Laporan Perhitungan Menara Masjid

(1)

(2)

I. Pendahuluan

Rencana konstruksi menara masjid ini mempunyai ukuran 3 x 3 dengan tinggi menara 32 meter 25 meter

Menara ini berada dilokasi Sukolilo – Labang Koordinat Lintang -7.092153 Bujur 112.4839 II. Konsep Perencanaan Struktur

II.1. Sistem Pondasi

Jenis pondasi yang digunakan sesuai dengan data tanah dan kondisi lingkungan, hasil penyelidikan tanah adalah tipe pondasi Plat Setempat / Strouss Pile

II.2. Sistem Struktur Atas

Seluruh struktur atas menggunakan struktur Beton pada elemen balok, kolom dan plat II.3. Parameter Perencanaan Dasar

II.3.1. Peraturan-peraturan standar yang digunakan

1. SNI 1727:2020 tentang Peraturan Beban desain Minimum dan kriteria terkait untuk bangunan Gedung dan struktur lainnya

2. SNI 1726:2019 tentang Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk struktur bangunan Gedung dan non Gedung

3. SNI 2847:2019 tentang Persyaratan Beton Struktural untuk bangunan gedung 4. Code/Standard/Normalisasi International yang relevan.

II.3.2. Bahan (Material) a. Beton

Beton yang digunakan adalah ready mix / Site Mix dengan kualitas K-250 / fc’ 21 Mpa

b. Besi Tulangan

Menggunakan jenis tulangan baja <13 menggunakan BJTP 280 , dan > 13 Mengunakan BJTD 420B

c. Dinding

Dinding menggunakan dinding bata merah finishing Plester Aci atau sesuia dengan gambar perencanaan.

II.3.3. Beban

a. Beban Mati

Beban mati pada struktur bangunan ditentukan dengan menggunakan berat jenis bahan bangunan dengan berdasarkan Peraturan Perencanaan Pembebanan menurut SNI 1727 : 2020 dan unsur-unsur yang diketahui seperti pada denah arsitektur dan struktur.

Beban-beban yang diakibatkan oleh gravitasi yang bersifat permanen dalam hal ini berat sendiri struktur.

(3)

Beban mati yang diperhitungkan adalah:

Beton = 2400 kg/m³.

Pasangan Bata = 250 kg/m2 Kubah + Rangka = 77 Kg/m2

b. Beban Hidup

Beban hidup yang diperhitungkan adalah sebagai berikut Beban hidup = 250 kg /m2

c. Beban Angin

Beban Angin yang diperhitungkan adalah sebagai berikut :

d. Beban Gempa

Beban Gempa berdasarkan Respon Sprektrum pada Kecamatan Labang – Kabupaten Bangkalan sesuai dengan Peta Gempa

(4)

II.4. Idealisasi Struktur II.4.1. Umum

a. Bangunan diidealisasikan dalam analisa sebagai rangka terbuka (open frame), terdiri atas balok, kolom, dan dinding

b. Dipergunakan program Analisa struktur SAP2000 Versi 22 c. Sistem Pemikul Momen Khusus

II.4.2. Beban-beban Vertikal

a. Beban hidup dapat direduksi sesuai peraturan sebelum dikombinasikan dengan beban mati penuh.

II.5. Perhitungan Struktur Bangunan II.5.1. Umum

Analisa pengaruh beban vertikal ditinjau dalam model struktur tiga dimensi.

II.5.2 Analisa Beban Vertikal

a. Beban terbagi merata pada komponen struktur sesuai dengan ketentuan yang diuraikan diatas.

b. Beban terbagi merata ini didistribusikan ke balok-balok berdasarkan teori “yields line”, sedangkan beban yang langsung bekerja pada balok diterima langsung oleh balok.

II.5.3 Analisis Penulangan Struktur Bangunan

Penulangan unsur-unsur utama struktur bangunan seperti balok dan kolom mempergunakan prinsip daktilitas terbatas, sesuai dengan Tata Cara Perencanaan Struktur Beton Bertulang . Untuk penulangan balok pengikat, juga diperhitungkan pengaruh/besaran diferensial setlement.

III. Perencanaan Struktur Utama

III.1. Letak Perletakan Jepit Pada Dasar Gedung

Struktur utama gedung ini didukung oleh pondasi sebagai struktur jepit. Titik-titik jepit tersebut terletak disetiap kaki kolom dianggap terjepit pada level pondasi.

III.2. Model Struktur

III.2.1. Analisis Struktur

Data masukan yang diperlukan untuk program SAP2000 dan spread sheet Ms.

Excell adalah properties penampang, material dan geometri dari struktur. Kondisi- kondisi pembebanan juga diperlukan sebagai data masukan.

Seluruh beban-beban yang diterapkan pada struktur di bagi dalam beberapa kondisi beban (load condition) dan pada akhir analisis kondisi beban-beban tersebut dikombinasikan.

(5)

III.2.2. Penulangan 1. Balok

Penulangan lentur balok dihitung secara manual berdasarkan hasil/ output program SAP2000. Gaya geser dari balok dengan daktilitas terbatas dihitung menurut persamaan berikut :

Vu, b = 1.05 (VD,b + VL,b  4.0/K VE,b) dimana :

VD,b = gaya geser balok akibat beban mati terfaktor VL,b = gaya geser balik akibat beban hidup terfaktor VE,b = gaya geser balok akibat beban gempa terfaktor K = faktor jenis struktur (K > 2)

2. Kolom

Penulangan longitudinal dan geser dari kolom juga dilakukan dengan bantuan program Ms. Excell dari Ms. Excell adalah jumlah luas tulangan untuk kolom yang dibutuhkan. Perhitungan tulangan untuk kolom ini juga didasarkan pada teori daktilitas terbatas. Momen lentur yang digunakan untuk mencari jumlah tulangan dihitung menurut persamaan dibawah ini : Mu, k = 1.05 (MD, k + ML,k  wd NE, k)

dimana :

MD, k = Momen balok akibat beban mati terfaktor

ML, k = Momen balok akibat beban hidup terfaktor

NE, k = gaya aksial balok akibat beban gempa terfaktor

wd = faktor pembebanan dinamis

IV. Pondasi IV.1. Tipe Pondasi

Sesuai dengan data-data tanah, kondisi lingkungan dan engineering judgement, tipe pondasi yang dipilih untuk struktur utama adalah pondasi Plat Menerus dan Pondasi Tiang Strouss Pile

IV.2. Perhitungan Daya Dukung

Daya dukung tanah diasumsikan berdasarkan tabel dan data sondir.

(6)

PEMODELAN STRUKTUR DAN PEMBEBANAN

I. Pemodelan Struktur

Struktur Bangunan Menara Masjid ini dimodelkan sebagai struktur (open frame). Dimana struktur terdiri atas rangka yang tersusun atas balok dan kolom yang menyangga beban dinding, angin dan beban dari atap.

Gambar 1 – Perspektif Struktur 3 Dimensi

I.1. Pemodelan Balok Struktur

Balok struktur dimodelkan dengan elemen frame biasa dengan dimensi dan material sesuai dengan yang tercantum dalam gambar rencana.

Adapun secara umum balok terdiri atas 2 macam yaitu:

1. Sloof / Tiebeam dengan dimensi 30 cm x 50 cm 2. Balok 30 cm x 50 cm

3. Balok 20 cm x 40 cm

Adapun salah satu contoh frame section balok tersebut adalah sebagai berikut :

Gambar – Frame Section balok

(7)

I.2. Pemodelan Kolom Struktur

Kolom struktur dimodelkan dengan elemen frame biasa dengan dimensi dan material sesuai dengan yang tercantum dalam gambar rencana.

Adapun frame section kolom tersebut berdimensi utama:

1. Kolom utama dengan dimensi K 50 cm x 50 cm 2. Kolom Dimensi K 20 cm x 30 cm

Gambar – Frame Section kolom struktur

I.3. Pemodelan Plat Lantai

Plat Lantai Beton dengan tebal 12 cm , permodelan area plat lantai sebagai berikut :

Gambar – Area Section

(8)

II. Pemodelan Pembebanan

II.1. Pemodelan Beban Mati

Beban dinding merupakan beban mati yang tetap , dimana didistribusikan secara merata pada balok sloof atau balok yang ditumpu.

Beban Dinding = 250 kg /m2

Beban Merata dinding Elev + 0.6 – 5.8 m = 1125 kg/ m’

Beban Kubah diasumsikan = 300 Kg/m’

(9)

II.2. Pemodelan Beban Hidup

Beban Hidup yang digunakan adalah 250 Kg /m2 mengacu kepada SNI 1727 : 2020

II.3. Pemodelan Beban Angin

(10)

Input Beban Angin Pada Program SAP 2000 Menggunakan Metode Sistem Penahan Gaya Angin Utama ( SNI 1727 2020)

(11)

II.4. Beban Gempa

Gempa Arah X Gempa Arah Y

(12)

III. KOMBINASI PEMBEBANAN

III.1. Kombinasi Yang digunakan adalah :

Comb 1 = 1.4 DL

Comb 2 = 1.2 DL + 1.6 LL Comb 3 = 1.2 DL + 1 LL + 1 W Comb 4 = 1.2 DL + 1 LL + Ex Comb 5 = 1.2 DL + 1 LL + Ey Comb 6 = 0.9 DL + 1 W Comb 7 = 0.9 DL + 1 Ex Comb 8 = 0.9 DL + 1 Ey

Dimana : DL = Beban Mati , LL = Beban Hidup , W = Beban Angin , Ex = Beban Gempa Arah sumbu X , Ey = Beban Gempa Arah Sumbu Y

IV. OUTPUT

Berdasarkan gambar diatas bahwa frame memenuhi tegangan dan tidak mengalami overstress

(13)

PERHITUNGAN PENULANGAN BALOK

3000 mm

mm

2000 mm

500 mm

50 mm

21 MPa

280 MPa

15.27 kN

Syarat Gaya Aksial SNI 2847:2013 Pasal 21.5.1.1

Syarat Tinggi Efektif SNI 2847:2019 Pasal

18.6.2.1

Syarat Lebar 1 SNI 2847:2019 Pasal 18.6.2.1

S1 300 x 500 450 Tumpuan Atas 207 552.3640347 675 16 201.143 4 804.571 45 YA 1 OK OK OK OK OK OK 4 D 16

Bawah 103 552.3640347 675 16 201.143 4 804.571 45 YA 1 OK OK OK OK OK OK 4 D 16

Lapangan Atas 50 552.3640347 675 16 201.143 4 804.571 45 YA 1 OK OK OK OK OK OK 4 D 16

B1 300 x 500 450 Tumpuan Atas 362 552.3640347 675 16 201.143 5 1005.714 30 YA 1 OK OK OK OK OK OK 5 D 16

C1 300 x 500 450 Tumpuan Atas 599 552.3640347 675 16 201.143 5 1005.714 30 YA 1 OK OK OK OK OK OK 5 D 16

Syarat Gaya dan Geometri

Dipasang As

Terpasan g mm²

Jarak Bersih Antar Tulangan

mm

Jarak Bersih >=

db dan 25 mm?

Jumlah Lapis Syarat As Terpasang

>= As min Syarat As Terpasang

>= As Perlu As Perlu

mm² As min 1 As min 2 Ø

mm Luas mm² Jumlah :

Gaya Aksial Pu (Balok)

: Tabel 01. Desain Tulangan Lentur Balok

Nama Ukuran Balok (b x

h)

Tinggi Efektif Balok (d) Daerah

Letak Tulanga n :

Bentang, L

: Bentang Bersih Balok, Ln

: Lebar Kolom yg ditempel balok, c2

: Tebal Selimut

: Kuat Tekan Beton, fc'

: Kuat Leleh Baja Tulangan, fy

S1 300 x 500 450 0.2 8 2 100.5309649 502.6548246 113 96 150 Pakai S Max 150.000 2 D 8 - 150

0.2 8 2 100.5309649 502.6548246 225 Pakai S Max 200.000 2 D 8 - 200

B1 300 x 500 450 0.279 8 2 100.5309649 360.3260391 113 96 150 Pakai S Max 150.000 2 D 8 - 150

0.22 8 2 100.5309649 456.9589314 225 Pakai S Max 200.000 2 D 8 - 200

C1 300 x 500 450 0.279 8 2 100.5309649 360.3260391 113 96 150 Pakai S Max 150.000 2 D 8 - 150

Lapangan

Tumpuan Lapangan

Tumpuan

Spasi Max 2 mm

Spasi Max 3

mm Cek Spasi S pakai

mm Dipasang

Tumpuan

Av / Sperlu mm²/ mm

Ø mm

Jumlah

Kaki Luas mm² S perlu mm Spasi Max 1 mm :

Tabel 02. Desain Tulangan Geser Balok Nama

Ukuran Balok (b x

h)

Tinggi Efektif Balok

(d) Daerah

(14)

2000 mm mm

2000 mm

200 mm

30 mm

21 MPa

280 MPa

5.564 kN

Syarat Gaya Aksial SNI 2847:2013 Pasal 21.5.1.1

Syarat Tinggi Efektif SNI 2847:2019 Pasal

18.6.2.1

B2 200 x 400 370 Tumpuan Atas 58 302.7773227 370 13 132.786 3 398.357 31 YA 1 OK OK OK OK OK OK 3 D 13

Syarat Gaya dan Geometri

Dipasang As

Terpasan g mm²

Jarak Bersih Antar Tulangan

mm

Jarak Bersih >=

db dan 25 mm?

Jumlah Lapis Syarat As Terpasang

>= As min Syarat As Terpasang

>= As Perlu As Perlu

mm² As min 1 As min 2 Ø

Gaya Aksial Pu (Balok)

: Tabel 01. Desain Tulangan Lentur Balok

Nama Ukuran Balok (b x

h)

Tinggi Efektif Balok (d) Daerah

Letak Tulanga n :

Bentang, L

: Bentang Bersih Balok, Ln : Lebar Kolom yg ditempel balok, c2 : Tebal Selimut

: Kuat Tekan Beton, fc' : Kuat Leleh Baja Tulangan, fy

B2 200 x 400 370 0.287 8 2 100.5309649 350.2821077 93 78 150 Pakai S Max 150.000 2 D 8 - 150

0.229 8 2 100.5309649 438.9998468 185 Pakai S Max 150.000 2 D 8 - 150

Lapangan

Spasi Max 2 mm

Spasi Max 3

mm Dipasang

Tumpuan

Ø mm

Jumlah

Kaki Luas mm² S perlu mm Spasi Max 1 mm :

Tabel 02. Desain Tulangan Geser Balok Nama

Ukuran Balok (b x

h)

Tinggi Efektif Balok

(d) Daerah

(15)

PERHITUNGAN PENULANGAN KOLOM

4500 mm

500 mm

21 MPa

280 MPa

223.409 kN

Syarat Sisi Terpendek SNI 2847:2019 Pasal 18.7.2.1

Syarat Rasio Dimensi Penampang SNI 2847:2019

Pasal 18.7.2.1

K1 500 x 500 2500 16 201.0619298 16 3217 OK 16 D 16 OK OK 1.29% OK

: Sisi Pendek Panjang, h

: Gaya Aksial Pu (Kolom)

As Terpasang

mm²

Syarat As Terpasang

>= As perlu

Dipasang

Cek Rasio Tulangan

Cek ρ min & ρ max SNI 2847:2019

Pasal 18.7.4.1 Syarat Gaya dan Geometri

: Tabel Desain Tulangan Utama Kolom

Nama Ukuran Kolom

As perlu mm²

Ø

Tinggi Kolom, L : Sisi Pendek Kolom, b

K1 500 x 500 0.71 8 2 100.5309649 141.5929083 96 150 Pakai S Max 100 2 D 8 - 100

S perlu mm Spasi Max 1 mm

Spasi Max 2

mm Dipasang

: Tabel Desain Tulangan Geser Kolom

Nama Ukuran Kolom

Ø mm

Jumlah

Kaki Luas mm²

(16)

4000 mm

300 mm

200 mm

21 MPa

280 MPa

46.016 kN

Syarat Sisi Terpendek SNI 2847:2019 Pasal 18.7.2.1

Syarat Rasio Dimensi Penampang SNI 2847:2019

Pasal 18.7.2.1

K1 200 x 300 600 13 132.7322896 6 796 OK 6 D 13 OK OK 1.33% OK

As Terpasang

mm²

Syarat As Terpasang

>= As perlu

Dipasang

Syarat Gaya dan Geometri Cek Rasio Tulangan

Cek ρ min & ρ max SNI 2847:2019

Pasal 18.7.4.1

: Tabel Desain Tulangan Utama Kolom

Nama Ukuran Kolom

As perlu mm²

Ø

Tinggi Kolom, L : Sisi Pendek Kolom, b

: Sisi Pendek Panjang, h

: Gaya Aksial Pu (Kolom)

K1 200 x 300 0.11 8 2 100.5309649 913.9178629 78 150 Pakai S Max 150 2 D 8 - 150

S perlu mm Spasi Max 1 mm

Spasi Max 2

mm Dipasang

: Tabel Desain Tulangan Geser Kolom

Nama Ukuran Kolom

Ø mm

Jumlah

Kaki Luas mm²

(17)

PENULANGAN PLAT (3 X 3 M)

Data - data

tebal plat 0.12 m beban penggantung 0 kg/m2

tebal spesi 2 cm beban AC + pipa 0 kg/m2

tebal tegel 3 cm tebal air hujan 0 m

beban plafond 0 kg/m2 beban guna 250 kg/m2

Beban mati

pelat = 0.12 x 2400 = 288 kg/m2

spesi = 2 x 21 = 42

keramik = 3 x 24 = 72

beban plafond + pengantung + rangka = 0

AC + pipa = 0

DD = 402 kg/m2

Beban hidup

air hujan = 0 kg/m2

guna = 250

DL 250 kg/m2

Beban berfak tor

D = 1,2 x 402 + 1,6 x 250 = 882.4kg/m2

Statika

q 882.4 kg/m2

lx 3.00 m

ly 3.00 m

ly/lx 1.00

Jepit penuh/elastis {1/2] 2

wtx (tabel setelah interpolasi) 36.00 wty (tabel setelah interpolasi) 36.00

Mlx = 0,001x 882.4 x 3.00^2 x 36 = 285.90 kgm Mly = 0,001x 882.4 x 3.00^2 x 36 = 285.90 kgm Mtx = 0,001x 882.4 x 3.00^2 x 36 = 285.90 kgm Mty = 0,001x 882.4 x 3.00^2 x 36 = 285.90 kgm

(18)

Penulangan

Data-data

fc' (beton) 20.75 Mpa h 120 mm

fy' (baja) 280 Mpa b 1000 mm

d' (1) 20 mm (dlm ruang)

pmin = = 0.0050

pmaks = = 0.0404

Lapangan x

Mu = 285.8976 *9.8/1000kgm = 2.68 kNm

d = 120 - 20 = 100 mm

Mu = 2.68 = 268.1719

bd² 1 x 0.1^2

p = = 0.0014 < 0.0050

< 0.0404

ppakai = 0.0050

As = 0.0050 x 1000 x 100 = 500.00 mm2

Tumpuan x

Mu = 285.8976 *9.8/1000kgm = 2.68 kNm

d = 120 - 20 = 100 mm

Mu = 2.68 = 268.1719

bd² 1 x 0.1^2

p = = 0.0014 < 0.0050

< 0.0404

ppakai = 0.0050

As = 0.0050 x 1000 x 100 = 500.00 mm2

As' = 0,002 x 1000 x 120 = 240 mm2

Lapangan y

Mu = 285.8976 *9.8/1000kgm = 2.68 kNm

d = 120 - 20 = 100 mm

Mu = 2.68 = 268.1719

bd² 1 x 0.1^2

p = = 0.0014 < 0.0050

< 0.0404

ppakai = 0.0050

As = 0.0050 x 1000 x 100 = 500.00 mm2

(19)

Tumpuan y

Mu = 285.8976 *9.8/1000kgm = 2.68 kNm

d = 120 - 20 = 100 mm

Mu = 2.68 = 268.1719

bd² 1 x 0.1^2

p = = 0.0014 < 0.0050

< 0.0404

ppakai = 0.0050

As = 0.0050 x 1000 x 100 = 500.00 mm2

As' = 0,002 x 1000 x 120 = 240 mm2

Rekapitulasi

mm2 mm

Lapangan X (tul atas) 500.00 f10 - 150 ( 524 mm2 ) Tumpuan X (tul atas) 500.00 f10 - 150 ( 524 mm2 ) Tumpuan X (tul bagi) 240.00 f8 - 200 ( 251 mm2 ) Lapangan Y (tul atas) 500.00 f10 - 150 ( 524 mm2 ) Tumpuan Y (tul atas) 500.00 f10 - 150 ( 524 mm2 ) Tumpuan Y (tul bagi) 240.00 f8 - 200 ( 251 mm2 )