Embed Size (px)
Citation preview
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Kota Surabaya merupakan kota dengan
jumlah penduduk yang sangat padat. Kebutuhan
akan sarana dan prasaranan pendukung di kota
tersebut sangat di perlukan salah satunya adalah
kebutuhan akan tempat tinggal yang terus
meningkat. Sementara itu ketersediaan lahan
untuk tempat tinggak di kota tersebut semakin
sempit,hal tersebut menjadi satu alasan banyak
bangunan tempat tinggal di kota surabaya
dibangun bertingkat dan salah satunya
Apartement East Coast Recidence yang terletak
dikawasan perumahan pakuwon city.
Gedung Apartemen East Coast Recidence
Pakuwon city Surabaya, dan mempunyai luas
lahan ± 47681,56 m2 terdiri atas bangunan 18
lantai.
Perencanan awal pembangunan Gedung
Apartemen East Coast Recidence ini, seluruh
pekerjaan struktural meliputi pelat, balok dan
kolom dibangun dengan menggunakan beton
bertulang konvensional. Pada Proyek Akhir ini
penulis merencanakan ulang Gedung Apartemen
East Coast Recidence dengan menggunakan
struktur komposit baja beton pada struktur
utamanya meliputi pelat, balok dan kolom.
Struktur komposit semakin banyak dipakai
dalam rekayasa struktur. Dari beberapa penelitian,
struktur komposit mampu memberikan kinerja
struktur yang baik dan lebih efektif dalam
meningkatkan kapasitas pembebanan, kekakuan
dan keunggulan ekonomis.
Balok komposit merupakan campuran beton
dengan baja profil, dimana pada beton bertulang
gaya-gaya tarik yang dialami suatu elemen
struktur dipikul oleh besi tulangan tetapi pada
struktur komposit ini gaya-gaya tarik yang terjadi
pada suatu elemen struktur dipikul oleh profil
baja. Komposit balok baja dan pelat beton adalah
satu usaha dalam mendapatkan suatu konstruksi
yang baik dan efisien. Keistimewaan yang nyata
dalam sistem komposit adalah (1) Penghematan
berat baja, (2) Penampang balok baja yang
digunakan lebih kecil, (3) kekakuan lantai
meningkat, (4) kapasitas menahan beban lebih
besar, (5) Panjang bentang untuk batang tertentu
dapat lebih besar (Salmon, Charles G. &
E.Johnson, John.1991 ).
Sistem gedung yang digunakan pada
modifikasi perancangan gedung ini adalah sistem
struktur SRPMB.Pada Tugas Akhir ini
menggunakan peraturan SNI 03-2847-2002
tentang tata cara perhitungan beton untuk
bangunan gedung dan SNI 03-1726-2002 tentang
tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk
bangunan gedung serta SNI 03-1729-2002 tentang
tata cara perencanaan struktur baja dan PPIUG
1983.
1.2. Permasalahan Permasalahan yang ditinjau dalam
modifikasi perancangan gedung Apartemen East
Coast Recidence dengan menggunakan struktur
komposit baja beton, antara lain :
1. Bagaimana menentukan Preliminary
design penampang struktur primer dan
struktur sekunder.
2. Bagaimana menghitung pembebanan
setelah adanya modifikasi.
3. Bagaimana memodelkan dan menganalisa
struktur setelah adanya modifikasi.
4. Bagaimana merencanakan sambungan
yang memenuhi kriteria perancangan
struktur.
5. Bagaimana merencanakan pondasi yang
sesuai dengan besar beban yang dipikul
dan kondisi tanah di lapangan.
6. Bagaimana menuangkan hasil
perhitungan dan perencanaan dalam
bentuk gambar teknik.
.
1.3. Tujuan Adapun tujuan dari modifikasi perancangan
gedung Apartemen East Coast Recidence dengan
struktur komposit baja beton, yaitu :
1. Dapat menentukan Preliminary design
penampang struktur primer dan struktur
sekunder.
2. Bagaimana asumsi pembebanan setelah
adanya modifikasi.
3. Dapat memodelkan dan menganalisa
struktur dengan menggunakan program
bantu ETABS 9.6.
4. Dapat merencanakan sambungan yang
memenuhi kriteria perancangan struktur,
yaitu kekuatan, kekakuan dan stabilitas
(stability).
5. Dapat merencanakan pondasi yang sesuai
dengan besar beban yang dipikul dan
kondisi tanah di lapangan.
6. Dapat menuangkan hasil modifikasi
perencanaan dan perhitungan dalam
bentuk gambar teknik.
1.4. Batasan Masalah 1. Perencanaan struktur utama meliputi
balok induk dan kolom dan struktur
sekunder meliputi balok anak, tangga dan
pelat lantai.
2
2. Perencanaan kolom komposit
menggunakan tipe kolom baja
berselubung beton ( king cross ) dimana
desain awal gedung menggunakan kolom
beton bertulang.
3. Perencanaan balok komposit dimana
desain awal gedung menggunakan balok
beton bertulang.
4. Perencanaan pelat lantai menggunakan
bondex.
5. Merencanakan pondasi bangunan.
6. Jumlah lantai yang semula 18 lantai akan
direncanakan ulang menjadi 12 lantai.
7. Tidak memperhitungkan segi ekonomis
dan hanya memperhitungkan metode
pelaksanaan konstruksi yang berhubungan
dengan perhitungan struktur.
8. Perencanaan tidak meliputi instalasi
mekanis, instalasi listrik, plumbing dan
saluran air.
9. Permodelan dan analisa struktur
dilakukan dengan program bantu ETABS
9.6.
1.5. Manfaat Manfaat yang dapat diambil dari Tugas
akhir ini adalah sebagai berikut :
1. Menghasilkan perencanaan struktur
gedung komposit baja-beton yang
rasional dengan memenuhi persyaratan
keamanan struktur
2. Mendapatkan suatu analisa dari
perencanaan struktur tersebut sehingga
dapat meminimalisasi kegagalan pada saat
perencanaan
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Umum
Pada tugas akhir ini “Gedung Apartemen
East Coast Recidence “ akan dimodifikasi
menggunakan struktur komposit baja beton, yaitu
dengan mengkombinasikan dua penampang yang
terdiri dari profil baja dan campuran beton
digabung bersama untuk memikul beban tekan
dan lentur. Batang yang memikul lentur
umumnya disebut dengan balok komposit
sedangkan batang yang memikul beban tekan,
tekan dan lentur umumnya disebut dengan kolom
komposit.
Penampang komposit mempunyai kekakuan
yang lebih besar dibandingkan dengan penampang
lempeng beton dan gelagar baja yang bekerja
sendiri-sendiri dan dengan demikian dapat
menahan beban yang lebih besar atau beban yang
sama dengan lenturan yang lebih kecil pada
bentang yang lebih panjang. Apabila untuk
mendapatkan aksi komposit bagian atas gelagar
dibungkus dengan lempeng beton, maka akan
didapat pengurangan pada tebal seluruh lantai,
dan untuk bangunan-bangunan pencakar langit,
keadaan ini memberikan penghematan yang
cukup besar dalam volume, pekerjaan
pemasangan kabel-kabel, pekerjaan saluran
pendingin ruangan, dinding-dinding, pekerjaan
saluran air, dan lain-lainnya.( Amon, R.,
Knobloch, B.,& Mazumder, A.,1999).
Keuntungan utama dari perencanaan
komposit yaitu penghematan berat baja,
penampang balok baja dapat lebih rendah,
kekakuan lantai meningkat, panjang bentang
untuk batang tertentu dapat lebih besar, kapasitas
pemikul beban meningkat. Penghematan berat
baja sebesar 20 % sampai 30 % seringkali dapat
diperoleh dengan memanfaatkan semua
keuntungan dari sistem komposit. Pengurangan
berat pada balok baja ini biasanya memungkinkan
pemakaian penampang yang lebih rendah dan
juga lebih ringan. Keuntungan ini bisa banyak
mengurangi tinggi bangunan bertingkat banyak
sehingga diperoleh penghematan bahan bangunan
yang lain seperti dinding luar dan tangga.
2.2 Balok komposit
Balok adalah salah satu diantara
elemen-elemen struktur yang paling
banyak dijumpai pada setiap struktur.
Balok adalah elemen struktur yang
memikul beban yang bekerja tegak lurus
dengan sumbu longitudinalnya. Hal ini
akan menyebabkan balok melentur
(Spiegel & Limbrunner,1998).
Sebuah balok komposit
(composite beam) adalah sebuah balok
yang kekuatannya bergantung pada
interaksi mekanis diantara dua atau lebih
bahan (Bowles,1980). Beberapa jenis
balok komposit antara lain :
a. Balok komposit penuh
Untuk balok komposit penuh,
penghubung geser harus disediakan dalam
jumlah yang memadai sehingga balok
mampu mencapai kuat lentur
maksimumnya. Pada penentuan distribusi
tegangan elastis, slip antara baja dan
beton dianggap tidak terjadi (SNI 03-
1729-2002 Ps.12.2.6).
b. Balok komposit parsial
Pada balok komposit parsial,
kekuatan balok dalam memikul lentur
3
C
hr
D
tb T
(Pyc-T)/2
fy
d1
d2d3
Pyc
PNA
fy
dibatasi oleh kekuatan penghubung geser.
Perhitungan elastis untuk balok seperti
ini, seperti pada penentuan defleksi atau
tegangan akibat beban layan, harus
mempertimbangkan pengaruh adanya slip
antara baja dan beton (SNI 03-1729-2002
Ps. 12.2.7).
c. Balok baja yang diberi selubung beton
Walaupun tidak diberi angker,
balok baja yang diberi selubung beton di
semua permukaannya dianggap bekerja
secara komposit dengan beton, selama
hal-hal berikut terpenuhi (SNI 03-1729-
2002 Ps.12.2.8)
1.1.1. Menghitung momen nominal Perhitungan Mn berdasarkan distribusi
tegangan plastis :
Gambar 2.1. Distribusi tegangan plastis
(Sumber :Charles G. Salmon, 1996)
Menghitung momen nominal ( Mn ) positif
1. Menentukan gaya tekan ( C ) pada
beton :
C = 0,85.f’c.tp.beff .
Menentukan gaya tarik ( T) pada baja :
T = As.fy
Dipilih nilai yang terkecil dari kedua
nilai di atas
2. Menentukan tinggi blok tekan effektif :
effc
ys
bf
fAa
'..85,0
.
3. Kekuatan momen nomimal :
1.dCnM atau T.d1
Bila kekuatan nominal dinyatakan dalam bentuk
gaya baja akan diperoleh :
22.
at
dfAM sysn
Gambar 2.4. Distribusi tegangan elastis
Menghitung momen nominal ( Mn ) negatif.
1.Menentukan lokasi gaya tarik pada
balok baja
T = n.Ar.fyr
Pyc = As.fy
Gaya pada sayap ; yfff ftbP ..
Gaya pada badan ; f
yc
w PTP
P2
yw
w
ft
Pa
w .
2.Menghitung jarak ke centroid
d1 = hr + tb – c
d2 = wf
webfwff
PP
atPtP ).5,0(().5,0.(
d3 = 2
d
3.Menghitung momen ultimate :
Mn = T(d1 + d2) + Pyc(d3 - d2)
b efektifbtr
GNE
yt
GNE komposit
ts
hr
d GN baja
Gambar 2.2. Metode transformasi luasan
Perhitungan Mn berdasar distribusi tegangan
elastis :
1. Menghitung nilai transformasi beton ke baja
Ec = 4700 . 'c
f Mpa .......... untuk
beton normal.
Es = 200000 Mpa
n =
cE
sE
4
300
150
252
Balok tangga channal260 x 90 x 10 x 14
Pelat Anak Tangga = 3mm
150150
btr = n
effb
Atr = btr . ts
2. Menentukan letak garis netral penampang
transformasi (dimomen ke ambang atas)
GNE =
str
s
AA
2
d
st.A
2
st
.tr
A
3. Menghitung momen inersia penampang
transformasi
It =
2
s
2
tr
3
tr Ghs
t2
dA
xI
2
st
GA12
)s
t(.bNE
rNE
4. Menghitung modulus penampang transformasi
yc = GNE
yt = d + ts + hr - GNE
Str.c =
cy
Itr
dan Str.t =
ty
Itr
5. Menghitung momen ultimate
Kapasitas momen positif penampang balok
komposit penuh digunakan dari nilai yang terkecil
dari :
Mn1 = 0,85 . fc’ . n . Str.c
Mn2 = fy . Str.t
Jadi : Mu . Mn
1.1.2. Penghubung Geser Kekuatan penghubung geser jenis paku
(LRFD Pasal 12.6.3)
u
f.sc
As
r.c
E.c'
f.sc
A.0,5n
Q
Dimana :
rs untuk balok tegak lurus balok : 11**85.0
r
s
r
r
r
sh
H
h
w
Nr
rs untuk balok sejajar balok : 11**6.0r
s
r
rs
h
H
h
wr
Keterangan :
Nr = jumlah stud setiap gelombang
Hs = tinggi stud
Hr = tinggi bondek
Wr = lebar effektif bondek
Asc = Luas penampang shear
connector
fu = Tegangan putus penghubung
paku/stud
Qn = Kuat nominal geser untuk
penghubung geser
Jumlah penghubung geser (shear
connector) yang dibutuhkan yaitu : n =
nQ
C
BAB III
METODOLOGI
3.1 DIAGRAM ALIR METODOLOGI
BAB IV
PERENCANAAN STRUKTUR
SEKUNDER
4.1. Perencanaan tangga
4.1.1.Data – data Perencanaan Tangga
lantai 1 – 11 tipikal : Ketinggian antar lantai : 350 cm
Tinggi bordes : 175 cm
Tinggi injakan (t) : 17,5 cm
Lebar injakan ( i ) : 28 cm
5
50
50
BALOK
Tulangan negatif
8-150
Tebal plat
0,8 mm
300
150
252
Balok tangga channal260 x 90 x 10 x 14
Pelat Anak Tangga = 3mm
150150Balok Penumpu LiftBalok Penggantung Lift
2,5 m
1,25 m
4,3 m
2,15 m
Balok Anak
Jumlah tanjakan (Σt) :5,17
175= 10 buah
Jumlah injakan (Σi) : (Σt) –1 = 10 - 1
= 9 buah
Lebar bordes : 150 cm
Panjang bordes : 300 cm
Lebar tangga : 150 cm
Sudut Kemiringan ( ) : arc tg28
5,17=
32,010
a. Persyaratan tangga :
60 cm 2t + i 65 cm
60 cm (2 x 17,5) + 28 65 cm
60 cm 63 cm 65 cm …..
OK
b. Syarat sudut kemiringan :
250 40
0 25
0 32,01
0
400 ….. OK
Gambar 4.1 Tangga
4.2 Perencanaan Plat
Pada perencanaan struktur pelat
direncanakan menggunakan bondek,
• Tebal Pelat Atap :
11 cm
• Tebal Pelat lantai 1 – 11 :
11 cm
Gambar 4.2 pelat
4.3 Balok Anak
Balok Anak lantai direncanakan
menggunakan profil Wf 350x175x6x9
Balok Anak Atap direncanakan
menggunakan profil Wf
300X150X5,5X8
4.2. Perencanaan Balok Lift Perencanaan balok lift meliputi
balok – balok yang berkaitan dengan ruang
mesin lift, yaitu terdiri dari balok penumpu
dan balok penggantung lift. Untuk lift pada
bangunan ini menggunakan lift yang
diproduksi oleh Sigma elevator company,
dengan data – data sebagai berikut :
Tipe lift : Penumpang
Merk : Sigma
Kapasitas :15 orang/1000 kg
Lebar pintu (opening width) : 900 mm
Dimensi sangkar (car size) :
inside : 1600 x 1500 mm2
Outside : 1650 x 1665 mm2
Dimensi ruang luncur: 4300 x 2150 mm2
Dimensi ruang mesin: 4300 x 2150 mm2
Beban reaksi ruang mesin :
R1 = 6150 Kg
(Berat mesin penggerak + beban kereta +
perlengkapan)
R2 = 4600 Kg
(Berat bandul pemberat + perlengkapan)
Gambar 4.3 Denah Perencanaan lift
• Balok Penggantung lift : WF 300 x
150 x 5,5 x 8
• Balok Penumpu lift : WF 300 x
150 x 5,5 x 8
6
) 95539,34.3() 198209,92.4() 90605,26.3() 3261879.5,2(
3261879.5,12
BAB V
ANALISA STRUKTUR UTAMA 5.1 Perencanaan Balok Induk Memanjang
Sebagai contoh perhitungan adalah balok
utama memanjang interior.
Gambar 5.1 Denah Pembalokan lantai 3
Pada perencanaan ini, ditunjukkan contoh
perhitungan balok Induk pada lantai 4 dengan
kode balok B-167. Pada perhitungan berikut
Balok Induk direncanakan dengan profil WF
450x200x9x14. Panjang balok (L) = 720 cm.
Adapun data – data profil adalah sebagai berikut :
A = 96,76 cm2 ix = 18,6 cm r = 18 mm
W = 76kg/m tw = 9 mm Zx = 1621 cm3
d = 450 mm tf = 14 mm
Zy = 289 cm3
b = 200 mm Ix = 33500 cm2 Sx = 1490 cm
3
iy = 4,4 cm Iy = 1870 cm4 Sy = 187 cm
3
h = 422 mm f’c= 25 Mpa
Bj 41
hr =53 mm
5.5.1 Kondisi Balok Induk memanjang
Sebelum Komposit
Dari hasil output ETABS v9.6.0 untuk
batang B-177, didapatkan :
Mmax (-) = 3261879 Kgcm
L = 720 cm
Kontrol Kekuatan Penampang (Local
Buckling)
Pelat badan :
88,469
422
tw
h
25,106250
16801680
fyp
tw
h< λp..............OK
14,7
28
200
2tf
bf
75,10250
170170
fy
tw
h<
fy
170 ..............OK
Jadi, termasuk penampang kompak, maka
Mnx = Mpx
Kontrol Lateral Buckling
Jarak Penahan Lateral Lb = 240 cm
Berdasarkan tabel untuk BJ 41 profil WF
450.200.9.14 didapatkan :
Lp = 223,450 cm,
Lr = 666,363 cm
Jadi, Lb >Lp → bentang menengah,
Untuk komponen struktur yang memenuhi
Lr > Lb > Lp, kuat nominal komponen
struktur adalah :
MpLpLr
LbLrMMMCbMn rpr
)(
)()(
MA = 90605,26 Kgcm
MB = 198209,92 Kgcm
MC = 95539,34 Kgcm
3,23435,2
5,12
CBA MMMMmaks
MmaksCb
= 4,2 > 2,3 → dipakai 2,3
My = Sx.fy
= 1490 . 2500
= 3725000 Kgcm
Mp = fy.Zx
= 2500 . 1621
= 4052500 kgcm < 1,5 My
MR = (fy-fr)Sx = 1800. 1490
= 2682000 kgcm
MpMn)450,223363,666(
)240363,666() 26820004052500( 26820003,2
= 9202965,96 kgcm > 4052500 kgcm
Dipakai Mn = Mp = 4052500 kgcm
Persyaratan :
Mu ≤ φMn
3261879 Kgcm ≤ 0,9. 4052500 kgcm
3261879 Kgcm < 3647250 kgcm............OK
Jadi Penampang profil baja sebelum komposit
mampu menahan beban yang terjadi.
5.1.2 Kondisi Balok Utama Setelah Komposit
Zona momen Positif Dari hasil output ETABS v9.6.0 didapatkan
momen positif adalah
Mmaks = 3048474,023 Kgcm (batang B-
186).
L= 7,2 m
Menghitung Momen Nominal
7
Kontrol kriteria penampang
Untuk Badan
fytw
h 1680
88,469
422
tw
h
25,106250
16801680
fyp
46,88 < 106,25.......ok
Profil penampang kompak, sehingga
kapasitas momen penampang dianalisa
dengan distribusi tegangan plastis.
L = 720 cm
beff ≤ ¼ .L = ¼.720 cm = 180 cm
jadi beff = 180 cm
tp = tb- hr = 11-5,3 = 5,7 cm
Penampang Bondek // Balok
Menentukan gaya tekan yang terjadi pada
pelat
Karena letak balok induk (B-186) sejajar
dengan penampang bondek, maka :
T = As.fy = 96,76.2500 = 241900 kg
C = 0,85 x fc’ x tpt x beff
= 0,85 x 250 x 5,7 x 180
= 218025 kg (menentukan)
C < T (maka GNP berada pada baja)
Menentukan jarak-jarak dari centroid gaya-
gaya yang
bekerja:
Gambar 5.2 Diagram tegangan pada Daerah
Momen positif balok memanjang
e = y + hr + ( ½.tb )= 23,66 + 53+(½.57)
=32,16 cm
e’ = y – (δ/2) = 23,66- (0,239/2) = 23,54 cm
Mn = Mp = C.e +C’’.e’
=( 218025.32,16 )+ ( 11937,5.23,54)
= 7293112,422 kg cm
Syarat :
Mu ≤ Mn.
3048474,023 kgcm ≤ 27293112,42 .85,0 kgcm
3048474,023 kgcm ≤ 6199145,559 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 v9.6.0
didapatkan momen negatif Mmaks =
3731493,88 Kgcm (batang B-186).
L = 720 cm
beff ≤ ¼ .L = ¼.720 cm = 180 cm
tbondex = 0,75 mm
fyr = 240 Mpa
ts = 100 mm
Dipasang tulangan pada pelat beton 10 D 10
disepanjang beff.
Batang tulangan menambah kekuatan tarik
nominal pada pelat beton
Menentukan Lokasi Gaya Tarik pada Balok
Baja
Batang tulangan menambah kekuatan
tarik nominal pada pelat beton.
Tc = n.Asr . fyr
= 10. ¼ . л . 12 . 2400
= 18849,56 Kg
Gaya tekan nominal maksimum dalam
penampang baja
Pyc = As . fy
= 96,76. 2500
= 241900 Kg
Gambar 5.3 Diagram tegangan pada Daerah
momen negatif balok memanjang
Karena Pyc > Tc, maka PNA pada web,
berlaku persamaan.
2''
CTC kg5,11937
2
218025241900
fy
CA
'' cm78,4
2500
5,11937
bf
A'mm39,2
200
478
'
2'.
2.
AAs
AdAsy cm66,23
78,476,96
)2/239,0.(78,4)2/45.(76,96
8
2
56,18849241900
2
TcPycTs
= 111525,22 Kg
Gaya pada sayap, Tf = bf . tf . fy
= 20 . 1,4 . 2500
= 70000 Kg
Gaya pada badan, Tw = TfTcPyc
2
= 111525,22 –
70000
= 41525,22 Kg
Jarak garis netral dari tepi bawah sayap :
9,0.2500
22,41525
.twfy
Twaw
= 18,45 cm
Menenentukan Jarak Gaya yang Bekerja
dari Centroid
d2 =TwTf
awtfTwtfTf ))5,0(()5,0.(
=
22,4152570000
))45,18.5,04,1.(22,41525()4,1.5,0.70000(
= 4,39 cm
d3 = D/2 =45/2
= 22,5 cm
d1 = ts – c
= 10-2,5 = 7,5 cm
Perhitungan Momen Nominal Negatif
Mn = Tc (d1+ d2) + Pyc(d3 – d2)
= 18849,56(7,5 + 4,39) + 241900
(22,5 – 4,39)
= 4604930,26 Kgcm
Persayaratan :
Mu ≤ φMn
3731493,88 Kgcm ≤ 0,85 . 4604930,26
Kgcm
3731493,88 Kgcm ≤ 3914190,72
Kgcm.......OK
Perencanaan Penghubung Geser
Untuk penghubung geser yang dipakai
adalah tipe stud:
ds = 16 mm
Asc = 200,96 mm2
fu = 410 Mpa = 41 kg/mm2
Ec =
25041,0.2400'.041,0. 5,15,1 fcw
= 24102,979 Mpa
Qn = 0,5.Asc. Ecfc'. = 0,5.200,96
979,24102.25
= 77998,274 N
= 7799,827 kg/stud
Syarat : Qn ≤ Asc.fu
7799,827 kg/stud ≤ 200,96.41
7799,827 kg/stud ≤ 8239,36
kg/stud...................ok
Jumlah stud untuk setengah bentang :
45,31827,7799
241900
Qn
TN = 32 buah
Jadi, dibutuhkan 64 buah stud untuk
seluruh bentang.
Jarak seragam (P) dengan 2 stud pada
masing-masing lokasi :
5,2232
720
N
LP cm
5.2 Perencanaan Kolom Komposit
Gambar 5.4 Tampak Depan
Dari hasil output ETABS v9.2.0 diperoleh gaya –
gaya yang bekerja pada kolom C 79 lantai 1
adalah :
Pu = 565825 Kg
Mux = 38238,8 Kgcm
Muy = 107594 Kgcm
Vux = 24919,6 Kg
Vuy = 9198,82 Kg
Kolom komposit direncanakan dengan
menggunakan profil K 500.200.10.16 dengan
spesifikasi material sebagai berikut :
A = 228,4 cm2
tw = 10 mm
Sx
= 1997,6 cm3
w = 179,2 kg/m tf = 16 mm
Sy = 2046,6 cm3
H = 500 mm Ix = 49940 cm4
ix = 14,79 cm
B = 200 mm Iy = 52189 cm
iy = 15,17 cm
r = 20 mm f’c = 25 MPa
9
3.5
7.2
3.5
7.2
Ix = 49940 cm4
Ix = 49940 cm
Ix = 46800 cmIx = 46800 cm4 4
4
Gambar 5.5 Penampang Kolom Komposit
Zx = (( .2
1d.tw. .
2
1d) + (b-tw)(tf)(d-tf)) + (( .
2
1
b.tf. .2
1b).2 +
(d-2tf).( .2
1tw).( .
2
1tw))
= (( .2
150.1. .
2
150)+(20-1)(1,6)(50-1,6))+(( .
2
1
20.1,6. .2
120).2
+ (50-2.1,6).( .2
11).( .
2
11))
= 2428,06 cm3
Zy = (( .2
1tf.b. .
2
1b).2 + (d-2tf). .
2
1tw. .
2
1tw) + (
2
1
(d+tw).tw.2
1
(d+tw) + (b-tw).tf.(d+tw-tf))
= (( .2
11,6.20. .
2
120).2 + (50-2.1,6). .
2
11. .
2
11)
+
(2
1(50+1).1.
2
1(50+1) + (20-1).1,6.(50+1-
1,6))
= 2483,71 cm3
Kontrol luas penampang minimum profil baja :
Ac
As%100.
)7070(
4,228
x= 4,7 > 4%
Tulangan Longitudinal 4D22
Jarak spesi tulangan = 700-(2x40)-(2x12)-(22)
= 574 mm
Luas tulangan longitudinal (Ar) = 4.222..
4
1
= 1519,76 mm2
Ar minimum = 0,18x574 = 103,32 mm2 <
1519,76/4= 379,9mm2
Tulangan Lateral ( sengkang dipasang Ø 12 –
200 mm)
Luas tulangan sengkang = 212..4
1= 113,04
mm
Luas sengkang minimum = 0,18x200 = 36 mm2
< 113,04 mm2
Luas penampang bersih (Acn)
= (70x70) - (228,4+15,19) = 4656,41 cm2
Untuk baja yang diberi selimut beton :
7,01c 6,02c 2,03c
Kuat nominal aksial kolom komposit
s
cc
s
ryrymy
A
Afc
A
Afcff '.. 21
4,228
41,4656.256,0
4,228
19,152407,0250 xxfmy
= 566,98 Mpa
Modulus Elastisitas (E) diubah menjadi
modulus elastisitas modifikasi (Em)
'041,0 5,1
cfxxwEc =
252400041,0 5,1 xx
= 24102,979 Mpa
200000Es Mpa
s
cncm
A
AxEcEE .3
= 4,228
41,4656.979,241022,010.2 5 x
= 298277,89 Mpa
Jari-jari girasi penampang (r) diubah menjadi
jari-jari girasi modifikasi (rm)
rm = 0,3.b = 0,3x70 = 21 cm > iy (dipakai rm)
Panjang efektif Kx dalam rangka bidang
ditentukan dengan menggunakan faktor-faktor
kekangan G dengan gambar sebagai berikut :
Terhadap sumbu y
12 - 200
4 22
Ix=33500 cm4 Ix= 33500 cm4
Ix= 90400 cm4
10
3.5
46
3.5 Iy = 52189 cm4
Iy = 52189 cm4
Iy = 90400 cm4Iy = 90400 cm4
Kolom 1 (K1) = Kolom 2 (K2) : K
500.200.10.16
Ix = 49940 cm4 Iy = 52189 cm
4
ix = 14,79 cm4 iy = 15,17 cm
4
A = 226,4 cm2
Balok 1 (B1) = Balok 2 (B2) : WF 450 x 200 x
9 x 14 Ix = 33500 cm4
Tekuk terhadap sumbu x : Ic = Ix kolom
GA =
720
335002
350
499402
x
x
L
Ix
L
Ix
balok
kolom= 3,06
GB = 1 (ujung kolom di anggap jepit)
Jenis rangka tidak bergoyang sehingga dari
nomogram didapatkan nilai :
Kcx = 0,84
Lkx = kcy x L = 0,84 x 350 = 294 cm
1421
294
mr
Lkxx cm (menentukan)
Terhadap sumbu x
Tekuk terhadap sumbu y : Ic = Iy kolom
GA =
400
11100
640
11100
350
521892x
L
Iy
L
Iy
balok
kolom=
1,26
GB = 1 (ujung kolom di anggap jepit)
Jenis rangka tidak bergoyang sehingga dari
nomogram didapatkan nilai :
Kcy = 0,79
Lk = kcy x L = 0,79 x 350 = 276,5 cm
16,1321
5,276
mr
Lkyy cm
m
my
E
fc =
89,298277
98,56614 = 0,319
(0,25 < c < 1,2) termasuk dalam kategori
kolom menengah, dimana:
319,067,06,1
43,1
67,06,1
43,1
xcx=
1,031
my
cr
ff =
031,1
98,566 = 549,93Mpa = 5499,3
kg/cm2
3,54994,228. xfAP crsn kg/cm2 =
1256040,12kg
102,106763412,125604085,0. xPn kg
> Pu
Semua beban desain kolom ditopang oleh
kolom komposit (terdiri dari profil baja dan
beton)
Persyaratan luas minimal penampang beton
yang menahan beban desain kolom adalah :
Kemampuan profil baja menahan beban :
25004,22885,0..85,0. xxfAP ysns =
485350 kg
Kemampuan penampang beton menahan beban
:
485350102,1067634. nsnnc PPP
= 582284,102 kg
Syarat yang harus dipenuhi untuk luas
penampang beton :
bcnc AfP ...7,1. '
08,137025085,07,1
102,58228485.0
..7,1
.
' xx
x
f
PA
c
ncb
cm
Luas penampang beton yang ada (Acn)
= 4656,41 cm2 > 1370,08
cm2....................................ok
Kuat Nominal Momen Kolom Komposit
menurut formula Smith :
Luasan badan profil (Aw) = twxd= ( 1x50) = 50
cm2
2
221240Cr = 63 mm
h1 = h2 = 700 mm
529,0102,1067634
565825
.Pn
Pu> 0,2
Mnx = Zx.fy + 3
1(h2-2Cr).Ar.fyr +
fyAwhfc
fyAwh..
'..7,1
.
2 1
2
Ix= 11100 cm4 Ix=11100 cm4
11
WF 450x200x9x14
WF 450x200x9x14
100 mm
WF 350x175x6x9
A
A'POTONGAN A-A'
Ø 16 mm
Ø 16 mm
25 mm
50 mm
25 mm
30 mm
WF 350x175x6x9
Pelat ++60x60x6
25 mm
50 mm
25 mm
30 mm
Pelat L 60x60x6
WF 450x200x9x14
K 500.200.10.16K 500.200.10.16
T400x400x30x50T400x400x30x50
A
A'
Mnx = 2428,06x2500+ 3
1(70-
2x6,3).15,19.2400 +
2500.50.70.250.7,1
2500.50
2
70 = 10617464,72
kgcm
Mny = Zy.fy + 1/3.(h2 – 2Cr)Ar.fyr +
fyAwhfc
fyAwh.
'..7,1
.
2 1
2
Mny = 2483,7.2500+ 3
1(70-2.6,3).15,19.2400
+ 2500.50.70.250.7,1
2500.50
2
70 = 10756564,72
kgcm
Untuk Pn
Pu
.> 0,2...............rumus 2 SNI 03-
1729 ps.12.5-2
0,1..9
8
. Mny
Muy
Mnx
Mux
Pn
Pu
0,172,10756564.9,0
107594
72,10617464.9,0
38238,8
9
8529,0
= 0,542 < 1............................ok
Jadi kolom komposit digunakan profil K
500.200.10.16 dengan beton 70 cm x 70 cm
Contoh Perencanaan Sambungan
Gambar 6.1 Sambungan Balok Anak Lantai
dengan Balok Induk Eksterior
Gambar 6.6 Sambungan Balok
Interior – Kolom
Gambar 6.8 sambungan kolom –
kolom
Sambungan Las pada Base Plate :
BAB VI
PERENCANAAN PONDASI
Tiang Dipakai tiang pancang beton pratekan
(Prestressed Concrete Pile) dengan bentuk
penampang bulat berongga (Round Hollow).
Mutu beton tiang pancang K-600 (concrete
cube compressive strength is 600 kg/cm2 at
28 days).
Tiang pancang yang direncanakan adalah
menggunakan alternatif jenis tiang dengan
spesifikasi WIKA Pile sebagai berikut :
- Diameter tiang = 500 mm
- Tebal tiang = 90 mm
- Class = C
- Luas beton = 1159,25 cm2
- Modulus Section = 10583,74 cm2
- Pbahan = 221120 kg
- Daya dukung bahan :
Dari spesifikasi bahan tiang pancang
(tabel spesifikasi WIKA), didapat :
A A
B
B
KolomK 500x300x10x16Baut Ø25.4
Baut Ø25.5
Baut Ø25.4
Pelat 20mm
100
100100
100
100
100
100
100
12
P 1tp = 221,12 ton
- Daya dukung tanah :
Direncanakan menggunakan tiang pancang
60 cm , A = 2826 cm2 , ,
Diambil tiang pancang dengan kedalaman
(D) 20 m dari perhitungan yang ditabelkan
(terlampir), didapat nilai daya dukung satu
tiang pancang :
1tp = 73240 kg × 0,677 = 49583,48 kg =
49,58 ton
Jadi diambil 1tp = 49,58 ton (dari daya
dukung tanah
BAB VIII
PENUTUP
8.1. Kesimpulan
Dimensi Profil ;
Dari hasil perhitungan dan analisis yang
telah dilakukan pada struktur gedung,
didapatkan hasil sebagai berikut :
Tebal Pelat :
Tebal pelat atap : 11 cm
Tebal pelat lantai : 11 cm
Balok anak
a. Untuk lantai 12 (Atap) :
WF 300 x 150 x 5,5 x 8
b. Untuk lantai 1 - 11 :
WF 350 x 175 x 6 x 9
Balok Induk Memanjangr :
WF 450x200x9x14
Balik Induk melintang :
WF 350x175x6x9
Kolom :
Kingkros 500x200x10x16
Penulangan Poer ;
Poer Pondasi :
a. Arah x :
Tulangan tarik yang dibutuhkan
:
As = ρ b dx
= 0,0034 1000 939
= 3192,6 mm2
Digunakan Tulangan 9D22 –
118,75
Tulangan tekan yang
dibutuhkan :
As’ = 0,5 As = 1596,3 mm2
Digunakan Tulangan Lentur
5D22 – 237,5
a. Arah y :
Tulangan tarik :
As = ρ b dy
= 0,0034 1000 917
= 3117,8 mm2
Digunakan Tulangan 9D22 –
118,75
Tulangan tekan :
As’ = 0.5 As = 1558,9 mm2
Digunakan Tulangan Lentur
5D22 – 237,5
8.2. 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.
P
P
