Laporan prancangan struktur

PERANCANGAN STRUKTUR

Data-data Perencanaan

Mutu beton (f’c) = 20 Mpa

Mutu tulangan memanjang = 320 Mpa

Mutu tulangan geser = 320 Mpa

Jarak antar portal = 4 m

Dimensi

Balok induk lantai

dimensi balok induk lantai adalah 30/35

Balok induk atap

dimensi balok induk lantai adalah 20/30

Balok anak untuk listplank

Dimensi balok anak adalah 15/20

Tebal Pelat

Pelat lantai = 12 cm

Pelat atap = 10 cm

I EVALUASI SRPMB

A) BEBAN YANG BEKERJA PADA STRUKTUR

1. Pembebanan

Kombinasi beban sesuai dengan SNI

1.4D

1.2D + 1.6L

1.2D + 1L + 1Ex + 0.3Ey

1.2D + 1L - 1Ex - 0.3Ey

1.2D + 1L + 1Ey + 0.3Ex

1.2D + 1L - 1Ey - 0.3Ex

0.9D + 1Ex + 0.3Ey

0.9D - 1Ex - 0.3Ey

0.9D + 1Ey + 0.3Ex

0.9D - 1Ey - 0.3Ex

A. Pembebanan Pelat Lantai

Beban Mati ditinjau per lebar pias

Berat sendiri pelat = 0.12 (2400) = 288 kg/m2

Berat spesi = 0.02 (2100) = 42 kg/m2

Berat tegel = 0.01 (2400) = 24 kg/m2

Berat plafond = 11 kg/m2

Berat penggantung = 7 kg/m2

Berat M&E = 25 kg/m2

Total = 397 kg/m2

Beban Hidup

Beban Hidup sesuai PPIUG untuk fungsi gedung toko = 250

kg/m2

B. Pembebanan Pelat Atap

Beban Mati ditinjau per lebar pias

Berat sendiri pelat = 0.10 (2400) = 240 kg/m2

Berat spesi = 0.02 (2100) = 42 kg/m2

Berat plafond = 11 kg/m2

Berat penggantung = 7 kg/m2

Berat M&E = 25 kg/m2

Berat waterproofing = 5 kg/m2

Total = 330 kg/m2

Beban Hidup

Beban hidup sesuai PPIUG untuk atap = 100 kg/m2

C. Pembebanan Pada Balok

Beban yang terjadi pada balok adalah beban dinding

Berat jenis dinding = 250 kg/m3

Tinggi dinding = 3 m

Beban pada balok adalah beban merata dinding sebesar 250 (3) = 750

kg/m2

Balok yang menerima beban dinding diasumsikan hanya pada sisi

pinggir struktur.

2. Beban Gempa SRPMB

Tributary Area Arah x

A. Atap

Beban Mati

Berat pelat atap = 10x4x330 =13200 kg

Berat ½ kolom = 0.3x0.3x1.5x4x2400=1296 kg

Berat balok induk atap (y)= 0.2x0.2x4x4x2400 =1536 kg

Berat balok induk atap (x)= 0.2x0.2x10x2400 = 960 kg

Berat balok anak 15/20 = 0.15x0.1x4x2x2400 = 288 kg

Berat ½ dinding = 1.5x4x2x250 = 3000 kg

WD = 20280 kg

Beban Hidup

Beban hidup = 100 kg/m2

Reduksi beban untuk toko = 80% x 100 = 80 kg/m2

WL = 10x4x80 = 3200 kg

Beban Total Atap (W) = WD + WL = 20280 + 3200 = 23480

kg

B. Lantai

Beban Mati

Berat pelat lantai = 8x4x397 = 12704 kg

Berat kolom = 0.3x0.3x3x4x2400 = 2592 kg

Berat balok induk atap (y)= 0.3x0.23x4x4x2400=2649.6 kg

Berat balok induk atap (x)= 0.3x0.23x8x2400 =1324.8 kg

Berat dinding = 3x4x2x250 = 6000 kg

WD = 25270.4 kg

Beban Hidup


Reduksi beban hidup untuk toko = 80% x 250 = 200 kg/m2

WL = 200x8x4 = 6400 kg

Beban Total Lantai (W) = WD+WL = 25270.4+ 6400 =

31670.4kg

Beban Total Arah x (WT) = Watap + Wlantai = 23480 +31670.4=

55150.4kg

Beban gempa berdasarkan SNI Gempa 1726:2012

Asumsi lokasi bangunan di Denpasar, tanah keras (Kelas situs C)

Ss = 0.9 g (periode 0.2 dtk)

S1 = 0.3 g (periode 1 dtk)

Fa = 1.04

Fv = 1.5

SDs = 2/3 x Ss x Fa = 2/3 x 0.9g x 1.04 = 0.624 g

SD1 = 2/3 x S1 x Fv = 2/3 x 0.3g x 1.5 = 0.3 g

Ie = 1.0

Faktor Reduksi (R) = 3

Cs1 = SDs/(R/Ie) = 0.208

Cs2 = SD1/T(R/Ie) = 0.5

Cs3 = 0.044 x SDs x Ie = 0.0275

Cs3 < Cs1 < Cs2 dipilih Cs1

Gaya Geser Dasar (V) = Cs. WT = 0.208 x 55150.4= 11471.28 kg

Gaya gempa tiap tingkat

W1 = Wlantai = 31670.4 kg

W2 = Watap = 23480 kg

F1= W 1 xh1W 1 xh1+W 2 xh2

x V = 31670.4 x4

31670.4 x 4+23480 x7 x 11471.28 =

4993.10 kg

F2= W 2 xh2W 1 xh1+W 2 xh2

x V = 23480 x7

31670.4 x 4+23480 x7 x 11471.725 =

6478.43 kg

Tributary Area Arah y

A. Atap

Beban Mati



Berat balok induk atap (y)= 0.2x0.2x8x2400 =768 kg

Berat balok induk atap (x)= 0.2x0.2x3x3x2400 = 864 kg


WD = 12774 kg

Beban Hidup



WL = 8x3x80 = 1920 kg


kg

B. Lantai

Beban Mati



Berat balok induk atap (y)= 0.3x0.23x8x2400 =1324.8 kg

Berat balok induk atap (x)= 0.3x0.23x3x3x2400=1490.4 kg


WD =18787 kg

Beban Hidup



WL = 200x8x3 = 4800 kg

Beban Total Lantai (W) = WD+WL = 18787+ 4800 = 23587

kg

Beban Total Arah x (WT) = Watap + Wlantai = 14694 +23587 = 38281 kg





Fa = 1.04

Fv = 1.5

SDs = 2/3 x Ss x Fa = 2/3 x 0.9g x 1.04 = 0.624 g

SD1 = 2/3 x S1 x Fv = 2/3 x 0.3g x 1.5 = 0.3 g

Ie = 1.0


Cs1 = SDs/(R/Ie) = 0.208

Cs2 = SD1/T(R/Ie) = 0.5

Cs3 = 0.044 x SDs x Ie = 0.0275


Gaya Geser Dasar (V) = Cs. WT = 0.208 x 38281 = 7962.448 kg


W1 = Wlantai = 23587 kg

W2 = Watap = 14694 kg

F1= W 1 xh1W 1 xh1+W 2 xh2

x V = 23587 x4

23587 x 4+14694 x 7 x 7962.448= 3809.42

kg

F2= W 2 xh2W 1 xh1+W 2 xh2

x V = 14694 x7

23587 x 4+14694 x 7 x 7962.448 = 4153.02

kg

B) PERHITUNGAN DAKTILITAS KURVATUR BALOK DAN KOLOM

PORTAL 2 ARAH X

(MARCEL)

C) PERHITUNGAN DAKTILITAS PERPINDAHAN KOLOM

(BELUM)

D) EVALUASI DAKTILITAS STRUKTUR GLOBAL DENGAN ANALISIS

PUSHOVER

Hasil analisis pushover ditampilkan dalam bentuk grafik dan tabel sebegai

berikut:

TABLE: Pushover Curve - PushStep Displacement BaseForce mm N0 0.353045 01 18.882131 426214.152 23.432443 515376.433 23.692215 518496.654 23.946765 520153.465 25.317049 522259.916 62.164016 550928.627 89.619958 572130.918 89.623008 221771.129 92.570485 238568.8710 92.573535 232138.9411 92.953854 234306.3912 91.843375 207935.9

Sendi plastis yang terjadi pada rangka dijelaskan pada step-step berikut:

STEP 1 STEP 2

STEP 7

STEP 5 STEP 6

STEP 8

E) EVALUASI KEMAMPUAN RANGKA DALAM SERVICEABILITY

DAN KONDISI ULIMATE

II REDESAIN DENGAN SRPMK

A) PERHITUNGAN ULANG GAYA GEMPA BERDASARKAN SRPMK

Tributary Area Arah x

A. Atap

Beban Mati



Berat balok induk atap (y)= 0.2x0.2x4x4x2400 =1536 kg

Berat balok induk atap (x)= 0.2x0.2x10x2400 = 960 kg

Berat balok anak 15/20 = 0.15x0.1x4x2x2400 = 288 kg


WD = 20280 kg

STEP 11 STEP 12

Beban Hidup



WL = 10x4x80 = 3200 kg


kg

B. Lantai

Beban Mati



Berat balok induk atap (y)= 0.2x0.23x4x4x2400=1766.4 kg

Berat balok induk atap (x)= 0.2x0.23x8x2400 = 883.2 kg


WD =23945.6 kg

Beban Hidup



WL = 200x8x4 = 6400 kg

Beban Total Lantai (W) = WD+WL = 23945.6 + 6400 =

30345.6 kg

Beban Total Arah x (WT) = Watap + Wlantai = 23480 +30345.6 =

53825.6 kg





Fa = 1.04

Fv = 1.5

SDs = 2/3 x Ss x Fa = 2/3 x 0.9g x 1.04 = 0.624 g

SD1 = 2/3 x S1 x Fv = 2/3 x 0.3g x 1.5 = 0.3 g

Ie = 1.0


Cs1 = SDs/(R/Ie) = 0.078

Cs2 = SD1/T(R/Ie) = 0.1875

Cs3 = 0.044 x SDs x Ie = 0.0275


Gaya Geser Dasar (V) = Cs. WT = 0.078 x 53825.6 = 4198.397 kg



W2 = Watap = 23480 kg

F1= W 1 xh1W 1 xh1+W 2 xh2

x V = 30345.6 x 4

30345.6 x4+23480 x7 x 4198.397 =

1785.15 kg

F2= W 2 xh2W 1 xh1+W 2 xh2

x V = 23480 x7

30345.6 x4+23480 x7 x 4198.397 =

2414.93 kg

Tributary Area Arah y

A. Atap

Beban Mati



Berat balok induk atap (y)= 0.2x0.2x8x2400 =768 kg

Berat balok induk atap (x)= 0.2x0.2x3x3x2400 = 864 kg


WD = 12774 kg

Beban Hidup



WL = 8x3x80 = 1920 kg


kg

B. Lantai

Beban Mati



Berat balok induk atap (y)= 0.2x0.23x8x2400 = 883.2 kg

Berat balok induk atap (x)= 0.2x0.23x3x3x2400= 993.6 kg


WD = 17848.8 kg

Beban Hidup



WL = 200x8x3 = 4800 kg

Beban Total Lantai (W) = WD+WL = 17848.8 + 4800 =

22648.8 kg

Beban Total Arah x (WT) = Watap + Wlantai = 14694 +22648.8 =

37342.8 kg





Fa = 1.04

Fv = 1.5

SDs = 2/3 x Ss x Fa = 2/3 x 0.9g x 1.04 = 0.624 g

SD1 = 2/3 x S1 x Fv = 2/3 x 0.3g x 1.5 = 0.3 g

Ie = 1.0


Cs1 = SDs/(R/Ie) = 0.078

Cs2 = SD1/T(R/Ie) = 0.1875

Cs3 = 0.044 x SDs x Ie = 0.0275


Gaya Geser Dasar (V) = Cs. WT = 0.078 x 37342.8 = 2912.74 kg



W2 = Watap = 14694 kg

F1= W 1 xh1W 1 xh1+W 2 xh2

x V = 22648.8x 4

22648.8x 4+14694 x7 x 2912.74 =

1364.05 kg

F2= W 2 xh2W 1 xh1+W 2 xh2

x V = 14694 x7

22648.8x 4+14694 x7 x 2912.74 =

1548.69 kg

B) REDESAIN RANGKA SRMPK

Balok induk lantai 20/35

Tebal penutup beton = 40 mm

Diameter tulangan longitudinal = 12 mm

Diameter tulangan transversal = 8 mm

Tinggi efektif (d) = 350-4-8-6 = 296 mm

ρmin = 0.0035

ρmax = 0.0250

Contoh diambil pada portal 2 balok C-D

Menghitung Tulangan Longitudinal

Diketahui : Mut = 25620351 Nmm

Mn = Mu∅ =

256203510.8

= 32025438 Nmm

Rn = Mn

bd2 = 32025438

200. 2962 = 1.828

m = fy

0.85 . f ' c =

3200.85(20) = 18,823

ρ = 1m (1−√1−

2 ( Rn )(m)fy ) = 1

18.823 (1−√1−2 (1.828 )(18.823)

320 ) = 0.006

ρmin < ρ < ρmax

As = ρbd = 0.006 x 200 x 296 = 358.544 mm2

D12 = ¼ (π) D2 = ¼ (π) 144 = 113.097 mm2

n = As/D12 = 358.544/113.097 = 3.17 = 4 buah

Cek syarat-syarat desain balok SRPMK

1. Mutu beton

F’c ≥ 20 Mpa

25 Mpa ≥ 20 Mpa (OK)

2. Dimensi balok

- Ln ≥ 4d

Dikontrol bentang yang paling kecil

1700 mm ≥ 4(296) = 1184 mm (OK)

- Bw ≥ 0.3h

Bw ≥ 250 mm

200 mm ≥ 0.3(350) = 105 mm (OK)

- Bw ≤ C2 + 2(0.75 C1)

200 mm ≤ 300 + 2(0.75 300) = 750 mm (OK)

- Bw ≤ C2 + 2(C2)

Bw ≤ C2 + 2C2 = 300 + 2(300) = 900 mm (OK)

3. Tulangan Longitudinal

-1.4bwd

fy ≤ As+ atau As- ≤ 0.025 (bw) (d)

1.4bwdfy

=1.4(2 00)(296)

320= 259

0.025 (bw) (d) = 0.025(200)(296) = 1480

As- = 4π ¼ 12^2 = 452.4 mm2

As- < 1480 (OK)

As+ = 2π ¼ 12^2 = 226.195 mm2

226.195 < 259 (Tidak OK)

Dicoba 3 tulangan di bagian tekan (As+)

As = 3π ¼ 12^2 = 339.29 mm2 > 259 (OK)

Maka minimal terdapat 3 tulangan pada balok untuk daerah tekan atau

tarik .

- ρmin < ρ < ρmax

0.0035 < 0.006 < 0.025 (OK)

- 2 buah tulangan atas dan bawah menerus (OK)

- Pada tumpuan Mn+ > 0.5 Mn-

Ts = Cc

As. Fy = 0.85 f’c (a) (b)

452.4(320) = 0.85(25)(a)(200)

a = 34.06 mm

c = aβ1

= 34.060.85

= 40.07 mm

Mn- = Ts (d-c) = 452.4(320) (296-40.07) = 37050389.08 Nmm

0.5 Mn- = 0.5 (37050389.08) = 18525194.54 Nmm

Ts = Cc

As. Fy = 0.85 f’c (a) (b)

339.29 (320) = 0.85(25)(a)(200)

a = 25.55 mm

c = aβ1

= 25.550.85

= 30.05 mm

Mn+ = Ts (d-c) = 339.29(320) (296-30.05) = 28874936.16 Nmm

28874936.16 Nmm > 18525194.54 Nmm (OK)

- Mn- dan Mn+ ≥ 0.25 Mn- maksimum

Mn- maksimum = 37050389.08 Nmm

Mn- = Mn+ = 28874936.16

0.25 Mn- maksimum = 0.25 (37050389.08) = 9262597.27 Nmm

Mn- = Mn+ = 28874936.16 Nmm > 9262597.27 Nmm (OK)

Perhitungan Tulangan Transversal

Diketahui: Vu = 46393.87 N

Perhitungan tulangan transversal untuk balok SRPMK

S = Av (fy )(d )

Ve

Ln = 3700 mm

Mpr = 1.25 As fy (d- a/2)

A1 = 1.25 As1 fy

0.85 f ' cb =

1.25 452.4 3200.8525 200

= 42.58 mm

Mpr1 = 1.25 (452.2) 320 (296- 42.58/2) = 49689544.8 Nmm

A2 = 1.25 As2 fy

0.85 f ' cb =

1.25339.29 3200.8525 200

= 31.93 mm

Mpr2 = 1.25 (452.2) 320 (296- 31.93/2) = 50652730.8 Nmm

Perhitungan Beban Merata

qUD ln dan qUL ln = Luas Segitiga (distribusi beban pelat 4x4 pada

balok)

qUD = 397(2) = 794 kg/m

qUD ln = 794 4

2 = 1588 kg

qUL = 250(2) = 500 kg/m

qUl ln = 5004

2 = 1000 kg

1.2D + 1L = 1.2(1588) + 1(1000) = 2905.6 kg = 29056 N

Ve = Mpr 1+Mpr 2

ln ±

qu ln2

= 49689544.8+50652730.8

3700 ± 29056

Ve1 = 56175.53 N

Ve2 = -1936.47 N

Vu = 46393.87 N

S = Av ( fy )(d )

Ve

Dicoba dengan D8

Av = 2(8)(π) ¼ 8^2 = 804.25 mm2

S = 804.25(320)(296)

56175.53 = 1356.08 mm

Cek syarat-syarat penulangan transversal SRPMK

1.

C) PERHITUNGAN DAKTILITAS KURVATUR

BalokLantai 200/350 (DiambilBagianLapangan)

Decking = 40 mm

fc’ = 25 Mpa

fy = 320 Mpa

Es = 200000 Mpa

Ec = 4700 √25 = 4700 * 5 = 23500 Mpa

εo= 1,8 fc 'Ec

= 1,8 .2523500

= 0,0019

KondisiElastis

n = EsEc

= 20000023500

= 8,51

Asc = (n - 1) As

= (8,51 – 1) 2. ¼ π 122

= 1698,72 mm2

Ast = (n - 1) As

= (8,51 - 1) 3. ¼ π 122

= 2548,08 mm2

MenghitungGarisNetral

C= Asc .d '+Ast . d+Ac .h/2Asc+Ast+Ac

= 1698,72.40+2548,08 .310+70000 .175/2

1698,72+2548,08+70000

= 94,05 mm

Itr = bh3 /12 + bh (c- h/2)2 + Asc (c-d’)2 + Ast (d-c)2

= (200 . 3503) / 12 + 200. 350 (94,05 – 350/2)2 + 1698,72 (94,05 – 40)2 +

2548,08 (310 – 94.05)2

= 714583333.3 + 458703175 + 4962644.855 + 118828188.3

= 1297077341 mm4

Mcr= fct . Itrh−c

fct = 0,6 √ fc ' = 0,6 √25 = 3,0

Mcr=fct . Itrh−c

= 3,0 .1297077341

350−94,05 = 15203094.44 Nmm

φ = εcth−c

εct= fctEc

= 3

25000 = 1,2 . 10-4

φ = εcth−c

= 1,2.10−4

350−94,05 = 4,69 . 10-7

KondisiTulanganMulaiLeleh

b = 200 mm

h = 350 mm

d’ = 40 + 8 + ½ . 12

= 54 mm

d = 350 – 54 = 296 mm

Ast c = 2 . ¼ π.122 = 226,195 mm2

Ast t = 3 . ¼ π.122 = 339,292 mm2

εs = fy

200000 =

320200000

= 0,0016

εc = 0,0018

Dicoba c = 74,9819 mm

εcc= c

d−c . εs =

74,9819296−74,9819

. 0,0016 = 0,00054

εs’ =c−d '

c . εs=

74,9819−5474,9819

. 0,0054 = 0,00015

α = ε ccε o

( 1- -ε cc3 ε o

¿ =

ϒ = 1 - ¿¿ =

Cc = α fc’ b .c =

Cs = εs’ .Es .Asts =

Ts = εs .Es .Astt =

Kontrol Cc + Cs = Ts

ϕy = εccc

=

My = Ts (d –ϒc) – Cs (d’ – ϒc) =

Kondisi Batas

εcc = 0,003

Dicoba c = 96,83 mm

εs= d−cc

. εcc =

εs= c−d '

c . εcc =

α = ε ccε s

( 1- ε ccε s

) =

ϒ = 1 - ¿¿ =

Cc = α fc’ b .c =

Cs = εs’ .Es .Ast s =

Ts = εs .Es .Ast t =

Kontrol Cc + Cs = Ts

ϕy = εccc

=

My = Ts (d – ϒc) – Cs (d’ – ϒc) =

D) PERHITUNGAN DAKTILITAS PERPINDAHAN KOLOM

(BELUM)

E) EVALUASI DAKTILITAS STRUKTUR GLOBAL DENGAN ANALISIS

PUSHOVER

Hasil analisis pushover ditampilkan dalam bentuk grafik dan tabel sebegai

berikut:

TABLE: Pushover Curve - PushStep Displacement BaseForce mm N0 0.257516 01 18.421423 394756.182 24.655676 516383.733 24.920135 518481.814 26.059434 523534.175 27.004016 525474.216 58.353159 549718.67 89.150269 5730748 92.170874 575297.49 92.173924 241256.110 95.077055 259472.8311 95.080105 244141.0812 95.083155 233905.37

13 95.936011 241951.5514 95.939061 227697.2715 96.306739 230928.7816 96.309789 219712.9517 97.263596 225697.9518 97.266646 209183.5419 105.320818 258149.120 105.323868 249956.7521 105.326918 229967.9322 105.983736 233269.74

Sendi plastis yang terjadi pada rangka dijelaskan pada step-step berikut:

STEP 1 STEP 2

STEP 6 STEP 7

F) EVALUASI KEMAMPUAN RANGKA DALAM SERVICEABILITY

DAN KONDISI ULIMATE

STEP 8 STEP 9

STEP 17 STEP 22

Engineering

Laporan prancangan struktur