx : 587,21kg Hy : 1160,27 kg BAB IX PENUTUP 9.1 Kesimpulan
Dari hasil perhitungan dan analisa yang
telah dilakukan, maka dapat diambil
kesimpulan antara lain :
1. Dilakukan perhitungan struktur
sekunder terlebih dahulu seperti
perhitungan tangga, pelat lantai, dan balok anak terhadap beban-beban yang bekerja baik beban mati, beban hidup maupun beban terpusat.
2. Analisa balok dihitung terhadap
kontrol lendutan, kontrol penampang
(local buckling), kontrol lateral
buckling dan kontrol geser.
3. Prinsip dasar bahwa struktur sekunder menjadi beban pada struktur utama, dan setelah itu dilakukan analisa
struktur utama dengan bantuan
program yaitu ETABS V9.2.
4. Dilakukan kontrol kekuatan bracing
meliputi kontrol kelangsingan,
perhitungan kuat tekan dan kuat tarik. 5. Dilakukan kontrol terhadap balok
utama dengan anggapan balok adalah balok baja dianggap sebagai struktur komposit dengan pelat pada saat komposit. Dimana balok menerima beban dari struktur sekunder yang harus dilakukan kontrol meliputi : kontrol lendutan, kontrol penampang
(local buckling), kontrol lateral
buckling dan kontrol geser.
6. Dilakukan kontrol kekuatan struktur kolom baja yang meliputi kontrol perhitungan kuat tekan aksial kolom, perhitungan kuat lentur kolom, dan kontrol kombinasi aksial dan lentur.
7. Rigid connection adalah tipe
sambungan yang cocok untuk jenis bangunan baja seperti ini. Selain memiliki kekakuan yang lebih stabil juga lebih mudah dalam pelaksanaan di lapangan.
8. Dari hasil pehitungan didapatkan data-data perencanaan sebagai berikut : Tebal pelat bondek : 12 cm
balok (eksterior) : WF 350x175x7x11 balok (interior) : WF 400x200x8x13 balok anak : WF 350x175x6x9 Profil kolom Lantai 1 - 4: WF 400 x 400 x 45 x 70 Lantai 5 - 8: WF 400 x 400 x 30 x 50 Lantai 9 - 12: WF 400 x 400 x 20 x 35 Lantai 13-16: WF 400 x 400 x 18 x 28 Lantai 17-20: WF 400 x 400 x 16 x 24 Pengaku : WF 200 x 200 x 12 x 12
9. Struktur bawah bangunan
menggunakan tiang pancang pracetak dengan diameter 45 cm.
9.2 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.
