PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG SYARIAH TOWER …repository.its.ac.id/82046/1/3110100130-Undergraduate... · 2020. 9. 25. · PPIUG 1983, and SNI 03-1729-2002. Key word : Dual System,

PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG SYARIAH

TOWER UNIVERSITAS AIRLANGGA

MENGGUNAKAN BETON BERTULANG DAN

BAJA-BETON KOMPOSIT

Nama Mahasiswa : Retno Palupi

NRP : 31 10 100 130

Jurusan : Teknik Sipil FTSP-ITS

Dosen Konsultasi : Prof. Dr. Ir. I Gusti Putu Raka DEA.

Ir. Heppy Kristijanto, MS Abstrak

Gedung Syariah Tower Universitas Airlangga setinggi 20

lantai (± 85,00 m) terletak di zona gempa sedang. Ditinjau

berdasarkan konfigurasi gedung, gedung ini termasuk gedung

yang tidak beraturan sehingga harus didesain dengan analisa

respon dinamik..

Sistem yang digunakan dalam perencanaan gedung ini

adalah Sistem Ganda yang mana beban gravitasi dipikul oleh

Sistem Rangka Pemikul Momen Menengah (SRPMM) dan gaya

lateral dipikul oleh Sistem Dinding Struktur Biasa (SDSB) beton

tanpa detailing khusus. Keseluruhan struktur direncanakan

menggunakan beton bertulang. Struktur beton bertulang dipilih karena dianggap kokoh dan kuat terhadap beban gempa bumi,

getaran, maupun beban angin (Asroni, 2010).

Diatas pintu masuk (entrance) terdapat balok dengan

bentang 16,00 m. Balok tersebut didesain menggunakan balok

baja komposit berselubung beton. Struktur komposit ini dipilih

karena memiliki kemampuan untuk menopang panjang bentang

yang lebih besar (Salmon,1991).

Pedoman yang digunakan adalah SNI 03-2847-2013

tentang Tata Cara Perhitungan Beton untuk Bangunan Gedung,

SNI 03-1726-2012 tentang Tata Cara Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Bangunan Gedung, PPIUG 1983 mengenai

Peraturan Pembebanan, dan SNI 03-1729-2002 tentang Tata

Cara Perhitungan Baja.

Kata kunci : Beton bertulang, Baja komposit berselubung

beton, Sistem Ganda

Design of Airlangga University’s Building, Syariah Tower, Using Reinforcement Concrete

and Composite Beam

Student Name : Retno Palupi NRP : 3110100130 Department : Civil Engineering ITS Academic Supervisor :Prof. Dr. Ir. I Gusti Putu

Raka, DEA. Ir. Heppy Kristijanto, MS Abstract

Design of Airlangga University’s building, Syariah Towes, was as high as 20 stories (±85,00 m) located on medium earthquake zone. Based on its building configuration, this building was included into a uniform structure so that it must be designed using dinamic respons analysis.

The system that was used on this design was Dual System where the gravitation load was accepted by Intermediate Moment Frame Bearer System and the lateral load was accepted by Ordinary Structure Wall System concrete without any spesific detailing. All of structures were designed with common reinforcement concrete. Reinforcement concrete was chosen because it was strong to arrest the earthquake load, vibration, or wind load (Asroni, 2010).

There are beams on the entrance with 16 m of length. The beams were designed with compoite beam. The composite structure that were chosen was enchased beam composite. The composite structure was used because of its capability to sopport longer beam (Salmon,1991).

The design of bulding with Intermediate Moment Frame Bearer System with eartquake zone of Surabaya, zone 3 (three), was designed with the earthquake resistant building rules, such as SNI 03-2847-2013, SNI 03-1729-2012, SNI 03-1726-2002, PPIUG 1983, and SNI 03-1729-2002.

Key word : Dual System, Enchased Beam, Reinforcement Concrete

5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Umum

Perencanaan Gedung Syariah Tower ini menggunakan

perhitungan Sistem Ganda SRPMM dan Dinding Struktur.

Penggunaan SRPMM karena lokasinya terletak pada zona gempa

sedang. Perhitungan beban gempa menggunakan analisa respons

dinamik karena bentuk gedungnya yang tidak simetri dengan

tinggi gedung +85 meter (20 lantai) dari muka tanah. Keseluruhan

struktur gedung menggunakan struktur beton bertulang dengan

struktur baja-beton komposit pada balok diatas entrance. Pondasi

gedung ini menggunakan pondasi grup tiang pancang. Bab ini

membahas tentang teori dari beberapa literatur yang akan

digunakan untuk mengerjakan tugas akhir.

2.2 Peraturan Perancangan

Peraturan yang digunakan dalam Tugas Akhir ini antara

lain :

1. SNI 03-2847-2013 Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung.

2. SNI 1726-2012 Struktur Gedung Tahan Gempa. 3. Pedoman Perancangan Pembebanan Indonesia untuk Rumah

dan Gedung (PPIUG) 1983.

4. SNI 03-1729-2002 tentang Tata Cara Perhitungan Baja.

2.3 Pembebanan

Jenis beban yang diperhitungkan dalam perancangan ini

adalah sebagai berikut

1. Beban Mati Beban mati terdiri dari berat struktur sendiri, dinding, pelat,

dan berat finishing arsitektur (PPIUG 1983) yang tertera

pada Tabel 3.1.

6

2. Beban Hidup Beban hidup untuk struktur ini adalah 250 kg/m

2 untuk

beban hidup pada lantai ruang kuliah dan 100 kg/m2

untuk

beban hidup pada atap (PPIUG 1983).

3. Beban Gempa Sesuai dengan standar SNI-03-1726-2012, peluang

dilampauinya beban dalam kurun waktu umur bangunan 50

tahun adalah 2 persen dan gempa yang menyebabkan kondisi

tersebut disebut Gempa Rencana (dengan periode ulang 2500

tahun). Nilai faktor modifikasi respons struktur dapat

ditetapkan sesuai dengan perencanaan. Untuk eksentrisitas

sesungguhnya dalam mm diukur dari denah antara titik

massa struktur di atas pemisahan isolasi dan titik pusat

kekauan sistem isolasi, ditambah dengan eksentrisitas tak

terduga dalam mm, diambil sesbesar 5 persen dari ukuran

maksimumbangunan tegak lurus dengan arah gaya yang

ditinjau.

Koefisien respons seismik, Cs, harus ditentukan sesuai

dengan persamaan berikut :

Cs =

(

) (SNI 03-1726-2012 pasal 7.8.1)

Nilai Cs yang dihitung tidak perlu melebihi berikut ini :

Cs =

(

) (SNI 03-1726-2012 pasal 7.8.3)

Cs harus tidak kurang dari :

Cs 0,044SDSIe ≥ 0,01 (SNI 03-1726-2012 pasal 7.8.4)

Geser dasar seismik, V, dalam arah yang ditetapkan harus

ditentukan sesuai dengan persamaan berikut :

V= Cs x W (SNI 03-1726-2012 pasal 7.8.1)

7

dimana :

Cs = koefisien respons seismik yang ditentukan sesuai

denganSNI 03-1726-2012 pasal 7.8.1.1.

W = berat seismik efektif menurut SNI 03-1726-2012

pasal 7.7.2.

Jika kombinasi respons untuk gaya dasar ragam (Vt)

lebih kecil 85 persen dari gaya geser dasar (V) menggunakan

prosedur gaya lateral ekivalen, maka gaya harus dikalikan

0,85V/Vt (SNI 03-1726-2012 pasal 7.9.4.1 )

Kombinasi pembebanan yang digunakan sesuai dengan

SNI 03-2847-2013 Pasal 9.2.1 yang terdiri dari tujuh jenis

kombinasi berikut ini :

1. U = 1.4 D 2. U = 1,2 D + 1,6 L + 0,5 ( Lr atau R ) 3. U = 1,2 D + 1,6(Lr atau R) + (1,0L atau 0,5W) 4. U = 1,2 D + 1,0 W + 1,0L + 0,5 (Lr atau R) 5. U = 1,2 D + 1,0 E +1,0 L 6. U = 0,9 D + 1,0 W 7. U = 0,9D + 1,0E

Dimana :

U = Beban Ultimate

D = Beban mati

L = Beban hidup

E = Beban Gempa

A = Beban Atap

R = Beban hujan

W = Beban angin

2.4 Sistem Struktur

2.4.1 Bentuk struktur gedung Berdasarkan SNI 03-1726-2012, terdapat beberapa

penggolongan keteraturan gedung. Adapun penggolongannya

sebagai berikut :

8

Struktur Gedung Beraturan Struktur gedung beraturan harus memenuhi ketentuan SNI 03-

1726-2002 pasal 7.3.2. Pengaruh gempa rencana struktur gedung

ini ditinjau sebagai pengaruh beban gempa statik ekuivalen.

Struktur Gedung Tidak Beraturan Struktur gedung tidak beraturan diatur menggunakan pembebanan

gempa dinamik. Sehingga menggunkan analisa respons dinamik.

Struktur gedung dalam Tugas Akhir ini merupakan

struktur gedung yang tidak beraturan karena tidak memenuhi

persyaratan SNI 03-1726-2002 pasal 7.3.2 tentang struktur

gedung tidak beraturan, sehingga perlu analisa respons dinamik.

2.4.2 Sistem struktur gedung Sistem struktur yang digunakan harus memperhatikan

faktor daya tahan terhadap gempa sesuai dengan SNI 03-1726-

2012. Terdapat 3 jenis Sistem Rangka Pemikul Momen (SRPM)

sesuai dengan wilayah gempa. Pembagian SRPM tersebut adalah

sebagai berikut (Purnowo, 2003):

1. Wilayah gempa 1 dan 2 (Resiko Gempa Rendah). Desain menggunakan Sistem Rangka Pemikul Momen Biasa

(SRPMB) dan dinding struktur dengan beton biasa.

2. Wilayah gempa 3 dan 4 (Resiko Gempa Sedang). Desain menggunakan Sistem Rangka Pemikul Momen

Menengah (SRPMM) dan Sistem Dinding Struktur Biasa

(SDSB) dengan beton tanpa detailing khusus.

3. Wilayah gempa 5 dan 6 (Resiko Gempa Tinggi). Desain menggunakan Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus

(SRPMK) dan Sistem Dinding Struktur Khusus (SDSK)

dengan beton khusus.

Gedung Syariah Tower berlokasi di Surabaya yang

merupakan wilayah dengan Resiko Gempa sedang, sehingga

analisanya menggunakan Sistem Rangka Pemikul Momen

Menengah (SRPMM) dengan Sistem Dinding Struktur Biasa

(SDSB) dengan beton tanpa detailing khusus.

9

2.5 Perhitungan Struktur 2.5.1 Pelat 2.5.1.1 Perhitungan tulangan lentur pelat Tahapan – tahapan perhitungan tulangan lentur pelat

adalah sebagai berikut :

1. Menentukan data – data perencanaan serta momen ultimate. Kriteria perencanaan lentur adalah Mn ≥ Mu mengikuti

persyaratan SNI-03-2847-2013 pasal 9.3.1. Untuk

menghitung momen pada pelat, maka digunakan tabel PBI

1971, Mu = 0.001 . qu . Lx2 . X, dimana X = Ly/Lx

2. Menentukan batasan harga perbandingan tulangan berdasarkan SNI-03-2847- 2013 pasal 7.6.5

Rasio tulangan minimum dibatasi sebesar :

= 0,018

Rasio tulangan maksimum dibatasi sebesar :

= 0,75 b

Rasio tulangan berimbang

b = y

c

f

xfx 1'85,0 x

yf600

600

dimana :

b = rasio tulangan berimbang '

cf = Kuat tekan beton yang disyaratkan (MPa)

yf = tegangan leleh baja (MPa)

3. Menghitung rasio tulangan yang dibutuhkan menggunakan rumus berikut:

m = '85,0 c

y

fx

f

Rn = 2.db

Mn

min

maks

10

Maka didapatkan :

perlu =

yf

Rnxm

m

211

1

Syarat < perlu <

4. Menghitung luas tulangan yang dibutuhkan menggunakan rumus:

As = perlu x b x d

Dengan spasi antar tulangan :

tulangan utama harus berjarak ≤ 3 x tebal pelat

atau ≤ 450 mm

2.5.1.2 Kontrol retak pelat

Untuk menghindari retak-retak beton di sekitar baja

tulangan, maka penggunaan tulangan lentur dengan kuat leleh

melebihi 300 MPa perlu dilakukan kontrol terhadap retak sesuai SNI

03-2847-2013 Pasal 10.6.4.

Z = fs 3 cd A

dengan :

Z ≤ 30.000 N/mm untuk penampang dalam ruangan,

Z ≤ 25.000 N/mm untuk di luar ruangan,

fs = tegangan dalam tulangan yang dihitung pada kondisi beban

kerja, boleh diambil sebesar 0,60 fy (MPa)

dc = tebal selimut beton diukur dari serat tarik terluar ke pusat

batang tulanganatau kawat yang terdekat (mm),

n

bdA c

2

A = luas efektif beton tarik di sekitar tulangan lentur tarik dibagi

dengan jumlah n batang tulangan atau kawat (mm2)

min maks

11

2.5.2 Balok 2.5.2.1 Perhitungan tulangan lentur balok

Langkah – langkah perhitungan tulan lentur balok adalah

sebagai berikut :

1. Menentukan batasan harga perbandingan tulangan sesuai SNI 03-2847-2013 pasal 10.3.3.

Rasio tulangan minimum dibatasi sebesar :

= yf

4,1 dan

y

c

f

f

4

'

Rasio tulangan maksimum dibatasi sebesar :

= 0,75 b

Rasio tulangan berimbang

b = y

c

f

xfx 1'85,0 x

yf600

600

dimana :

b = rasio tulangan berimbang

1 = 0,85 untuk f’c17 - 28 Mpa

1 = 0,85 – 0,08 ( f’c – 30 ) untuk f’c > 28 Mpa

Nilainya berkurang 0,05 untuk setiap kenaikan 7 MPa

dari fc’>28 MPa (SNI 03-2847-2013 pasal 10.2.7.3) '

cf = Kuat tekan beton yang disyaratkan, Mpa

(Purwono, Rahmat,Perencanaan Struktur

Beton Bertulang Tahan Gempa)

yf = tegangan leleh baja, Mpa

min

maks

12

2. Menghitung rasio tulangan yang dibutuhkan

m = '85,0 c

y

fx

fRn =

2.db

Mn

Maka didapatkan :

perlu =

yf

Rnxm

m

211

1

Syarat < perlu <

3. Menghitung luas tulangan yang dibutuhkan sesuai SNI 03-2847-2013 pasal 7.6.5

As = perlu

x b x d

dengan spasi antar tulangan :

tulangan utama harus berjarak ≤ 3 x tebal pelat

atau ≤ 450 mm

2.5.2.2 Perhitungan tulangan geser dan torsi balok

Penulangan geser Perencanaan penampang geser harus didasarkan sesuai

SNI 03-2847-2013 pasal 11.1.1 persamaan 11-1 yaitu harus

memenuhi ФVn ≥ Vu, dimana :

Vn = kuat geser nominal penampang

V u = kuat geser terfaktor pada penampang

Ф = reduksi kekuatan untuk geser = 0,75

(SNI 03-2847-2013 pasal 9.3)

Kebutuhan terhadap tulangan geser mengikuti beberapa

kriteria yang di jabarkan dalam tabel tabel kriteria kebutuhan

tulangan geser dibawah ini :

min maks

13

Tabel 2.1 Kriteria kebutuhan tulangan geser

(SNI 03-2847-2013 pasal 11)

Kuat geser nominal dari penampang merupakan sumbangan kuat

geser beton (Vc) dan tulangan (Vs)

Vn =VC+VS (SNI 03-2847-2013 pasal 11.1.1 persamaan 11-2)

dbfVc wc ..'17.0

(SNI 03-2847-2013 pasal 11.2.1.1 persamaan 11-3)

Perencanaan penampang terhadap geser harus didasarkan pada :

un VV (SNI 03-2847-2002 pasal 11.1)

14

Vn = Vc +Vs

dimana :

Vu = geser terfaktor pada penampang yang ditinjau

Vn = kuat geser nominal

Vc = kuat geser beton

Vs = kuat geser nominal tulangan geser

Perencanaan penampang terhadap torsi :

uT nT

(SNI 03-2847-2013 pasal 11.5.3.5 pers.11-20)

Tulangan sengkang untuk puntir :

`cot

...2

s

fAAT

yto

n

(SNI 03-2847-2013 pasal 11.5.3.6 pers.11-21)

dimana :

Tu = momen torsi terfaktor

Tn = kuat momen torsi

Tc = kuat torsi nominal yang disumbang oleh beton

Ts = kuat momen torsi nominal tulangan geser

A0= luas bruto yg dibatasi oleh lintasan aliran geser, mm2

Penulangan torsi Pengaruh torsi harus diperhitungkan apabila

cp

cpc

up

AfT

2

12

'

(SNI 03-2847-2013 pasal 11.5.1)

Untuk struktur statis tak tentu, harga Tu boleh diambil sebesar :

15

cp

cpc

up

AfT

2

3

'

(SNI 03-2847-2002 pasal 11.5.2.2)

Kontrol penampang Penampang menurut SNI 03-2847-2013 pasal 11.5.3.1,

dikatakan cukup bila :

3

'2

7,1

.2

2

2

c

w

c

oh

hu

w

uf

dxb

Vx

Ax

pT

dxb

V

Tulangan sengkang torsi

cot2 xtfxAx

T

s

A

yo

ut

(SNI 03-2847-2013 pasal 11.5.3.6)

dimana : = 45o dan cot = tan

1

Sehingga sengkang untuk menahan geser dan torsi

adalah sebagai berikut:

s

xA

s

A tv 2

Sedangkan tulangan sengkang minimum :

yv

w

yv

wtv

fx

b

fx

bxfc

s

Ax

s

A

31200

'752

(SNI 03-2847-2013 pasal 11.5.5.2)

16

Tulangan torsi longitudinal Luas tulangan Longitudinal tambahan berdasarkan SNI 03-2847-2013

pasal 11.5.3.7

2cotxf

fxpx

s

AA

yl

yv

h

l

l

(SNI 03-2847-2013 pasal 11.5.3.7)

Minimum tulangan torsi memanjang :

yl

yv

h

yl

cp

lf

fxpx

s

At

fx

AxfcA

12

'5(min)

(SNI 03-2847-2002 pasal 11.5.5.3)

dengan yv

wt

fx

b

s

A

6

2.5.3 Kolom 2.5.3.1 Pembesaran momen Untuk Pembesaran Momen, Portal bergoyang atau

dianggap tidak bergoyang dapat ditentukan dari nilai indeks

Stabilitas menurut SNI 03-2847-2013 pasal 10.10.5.

05,0

cu

ou

lxV

xPQ portaltidak bergoyang

(SNI 03-2847-2013 pasal 10.10.5.2 Persamaan 10-10)

Pada kolom tidak bergoyang, pengaruhkelangsingan boleh

diabaikan bila :

402

11234

M

M

r

xk u

(SNI 03-2847-2013 pasal 10.10.1.b)

dimana :

17

untuk portal tidak bergoyang k = 1

M1 dan M2 adalah momen terfaktor pada ujung - ujung

kolom dan harga r sebesar 0,3x h

2.5.3.2 Penulangan lentur dan tekan Momen biaksial dirubah menjadi momen uniaksial

ekivalen :

Untuk uyM > uxM , maka :

1

b

hMMM uxuyoy dengan menaksir = 0,65

2.5.3.3 Penulangan geser kolom Kuat geser beton bersamaan dengan adanya aksial tekan

berdasarkan SNI 03-2847-2013 pasal 11.2.1.2. Kuat geser beton

bersamaan dengan adanya aksial tekan adalah :

dbfcAg

NuVc w'

14117,0

(SNI 03-2847-2013 pasal 11.2.1.2)

Spasi maksimum sengkang untuk kolom menurut SNI 03-

2847-2013 pasal 7.10.5.2 adalah :

Smax

= 16 x dlentur

Smax

= 48 x d sengkang

Smax

= b

Spasi sengkang minimum berdasarkan SNI 03-2847-2013

pasal 11.4.6.3 :

bila uV < 0,5 cV , maka dipasang sengkang minimum :

yf

SbwAv

3

.min

2.5.4 Perencanaan struktur dinding geser 2.5.4.1 Kuat aksial rencana Dihitung berdasarkan SNI 03-2847-2013 pasal 14.5.2

18

2

.32

.1.'..55,0

h

lkAfP cgcnw

2.5.4.2 Pemeriksaan tebal dinding Tebal dinding dianggap cukup bila dihitung memenuhi

SNI 03-2847-2013 pasal 11.9.3.

VudxhxfxxxVn c '6

5

dimana :

d = 0,8 lw

2.6 Struktur Komposit

Aksi komposit terjadi bila dua batang struktural penumpu

beban seperti sistem lantai beton dan balok baja penyangga

(Gambar 2.3(a)) dihubungkan secara menyeluruh dan mengalami

defleksi sebagai satu kesatuan seperti Gambar 2.3(b) (Salmon,

1991).

(a) Balok non komposit yang

mengalami defleksi

(b) Balok komposit yang

mengalami defleksi

Gambar 2.1 Perbandingan antara balok yang mengalami defleksi

dengan dan tanpa aksi komposit

19

2.6.1 Kekuatan lentur balok komposit 2.6.1.1 Transformasi daerah tekan beton menjadi baja

Gambar 2.2 Transformasi daerah tekan beton menjadi

baja

Dimana:

b = lebar balok (mm)

btr = lebar balok transformasi (mm)

Es = modulus elastisitas baja, MPa

Ec = modulus elastisitas beton, MPa

√ (SNI 03-1729-2002 pasal 12.3.2)

W = berat jenis beton, kg/m3

fc’ = kuat tekan beton, MPa

20

2.6.1.2 Menentukan garis netral hasil transformasi

( ) √( )

Dimana:

Yna = garis netral (mm)

= Luas profil baja + tulangan beton (mm2)

= Luas profil baja (mm2)

= Luas tulangan beton (mm2)

2.6.1.3 Momen inersia penampang hasil transformasi

(

)

Dimana:

Itr = momen inersia hasil transformasi, mm4

Ix = momen inersia profil baja, mm4

2.6.1.4 Modulus penampang hasil transformasi

Dimana:

Strc = modulus penampang beton

Strt = modulus penampang baja

21

2.6.1.5 Kuat lentur nominal

2.7 Pondasi

Pondasi direncanakan menggunakan tiang pancang

dengan perhitungan daya dukung pondasi berdasarkan Standart

Penetration Test (SPT).

Persamaan Luciano Decourt (1982)

(2.61)

Dimana: QL = daya dukung tanah maximum pada pondasi

QP = resistance ultime di dasar pondasi

QS = resistance ultime akibat lekatan lateral

( )

(2.62)

(

)

(2.63)

Keterangan :

NP = harga rata-rata SPT disekitar 4B diatas hingga

4B dibawah dasar tiang pondasi

= ∑

B = diameter dasar pondasi

K = koefisien karakteristik tanah :

12 t/m2 = 117.7 kPa (lempung)

20 t/m2 = 196 kPa (lanau berlempung)

25 t/m2 = 245 kPa (lanau berpasir)

40 t/m2 = 392 kPa (pasir)

AP = luas penampang dasar tiang

qP = tegangan diujung tiang

22

NS = harga rata-rata SPT sepanjang tiang yang

tertanam, dengan batasan 3≤NS≤50

AS = luas selimut tiang

qS = tegangan akibat lekatan lateral t/m2

α dan β = koefisien berdasarkan tipe pondasi dn jenis tanah

2.7.1. Daya dukung grup tiang pancang

Di saat sebuah tiang merupakan bagian dalam grup tiang

pancang, daya dukungnya mengalami modifikasi, karena

pengaruh dari grup tiang tersebut. Untuk kasus daya dukung

pondasi, kita harus memperhitungkan sebuah faktor koreksi, yang

menjadi efisiensi dari grup tiang pancang tersebut (Wahyudi,

1999).

QL(grup) = QL(1 tiang) x n x Ce

Dimana:

QL = daya dukung tiang pancang

n = jumlah tiang dalam grup

Ce = efisiensi grup tiang pancang

2.7.2 Perumusan efisiensi grup tiang pancang

1. Conversi – Labarre

(

)

(

)

Dimana :

m = Jumlah baris tiang dalam grup

n = Jumlah kolom tiang dalam grup

d = Diameter sebuah tiang pondasi

s = Jarak as ke as tiang dalam grup

2. Los Angeles

( ( ) ( )

√ ( )( )

23

Dimana :

B = Lebar grup tiang

L = Panjag grup tiang

3. Di sisi lain Terzaghi telah memberikan perumusan untuk menghitung daya dukung grup untuk lempung

( )

Dimana :

D = Kedalaman tiang pondasi

s = Jarak as ke as tiang dalam grup

Cu = Kohesi Undrained

n = Jumlah tiang dalam grup

d = Diameter tiang

Untuk grup tiang pancang pada tanah tanpa kohesi, pemakaian

praktis harga koefisien efisiensi Ce adalah sebagai berikut :

Pasir lepas : Untuk tiang-tiang pendek

Ce = 1.5 (untuk s = 2d ) hingga 1 (untuk s = 4d)

Untuk tiang-tiang panjang

Ce = 2 (untuk s = 2d ) hingga 1 (untuk s = 6d)

Pasir padat : Ce =0.7 (untuk s = 3d ) hingga 1 (untuk s = ± 8d)

2.7.3 Perencanaan pile cap pondasi grup tiang pancang

Poer atau pile cap berfungsi untuk menerima beban dari

kolom yang kemudian akan terus disebarkan ke tiang pancang.

Pada perencanaan poer perlu kontrol kuat geser pons untuk

memastikan kuat geser nominal beton harus lebih besar dari geser

pons yang terjadi. Kuat geser yang disumbangkan beton diambil

24

yang terkecil berdasarkan SNI 03-2847-2002 pasal 13.12.2.1

dengan rumus :

a. (

)

√

(2.70)

b. (

)

√

(2.71)

c.

√ (2.72)

Keterangan :

βc = rasio dari sisi panjang terhadap sisi pendek beton dari

daerah beban terpusat

bo = keliling dari penampang kritis poer

= 2(bk+d) + 2(hk+d)

Dengan : bk = lebar penampang kolom

hk = tinggi penampang kolom

d = lebar efektif poer

αs = 40 untuk kolom dalam

= 30 untuk kolom tepi

= 20 untuk kolom sudut

Ketebalan dan ukuran poer harus memenuhi persyaratan :

(2.73) Dalam perancangan pile cap pada ini penulis meninjau

gaya geser pons pada penampang kritis dan penulangan akibat

momen lentur.

2.7.3.1 Kontrol geser pons

Pile cap harus mampu menyebarkan beban dar kolom ke

pondasi, sehingga perlu dilakukan kontrol kekuatan geser ponds

untuk memastikan bahwa kekuatan geser nominal beton harus

lebih besar dari geser pons yang terjadi. Perencanaan geser pons

pada pile cap sesuai ketentuan SNI 2002 Pasal 13.12.2.1. Dalam

perencanaan tebal pile cap, syarat bahwa kekuatan geser nominal

beton harus lebih besar dari geser pons yang terjadi.

(

)(

√

)

25

Dimana :

= rasio dari sisi panjang terhadap sisi pendek beton dari daerah beban terpusat

bo = keliling dari penampang kritis pada pile cap

bo = 2 (bk + d) + 2 (hk + d)

dengan :

bk = lebar penampang kolom

hk = tinggi penampang kolom

d = tebal efektif pile cap

2.7.3.2 Penulangan pile cap

Untuk penulangan lentur, pile cap dianalisa sebagai pelat

penuh (full plate) menggunakan program bantu analisa struktur.

26

“Halaman ini sengaja dikosongkan”

27

BAB III

METODOLOGI

3.1 Umum

Sebelum mengerjakan tugas akhir, terlebih dahulu perlu

dijelaskan mengenai langkah-langkah dalam penyelesaian tugas

akhir ini. Dimulai dari pengumpulan data, studi literatur,

preliminary desain, perencanaan struktur sekunder, pembebanan

struktur utama, analisa dan perencanaan struktur utama, hubungan

balok kolom, perencanaan sambungan, perencanaan pondasi,

sampai dengan penggambaran hasil perencanaan.

3.2 Bagan alir penyelesaian tugas akhir

Kontrol

Desain

Pelat

Balok Anak

Balok Leuvel

Tangga

Balok Lift

Balok Induk

Kolom

Shear Wall

MULAI

Pengumpulan Data

Studi Literatur

Preliminary Desain

Perencanaan Struktur Sekunder

Pembebanan Struktur Utama

Analisis dan Perencanaan Struktur Utama

A

OK

Not OK

28

Gambar 3.1 Bagan Alir Penyelesaian Tugas Akhir

3.3 Pengumpulan data

Pada tahap ini dilakukan pengumpulan data-data yang

diperlukan berupa :

3.3.1 Data umum proyek Nama bangunan : Gedung Syariah Tower Universitas

Airlangga

Fungsi bangunan : Gedung perkuliahan

Tinggi bangunan : ± 112.419 m (dari muka tanah)

Jumlah lantai : 20 lantai

Zona gempa : 3

Perencanaa struktur : Beton bertulang

3.3.2 Data modifikasi Nama bangunan : Gedung Syariah Tower Universitas

Airlangga

Fungsi bangunan : Gedung perkuliahan

Tinggi bangunan : ± 85 m (dari muka tanah)

Hubungan Balok Kolom

A

Penghitungan Beban

Daya Dukung Tanah

Efisiensi Grup Tiang

Pancang

Kontrol

Desain

Perencanaan Pondasi

Perencanaan Pile Cap

Penggambaran Hasil Perencanaan

SELESAI

OK Not OK

29

Jumlah lantai : 20 lantai

Zona gempa : 3

Perencanaan struktur :

Beton bertulang

Baja-Beton komposit

3.3.3 Mutu bahan Pada Tugas Akhir ini direncanakan mutu bahan yang

digunakan adalah sebagai berikut:

Beton : f’c = 30 MPa

Baja tulangan : fy = 400 MPa

Baja profil : BJ 41 (fu = 410 MPa ; fy = 250 MPa)

3.3.4 Data tanah Data tanah yang digunakan merupakan hasil pengujian

terhadap daya dukung tanah di wilayah Kampus ITS Sukolilo

Surabaya oleh Laboratorium Mekanika Tanah Jurusan Teknik

Sipil ITS.

3.4. Studi literatur

Pada tahap ini dilakukan studi guna mencari referensi

yang berhubungan dengan tugas akhir ini dari beberapa buku

pustaka, peraturan, dan penelitian terdahulu yang berkaitan

dengan perencanaan struktur beton bertulang dengan struktur

baja-beton komposit, diantaranya:

1. SNI 03-2847-2013 Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung.

2. SNI 1726-2012 Struktur Gedung Tahan Gempa. 3. Pedoman Perancangan Pembebanan Indonesia untuk Rumah

dan Gedung (PPIUG) 1983.

4. SNI 03-1729-2002 tentang Tata Cara Perhitungan Baja. 5. Perencanaan Struktur Baja dengan Metode LRFD. (Agus

Setiawan, 2008).

6. Perancangan Struktur Beton Bertulang Tahan Gempa (Rahmat Purnowo, 2003).

30

7. Daya Dukung Pondasi Dalam (Herman Wahyudi, 1999).

3.5 Perencanaan struktur sekunder Perencanaan struktur sekunder dipisah dari struktur utama

karena struktur sekunder hanya meneruskan beban yang ada ke

struktur utama. Perencanaan struktur sekunder berdasarkan SNI

03-2847-2013, antara lain meliputi :

1. Perencanaan Pelat 2. Perencanaan Tangga 3. Perencanaan Balok Lift 4. Perencanaan Balok Anak

3.6 Preliminary desain Preliminary desain ini dilakukan dengan memperkirakan

dimensi awal dari struktur sesuai dengan ketentuan SNI 03-2847-

2002, yang berupa :

1. Preliminary desain balok 2. Preliminary desain kolom 3. Preliminary desain struktur balok beton-baja komposit

3.7 Pembebanan struktur utama Perencanaan pembebanan akibat gravitasi struktur

menggunakan Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung

(PPIUG) 1983. Sementara untuk beban gempa menggunakan

analisis struktur gedung tidak beraturan atau beban gempa

dinamik sesuai dengan SNI 1726-2012.

1. Beban Mati Beban mati terdiri dari berat struktur sendiri,

dinding, pelat, dan berat finishing arsitektur (PPIUG

1983).

2. Beban Hidup Beban hidup untuk struktur ini adalah 250 kg/m

2

untuk beban hidup pada lantai ruang kuliah dan 100

kg/m2

untuk beban hidup pada atap (PPIUG 1983).

3. Beban Gempa

31

Beban gempa yang digunakan sesuai SNI 03-176-

2012, dimana terbagi menurut wilayah gempa

rendah (1 dan 2), wilayah gempa sedang (3 dan 4),

dan wilayah gempa tinggi (5 dan 6). Pada struktur ini

menggunakan wilayah gempa sedang.

3.8 Analisa dan perencanaan struktur utama

Analisa struktur dilakukan dengan program bantu analisis

struktur, yaitu SAP 2000. Setelah memperoleh analisa gaya dalam

menggunakan SAP 2000 dilakukan kontrol desain. Pada bagian

ini akan dibahas kontrol desain pada beton bertulang biasa

menggunakan Sistem Ganda. Selain itu juga dilakukan

penulangan struktur utama sesuai dengan aturan yang ada di SNI

03-2847-2013. Perencanaan struktur utama meliputi balok dan

kolom beton bertulang, shear wall, dan balok komposit baja.

3.9 Kontrol Desain Kontrol desain dilakukan dengan tujuan mengetahui

kemampuan dari struktur apakah struktur tersebut telah

memenuhi persyaratan atau tidak. Bila struktur yang

direncanakan telah memenuhi persyaratan maka proses dapat

diteruskan pada tahap berikutnya, namun bila belum memenuhi

persyaratan maka perlu ditinjau ulang perencanaan awal struktur

atau tahap preliminari desain. Kontrol desain meliputi kontrol

geser, retak, serta lendutan.

3.10 Perencanaan Pondasi Setelah menghitung beban struktur atas secara keseluruhan,

maka selanjutnya beban tersebut diteruskan ke struktur bawah

(pondasi). Langkah-langkah yang dikerjakan dalam perencanaan

struktur tersebut adalah :

1. Menghitung beban total dari struktur atas 2. Menentukan jenis pondasi yang akan digunakan (dalam

Tugas Akhir ini digunakan pondasi grup tiang pancang)

3. Mencari daya dukung tanah

32

4. Menentukan efisiensi dari pondasi grup tiang pancang serta jumlah tiang pondasi.

5. Kontrol kekuatan pondasi 6. Merencanakan pile cap

3.11 Penggambaran hasil perencanaan Penggambaran hasil perencanaan merupakan proses akhir

dari serangkaian proses penyelesaian Tugas Akhir dengan output

berupa gambar teknik. Gambar teknik yang dihasilkan berupa

gambar denah setelah modifikasi, detail struktur, dan pondasi.

33

BAB IV

PRELIMINARY DESAIN

4.1 Data Perencanaan

Perencanaan Gedung Syariah Tower menggunakan beton

bertulang pada keseluruhan struktur gedung. Berikut ini adalah data-

data perencanaan struktur gedung.

Fungsi Bangunan : Gedung Perkuliahan

Lokasi : Surabaya

Zona Gempa : 3

Ketinggian Lantai : lower ground = 3,00 m lantai 1 = 8,00 m

lantai 2 – 18 = 4,00 m

lift room = 6,00 m

Luas Bangunan : 1152,40 m2

Tinggi Total Bangunan : ± 85,00 m

Mutu Beton (f`c) : 30 Mpa

Mutu Baja (fy) : 400 Mpa

4.1.1 Pembebanan 1. Beban Gravitasi

Beban Mati (PPIUG 1983) o Berat sendiri beton bertulang : 2400 kg/m3 o Adukan finishing : 21 kg/m2 o Keramik : 24 kg/m2 o Dinding setengah bata : 250 kg/m2 o Plafond : 11 kg/m2 o Penggantung : 7 kg/m2 o Plumbing +sanitasi : 25 kg/m2

Beban Hidup o Lantai atap : 100 kg/m2 o Lantai : 250 kg/m2 o Pelat tangga : 300 kg/m2

34

2. Beban Angin o Dekat dari pantai : 40 kg/m2

3. Beban Gempa Perencanaan dan perhitungan struktur terhadap gempa

dilakukan menurut SNI 03-1726-2012 dengan zona gempa 3.

4.2 Perencanaan Balok Penentuan tinggi balok ditentukan berdasarkan SNI 03-2847-

2013 Pasal 9.5. Bila persyaratan ini telah dipenuhi maka tidak perlu

dilakukan kontrol lendutan pada balok.

4.2.1 Perencanaan balok induk

Perencanaan dimensi balok induk untuk mutu beton 30 MPa

dan mutu baja 400 MPa direncanakan sebagai balok pada dua

tumpuan sederhana, sehingga digunakan perumusan :

hmin =

SNI 03-2847-2013 Pasal 9.5

b =

Dimana :

L = panjang balok (cm)

h = tinggi balok (cm)

b = lebar balok (cm)

Gedung yang direncanakan memiliki panjang balok induk

800 cm dan 700 cm, baik arah memanjang maupun melintang.

Sehingga diperoleh perencanaan dimensi balok induk seperti berikut

Tabel 4.1 Preliminary Desain Balok Induk

Bentang

L (cm)

h min

(cm)

b min

(cm)

Digunakan

h (cm)

Digunakan

b (cm)

Dimensi

(cm)

800 50 33,33 70 40 40/70

700 43,75 29,16 70 40 40/70

35

1063 66,44 44,29 80 50 50/80

4.2.2 Perencanaan balok anak

Perencanaan dimensi balok anak untuk mutu beton 30 MPa


tumpuan menerus, sehingga digunakan perumusan :

hmin =

SNI 03-2847-2013 Pasal 9.5.

b =

Dimana :




Dimensi balok anak dengan panjang yang sama dengan

balok induk diperoleh sebagai berikut:

Tabel 4.2 Preliminary Desain Balok Anak

Bentang

L (cm)

h min

(cm)

b min

(cm)

Digunakan

h (cm)

Digunakan

b (cm)

Dimensi

(cm)

800 38,10 25,40 50 30 30/50

700 33,33 22,22 50 30 30/50

4.2.3 Perencanaan balok leuvel

Perencanaan dimensi balok leuvel untuk mutu beton 30 MPa


tumpuan menerus, sehingga digunakan perumusan :

hmin =

SNI 03-2847-2013 Pasal 9.5.

36

b =

Dimana :




Dimensi balok leuvel dengan panjang yang sama dengan

balok induk diperoleh sebagai berikut:

Tabel 4.3 Preliminary Desain Balok Leuvel

Bentang

L (cm)

h min

(cm)

b min

(cm)

Digunakan

h (cm)

Digunakan

b (cm)

Dimensi

(cm)

800 38,10 25,40 50 30 30/50

4.2.4 Perencanaan balok komposit

Dimensi balok baja-beton komposit pada dua tumpuan

sederhana direncanakan sebagai berikut:

hmin =

SNI 03-2847-2013 Pasal 9.5.

b =

Dimana :




Balok baja-beton komposit yang direncanakan memiliki L = 1600

cm, sehingga diperoleh perencanaan

hmin =

37

b =

Sehingga direncanakan balok baja-beton komposit dengan dimensi

80/100.

4.3 Perencanaan Tebal Pelat

4.3.1 Peraturan perencanaan pelat Perencanaan ini menggunakan perhitungan yang dibagi

dalam dua jenis yaitu:

1. Pelat satu arah adalah pelat yang rasio panjang dan lebarnya lebih dari atau sama dengan 2. Pembebanan yang diterima

akan diteruskan pada balok-balok (pemikul bagian yang

lebih panjang) dan hanya sebagian kecil saja yang akan

diteruskan pada gelagar pemikul bagian yang lebih pendek.

2. Pelat dua arah adalah pelat yang rasio panjang dan lebarnya kurang dari 2, sehingga besar pembebanan yang diterima

diteruskan pada keseluruhan pemikul di sekeliling panel

pelat tersebut.

4.3.2 Data perencanaan tebal pelat lantai Pelat yang direncanakan berupa pelat lantai dengan

spesifikasi sebagai berikut:

Mutu beton : 30 MPa

Mutu baja : 400 MPa

Rencana tebal pelat : 12 cm

Ukuran pelat yang terdapat pada struktur Gedung

Syariah Tower bervariasi. Dalam perhitungan tebal pelat ini

akan ditinjau pelat dengan luasan 350x400 cm.

38

Untuk pelat tipe 350 x 400, maka nilai Ly dan Lx

yaitu:

Lx = (

) 315 cm

Ly= (

) 365 cm

β =

=

= 1,16 ˂ 2 (Pelat Satu Arah)

4.3.3 Perhitungan lebar efektif pelat Perhitungan yang disertakan sebagai contoh adalah pelat

350 x 400 seperti pada gambar 4.1. Dimensi Balok induk melintang

40/60, balok induk memanjang 40/70, balok anak 30/50, dan tebal

pelat 12 cm.

Gambar 4.1 Pelat Lantai (Sumber: Penulis)

Balok yang ditinjau pada contoh perhitungan lebar efektif

balok be adalah balok induk 50/70 dengan L= 350 cm, berikut adalah

perhitungannya:

be1 = L4

1

be2 = bw + 8t

39

h

t

bw

be

h

t

bw

be

h

t

h

t

h

t

bw

be

k

11

14641

32

be1 =

= 87,50 cm

be2 = 50 + 8.12 = 146 cm

Dari kedua perumusan di atas diperoleh nilai terkecil lebar

efektif balok be adalah 87,50 cm.

4.3.4 Perhitungan inersia balok penumpu pelat

Perhitungan yang disertakan sebagai contoh adalah balok

40/70.

Gambar 4.2 Penampang Balok Interior (Sumber: Penulis)

k =

354,1

70

12x1

40

87,501

3

70

12x1

40

87,502

70

124

70

1264x

70

12x1

40

87,501

Ibalok =

x bw x x k

=

x 40 x x 1,354

= 1548073,33

40

Ipelat =

x bs x

=

x 350 x

= 50400

α =

, Karena Ebalok = Eplat, maka:

α =

=

= 30,715

Tabel 4.4 Perbandingan Inersia Balok-Pelat

Jenis Balok L

(cm)

Letak

Pelat

Ibalok (cm

4)

Ipelat (cm

4)

α

Induk

Melintang

40/70

350 Tengah 1548073,33 50400 30,715

Induk

Memanjang

40/70

400 Tengah 1632680 57600 28,345

Anak

Melintang

30/50

350 Tengah 491250 50400 9,750

Anak

Memanjang

30/50

400 Tengah 516875 57600 8,974

αm =

= 19,45 > 2

4.3.5 Perhitungan tebal pelat lantai

Berdasarkan SNI 03-2847-2002 dengan nilai αm > 2,

diambil ketebalan sesuai perumusan 2.21 dan tidak boleh kurang

dari 90 mm.

936

15008.0

fyL

hn

41

Sehingga perencanaan tebal pelat lantai 12 cm memenuhi

persyaratan tebal minimum. (OK.)

4.3.6 Perencanaan pelat atap

Pelat atap yang direncanakan memiliki ukuran yang sama

dengan pelat lantai. Ketebalan pelat atap direncanakan sama dengan

pelat lantai yaitu 12 cm.

4.4 Perencanaan Kolom Terdapat dua tipe kolom yang digunakan, yaitu kolom bulat

(K 1) dan kolom persegi (K 2), yang mana dimensinya dibedakan

untuk setiap beberapa lantai.

Berikut adalah contoh perhitungan preliminary kolom pada

lantai 1. Beban beban yang bekerja pada kolom berdasarkan PPIUG

1983.

4.4.1 Kolom tipe 1 (K 1)

1. Beban Mati Pelat : 7 x 8 x 0,12 x 2400 kg/m

3x 18 = 290304 kg

Penggantung : 7 x 8 x 7 kg/m2 x 18 = 7056 kg

Plafond : 7 x 8 x 11 kg/m2 x 18 = 11088 kg

Balok Induk : (7+8) x 0,4 x 0,7 x 2400 x 18 = 181440 kg

Balok Anak : (7+8) x 0,3 x 0,5 x 2400 x 18 = 97200 kg

Kolom Lt. 2-18 : (¼ x π x 1,32) x 2400 x 4 x 17 =216509,28 kg

Kolom Lt. 1 : (¼ x π x 1,32) x 2400 x 8 x 1 =433018,56 kg

Dinding Lt. 2-18 : (7+8) x 4 x 250 kg/m2

x17 = 255000 kg

Dinding Lt. 1 : (7+8) x 8 x 250 x 1 = 30000 kg

Keramik (1cm) : 7 x 8 x 24 kg/m2 x 1 x 18 = 24192 kg

16,1936

1500

4008.03600

h

mmh 69,82

42

Spesi (2 cm) : 7 x 8 x 21 kg/m2 x 2 x18 = 42336 kg

Aspal (1 cm) : 7 x 8 x 14 kg/m2 x 1 = 784 kg

Plumbing : 7 x 8 x 10 kg/m2 x18 = 10080 kg

Sanitasi : 7 x 8 x 15 kg/m2 x18 = 15120 kg

Berat Mati Total (DL) =1504127,84kg

2. Beban Hidup Atap : 7 x 8 x 100 kg/m

2 x1 = 5600 kg

Lantai : 7 x 8 x 250 kg/m2 x18 = 252000 kg

Berat Hidup Total (LL) = 257600 kg

Berat total yang dipikul oleh kolom:

W = DL + LL

= 1504127,84 + 257600 = 1761727,84 kg

A =

13212,95 cm2

Penampang kolom tipe 1 direncanakan berbentuk lingkaran,

berdasarkan rumus luas lingkaran A = ¼ x π x D2, dengan nilai A

yang sudah didapat sebelumnya 9907,599 cm2, maka diperoleh nilai

D = 129,7 cm. Diameter yang digunakan adalah 130 cm.

4.4.2 Kolom tipe 2 (K 2)

1. Beban Mati Pelat : 6 x 8 x 0,12 x 2400 kg/m

3x 13 = 179712 kg

Penggantung : 6 x 8 x 7 kg/m2 x 13 = 4368 kg

Plafond : 6 x 8 x 11 kg/m2 x 13 = 6864 kg

Balok Induk : (6+8) x 0,4 x 0,7 x 2400 x 13 = 122304 kg

43

Balok Anak : (6+8) x 0,3 x 0,5 x 2400 x 13 = 65520 kg

Kolom Lt. 2-18 : 0,95 x 0,95 x 2400 x 4 x 12 = 93312 kg

Kolom Lt. 1 : 0,95 x 0,95 x 2400 x 4 x 1 = 15552 kg

Dinding Lt. 2-18 : (6+8) x 4 x 250 kg/m2

x12 = 168000 kg

Dinding Lt. 1 : (6+8) x 8 x 250 x 1 = 28000 kg

Keramik (1cm) : 6 x 8 x 24 kg/m2 x 1 x 13 = 14976 kg

Spesi (2 cm) : 6 x 8 x 21 kg/m2 x 2 x13 = 26208 kg

Plumbing : 6 x 8 x 10 kg/m2 x13 = 6240 kg

Sanitasi : 6 x 8 x 15 kg/m2 x13 = 9360 kg

Berat Mati Total (DL) = 740416 kg

2. Beban Hidup Lantai : 6 x 8 x 250 kg/m

2 x13 = 156000 kg

Berat Hidup Total (LL) = 156000 kg

Berat total yang dipikul oleh kolom:

W = DL + LL

= 740416 + 156000 = 896416 kg

A =

6723,12 cm2

Penampang kolom tipe 2 direncanakan berbentuk persegi,

berdasarkan rumus luas lingkaran A = b x h, dengan nilai A yang

sudah didapat sebelumnya 6723,12 cm2, maka diperoleh nilai b = h =

81,99 cm. Dimensi kolom yang dugunakan adalah 95 x 95 cm.

Berdasarkan contoh perhitungan diatas, maka dimensi kolom

setiap lantai dapat dilihat pada tabel dibawah ini.

44

Tabel 4.5 Dimensi Kolom per Lantai

Lantai ke- Dimensi Kolom (cm)

Kolom 1 Kolom 2

Lower Gr. 130 95 x 95

1 130 95 x 95

2 130 95 x 95

3 130 95 x 95

4 120 90 x 90

5 120 90 x 90

6 120 90 x 90

7 120 90 x 90

8 120 90 x 90

9 110 85 x85

10 110 85 x 85

11 110 85 x85

12 110 85 x 85

13 110 85 x85

14 100 80 x 80

15 100 80 x 80

16 100 80 x 80

17 100 80 x 80

18 100 80 x 80

Lift Motor

Room 100 80 x 80

45

BAB V

PERENCANAAN STRUKTUR SEKUNDER

5.1 Umum

Elemen struktur yang akan dihitung pada bab ini meliputi

pelat, balok anak, balok leuvel, tangga, dan balok lift.

5.2 Perencanaan Pelat Pelat yang direncanakan adalah pelat atap dan pelat lantai

yang keduanya mempunyai ketebalan yang sama, yaitu 12 cm.

5.2.1 Data perencanaan Data penulangan pelat yang digunakan sebagai berikut :

Mutu beton: 30 MPa

Mutu baja: 400 MPa

Tebal pelat atap: 12 cm

Tebal pelat lantai: 12 cm

Tebal selimut beton: 2 cm

Diameter tulangan rencana: 10 mm

5.2.2 Pembebanan pelat Pembebanan pada pelat dibagi menjadi dua yaitu

pembebanan pada pelat atap dan pembebanan pada pelat lantai.

Hal ini dikarenakan beban yang bekerja pada pelat atap berbeda

dari pelat lantai. Oleh karena itu perhitungan pembebanan dan

penulangan dibedakan

5.2.2.1 Pembebanan pelat atap Beban yang bekerja pada pelat atap terdiri dari 2 jenis

beban, yaitu beban mati (qD) dan beban hidup (qL).

a. Beban Mati Pelat pelat = 0,12 x 2400 = 288 kg/m

2

Penggantung = 7 kg/m2

Plafond = 11 kg/m2

46

Spesi (t = 2 cm) = 2 x 21 = 42 kg/m2

Aspal (t = 1 cm) = 14 kg/m2

Pipa & Ducting = 15 kg/m2

Plumbing = 10 kg/m2

qDT = 387 kg/m2

b. Beban Hidup qLT = 100 kg/m

2

c. Kombinasi = 1,2 . qDT + 1,6 . qLT = (1,2 x 387 kg/m

2 )+( 1,6 x 100 kg/m

2)

= 624,4 kg/m2

5.2.2.2 Pembebanan pelat lantai Beban yang bekerja pada pelat lantai juga terdiri dari 2

jenis beban, yaitu beban mati (qD) dan beban hidup (qL).

a. Beban Mati Pelat pelat = 0,12 x 2400 = 288 kg/m

2

Penggantung = 7 kg/m2

Plafond = 11 kg/m2

Keramik (t = 1 cm) = 24 kg/m2

Pipa & Ducting = 15 kg/m2

Plumbing = 10 kg/m2

qDT = 397 kg/m2

b. Beban Hidup qLT = 250 kg/m

2

c. Kombinasi = 1,2 . qDT + 1,6 . qLT = (1,2 x 397 kg/m

2 )+( 1,6 x 250 kg/m

2)

= 876,4 kg/m2

5.2.3 Penulangan pelat Penulangan pelat ditentukan oleh besarnya momen yang

terjadi pada pelat di daerah lapangan maupun daerah tumpuan.

Pelat berukuran 350x400 dengan nilai Ly = 365 cm dan Lx =

47

315 cm. Parameter yang digunakan dalam perhitungan

penulangan pelat sebagai berikut:

f’c = 30 Mpa

fy = 400 Mpa

= 8 mm

0018,0min pelat

fyfy

cf,ρb

600

600'850

400600

600

400

30850850

,,ρb = 0,0325

ρ max = 0,75 x b = 0,75 x 0,0325 = 0,0244

686,153085.0

400

'85.0

xfc

fym

5.2.3.1 Penulangan pelat lantai Ada tiga type pelat lantai yang dihitung dalam

perencanaan ini, yaitu pelat type A, B, dan C. Dimensi balok

induk 40/70 dan dimensi balok anak 30/50 dengan letak seperti

pada gambar berikut

Gambar 5.1 Denah Pelat Lantai

48

Ukuran masing-masing pelat sebagai berikut:

Pelat Type A

Ly= (

) 365 cm

Lx= (

) 315 cm

Pelat Type B

Ly= (

) 465 cm

Lx= (

) 365 cm

Pelat Type C

Ly= (

) 615 cm

Lx= (

) 465 cm

Pelat lantai type A Untuk perhitungan momen yang terjadi pada pelat lantai

dihitung berdasarkan PBI 1971 tabel 13.3.2 dengan perletakan

pelat diasumsikan sebagai jepit elastis yang memerlukan sebuah

nilai koefisien tertentu sesuai nilai dimana nilai adalah

sebagai berikut.

β =

=

= 1,16 ˂ 2 (Pelat dua arah)

Dengan nilai = 1,16, maka dengan melihat tabel

penentuan momen pelat pada PBI 1971 13.3.2, diperoleh nilai

momen yang menentukan sebagai berikut :

X = 46

Y = 38

Mly = 0,001 x Q x Lx2 x Y

= 0,001 x 876,4 x 3,152 x 38

= 330,45 kgm

Mtx = 0,001 x Q x Lx2 x X

= 0,001 x 876,4 x 3,152 x 46

= 400,02 kgm

Mty = 0,001 x Q x Lx2 x Y

= 0,001 x 876,4 x 3,152 x 38

49

= 330,45 kgm

Dimana :

Mly : Momen lapangan arah y

Mtx : Momen tumpuan arah x

Mty : Momen tumpuan arah y

Q : beban ultimate pelat atap

Lx : bentang bersih terpendek pelat

X dan Y : koefisien dari tabel PBI 1971.

Mencari tinggi efektif pelat :

dx = h – c – 0,5. b

dy = h – c – a – 0,5. a

Dimana :

h : tebal pelat

c : tebal selimut beton

a : diameter tulangan atas

b : diameter tulangan bawah

dx = 120 – 20 – 0,5 . 10 = 95 mm

dy = 120 – 20 – 10 – 0,5.10 = 85 mm

a. Perhitungan tulangan tumpuan dan lapangan arah x Mtx = 400,02 kgm = 4000200 Nmm

554,09510008,0

400020022

db

MuRn

0014,0400

686,15554,0211

686,15

1

ρ < ρmin, digunakan ρmin

Asperlu = ρ b d

= 0,0018 x 1000 x 95 = 171 mm2

Smaks = 2.h = 2.120 = 240 mm

Digunakan tulangan lentur 10 - 200 (Aspakai= 392,5 mm2 )

50

b. Perhitungan tulangan tumpuan dan lapangan arah y Asy = 0,2 Asx

= 0,2 . 171 = 34,2 mm2

Smaks = 2.h = 2.120 = 240 mm


Pelat lantai type B Untuk perhitungan momen yang terjadi pada pelat lantai




sebagai berikut.

β =

=

= 1,27 ˂ 2 (Pelat dau arah)




X = 50

Y = 38


= 0,001 x 876,4 x 3,652 x 38

= 443,68 kgm


= 0,001 x 876,4 x 3,652 x 50

= 583,79 kgm


= 0,001 x 876,4 x 3,652 x 38

= 443,68 kgm

Dimana :







51


dx = h – c – 0,5. b

dy = h – c – a – 0,5. a

Dimana :

h : tebal pelat




dx = 120 – 20 – 0,5 . 10 = 95 mm

dy = 120 – 20 – 10 – 0,5.10 = 85 mm


809,09510008,0

583790022

db

MuRn

00205,0400

686,15809,0211

686,15

1

ρ > ρmin, digunakan ρ

Asperlu = ρ b d

= 0,00205 x 1000 x 95 = 194,75 mm2

Smaks = 2.h = 2.120 = 240 mm



= 0,2 . 194,75 = 38,95 mm2

Smaks = 2.h = 2.120 = 240 mm


Pelat lantai type C Untuk perhitungan momen yang terjadi pada pelat lantai


52



sebagai berikut.

β =

=





X = 53

Y = 38


= 0,001 x 876,4 x 4,652 x 38

= 720,098 kgm


= 0,001 x 876,4 x 4,652 x 53

= 1004,35 kgm


= 0,001 x 876,4 x 4,652 x 38

= 720,098 kgm

Dimana :








dx = h – c – 0,5. b

dy = h – c – a – 0,5. a

Dimana :

h : tebal pelat



53


dx = 120 – 20 – 0,5 . 10 = 95 mm

dy = 120 – 20 – 10 – 0,5.10 = 85 mm


39,19510008,0

1004350022

db

MuRn

0036,0400

686,1539,1211

686,15

1

ρ > ρmin, digunakan ρ

Asperlu = ρ b d

= 0,0036 x 1000 x 95 = 342 mm2

Smaks = 2.h = 2.120 = 240 mm



= 0,2 . 342 = 68,4 mm2

Smaks = 2.h = 2.120 = 240 mm


5.2.3.2 Pelat pelat atap Pelat atap yang dihitung memiliki ukuran 330x300.

Dimensi balok induk 40/70 dan dimensi balok anak 30/50

dengan letak seperti pada gambar berikut

Gambar 5.2 Denah Pelat Atap

54

Untuk perhitungan momen yang terjadi pada pelat




sebagai berikut.

β =

=





X = 42

Y = 37


= 0,001 x 624,4 x 3,002 x 37

= 207,93 kgm


= 0,001 x 624,4 x 3,002 x 42

= 236,03 kgm


= 0,001 x 624,4 x 3,002 x 37

= 207,93 kgm

Dimana :








dx = h – c – 0,5. b

dy = h – c – a – 0,5. a

Dimana :

h : tebal pelat


55



dx = 120 – 20 – 0,5 . 10 = 95 mm

dy = 120 – 20 – 10 – 0,5.10 = 85 mm

a. Perhitungan tulangan tumpuan dan lapangan arah x Mtx = 236,03 kgm = 236,03 Nmm

288,09510008,0

236,0322

db

MuRn

00072,0400

686,15288,0211

686,15

1

ρ ˂ ρmin, digunakan ρmin

Asperlu = ρ b d

= 0,0018 x 1000 x 95 = 171 mm2

Smaks = 2.h = 2.120 = 240 mm

Digunakan tulangan lentur 10 - 200 (Aspakai= 314 mm2 )


= 0,2 . 171 = 34,2 mm2

Smaks = 2.h = 2.120 = 240 mm


5.3 Perencanaan Balok Anak Berdasarkan preliminary desain diperoleh dimensi balok

anak 30/50 untuk bentang 800 cm.

5.3.1 Perencanaan balok anak lantai

5.3.1.1 Pembebanan balok anak lantai Pembebanan plat lantai

qd = 397 kg/m2

56

ql = 250 kg/m2

Gambar 5.3 Distribusi Beban Pelat pada Balok Anak

(Sumber: Penulis)

Beban Ekivalen Dua Segitiga

Gambar 5.4 Beban Dua Segitiga (Sumber: Penulis)

P1 =

(

=

.q.Ly

2

R = P1 =

.q.Ly

2

Mmax = R.Ly - P1.

=

.q.Ly

3 -

.q.Ly

3

=

.q.Ly

3

Mmax eq =

. qeq .(2Ly)

2

57

Mmax eq = Mmax

. qeq .(2Ly)

2 =

.q.Ly

3

qeq =

.q.Ly

Beban Ekivalen Dua Trapesium

Gambar 5.5 Beban Dua Trapesium (Sumber: Penulis)

P1 = P3 =

(

) (

) =

.q.Ly

2

P2 = (

).(Lx – Ly) = q.

- q .

R = P1 + P2 + P3 =

.q.Ly

2 + q.

- q .

+

.q.Ly

2

= -

.q.Ly

2 +

Mmax = R.Lx – P1. (Lx -

.

) – P2.(

P1. (

.

)

= -

.q.Ly

2.Lx +

.q.Lx

2.Ly -

.q.Ly

2.Lx -

.q.Lx

2.Ly +

.q.Ly

2.Lx

=

.q.Lx

2.Ly -

.q.Ly

2.Lx

=

.(2Lx – Ly)

Mmax eq =

. qeq .(2Lx)

2

Mmax eq = Mmax

. qeq .(2Lx)

2 =

.(2Lx – Ly)

58

qeq .(2Lx)2 = (q.Lx.Ly).(2Lx – Ly)

4 qeq .Lx = q.Ly.(2Lx – Ly)

qeq =

–

Pembebanan balok anak lantai

Beban mati (qd) :

Berat sendiri balok = 0,30 x 0,50 x 2400

= 360 kg/m

Beban mati plat:

qd = (

– )

=

– )

= 710,93 kg/m

qd = 710,93 + 360 = 1070,93 kg/m

Beban Hidup ( ql ):

ql = (

– )

ql =

–

= 447,69 kg/m

Beban berfaktor

qu = 1,2 qd +1,6 ql

= 1,2 x 1070,93 + 1,6 x 447,69

= 2001,42 kg/m

Gaya-gaya dalam yang terjadi

Koefisien momen dan gaya lintang

Mu tumpuan ujung = - 1/24 x qu x L2

= -1/24 x 2001,42 x 7,62 = 4816,75 kgm

Mu lapangan ujung = +1/12 x qu x L2

= +1/12 x 2001,42 x 7,62

59

= 9633,50 kgm

Mu tumpuan kedua = - 1/12 x qu x L2

= -1/12 x 2001,42 x7,62

= 9633,50 kgm

Mu lapangan berikutnya = +1/14 x qu x L2

= +1/14 x 2001,42 x 7,62

= 8257,87 kgm

5.3.1.2 Penulangan balok anak lantai Data Perencanaan :

fc’ = 30 MPa

fy = 400 Mpa

Tul. Balok Diameter (D16 ) = 16 mm

Tul. Sengkang Diameter (Ø8) = 8 mm

b = 30 cm

h = 50 cm

d’= h` + Øsengkang + ½.Øtul. utama

= 40 + 8 + 0,5 x 16 = 56 mm

d = 500 – 56 = 444 mm

0035,0400

4,14,1min

fy

β1 = 0,85

fyfy

fcb

600

600'85,0 1

0325,0400600

600

400

3085,085,0

xxb

b 75,0max 0244,00325,075,0max x

686,153085,0

400

'85,0

xfc

fym

60

1. Perhitungan Tulangan Lentur

Lapangan


= +1/12 x 2001,42 x 7,62

= 9633,50 kgm

036,24443008,0

9633500022

db

MuRn

00531,0400

686,15036,2211

686,15

1

perlu > min , pakai min

pakai = 0,00531

Aspakai = b d

= 0,00531 300 444

= 707,51 mm2

Maka dipasang tulangan 5 D 16 ( 1004,8 mm2 )

Spasi bersih antar tulangan

mmmm

mmn

ndeckingbwS

utamatulsengkang

253115

)16).(5()40).(2()8).(2(300

251

..22 .

Tumpuan


= -1/12 x 2001,42 x7,62

= 9633,50 kgm

036,24443008,0

9633500022

db

MuRn

61

00531,0400

686,15036,2211

686,15

1

perlu > min , pakai min

pakai = 0,00531

Aspakai = b d

= 0,00531 300 444

= 707,51 mm2



mmmm

mmn

ndeckingbwS

utamatulsengkang

253115

)16).(5()40).(2()8).(2(300

251

..22 .

2. Perhitungan Tulangan Geser Langkah-langkah perhitungan :

1. Hitung Vu pada titik berjarak d dari ujung perletakan

2. Cek dbwfcVcVu ..'32 (Bila tidak memenuhi maka perbesaran penampang)

3. Kriteria kebutuhan tulangan geser :

a. Vu 0,5 Vc Tidak perlu penguatan geser (5.1)

b. 0,5 Vc < Vu < Vc perlu tulangan geser minimum

Vs perlu = Vs min = ⅓ bw d (5.2 dan 3)

S ≤ d/2

c. Vc < Vu < (Vc + Vs min) perlu tulangan geser


S ≤ d/2

62

d. (Vc+VS min) < Vu .bw.d)fc'φ(Vc 31 perlu

tulangan geser. (5.6)

Vs perlu = Vu - Vc

S max = d/2

e. .bw.d)fc'φ(Vc3

1 < Vu .bw.d)fc'φ(Vc 32

perlu tulangan geser. (5.7)

Vc = .bw.dfc'61 (5.8)

S max = d/4

dimana :

Vc = d.bw'fc61 (5.9)

Vs = dbwcf

.3

' (5.10)

Mencari gaya lintang pada balok anak lantai

Vu = 1/2 qu L

= 1/2 2001,42 7,6

= 7605,396 kg

= 76053,96 N

Vc = 1/6 f`c bw d

= 1/6 30 300 444 = 121594,41 N

Vc = 0,6 . 121594,41

= 72956,64 N

0,5 Vc = 36478,32 N

Vs min = 0,6 . 1/3 . 300 . 444

= 26640 N

Vc + Vs min = 99596,64 N

Vc + 1/3 f`c bw d = 245509,93 N

63

Penulangan geser masuk persyaratan Rumus 5.2 yaitu

Vc < Vu < (Vc + Vs min) perlu tulangan geser minimum

Syarat:

smax < d/2 = 444/2 = 222 mm, dan

smax < 600 mm

Av = 2 x 4

1x .8

2 = 100,53 mm

2

Pasang 8 – 150 mm

Kontrol Vs

Vs =

=

= 119027,52 N > Vu

Sehingga untuk perencanaan penulangan balok anak

lantai digunakan tulangan lentur dengan perincian sebagai

berikut:

Tulangan lentur : Lapangan = 5 D 16

Tumpuan = 5 D 16

Tulangan geser : 8 – 150

5.4 Perencanaan Balok Leuvel

Berdasarkan preliminary desain diperoleh dimensi balok

leuvel 30/50 untuk bentang 800 cm.

Gambar 5.6 Distribusi Balok Leuvel(Sumber: Penulis)

64

Ly = 200 - (

) = 165 cm

Lx = 400 - (

) = 365 cm

Beban Ekivalen Dua Trapesium

Gambar 5.7 Beban Dua Trapesium (Sumber: Penulis)

P1 = P3 =

(

) (

) =

.q.Ly

2

P2 = (

).(Lx – Ly) = q.

- q .

R = P1 + P2 + P3 =

.q.Ly

2 + q.

- q .

+

.q.Ly

2

= -

.q.Ly

2 +

Mmax = R.Lx – P1. (Lx -

.

) – P2.(

P1. (

.

)

= -

.q.Ly

2.Lx +

.q.Lx

2.Ly -

.q.Ly

2.Lx -

.q.Lx

2.Ly +

.q.Ly

2.Lx

=

.q.Lx

2.Ly -

.q.Ly

2.Lx

=

.(2Lx – Ly)

Mmax eq =

. qeq .(2Lx)

2

Mmax eq = Mmax

. qeq .(2Lx)

2 =

.(2Lx – Ly)

65

qeq .(2Lx)2 = (q.Lx.Ly).(2Lx – Ly)

4 qeq .Lx = q.Ly.(2Lx – Ly)

qeq =

–

5.4.1 Pembebanan balok leuvel Pembebanan plat lantai

qd = 397 kg/m2

ql = 250 kg/m2

Pembebanan balok leuvel

Beban mati (qd) :

Berat sendiri balok = 0,30 x 0,50 x 2400

= 360 kg/m

Beban mati plat:

qd = (

– )

=

– )

= 253,50 kg/m

qd = 253,50 + 360 = 613,50 kg/m

Beban Hidup ( ql ):

ql = (

– )

ql =

–

= 159,63 kg/m

Beban berfaktor

qu = 1,2 qd +1,6 ql

= 1,2 x 613,50 + 1,6 x 159,65

= 991,64 kg/m

Gaya-gaya dalam yang terjadi

Koefisien momen dan gaya lintang

Mu tumpuan ujung = - 1/24 x qu x L2

66

= -1/24 x 991,64 x 7,62 = 2386,55 kgm


= +1/12 x 991,64 x 7,62

= 4773,10 kgm


= -1/12 x 991,64 x7,62

= 4773,10 kgm

Mu lapangan berikutnya = +1/14 x qu x L2

= +1/14 x 991,64 x 7,62

= 4091,22 kgm

5.4.2 Penulangan balok leuvel Data Perencanaan :

fc’ = 30 MPa

fy = 400 Mpa

Tul. Balok Diameter (D16 ) = 16 mm

Tul. Sengkang Diameter (Ø8) = 8 mm

b = 30 cm

h = 50 cm

d’= h` + Øsengkang + ½.Øtul. utama

= 40 + 8 + 0,5 x 16 = 56 mm

d = 500 – 56 = 444 mm

0035,0400

4,14,1min

fy

β1 = 0,85

fyfy

fcb

600

600'85,0 1

0325,0400600

600

400

3085,085,0

xxb

b 75,0max

67

0244,00325,075,0max x

686,153085,0

400

'85,0

xfc

fym

1. Perhitungan Tulangan Lentur

Lapangan


= +1/12 x 991,64 x 7,62

= 4773,10 kgm

009,14443008,0

4773100022

db

MuRn

0026,0400

686,15009,1211

686,15

1

perlu < min , pakai min

pakai = 0,0035

Aspakai = b d

= 0,0035 300 444

= 420 mm2



mmmm

mmn

ndeckingbwS

utamatulsengkang

255214

)16).(4()40).(2()8).(2(300

251

..22 .

Tumpuan


68

= -1/12 x 991,64 x7,62

= 4773,10 kgm

009,14443008,0

4773100022

db

MuRn

0026,0400

686,15009,1211

686,15

1

perlu < min , pakai min

pakai = 0,0035

Aspakai = b d

= 0,0035 300 444

= 420 mm2



mmmm

mmn

ndeckingbwS

utamatulsengkang

253115

)16).(5()40).(2()8).(2(300

251

..22 .

2. Perhitungan tulangan geser Langkah-langkah perhitungan :

1. Hitung Vu pada titik berjarak d dari ujung perletakan

2. Cek dbwfcVcVu ..'32 (Bila tidak memenuhi maka perbesaran penampang)

3. Kriteria kebutuhan tulangan geser :

a. Vu 0,5 Vc Tidak perlu penguatan geser (5.1)

b. 0,5 Vc < Vu < Vc perlu tulangan geser minimum


69

S ≤ d/2

c. Vc < Vu < (Vc + Vs min) perlu tulangan geser


S ≤ d/2

d. (Vc+VS min) < Vu .bw.d)fc'φ(Vc 31 perlu

tulangan geser. (5.6)

Vs perlu = Vu - Vc

S max = d/2

e. .bw.d)fc'φ(Vc3

1 < Vu .bw.d)fc'φ(Vc 32

perlu tulangan geser. (5.7)

Vc = .bw.dfc'61 (5.8)

S max = d/4

dimana :

Vc = d.bw'fc61 (5.9)

Vs = dbwcf

.3

' (5.10)

Mencari gaya lintang pada balok anak lantai

Vu = 1/2 qu L

= 1/2 991,64 7,6

= 3768,23 kg

= 37682,3 N

- Vc = 1/6 f`c bw d

= 1/6 30 300 444 = 121594,41 N

- Vc = 0,6 . 121594,41

= 72956,64 N

0,5 Vc = 36478,32 N

Vs min = 0,6 . 1/3 . 300 . 444

70

= 26640 N

Vc + Vs min = 99596,64 N

Vc + 1/3 f`c bw d = 245509,93 N

Penulangan geser masuk persyaratan Rumus 5.1 yaitu

Vu < Vc tidak perlu tulangan geser.

Sehingga untuk perencanaan penulangan balok anak

lantai digunakan tulangan lentur dengan perincian sebagai

berikut:

Tulangan lentur : Lapangan = 4 D 16

Tumpuan = 4 D 16

5.5 Perencanaan Tangga Tipe 1

5.5.1 Data-data perencanaan tangga Tinggi antar lantai = 400 cm

Tinggi bordes = 200 cm

Panjang anak tangga = 110 cm

Panjang bordes = 130 cm

Lebar bordes = 260 cm

Tebal bordes = 12 cm

Lebar injakan trap tangga = 30 cm

Tinggi injakan trap tangga = 20 cm

Tebal pelat trap tangga = 12 cm

Dacking tulangan = 2 cm

Mutu beton (f`c) = 30 MPa = 300 kg/cm2

Mutu baja (fy) = 400 MPa

= 4000 kg/cm2

71

Gambar 5.8 Denah Tangga 1 (Sumber: Univ. Airlangga)

5.5.2 Perencanaan pelat anak tangga

Tinggi injakan (t) = 20 cm

Jumlah tanjakan =

= 10 buah

Jumlah injakan (n) = 10 – 1 = 9 buah

= arctg (

) = 36,529o, memenuhi persyaratan

4025 (OK)

Tebal rata-rata anak tangga =

x sin 36,529

o = 5,95 cm

Tebal rata-rata pelat = 12 + 5,95 = 17,95 cm ≈ 18 cm

72

5.5.3 Pembebanan tangga dan bordes

a. Pembebanan tangga Beban Mati

Pelat tangga =

= 537,611 kg/m2

Spesi (t = 2 cm) = 2 x 21 = 42 kg/m2

Keramik (t = 1 cm) = 1 x 24 = 24 kg/m2

Berat pegangan = 30 kg/m2

qDT = 633,611 kg/m2

Beban Hidup

qLT = 300 kg/m2

Kombinasi = 1,2 . qDT + 1,6 . qLT

= (1,2 x 633,611 kg/m2 )+( 1,6 x 300 kg/m

2)

= 1240,333 kg/m2

b. Pembebanan Bordes Beban Mati

Pelat bordes = 0,12 m x 2400 kg/m3 = 288 kg/m

2

Spesi (t = 2 cm) = 2 x 21 = 42 kg/m2

Keramik (t = 1 cm) = 1 x 24 = 24 kg/m2

qDB = 354 kg/m2

Beban Hidup

qLB = 300 kg/m2

Kombinasi = 1,2 . qDB + 1,6 . qLB

= (1,2 x 354 kg/m2 )+( 1,6 x 300 kg/m

2)

= 904,8 kg/m2

73

5.5.4 Perhitungan gaya pada tangga Perhitungan menggunakan mekanika teknik statis dengan

permisalan sendi-rol, dengan pembebanan tangga dan output

seperti pada Gambar 5.2.

Gambar 5.9 Pemodelan Struktur Tangga 1 (Sumber: Penulis)

a. Perhitungan reaksi pada tangga ΣMC = 0

RA x 4,0 - {(904,8 x 1,3) ((0,5 x 1,3) + 2,7)} - {(1240,333 x 2,7)

(0,5 x 2,7)} = 0

RA =

RA = 2115,354 kg ( )

ΣMA = 0

74

RC x 4,0 - {(1240,333 x 2,7) ((0,5 x 2,7) + 1,3)} - {(904,8 x 1,3)

(0,5 x 1,3)} = 0

RC =

RC = 2409,785 kg ( )

Kontrol

ΣV = 0

2115,354 + 2409,785- (904,8 x 1,3) - (1240,333 x 2,7) = -0,0001

Hasil perhitungan mendekati 0 (OK)

b. Perhitungan gada dalam pada tangga

Gaya Normal A-B

NAB = 0

B-C

NB = -RB ∙ sin α + HB ∙ cos α

= -2409,785 sin 36,529o + 0 cos 36,529

o = -1434,375 kg

NC = NB + qT ∙ sin α ∙ 3.3

= -1434,375 + 1240,333 ∙ sin 36,529o ∙ 2,7

= 558,989 kg

Gaya Lintang A-B

Dx1 = RA - qB.x1

Untuk x1 = 0 m DA = RA

= 2115,354 kg x1 = 1,3 m DB = 2115,354 - (904,8 .1,3)

= 939,114 kg

C-B

Dx2 = - RC + qT.x2 = - 2409,785 + (1240,333. x2 )

Untuk x2 = 0 m DC = - 2409,785 kg

x2 = 2,7 m DB = - 2409,785 + (1240,333. 2,7)

= 939,114 kg

75

Perhitungan Momen A-B

Mx1 = RA. x1 - ½.qB.x12

Untuk x1 = 0 m MA = 0

x1 = 1,3 m MB = 2115,354 .1,3 - ½ .904,8. 1,32

= 1985,404 kgm

C-B

Mx2 = RC . x2 - ½.qT.x22

Untuk x2 = 0 m MC = 0

x2 = 2,7 m MB = 2409,785 .2,7 - ½ .1240,3. 2,72

= 1985,404 kgm

Pada tangga momen maksimum terjadi pada saat :

2409,785.x2 - ½ .1240,333. x22

Dx2 = 0 2409,785 - 1240,333.x2 = 0

x2 = 1240,333

2409,785 = 1,943 m

Mmax = 2409,785.x2 - ½ .1240,333. x22

= 2409,785.1,943 - ½ .1240,333. 1,9432

= 2340,93 kgm

Gambar 5.10 Bidang N (Sumber: Penulis)

76

Gambar 5.11 Bidang D (Sumber: Penulis)

Gambar 5.12 Bidang M (Sumber: Penulis)

5.5.5 Perhitungan tulangan tangga

a. Data perencanaan penulangan tangga Untuk Anak Tangga

f`c : 30 MPa

fy : 400 MPa

tul : 14 mm

dx = 120 - 20 - (14/2) = 93 mm

0018,0min pelat

b = 400600

600

400

3085,085,0

= 0,0325

max = 0,75 x b = 0,75 x 0,0325 = 0,0244

77

686,153085.0

400

'85.0

xfc

fym

Untuk Bordes

fc’ : 30 MPa

fy : 400 MPa

tul : 14 mm

dx = 120 - 20 - (14/2) = 93 mm

0035,0400

4,1min balok

b = 400600

600

400

3085,085,0

= 0,0325

max = 0,75 x b = 0,75 x 0,0325 = 0,0244

686,153085.0

400

'85.0

xfc

fym

b. Perhitungan penulangan Penulangan Pelat Tangga

Mu = 2340,93 kgm = 23409300 Nmm

383,39310008,0

2340930022

db

MuRn

0091,0400

686,15457,3211

686,15

1

ρmin > ρ > ρmax, gunakan ρ

Asperlu = ρ b d

= 0,0091 x 1000 x 93 = 846,3 mm2


As tulangan bagi = 20% AS = 0,2 x 846,3 = 169,26 mm2

Digunakan tulangan 8 - 200 (Aspakai = 251,2 mm2 )

Penulangan Pelat Bordes

Mu = 1985,404 kgm = 19844040 Nmm

78

868,29310008,0

1984404022

db

MuRn

00763,0400

686,15868,2211

686,15

1


Asperlu = ρ b d

= 0,00763 x 1000 x 93 = 709,59 mm2




Penulangan Balok Bordes

Gunakan dimensi balok anak 25/35.

Beban Mati

Pelat bordes = 240 kg/m2 x 1,3 m = 312 kg/m

Berat balok = 0,25 x 0,35 x 2400 = 210 kg/m

qDT = 522 kg/m

Beban Hidup

qLT = 300 kg/m2 x 1,3 m

qLT = 390 kg/m


= (1,2 x 522 kg/m ) + ( 1,6 x 390 kg/m)

= 1250,4 kg/m

Mu = -1/10 x Qu x l2

= -1/10 x 1250,4 x 2,602

= 845,27 kgm

d = 350 - 40 - 0,5.14 - 8 = 295 mm

79

Mn =

Mu=

8,0

8452700= 10565875 Nmm

22 295250

10565875

xbxd

MnRn = 0,486 N/mm2

400

4,14,1min

fy = 0,0035

00123,0400

686,15486,0211

686,15

1

ρ ˂ ρmin, gunakan ρmin

pakai = 0,0035

Asperlu = x b x d = 0,0035 x 250 x 295 = 258,13 mm2

Pasang 2D14 (As = 308 mm2)

Dipakai tulangan tekan praktis 2D14 (As = 308 mm2)

Jarak sengkang S :

S = 1

.cov.2.2 .

n

nerb utamatulsengkangw ≥ 25 mm

= 12

14.240216250

x= 126 mm ≥ 25 mm

5.6 Perencanaan Tangga Tipe 2

5.6.1 Data-data perencanaan tangga Tinggi antar lantai = 400 cm

Tinggi bordes = 200 cm

Panjang anak tangga = 155 cm

Panjang bordes = 165 cm

Lebar bordes = 350 cm

Tebal bordes = 12 cm

Lebar injakan trap tangga = 30 cm

80

Tinggi injakan trap tangga = 20 cm

Tebal pelat trap tangga = 12 cm

Dacking tulangan = 2 cm

Mutu beton (f`c) = 30 MPa = 300 kg/cm2

Mutu baja (fy) = 400 MPa

= 4000 kg/cm2

Gambar 5.13 Denah Tangga 2 (Sumber: Univ. Airlangga)

5.6.2 Perencanaan pelat anak tangga

Tinggi injakan (t) = 20 cm

Jumlah tanjakan =

= 10 buah

Jumlah injakan (n) = 10 – 1 = 9 buah

= arctg (

) = 36,529o, memenuhi persyaratan

4025 (OK)

81

Tebal rata-rata anak tangga =

x sin 36,529

o = 5,95 cm

Tebal rata-rata pelat = 12 + 5,95 = 17,95 cm ≈ 18 cm

5.6.3 Pembebanan tangga dan bordes

a. Pembebanan tangga Beban Mati

Pelat tangga =

= 537,611 kg/m2

Spesi (t = 2 cm) = 2 x 21 = 42 kg/m2

Keramik (t = 1 cm) = 1 x 24 = 24 kg/m2

Berat pegangan = 30 kg/m2

qDT = 633,611 kg/m2

Beban Hidup

qLT = 300 kg/m2


= (1,2 x 633,611 kg/m2 )+( 1,6 x 300 kg/m

2)

= 1240,333 kg/m2

b. Pembebanan bordes Beban Mati

Pelat bordes = 0,12 m x 2400 kg/m3 = 288 kg/m

2

Spesi (t = 2 cm) = 2 x 21 = 42 kg/m2

Keramik (t = 1 cm) = 1 x 24 = 24 kg/m2

qDB = 354 kg/m2

Beban Hidup

qLB = 300 kg/m2

Kombinasi = 1,2 . qDB + 1,6 . qLB

= (1,2 x 354 kg/m2 )+( 1,6 x 300 kg/m

2)

= 904,8 kg/m2

82

5.6.4 Perhitungan gaya pada tangga Perhitungan menggunakan mekanika teknik statis dengan

permisalan sendi-rol, dengan pembebanan tangga dan output

seperti pada Gambar 5.4.

Gambar 5.14 Pemodelan Struktur Tangga 2(Sumber: Penulis)

a. Perhitungan reaksi pada tangga ΣMC = 0

RA x 4,35 - {(904,8 x 1,65) ((0,5 x 1,65) + 2,7)} - {(1240,333 x

2,7) (0,5 x 2,7)} = 0

RA =

RA = 2249,09 kg ( )

ΣMA = 0

RC x 4,35 - {(1240,333 x 2,7) ((0,5 x 2,7) + 1,65)} - {(904,8 x

1,65) (0,5 x 1,65)} = 0

83

RC =

RC = 2592,73 kg ( )

Kontrol

ΣV = 0

2249,09+ 2592,73- (904,8 x 1,65) - (1240,333 x 2,7) = 0,009

Hasil perhitungan mendekati 0 (OK)

b. Perhitungan gada dalam pada tangga

Gaya Normal A-B

NAB = 0

B-C

NB = -RB ∙ sin α + HB ∙ cos α

= -2592,73 sin 36,529o + 0 cos 36,529

o = -1543,27 kg

NC = NB + qT ∙ sin α ∙ 2,7

= -1543,27 + 1240,333 ∙ sin 36,529o ∙ 2,7

= 450,09 kg

Gaya Lintang A-B

Dx1 = RA - qB.x1

Untuk x1 = 0 m DA = RA

= 2249,09 kg x1 = 1,65 m DB = 2249,09 - (904,8 .1,65)

= 756,17 kg

C-B

Dx2 = - RC + qT.x2 = - 2592,73 + (1240,333. x2 )

Untuk x2 = 0 m DC = -2592,73 kg

x2 = 2,7 m DB = -2592,73 + (1240,333. 2,7)

= 756,17 kg

Perhitungan Momen A-B

Mx1 = RA. x1 - ½.qB.x12

84

Untuk x1 = 0 m MA = 0

x1 = 1,65 m MB = 2249,09.1,65 - ½ .904,8. 1,652

= 2479,41 kgm

C-B

Mx2 = RC . x2 - ½.qT.x22

Untuk x2 = 0 m MC = 0

x2 = 2,7 m MB = 2592,73.2,7 - ½ .1240,3. 2,72

= 2479,41 kgm

Gambar 5.15 Bidang N (Sumber: Penulis)

Gambar 5.16 Bidang D (Sumber: Penulis)

85

Gambar 5.17 Bidang M (Sumber: Penulis)

Pada tangga momen maksimum terjadi pada saat :

2592,73.x2 - ½ .1240,333. x22

Dx2 = 0 2592,73- 1240,333.x2 = 0

x2 = 1240,333

2592,73 = 2,09 m

Mmax = 2592,73.x2 - ½ .1240,333. x22

= 2592,73.2,09 - ½ .1240,333. 2,092

= 2709,86 kgm

5.6.5 Perhitungan tulangan tangga

a. Data perencanaan penulangan tangga Untuk Anak Tangga

f`c : 30 MPa

fy : 400 MPa

tul : 14 mm

dx = 120 - 20 - (14/2) = 93 mm

0035,0400

4,1min balok

0018,0min pelat

b = 400600

600

400

3085,085,0

= 0,0325

max = 0,75 x b = 0,75 x 0,0325 = 0,0244

86

686,153085.0

400

'85.0

xfc

fym

Untuk Bordes

fc’ : 30 MPa

fy : 400 MPa

tul : 14 mm

dx = 120 - 20 - (14/2) = 93 mm

0035,0400

4,1min balok

0018,0min pelat

b = 400600

600

400

3085,085,0

= 0,0325

max = 0,75 x b = 0,75 x 0,0325 = 0,0244

686,153085.0

400

'85.0

xfc

fym

b. Perhitungan penulangan Penulangan Pelat Tangga

Mu = 2709,86 kgm = 27098600 Nmm

916,39310008,0

2709860022

db

MuRn

0107,0400

686,15916,3211

686,15

1


Asperlu = ρ b d

= 0,0107 x 1000 x 93 = 995,1 mm2




87

Penulangan Pelat Bordes

Mu = 2479,41 kgm = 24794100 Nmm

583,39310008,0

2479410022

db

MuRn

0097,0400

686,15583,3211

686,15

1


Asperlu = ρ b d

= 0,0097 x 1000 x 93 = 902,1 mm2




Penulangan Balok Bordes

Gunakan dimensi balok anak 25/35.

Beban Mati

Pelat bordes = 240 kg/m2 x 1,65 m = 396 kg/m

Berat balok = 0,25 x 0,35 x 2400 = 210 kg/m

qDT = 606 kg/m

Beban Hidup

qLT = 300 kg/m2 x 1,3 m

qLT = 390 kg/m


= (1,2 x 606 kg/m ) + ( 1,6 x 390 kg/m)

= 1351,2 kg/m

Mu = -1/10 x Qu x l2

= -1/10 x 1351,2 x 3,502

88

= 1655,22 kgm

d = 350 - 40 - 0,5.14 - 8 = 295 mm

Mn =

Mu=

8,0

16552200= 20690250 Nmm

22 295250

20690250

xbxd

MnRn = 0,951 N/mm2

400

4,14,1min

fy = 0,0035

00242,0400

686,15951,0211

686,15

1

ρ ˂ ρmin, gunakan ρmin

pakai = 0,0035

Asperlu = x b x d = 0,0035 x 250 x 295 = 258,125 mm2

Pasang 2D14 (As = 308 mm2)

Dipakai tulangan tekan praktis 2D14 (As = 308 mm2)

Jarak sengkang S :

S = 1

.cov.2.2 .

n

nerb utamatulsengkangw ≥ 25 mm

= 12

14.240216250

x= 126 mm ≥ 25 mm

5.7 Perencanaan Balok Lift

5.7.1 Spesifikasi lift Perencanaan balok lift meliputi balok yang ada di

sekeliling ruang lift maupun mesin lift yang meliputi balok

penggantung lift dan balok penumpu lift. Lift yang digunakan

dalam perencanaan Tugas Akhir ini memiliki spesifikasi sebagai

berikut :

89

Merk : Mitsubishi

Kecepatan : 1,75 m/s

Kapasitas : 750 kg

Lebar pintu (opening width) : 1200 mm

Dimensi sangkar (car size) : outside : 1650 x 2150 mm

2

inside : 1500 x 2000 mm2

Dimensi ruang luncur : 3500 x 3800 mm2

Beban reaksi ruang mesin : R1 = 2750 kg (Berat mesin penggerak + beban kere

Documents

PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG SYARIAH TOWER …repository.its.ac.id/82046/1/3110100130-Undergraduate... · 2020. 9. 25. · PPIUG 1983, and SNI 03-1729-2002. Key word : Dual System,