Tugas Akhir Perencanaan Struktur Beton Bertulang Dengan Menggunakan Balok-Balok Kantilever (Studi Kasus: Gendung Berbentuk Oval)

TUGAS AKHIR

PERENCANAAN GEDUNG BETON BERTULANG DENGAN MENGGUNAKAN BALOK-BALOK KANTILEVER (STUDI KASUS GEDUNG BERBENTUK OVAL)

Diajukan sebagai syarat untuk meraih gelar Sarjana Teknik Strata 1 (S1)

Disusun oleh :

NAMA NIM

: GABRIELLA MARIA MAGDALENA S. : 41107010007

UNIVERSITAS MERCU BUANA FAKULTAS TEKNIK SIPIL dan PERENCANAAN PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL 2011

LEMBAR PENGESAHAN SIDANG SARJANA PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN

Q

UNIVERSITAS MERCU BUANA

Tugas akhir ini untuk melengkapi tugas-tugas dan memenuhi persyaratan dalam memeperoleh gelar Sarjana Teknik, jenjang pendidikan Strata 1 (S-1), Program studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Mercu Buana, Jakarta. Judul Tugas Akhir

: Perencanaan Struktur Beton Bertulang Dengan Menggunakan Balok-Balok Kantilever (Studi Kasus : Gedung Berbentuk Oval)

Disusun oleh : Nama

:

Gabriella Maria Magdalena S.

NIM

:

41107010007

Jurusan/Program Studi

:

Teknik Sipil

Telah diperiksa dan disetujui untuk diajukan sidang sarjana :

Jakarta, 5 Agustus 2011 Mengetahui, Pembimbing Tugas Akhir

Ir. Zainal Abidin Shahab, MT

Mengetahui, Ketua Program Studi Teknik Sipil

Ir. Sylvia Indriani, MT

LEMBAR PENGESAHAN SIDANG SARJANA PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN

Q

UNIVERSITAS MERCU BUANA Semester : Genap

Tahun Akademik : 2010/2011

Tugas akhir ini untuk melengkapi tugas-tugas dan memenuhi persyaratan dalam memeperoleh gelar Sarjana Teknik, jenjang pendidikan Strata 1 (S-1), Program studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Mercu Buana, Jakarta. Judul Tugas Akhir : Perencanaan Struktur Beton Bertulang Dengan Menggunakan BalokBalok Kantilever (Studi Kasus : Gedung Berbentuk Oval) Disusun oleh : Nama

:

Gabriella Maria Magdalena S.

NIM

:

41107010007

Jurusan/Program Studi

:

Teknik Sipil

Telah diajukan dan dinyatakan LULUS pada sidang sarjana pada tanggal 5 Agustus 2011

Pembimbing

Ir. Zainal Abidin Shahab, MT Jakarta, 5 Agustus 2011

Mengetahui, Ketua Penguji

Ir. Edifrizal Darma, MT

Mengetahui, Ketua Program Studi Teknik Sipil

Ir. Sylvia Indriany, MT

LEMBAR PERNYATAAN SIDANG SARJANA PRODI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN

Q

UNIVERSITAS MERCU BUANA Yang bertanda tangan dibawah ini : Nama

:

Gabriella Maria Magdalena S.

Nomor Induk Mahasiswa

:

41107010007

Program Studi

:

Teknik Sipil

Fakultas

:

Teknik Sipil dan Perencanaan

Menyatakan bahwa Tugas Akhir ini merupakan kerja asli, bukan jiplakan (duplikat) dari karya orang lain. Apabila ternyata pernyataan saya ini tidak benar maka saya bersedia menerima sanksi berupa pembatalan gelar kesarjanaan saya. Demikian pernyataan ini saya buat dengan sesungguhnya untuk dapat dipertanggung jawabkan sepenuhnya.

Jakarta, 5 Agustus 2011 Yang memberikan pernyataan

Gabriella Maria Magdalena S.

ABSTRAK Judul: Perencanaan Gedung Beton Bertulang Dengan Menggunakan Balok-Balok Kantilever (Studi Kasus: Gedung Berbentuk Oval), Nama: Gabriella Maria Magdalena S. NIM: 41107010007, Dosen Pembimbing: Ir. Zainal Abidin Shahab, MT. Tahun : 2011.

Kemajuan teknologi dibidang ilmu struktur dan kostruksi yang membuat berbagai bentuk desain bangunan semakin beragam. Beragamnya desain yang ada juga membuat semakin membuat perhitungan dari desain tersebut semakin rumit. Dengan latar belakang itulah, perencanaan ini mempunyai maksud untuk mengetahui berbagai permasalahan dari segi kekuatan, kekakuan, dan stabilitas dari desain yang semakin maju saat ini. Dalam metode perencanaan ini pertama-tama yang harus dilakukan adalah pengumpulan data tentang desain-desain yang akan di buat. Seperti misalnya kuat tekan beton berapa yang akan digunakan, kuat tarik berapa yang akan dipakai, desain akan dibangun diatas wilayah gempa berapa. Setelah keseluruhan data yang akan dipakai itu lengkap, mulai membuat desain gambar yang akan kita rencanakan. Desain gambar berupa denah tiap lantai beserta dengan ukuranukurannya, letak-letak kolom yang akan didesain, potongan-potongan struktur gedung yang akan didesain. Setelah semuanya lengkap, baru dapat mulai menghitung. Perhitungan awal dimulai dari prarencana, yang berisi perhitungan untuk menentukan dimensi-dimensi yang akan digunakan dalam desain. Hasil dari perencanaan ini berupa dimensi-dimensi yang akan digunakan dalam desain. Seperti dimensi yang digunakan pada balok berdasarkan dari pembebanan-pembenanya didapat ukuran balok umum 350/700 mm, sedangkan untuk ukuran balok-balok kantilevernya adalah 450/800. Balok kantilever memiliki dimensi yang lebih besar dari balok umum dikarenakan karena pada balok kantilever memiliki deformasi akibat beban yang besar, maka dari itu perlu perhatian yang lebih. Dimensi kolom yang digunakan juga beragam, dibagi menurut lantai dan letak kolom iu sendiri. Seperti pada kolom pinggir ukuran kolom pinggir lantai 1-3 adalah 750/750, lantai 4-7 adalah 600/600, dan lantai 8-10 adalah450/450. Sedangkan pada kolom yang mengalami perkakuan dibagi menjadi 2 bagian menurut lantai. Lantai 1-5 menggunakan dimensi 900/900, dan kolom lantai 6-10 menggunakan dimensi 700/700. Pada perhitungan penulangan digunakan dua metode, manual dan hasil output dari ETABS, output dari ETABS sebagai koreksi dari hasil perhitungan manual. Desain penulangan diambil berdasarkan momen-momen paling ekstrim yang terjadi pada struktur. Sedangkan pada penulangan bagian kantilever digunakan dengan metode prategang, hal ini dikarenakan bentang balok kantilever yang sangat besar, dan agar menjadi lebih efisien dan aman.

Kata kunci : Kantilever, Oval, Prategang

KATA PENGANTAR

Tiada ada kata yang dapat saya ucapkan selain puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat, karunia, dan ijin-Nyalah proses penyusunan Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan baik dan lancar. Tugas Akhir ini dibuat dalam rangka melengkapi salah satu syarat guna mencapai jenjang strata 1 (S1) Sarjana Teknik Sipil Universitas Mercu Buana. Pada kesempatan ini, saya mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu proses penyusunan Tugas Akhir ini baik dari segi moril maupun segi materil dari secara langsung maupun tidak secara langsung. Terima kasih saya yang sebesar-besarnya kepada : 1. Seorang wanita yang telah Tuhan berikan kepada saya untuk mendidik, membesarkan, dan menyayangi saya dengan setulus hati sampai saya berusia 20 tahun. Terima kasih ibu buat semuanya, buat dukungan, semangat, dan doa yang selalu menyertai saya selama ini sampai saat kau pergi. “Terima kasih” adalah kata yang belum sempat saya ucapkan kepadamu. Miss u in every second i have mom, everything i do just to make you proud of me..... 2. Ayah saya yang selalu mendukung setiap langkah dan keputusan yang saya ambil. Yang selalu menjadi inspirasi saya dan semangat saya ketika saya sedang merasa tidak mampu. Satu-satunya laki-laki yang tidak pernah meninggalkan saya dalam keadaan sedih ataupun senang. Lav u so much dad... 3. Bapak Ir. Zainal Abidin Shahab, MT. Selaku dosen pembimbing dalam Tugas Akhir ini. Yang dengan sabar membimbing saya dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. Terima kasih bapak buat ilmunya.

4. Ibu Dr. Ir. Resmi Bestari Muin, MT. Selaku dosen pembimbing saya dalam Tugas Akhir ini, Terima kasih ibu, untuk kesabaran dan pengertiannya dalam mengajarkan dan membimbing saya selama ini. 5. Ibu Ir. Sylvia Indriani, MT. Selaku Kepala Program Studi Teknik Sipil yang selalu membimbing saya dengan sabar. 6. Bapak Ir. Zaenal Arifin, MT. Selaku dosen pembimbing akademik saya, selama saya

menuntut ilmu di Teknik Sipil Mercu Buana ini. Terima Kasih Pak Jefri. 7. Bapak dan Ibu dosen Teknik Sipil Mercu Buana yang telah dengan sabar dan tulus membekali saya dengan ilmu-ilmu yang akan menjadi modal utama saya untuk dikemudian hari nanti. Terima kasih bapak. Terima kasih ibu. 8. Pak Kadi, selaku tata usaha Teknik Sipil yang selalu dengan sabar dan perhatian memberikan berbagai informasi-informasi penting tentang informasi perkuliahan dan masalah administrasi saya. Maaf ya pak selama ini saya selalu menyusahkan bapak, terima kasih. 9. Pak Harri, selaku kepala tata usaha Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan yang selalu ramah dan ceria kepada saya yang dapat merubah suasana hati saya terutama saat suasana hati saya sedang tidak baik. Terima Kasih juga karena sudah mau memfoto-foto saya dalam setiap acara-acara yang berlangsung. 10. Saudara sepupu-sepupu saya yang selalu memberikan saya motivasi, dorongan, doa, dan

yang tidak pernah henti-hentinya kepada saya dalam menyusun Tugas Akhir ini. Lav u sist..... 11. Kak Ika Rahmawati, Sipil 2005, yang selalu dengan sabar menjawab segala pertanyaanpertanyaan urgent saya, walau sudah malam sekalipun. Terima kasih kakak, maaf sudah banyak merepotkan kakak.

12. Kak Suteni, Sipil 2004, yang dengan sabar dan setia menjawab segala masalah-masalah dalam tugas akhir ini dengan setia. Terima kasih ya kak teni buat semua refrensi-refrensi yang kakak berikan untuk saya. 13. Seluruh sahabat-sahabat sipil 2007. Mas Yanto “K-Link” terima kasih yang sebesar-

besarnya buat semuanya. Buat perhatiannya, buat pengertiannya, buat semangatnya, buat motivasinya yang selalu anda beri kepada saya. Ayo link.... September pasti bisa!!!!. To all My beloved WTS 2007. Tante Pie, Bounce, Ais, thanks for all ya, Terima kasih buat dukungannya selama ini dan buat keyakinan yang sudah kalian beri buat saya. Terima kasih untuk semangat yang selalu kalian tularkan untuk saya ketika saya merasa tidak mampu. Terima kasih karena telah selalu bersabar dan perhatian menghadapai teman seperti saya, sedih banget kita tidak bisa menyusun Tugas Akhir bersama-sama. Tayo “Risti” Irawan. *sigh. Sahabat senasib dan seperjuangan saya. Terima kasih buat kekonyolan, keceriaan, keautisan, dan kegoblokan yang sudah anda beri untuk saya. 4 hari anda berturut-turut bermalam dirumah saya sudah dapat membuktikan kalau sebenarnya anda itu “berbeda”. Hahahaha...... Hendra “Birong beiber” May Rahman. Terima kasih untuk canda tawa yang anda berikan kepada saya. Anda adalah satu-satunya sahabat yang dapat membuat saya tertawa sendiri dengan hanya melihat atau mendengarkan anda berbicara. “Ayooo ndraaa.... mainkan tanahmu!!!!”. Chandra “uncle” Kurniawan. Terima Kasih untuk semangat dan nasihat hidup sehat yang selalu om kasih untuk saya. “Ayoo... om, kapan mulai T.A nya??” Bang Dafi, yang selalu menjadi inspirasi saya dalam melakukan usaha, makasih bang buat segala keceriaan yang sudah anda berikan kepada saya. My beloved son Taqbir Ronie, Makasih ya nak buat semuanya yang udah kamu beri untuk saya. “ayooo donk.... mana semangaaadnya nak???”. Saeful “Aa Ipunk” Bokhari tersayank, yang selalu memberi saya pencerahan dalam setiap perkataanmu aa *lebay. Hehehe..... Lav u so much aa. My teddy

“Mengkel”, terima kasih buat semuanya ya kel, buat keceriaan yang selalu dirimu ciptakan ditengah-tengah kita semua. “Ayo kuliah lagi, jangan keenakan cari duit muluuuu”. Ari “Blay” Yulianto, makasih buat semuanya yaaa, buat segala kegokilan yang sudah kita lewatin bersama. Septian “KoDog” Kisprabowo. Terima kasih untuk semuanya ya dog, buat segala nasehat, kegokilan, dan cerita-cerita yang bisa menjadi inspirasi untuk saya. Rusman “Ucok” Lubis. Makasih ya ucok buat cerita-cerita inspiratif tentang kehidupan yang telah dirimu ceritakan kepada saya, anda membuka mata saya tentang rahasia “warteg” yang sebenarnya. Hehehe.... Untuk Rezza Jatnika, sahabat kami tercinta, semangat ya T.Anya. Thanks for all everybody.....I’m nothing without you guys, Thanks for our friendship. Lav u all...... 14. Terima kasih untuk semua sahabat-sahabat terbaik saya. Anak XII-IPA tahun ajaran

2006/2007 SMA. KARTIKA X-1 Bintaro, especially my lovely bear “Fariza ‘mimi’ Rahmi Rusdi” yang walau sekarang kita sudah terpisah dengan ruang dan waktu masih bisa dapat saling menyemangati satu sama lain sampai saat ini. Proud of you guys, keep it!!!!! 15. Terima kasih untuk sahabat-sahabat masa kecil saya sejak saya duduk dibangku SD, Debby Cyntia. Terima kasih beb untuk persahabatan kita selama 16 tahun, untuk pengertiannya dan kesabarannya selama ini, dan untuk dukungan yang selalu kamu berikan kepada saya. Lav u so much....... 16. Semua abang-abang dan kakak-kakak sipil 2003, 2004, 2005, 2006, yang selalu perhatian dan baik kepada saya. Saya sudah menganggap kalian seperti abang saya sendiri. Terima kasih buat semuanya yaaaa bang, kak!!! 17. WTS PSK 2008,,, terima kasih ya buat dukungannya selama ini. Buat my hunny Wita,

my lovely Yaya, kokoh Ronny, Iwan, Choyeeeeh, Staciaaaa, Amed, Dodoy, Agoes, Riza,

Yarnas, Ipenk, Adit,,, semangaaad ya KP nya!!! Saya hanya dapat membantu doa untuk kalian. Buat yang lainnya “Ayooooooooooo..... who’s next??” 18. Adik-adik sipil 2009 dan 2010, terima kasih ya buat semuanya.... Semangat ya, perjalanan kalian masih panjang!!!! Lav u all...... 19. The Last but not Least, babeh ipin (betul betul betul... hehehe) makasih ya beh buat semangat dan dukungannya yang buat aku bisa tetep survive di sipil sampai saat ini. Mang Aseeep, makasih iaaah buat somay yang palingg enaaak yang selalu menemani saya selama 4 tahun ini, MU makasih buat gado-gadonya, mang Eben “pesen teh manisnya 2, ga pake gelas” hehehe...... 20. Dan semua pihak yang tidak dapat saya ucapkan satu persatu, yang telah membantu dalam memberikan motivasi, dorongan, semangat, inspirasi yang dapat menjadi bekal untuk saya dikemudian hari. Semoga Tuhan melimpahkan segala rezeki dan karunia kepada mereka semua. Banyak hal yang telah saya lakukan untuk menjadikan Tugas Akhir ini menjadi sempurna, namun ibarat kata “No Body’s perfect” , mungkin jika nantinya akan ditemukan banyak kekurangan disana-sini. Karena itu segala saran dan kritik akan sangat berarti guna memperbaiki dimasa yang akan datang. Akhir kata, Penyusunan Tugas ini masih jauh dari kata sempurna. Walaupun demikian, semoga laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat dan menjadi inspirasi bagi kita semua. Amin.

Jakarta, Agustus 2011

Penulis

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN LEMBAR PERNYATAAN ABSTRAK KATA PENGANTAR DAFTAR ISI

DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL

BAB I

BAB II

PENDAHULUAN 1.1

Latar Belakang ..................................................................

I-1

1.2

Tujuan .................................................................................

I-2

1.3

Ruang Lingkup Pembahasan dan Batasan Masalah..............

I-2

1.4

Metodelogi Perencanaan ....................................................

I-3

1.5

Sistematika Penulisan .........................................................

I-4

TINJAUAN UMUM PROYEK 2.1

Umum ................................................................................

II-1

2.2

Pelat ....................................................................................

II-10

2.3

Balok ..................................................................................

II-13

2.3.1 Lokasi Tulangan..........................................................

II-13

2.3.2 Tinggi Balok................................................................

II-15

2.3.3 Selimut Beton dan Jarak Tulangan..............................

II-16

2.4

Kolom .................................................................................

II-18

2.5

Kelengkungan Pada Struktur................................................

II-22

2.6

Baja Tulangan......................................................................

II-23

2.7

Dasar-dasar Perencanaan Gedung Bertingkat Banyak..........

II-23

2.7.1 Perbedaan Antara Beban Statik dan Beban Dinamik .........................................................

II-23

BAB III

BAB IV

2.8

Faktor Beban Ultimit............................................................

II-27

2.9

Analisis Struktur...................................................................

II-28

METODELOGI PERENCANAAN 3.1

Langkah Kerja ....................................................................

III-1

3.2

Metode Analisis ..................................................................

III-2

3.2.1

Pengumpulan Data ……………………...................

III-2

3.2.2

Desain Gambar......................................................... III-2

3.2.3

Desain Pendahuluan …………………………….... III-2

3.2.4

Menghitung Beban................................................... III-3

3.2.5

Desain Tulangan Lentur dan Geser.......................... III-3

3.2.6

Gambar Tulangan..................................................... III-10

ANALISA STRUKTUR 4.1

Data-data Struktur.................................................................

IV-1

4.2

Perencanaan Awal.................................................................

IV-2

4.2.1

Prarencana Pelat....................................................

IV-2

4.2.2

Prerencana Balok...................................................

IV-8

4.2.3

Prarencana Kolom.................................................

IV-23

Analisis Struktur...................................................................

IV-45

4.3.1

Data Beban Untuk Input Etabs...............................

IV-46

4.3.2

Besar Pembebanan Trap........................................

IV-47

4.3

BAB V

4.3.3

Perhitungan Gaya Geser Akibat Gempa................

IV-49

4.3.4

Permodelan Pembebanan Struktur.........................

IV-55

PENULANGAN ELEMEN VERTIKAL DAN HORIZONTAL. 5.1

Desain Penulangan Elemen Struktur.....................................

V-1

5.1.1

Penulangan Pelat......................................................

V-1

5.1.2

Penulangan Balok.....................................................

V-13

5.1.3

Penulangan Kolom...................................................

V-21

5.1.4

Diagram Interaksi.....................................................

V-26

5.15

Perhitungan Penulangan Balok Kantilever dengan beton prategang............................................

BAB VII

V-27

KESIMPULAN DAN SARAN 6.1

Kesimpulan...........................................................................

VI-1

6.2

Saran .................................................................................

VI-3

LAMPIRAN

DAFTAR PUSTAKA

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1

Strong column weak beam

II-6

Gambar 2.2

Peta wilayah gempa Indonesia

II-7

Gambar 2.3

Respons Spektrum Gempa Rencana (SNI 03-1726-2002)

II-11

Gambar 2.4

Balok diatas dua tumpuan

II-14

Gambar 2.5

Balok Kantilever

II-15

Gambar 2.6

Balok Menerus

II-15

Gambar 2.7

Selimut Beton

II-17

Gambar 2.8

Jarak Antar Tulangan

II-17

Gambar 2.9

Diagram interaksi untuk tekan dengan lentur Pn dan Mn

II-21

Gambar 3.1

Bagan Alir Perencanaan

III-1

Gambar 3.2

Hubungan Tegangan dan Regangan Pada Beton

III-3

Gambar 4.1

Denah Lantai

IV-2

Gambar 4.2

Dimensi Satu Pelat

IV-2

Gambar 4.3

Diagram Letak α

IV-3

Gambar 4.4

Bentang Balok Pada As. E

IV-8

Gambar 4.5

Penyebaran Pembebanan Pada As. E

IV-10

Gambar 4.6

Penyebaran Beban Pada As. E

IV-11

Gambar 4.7

Bentang Balok Pada As. C

IV-14

Gambar 4.8

Penyebaran Pembebanan Pada As. C

IV-16

Gambar 4.9

Penyebaran Beban Pada As. C

IV-16

Gambar 4.10 Bentang Balok Pada As. B

IV-19

Gambar 4.11 Penyebaran Pembebanan Pada As. B

IV-20

Gambar 4.12 Penyebaran Beban Pada As. B

IV-21

Gambar 4.13 Denah Lantai dan As

IV-45

Gambar 4.14 Denah Gedung Dengan Beban Tiap Lantai

IV-45

Gambar 4.15 Denah Lantai

IV-55

Gambar 4.16 Permodelan Beban Gempa Arah X

IV-56

Gambar 4.17 Model Struktur 3D

IV-57

Gambar 4.18 Denah Letak Kolom Yang Diperbesar

IV-58

Gambar 4.19 Denah Lantai 9 Letak Balok Yang Diperbesar

IV-58

Gambar 4.20 Denah Lantai

IV-59

Gambar 4.21 Pembebanan Beban Mati As. B

IV-60

Gambar 4.22 Pembebanan Beban Mati As. C

IV-60

Gambar 4.23 Pembebanan Beban Mati As. D

IV-61

Gambar 4.24 Pembebanan Beban Mati As. E

IV-61

Gambar 4.25 Pembebanan Beban Mati As. F

IV-62

Gambar 4.26 Pembebanan Beban Mati As. G

IV-62

Gambar 4.27 Pembebanan Beban Mati As. H

IV-63

Gambar 4.28 Deformasi Akibat Beban Mati Pada As. C

IV-64

Gambar 4.29 Gaya Normal Untuk Beban Mati

IV-64

Gambar 4.30 Gaya Geser Untuk Beban Mati

IV-65

Gambar 4.31 Gaya Momen Untuk Beban Mati

IV-66

Gambar 4.32 Pembebanan Beban Hidup As. B

IV-67

Gambar 4.34 Pembebanan Beban Hidup As. C

IV-68

Gambar 4.35 Pembebanan Beban Hidup As. D

IV-68

Gambar 4.36 Pembebanan Beban Hidup As. E

IV-69

Gambar 4.37 Pembebanan Beban Hidup As. F

IV-69

Gambar 4.38 Pembebanan Beban Hidup As. G

IV-70

Gambar 4.39 Pembebanan Beban Hidup As. H

IV-70

Gambar 4.40 Deformasi Akibat Beban Hidup

IV-71

Gambar 4.41 Gaya Normal Akibat Beban Hidup

IV-72

Gambar 4.42 Gaya Geser Akibat Beban Hidup

IV-73

Gambar 4.43 Gaya Momen Akibat Beban Hidup

IV-74

Gambar 4.44 Pola Pembebanan Untuk Gempa Statik Arah X

IV-75

Gambar 4.45 Deformasi Untuk Gempa Statik EY As. C

IV-76

Gambar 4.46 Gaya Normal Akibat Beban Gempa Y As. C

IV-77

Gambar 4.47 Gaya Momen Akibat Beban Gempa Y As. C

IV-78

Gambar 4.48 Gaya Geser Akibat Beban Gempa Y As. C

IV-79

Gambar 4.49 Deformasi Untuk Gempa Statik EX As. C

IV-80

Gambar 4.50 Deformasi Untuk Gempa Statik EX As. C

IV-81

Gambar 4.51 Gaya Normal Akibat Beban Gempa X As. C

IV-81

Gambar 4.52 Gaya Geser Akibat Beban Gempa X As. C

IV-82

Gambar 4.53 Gaya Momen Akibat Beban Gempa X As. C

IV-84

Gambar 4.54 Deformasi Akibat Combo 6 As. C

IV-85

Gambar 4.55 Gaya Normal Akibat Combo 6 As. C

IV-86

Gambar 4.56 Gaya Geser Akibat Combo 6 As. C

IV-87

DAFTAR TABEL

2.1 Faktor Keutamaan I untuk berbagai kategori gedung dan bangunan ....................

II - 8

2.2 Parameter Daktilitas Struktur Gedung ..................................................................

II - 9

2.3. Jenis – jenis tanah .................................................................................................

II - 10

2.4.Tabel Tebal Selimut Beton ....................................................................................

II - 18

2.5. Perbedaan Over Reinforced dan Under Reinforced ............................................

II - 23

4.1. Tabel besar pembebanan balok As E ...................................................................

IV - 12

4.2. Tabel besar pembebanan balok As C ...................................................................

IV - 17

4.3. Tabel besar pembebanan balok As B ...................................................................

IV - 22

4.4. Tabel dimensi ukuran kolom ...............................................................................

IV - 34

4.5. Tabel beban statis .................................................................................................

IV - 37

4.6. Tabel Beban gempa Horizontal ............................................................................

IV - 39

4.7. Tabel Rasio Balok Kolom ....................................................................................

IV - 41

4.8. Tabel Luas Lantai .................................................................................................

IV - 50

4.9. Tabel Beton Ultimated .........................................................................................

IV - 52

4.10. Tabel Distribusi beban gempa horizontal gempa statis arah XY .......................

IV - 54

4.11. Tabel deformasi akibat beban mati ....................................................................

IV - 64

4.12. Tabel gaya Normal akibat beban mati ...............................................................

IV - 65

4.13. Tabel gaya geser (D) akibat beban mati .............................................................

IV - 65

4.14. Momen Akibat beban mati .................................................................................

IV - 66

4.15. Deformasi akibat beban hidup ...........................................................................

IV - 71

4.16. Gaya normal akibat beban hidup ........................................................................

IV - 72

4.17. Gaya geser akibat beban hidup ..........................................................................

IV - 73

4.18. Gaya momen akibat beban hidup .......................................................................

IV - 74

4.19. Deformasi akibat beban gempa Y ......................................................................

IV -76

4.20. Gaya normal akibat beban gempa EY pada As c ...............................................

IV - 77

4.21. Gaya geser akibat beban gempa EY pada As c ..................................................

IV - 78

4.22. Gaya momen akibat beban gempa EY pada As c ..............................................

IV - 78

4.23. Deformasi akibat gempa X .................................................................................

IV - 80

4.24. Gaya normal akibat beban gempa EX pada As c ..............................................

IV - 81

4.25. Gaya geser akibat gempa X pada As c ...............................................................

IV - 82

4.26. Deformasi combo 6 pada As c ...........................................................................

IV -84

4.27. Gaya Normal akibat combo 6 pada As c ............................................................

IV - 85

4.28. Gaya geser akibat combo 6 pada As 6 ...............................................................

IV - 86

4.29. Gaya momen akibat pada As c ............................................................................

IV - 87

BAB I PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang Dengan kemajuan ilmu dalam bidang konstruksi, bentuk dan desain bangunan semakin

bervariasi dan beragam. Sebagai teknik sipil, hal tersebut merupakan sebuah tantangan baru untuk mewujudkannya. Hal ini membuat perencana harus mencari solusi dalam menterjemahkan gambar arsitek ke gambar struktural sehingga dapat menjadi sebuah proyek konstruksi. Dalam tugas akhir ini penulis akan mencoba merancang dan mendesain bangunan dengan bentuk oval berdiri. Bentuk oval sendiri dipilih karena dari bentuk struktural bangunan bentuk oval adalah bentuk yang unik. Dengan menggunakan sistem perkakuan pembesaran kolom dan balok-balok oversteek diharapkan dapat memikul gaya-gaya yang bekerja. Pada desain bangunan ini, selain menggunakan pembesaran kolom sebagai sistem perkakuannya juga menggunakan kolom-kolom yang berada disekitarnya untuk membantu menahan beban-beban vertikal dari balok. Yang kemudian menyalurkannya ke tanah melalui pondasi. Kegunaan lain dari kolom-

kolom tersebut juga untuk memperpendek bentang dari balok kantilever yang digunakan sebagai bagian dari struktural bangunan. Penggunaan balok-balok kantilever tersebut digunakan sebagai pembentuk dari desain bangunan tersebut. Kantilever pada desain bangunan ini adalah sebagai pengikat bagian luar dari bangunan. Hal ini memerlukan suatu desain yang lebih intensif mengingat selama ini kantilever hanya digunakan sebagai teras, balkon atau bagian tambahan pada bangunan. Dalam tugas akhir ini penulis mencoba mendesain bangunan berbentuk oval yang mempunyai keunikan tersendiri dengan menggunakan banyak balok oversteek dengan menggunakan sistem perkakuan perbesaran kolom. 1.2

Tujuan Tujuan penulisan Tugas Akhir ini meliputi :

1.

Merancang bangunan gedung beton bertulang berlantai banyak dengan menggunakan banyak

balok ovesteek untuk tampilan fasade (finishing luar) pada bangunan

berbentuk oval. 2.

Menganalisa perkakuan dengan mengunakan sistem perbesaran kolom pada bangunan berbentuk oval.

3.

Memeriksa kekuatan dan kekakuan dari bangunan yang menggunakan struktur kantilever.

1.3

Ruang Lingkup Pembahasan dan Batasan Masalah Ruang lingkup dari kajian ini adalah :

1.

Model struktur yang direncanakan adalah struktur dengann tapak simetris, lingkaran dengan model oval sesuai dengan gambar rencana.

2.

Bagian bangunan yang dirancang hanya pada struktur bagian atas (upper structure)

3.

Perencanaan gempa dengan menggunakan Peraturan Perencanaan Ketahanan

Gempa

Untuk Rumah dan Gedung SNI 03-1726-2002 dan refrensi yang disyaratkan. 4.

Analisis struktur beton bertulang menggunakan Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung SNI 03-2847-2002 dan refrensi

yang disyaratkan.

5.

Analisis struktur dengan menggunakan software ETABS v.9.0

6.

Bangunan dengan sistem struktur rangka beton bertulang dengan

menggunakan sistem

perkakuan perbesaran kolom. 7.

Perencanaan meliputi perhitungan kolom, balok, pelat.

8.

Gambar struktur meliputi kolom, balok, dan pelat di beberapa lantai.

8.

Lokasi bangunan di wilayah gempa 5.

1.4

Metodologi Perencanaan Metodologi perencanaan yang digunakan adalah sebagai berikut :

1.

Tinjauan pustaka dengan mempelajari literatu-literatur dari beberapa refrensi yang berkaitan dengan analisis yang dilakukan, yaitu berupa teori dan rumus-rumus yang ada.

2.

Perhitungan desain kolom, balok, pelat, yang sesuai dengan perencanaan.

3.

Dilakukan diskusi dan asistensi dengan dosen pembimbing dan dosen-dosen lain yang terlibat dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.

1.5

Sistematika Penulisan Laporan Tugas Akhir ini terdiri atas enam bab dengan Bab I Pendahuluan yang berisi latar

belakang, ruang lingkup, metodologi, dan sistematika penulisan. Bab II Tinjauan pustaka yang merupakan dasar teori sebagai rujukan dari perencanaan

ini. Bab III Membahas diagram alir

metodologi analisis dan desain. Bab IV Analisis struktur. Bab V Penulangan elemen vertikal dan horizontal dalam struktur. Bab VI Kesimpulan dan Saran.

BAB II DASAR TEORI PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG

2.1

Umum Dalam mendesain suatu struktur sebelumnya harus ditetapkan komponen-komponen yang akan

digunakan sebagai ukuran maupun yang dapat menentukan apakah gedung tersebut sesuai atau layak dengan ketentuan-ketentuan yang berlaku. Dalam perencanaan yang akan dibahas pada Tugas Akhir ini adalah perencanaan dengan menggunakan struktur beton bertulang. Beton bertulang adalah bahan bangunan yang digunakan seluruh dunia. Beton yang ditulangi dengan luas dan jumlah tulangan tidak kurang dari nilai minimum yang disyaratkan dengan atau tanpa prategang dan direncanakan berdasarkan asumsi bahwa kedua material bekerja bersama-sama dalam menahan gaya yang bekerja. Alasan digunakan beton bertulang sebagai bahan baku utama dalam perencanaan struktur adalah karena lebih efisien (murah), mudah dibentuk, mempunyai ketahanan terhadap api yang tinggi, mempunyai kekakuan yang tinggi, mudah dalam perawatannya dan relatif murah, dan material dalam pembuatannnya mudah didapatkan. Namun, ada kekurangan dari material beton itu sendiri dibandingkan dengan material bangunan lainnya, antara lain mempunyai daya kekuatan tarik yang rendah, membutuhkan bekisting dan penumpu sementara selama proses konstruksi, rasio kekuatan terhadap berat yang rendah dan stabilitas volumenya relatif rendah. Hal-hal yang harus diperhatikan dalam pencanaan desain suatu struktur diantaranya :

1. Kemampuan layan Dalam perencanaan, struktur yang di desain tersebut harus dapat menahan beban tegangan pada material dan mempunyai deformasi yang masih Pemilihan ukuran dan elemen yang dipilih layan tersebut.

2. Efisiensi

dalam

batas-batas

tanpa kelebihan yang

diijinkan.

merupakan penentu utama dalam menahan kemampuan

Prinsip utama perencanaan desain struktur dalam bidang konstruksi adalah

bagaimana

mendesain bangunan yang kuat dan aman namun dengan biaya yang relatif ekonomis.

3. Konstruksi Tinjauan konstruksi sering dipengaruhi pilihan struktural dimana penggunaan elemen-elemen struktural akan efisien apabila material yang digunakan mudah

didapat dan dibuat.

Desain struktural harus mencakup : a. Keamanan Struktur yang didesain harus aman dan kuat. Pada Struktur akan mencakup bebanbeban yang bekerja padanya desain. Yaitu beban mati (berat sendiri), beban hidup (manusia, angin, dll) dan beban gempa. b. Kekakuan Dalam perencanaan suatu gedung perlu diperhitungkan kekakuannya agar didapat struktur yang kaku dan dapat memperkuat struktur saat terjadi gempa. Kekakuan merupakan syarat mutlak yang harus sangat dipikirkan oleh perencana dalam merencanakan suatu bangunan struktur. Karena suatu struktur tidak akan dapat diterima jika bangunan tersebut tidak kaku walaupun sangat kuat. Beberapa jenis perkakuan dari suatu gedung adalah : 1.

Dinding pendukung sejajar (parallel bearing wall) Perkakukan ini terdiri dari unsur-unsur bidang vertikal yang dipratekan sehingga menyerap gaya aksi lateral secara efisien.

Dinding sejajar ini terutama digunakan

untuk bangunan apartemen yang tidak memerlukan ruang mekanisnya tidak memerlukan struktur inti.

oleh bera sendiri,

bebas yang luas dan sistem

2.

Inti dan dinding pendukung kulit luar (core and facade bearing wall) Unsur bidang vertikal membentuk dinding luar yang mengelilingi sebuah struktur

ini memungkinkan ruang interior yang terbuka, yang bergantung pada struktur lantai. Intinya adalah membuat sistem

kemampuan

inti, hal

bentangan

dari

transportasi mekanis vertikal serta menambah kekakuan

bangunan. 3.

Pelat rata (flat slab) Sistem bidang horizontal terdiri dari pelat lantai dengan tebal yang rata dan

ditumpu

pada

kolom. 4.

Rangka kaku (rigid frame) Sambungan kaku yang digunakan antara susunan unsur linear atau membentuk

bidang vertikal

dan horizontal. Pengaturan bidang vertikal terdiri dari balok dan kolom, pada grid horizontal terdiri dari balok dan gelagar. Dengan keterpaduan

dari

semuanya

menjadi

penentu

pertimbangan rancangan.

5.

Rangka kaku dan inti (rigid frame and corewall) Rangka kaku bereaksi terhadap bidang lateral, terutama melalui lentur balok dan kolom. Perilaku demikian berakibat ayunan lateral yang besar pada bangunan Akan tetapi, apabila dilengkapi struktur inti, meningkat karena interaksi inti dan dan menyerap bidang geser transportasi

ketahanan

dengan lateral

ketinggian

bangunan

akan

tertentu. sangat

rangka mengalami fungsi untuk menambah kekakuan

pada bangunan tersebut. Sistem ini memuat sistem mekanis dan

vertikal. Pada kondisi struktur dengan lantai banyak, efektifitas struktur inti

(corewall) hanya dapat terjadi 80% hingga 90% dari jumlah lantai yang ada, sehingga pada lantai atas atau 20% dari lantai keseluruhan akan tidak berfungsi secara nilai kekakuan terhadap struktur bangunan, bahkan ada kemungkinan akan

menambah

bidang geser pada lantai tersebut. c. Stabilitas Faktor stabilitas harus diperhatikan dalam mendesain struktur. Stabilitras diperlukan

untuk

dapat

menghitung momen-momen yang bekerja pada struktur. Stabilitas juga harus diperhatikan agar mencegah bangunan mengalami guling. Momen-momen yang bekerja pada struktur adalah momen geser dan momen

uplift.

4. Beban-Beban Pada Struktur Dalam perencanaan desain struktur, perlu memperkirakan secara mendalam mengenai beban-beban yang bekerja pada struktur serta besarnya beban-beban yang bekerja pada struktur tersebut. Perencanaan bangunan konstruksi pada umumnya berdasarkan pada keadaan batas atau ultimit. 1. Beban Mati Beban mati merupakan berat struktur gedung itu sendiri, yang memiliki besar dan terdapat pada satu posisi tertentu. Berat sendiri struktur bangunan

yang kostan

beton bertulang adalah pelat,

balok, kolom, dinding, tangga, langit-langit, dan saliran air. Semua metode untuk menghitung beban mati adalah untuk menghitung elemen berdasarkan volume

didasarkan atas peninjauan berat suatu material yang terlibat

elemen tersebut. Struktur luar dari desain menggunakan elemen kaca sebagai

pembentuk dari struktur bangunan. Pembebanan elemen kaca harus diperhatikan, mengingat desain berbentuk oval yang mempunyai perhitungan lebih detail akibat kelengkungan dari struktur. 2. Beban Hidup Beban hidup adalah beban yang letaknya dapat berubah atau berpindah, beban ada ataupun tidak ada. Beban hidup pada perencana struktur adalah

beban

orang,

tersebut

dapat

barang-barang,

beban angin, ataupun mesin-mesin yang sedang bekerja pada struktur. Walaupun beban hidup ini dapat ada atau tidak, beban hidup harus bekerja perlahan-

tetap menjadi perhatian dala perancanaan karena beban tersebut

lahan dalam struktur.

3. Beban Gempa Gempa merupakan fenomena alam yang tidak dapat dihindari. Didunia ini banyak yang menjadi daerah langganan gempa. Indonesia merupakan salah satunya. yang merupakan daerah rawan gempa perlu memperhitungkan struktur. Menurut SNI-03-1726-2002 sub bab rencana yang harus ditinjau dalam gempa yang

daerah

Oleh karena itu daerah

beban gempa dalam desain semua jenis

4.1.1, peraturan ini menentukan pengaruh gempa

perencanaan struktur gedung. Gempa rencana merupakan beban

ditetapkan mempunyai periode ulang 500 tahun, agar probabilitas

terjadinya terbatas

pada 10% selama umur gedung 50 tahun.

Untuk struktur beton bertulang yang berada di wilayah rawan gempa harus didesain khusus sebagai struktur strong column weak beam (gambar 2.1). Yang bertujuan agar

kolom yang didesain harus lebih

kuat dari balok, agar jika saat terjadi gempa yang

walaupun

kerusakan yang cukup parah, kolom masih

cukup

kuat,

balok

mengalami

tetap berdiri dan mampu menahan beban-beban yang

bekerja.

Gambar 2.1 Strong column weak beam

Menurut peraturan SNI-03-1726-2002 sub bab 4.7.1 Indonesia ditetapkan terbagi wilayah gempa, dimana wilayah gempa 1 adalah wilayah dengan rasio dan wilayah gempa 6 dengan rasio kegempaannya

dalam 6

kegempaannya paling rendah,

paling tinggi.

Gambar 2.2 Peta wilayah gempa Indonesia Menurut peraturan SNI-03-1726-2002 untuk menentukan beban gempa diperlukan data-data antara lain : 1.

Faktor keutamaan (I) I = I1 • I2 dimana : I

=

faktor keutamaan

I1

=

faktor keutamaan untuk menyesuaikan periode ulang gempa berkaitan dengan penyesuaian probabilitas terjadinya gempa selama umur gedung.

I1

=

faktor keutamaan untuk menyelesaikan periode ulang gempa berkaitan dengan penyesuaian umur gedung.

Adapun faktor-faktor keutamaan I1, I2, I sebagai berikut :

Kategori Gedung

Faktor Keutamaan I1

I2

I

Gedung umum seperti untuk penghunian, perniagaan, dan perkantoran

1.0

1.0

1.0

Momen dan bangunan monumental

1.0

1.6

1.6

Gendung penting pasca gempa seperti rumah sakit, instalasi air bersih, pembangkit tenaga listrik, pusat penyelamatan dalam keadaan darurat, fasilitas radio dan televisi

1.4

1.0

1.4

Gedung untuk menyimpan bahan berbahaya seperti gas, produk minyak bumi, asam, bahan beracun

1.6

1.0

1.6

Cerobong, tangki diatas menara

1.5

1.0

1.5

Tabel 2.1 Faktor keutamaan I untuk berbagai kategori gedung dan bangunan

2.

Faktor reduksi gempa (R) 1,6 ≤ R = μ • f1 ≤ Rm dimana : R =

faktor reduksi gempa

μ

=

faktor daktilitas untuk struktur gedung

f1

=

faktor kuat lebih beban beton dan bahan 1,6

Rm =

faktor reduksi gempa maksimum

Nilai R dan µ ditetapkan berdasarkan tabel : Taraf Kinerja Struktur Gedung

µ

R

Elastik Penuh

1.0

1.6

Daktail Parsial

1.5

2.4

2.0

3.2

2.5

4.0

3.0

4.8

3.5

5.6

4.0

6.4

4.5

7.2

5.0

8.0

5.3

8.5

Daktail Penuh

Tabel 2.2 Parameter Daktilitas Struktur Gedung

3.

Faktor respon gempa (C1) Nilai repon gempa didapat dari spektrum respon gempa rencana untuk

waktu getar alami fundamental (T) dari struktur gedung. Nilai tersebut bergantung pada : 1. Waktu getar alami struktur (T), dinyatakan dalam detik T = 0,06 H3/4

dimana : H =

tinggi struktur bangunan (m)

2. Nilai respons gempa juga tergantung dari jenis tanah. Berdasarkan SNI03-1726-2002, jenis tanah dibagi menjadi tiga bagian yaitu tanah keras, sedang dan lunak.

Tabel 2.3 Jenis-jenis tanah Berdasarkan SNI 03-1726-2002 nilai respons gempa bergantung pada waktu getar alami struktur dan kurvanya ditampilkan dalam spektrum respons gempa.

Gambar 2.3 Respons Spektrum Gempa Rencana (SNI 03-1726-2002)

2.2

Pelat Pelat merupakan suatu bagian struktur yang kaku secara khas terbuat dari material monolit yang

tingginya lebih kecil dibandingkan dengan dimensi-dimensi lainnya. Pelat dapat dianalisis sebagai grid-grid menerus. Pelat adalah elemen struktur beton bertulang yang secara langsung menahan beban-beban vertikal. Jika kita meninjau pelat dan memperhatikan bagaimana berbagai jenis pelat memberikan momen dan gaya geser internal yang mengimbangi momen

dan geser eksternal kita dapat mendapatkan lebih banyak manfaat dari pelat tersebut. Beban umum yang bekerja pada pelat mempunyai sifat banyak arah dan tersebar. Pelat dapat ditumpu diseluruh tepinya, atau hanya pada titik-titik tertentu atau campuran antara tumpuan menerus dan titik. Pelat sebagai penahan beban lateral, juga dapat menjadi bagian dari pengaku lateral struktur. Gaya dalam yang dominan dalam pelat adalah momen lentur, sehingga perancangan tulangannya relatif sederhana. Dalam perencanaan, pelat dapat dipermodelkan searah maupun dua arah Syarat-syarat untuk menentukan tebal minimum pelat (SK SNI T-15-1991-03) : Rumus 1

fy Ln  0,8 + 1500     h≥ (36 +9 β)

Rumus 2

fy Ln  0,8 + 1500     h≤ 36

Rumus 3

fy Ln  0,8 + 1500     h≥  36 +5βαm −0,12 1 + 1   β    

dimana : Ln

:

panjang bentang bersih pelat setelah dikurangi tebal balok (cm)

fy

:

tegangan leleh baja untuk pelat

h

:

tebal pelat

αm

:

koefisien jepit pelat

n

:

jumlah tepi pelat

β

:

Ln memanjang (cm) Ln melintang (cm)

Pada SK SNI T – 15 – 1991 – 03 pasal 3.6.6 mengijinkan untuk menentukan distribusi gaya dengan menggunakan koefisiensi momen yang dapat dilakukan dengan mudah. Untuk menentukan momen lentur maksimumnya dapat mempergunakan tabel 14 SK SNI T – 15 – 1991 – 03. Setelah menentukan syaratsyarat batas, bentang dan tabel pelat kemudian beban-beban dapat dihitung. Untuk pelat sederhana berlaku rumus :

Wu = 1,2 Wd + 1,6 Wl

Menurut SK SNI T – 15 – 1991 – 03 tebel 3.2.5 (b), batas lendutan maksimum adalah bentang. Lendutan yang terjadi akibat beban merata (Timoshenko dkk, 1998) adalah :

Ec ⋅ H 3 D= 2 12⋅Wu 1−µ α ⋅ b4 δ= D

(

dimana :

δ

= lendutan yang terjadi

α

= koefisien lendutan

Wu

= beton ultimate (kg/cm2)

μ

= nilai poison rasio

D

= momen akibat lentur untuk pelat (kg.cm)

)

 480

Ec

= modulus elastisitas beton

h

= tebal pelat

b

= lebar pelat

2.3

Balok Balok adalah bagian dari struktur bangunan yang berfungsi untuk menopang lantai diatasnya. Balok

dikenal sebagai elemen lentur yaitu elemen struktur yang dominan memikul gaya dalam berupa momen lentur dan juga geser. Balok dapat terdiri dari balok anak (joint) dan balok induk (beam). Perencanaan balok beton bertulang bertujuan untuk menghitung tulangan dan membuat detail-detail konstruksi untuk menahan momen-momen lentur ultimit, gaya-gaya lintang, dan momen-momen puntir lengan cukup kuat. Kekuatan suatu balok lebih banyak dipengaruhi oleh tinggi daripada lebarnya. Lebarnya dapat sepertiga sampai setengah dari tinggi ruangan. Ada bebrapa hal yang perlu diperhatikan dan perlu menjadi pertimbangan dalam mendesain balok beton bertulang, yaitu :

1. Lokasi tulangan 2. Tinggi minimum balok 3. Selimut beton (concrete cover) dan jarak tulangan

2.3.1

Lokasi Tulangan Tulangan dipasang dibagian struktur yang membutuhkan, yaitu pada lokasi dimana beton tidak

sanggup melakukan perlawanan akibat beban, yakni di daerah tarik (karena beton lemah dalam menerima tarik). Sehingga dapat dilihat pada gambar serat yang tertarik.

Gambar 2.4 Balok diatas dua tumpuan

sedangkan pada balok kantilever dibutuhkan tulangan pada bagian atas, karena serat yang tertarik adalah pada bagian atas.

Gambar 2.5 Balok Kantilever

Untuk balok menerus diatas beberapa tumpuan, maka di daerah lapangan dibutuhkan tulangan dibagian bawah, sedangkan di daerah tumpuan dibutuhkan tulangan utama dibagian atas balok.

Gambar 2.6 Balok menerus

2.3.2 Tinggi Balok Untuk menentukan ukuran penampang menurut SNI Beton pada pasal 9.5 terdapat tabel tinggi minimum (Hmin) balok terhadap panjang bentang :

1 L 1. 16

2.

3.

4.

untuk balok sederhana (satu tumpuan)

1 L untuk balok menerus bentang ujung 18 .5 1 L 21

1 L 8

untuk balok menerus bentang tengah

untuk balok kantilever

Namun, sacara umum dimensi balok diperkirakan dengan :

H=

1 L sampai dengan 10

1 L dengan L = bentang pelat terpanjang. 12

Jika Hmin telah diketahui, dapat diperkirakan tinggi balok yang akan didesain.

B=

2.3.3

1 H sampai dengan 2

2 H dengan H = tinggi balok 3

Selimut Beton dan Jarak Tulangan Selimut beton adalah bagian terkecil yang melindungi tulangan. Fungsi dari selimut beton itu

sendiri untuk memberikan daya lekat tulangan ke beton, melindungi tulangan dari korosi, serta melindungi tulangan dari panas tinggi jika terjadi kebakaran (panas tinggi dapat menyebabkan menurun/hilangnya kekuatan baja tulangan secara tiba-tiba)

Gambar 2.7 Selimut Beton

Tebal minimum selimut beton adalah 40 mm ( SNI Beton pasal 9.7) Sedangkan jarak antar tulangan adalah ≤ 25 mm atau ≥ db dan ≥25 mm

Gambar 2.8 Jarak Antar Tulangan

Dalam SNI 03-2847-2002 disebutkan bahwa tebal selimut beton minimum yang harus disediakan untuk tulangan harus memenuhi ketentuan sebagai berikut :

Tebal selimut No.

Kondisi Beton

minimum (mm)

1

Beton dicor langsung diatas tanah dan selalu berhubungan langsung dengan tanah

2

Beton yang berhubungan dengan tanah atau berhubungan dengan cuaca

3

75

> Batang D-19 hingga D-56…………………………………………………………..

50

> Batang D-16 jaringan kawat polos P16 atau kawat ulir D-16 dan yang lebih kecil……………………………………………………...………………………………...

40

Beton yang tidak berhubungan langsung dengan cuaca ateu beton tidak lansung berhubungan dengan tanah : > Pelat,dinding, pelat berusuk : Batang D-44 dan D-56………………………………………………………………..

40

Batang D-36 dan yang lebih kecil……………………..……………………………..

20

> Balok, kolom : Tulang utama, pengikat, sengkang, lilitan spiral……………………………………

40

> Komponen struktur cangkang, pelat lipat : Batang D-19 dan yang lebih besar…………………………………………………..

20

Batang D-16 jaring kawat polos P-16 atau ulir D-16 dan yang lebih kecil………

15

Tabel 2.4 Tebal selimut beton Untuk memeriksa kekakuan balok terhadap lendutan, lendutan maksimum yang terjadi pada tengah bentang bila balok dianggap sendi dan rol pada ujung-ujungnya (Timoshenko dkk, 1998) adalah :

δ=

dimana : L

= panjang bentang balok

E

= modulus elastisitas balok

I

= momen inersia balok

5 ⋅Wu ⋅ L4 384 ⋅ EI

Dalam merencanakan penulangan balok harus dapat memenuhi persyaratan dibawah ini : 1.

B > 0.3 H

2.

bmin > 25 cm

3.

ρmin ≤ ρ ≤ ρmaks

Menentukan tulangan tekan

As =δ < 1 As '

Koefisien balok dengan pelat, αm merupakan nilai rata-rata α untuk semua balok. Untuk mencari lebar efektif balok dengan menggunakan rumus sebagai berikut :

beff = bw + 1 L1 + 1 L2 2 2

beff = bw + 8hf + 8hf beff =

2.4

L 8

Kolom Kolom merupakan batang tekan vertikal dari suatu rangka struktur yang memikul beban dari

balok. Kolom merupakan suatu elemen struktur tekan yang sangat memegang peranan penting dalam suatu struktur. Keruntuhan kolom merupakan lokasi kritis yang dapat menyebabkan runtuhnya lantai yang bersangkutan dan juga dapat terjadi keruntuhan total dalam seluruh struktur. Menurut SNI 03-1726-2002 pada pasal 10.8 mengatakan bahwa kolom harus direncanakan untuk memikul beban aksial terfaktor yang

bekerja pada semua lantai atau atap dan momen maksimum yang berasal dari beban terfaktor pada satu bentang terdekat dari lantai atau atap yang ditinjau. Kombinasi pembebanan yang menghasilkan rasio maksimum dari momen terhadap beban aksial juga harus diperhitungkan. Syarat-syarat dalam mendesain kolom antara lain : 1.

Kolom harus direncanakan untuk memikul beban aksial terfaktor yang bekerja pada

semua

lantai atau atap dan momen maksimum yang berasal dari beban terfaktor pada satu bentang terdekat dari lantai atau atap yang ditinjau. Kombinasi

pembebanan yang mengahasilkan rasio maksimum dari

momen terhadap beban aksial juga harus diperhitungkan. 2.

Pada konstruksi rangka atau struktur menerus, pengaruh dari adanya beban yang tak seimbang pada lantai atau atap terhadap kolom luar ataupun dalam harus

Demikian pula pengaruh dari beban eksentrisitas karena sebab 3.

diperhitungkan.

lainnyajuga harus diperhitungkan.

Dalam menghitung momen akibat bebabn gravitasi yang bekerja pada kolom,

terjauh kolom dapat dianggap terjepit, selama ujung-ujung tersebut

menyatu

ujung-ujung (monolit)

dengan

komponen struktur lainnya. 4.

Momen-momen yang bekerja pada setiap level lantai atau atap harus didistribusikan

kolom diatas atau dibawah lantai tersebut berdasarkan kekakuan relatif kolom

dengan

pada juga

memperhatikan kondisi kekangan pada ujung kolom. Fungsi kolom adalah sebagai penerus beban seluruh bangunan ke pondasi. Kolom berfungsi sangat penting, agar bangunan tidak runtuh. Beban bangunan dimulai dari atap dan akan diteruskan ke kolom. Keruntuhan kolom merupakan hal yang perlu dihindari dalam perncanaan struktur bangunan. Perencanaan kolom harus memperhatikan keadaan batas tegangan (kekuatan) dan kekakuan untuk menghindari deformasi berlebihan dan tekuk. Daktail tulangan yang benar dan penutup beton yang cukup adalah hal yang penting. Perbandingan

dari kolom tidak boleh dari b 0,4

h Syarat untuk menetukan dimensi kolom (Kusuma dan Andriono, 1996) yaitu :

Nu ≤ 0,2 fc ' Agross

Agross ≥

Nu 0,2 fc '

dimana : N u = Wu = beban ultimate yang dipikul kolom (kg) A gross

= luas kolom yang dibutuhkan (cm2)

Fc’

= mutu beton (Mpa)

Untuk batang-batang eksentrisitas yang sangat besar atau yang sangat kecil, pedoman mengatur ketentuan-ketentuan keamanan tambahan, yang akan dikemukakan dibawah ini.

Gambar 2.9 Diagram interaksi untuk tekan dengan lentur Pn dan Mn

Compression failure

= keruntuhan tekan

Tension failure

= keruntuhan tarik

Balanced failure

= keruntuhan seimbang

2.5

Kelengkungan Pada Struktur Pada desain struktur berbentuk oval ini, kelengkungan pada struktur luar (fasade) perlu

diperhatikan. Hal ini dikarenakan finishing bentuk luar dari bangunan menggunakan material dari kaca yang rentan terhadap pemuaian. Kelengkungan pada fasade struktur juga mempunyai rentan yang tinggi akibat getaran yang dapat menyebabkan elemen pecah atau patah. Kelengkungan bentuk luar (fasade) merupakan diambil dari busur lingkaran dengan jari-jari setengah dari diameter gedung yaitu sepanjang 22m, dan dengan titik pusat lingkaran berada pada lantai 5 struktur gedung. Dengan panjang oversteek pada tiap-tiap lantai mengikuti pendekatan . 2.6

Baja Tulangan Beton yang digunakan sebagai bahan utama dalam struktur sangat kuat menahan tekan, namun

tidak kuat dalam menahan tarik. Maka dari itu beton menggunakan tulangan baja dalam mengatasi masalah itu. Baja yang terdapat pada beton berfungsi untuk memikul tegangan tarik pada struktur. Agar penggunaan tulangan dapat berjalan dengan efektif, harus diusahakan agar tulangan dan beton dapat mengalami deformasi bersama-sama, yang bertujuan untuk agar ikat-ikatan yang cukup kuat diantara kedua material tersebut untuk memastikan tidak terjadinya gerakan relatif (slip) dari tulangan dengan beton yang terdapat disekelilingnya. Menurut peraturan SNI 03-2847-2002 pada pasal 5.5 mengatakan baja tulangan yang digunakan harus tulangan ulir, kecuali baja polos diperkenankan untuk tulangan spiral atau tendon.

Dalam perencanaan, sering digunakan tulangan yang bersifat balance reinforced atau tulangan yang berimbang, artinya tulangan leleh pada saat bersamaan dengan hancurnya beton. Perbedaan Over Reinforced dan Under Reinforced adalah : Over Reinforced

Under Reinforced

Tulangan banyak

Tulangan sedikit

Momen nominal (Mn) besar

Momen nominal (Mn) kecil

Garis netral besar

Garis netral kecil

Tulangan belum leleh saat beton hancur

Tulangan sudah hancur saat beton hancur

Keruntuhan tekan

Keruntuhan tarik Keruntuhan bersifat perlahan

Keruntuhan bersifat tiba-tiba

(didahului retak-retak)

Brittle failure

Dactile failure

Tabel 2.5 Perbedaan Over reonforced dan Under reinforced Dari dua kondisi tersebut, dalam perancangan beton bertulang tidak disarankan reinforced, perancangan didesain harus dalam kondisi

keruntuhan under reinforced.

Banyaknya tulangan ditunjukan oleh luas penampang tulangan (As)

ρ=

dalam

As b ×d

dimana : ρ

=

angka tulangan (tanpa dimensi)

As

=

luas tulangan

ρb

=

angka tulangan dalam keadaan seimbang (balance)

ρ > ρb =

over reinforced

kondisi

over

ρ > ρb =

under reinforced

dalam perancangan :

ρ < 0,75 ρb

ρb =

0,85 ⋅ fc '⋅β ⋅1 ( fy + 6000 )

Kapasitas momen akan meningkat dengan semakin banyaknya tulangan, tetapi tulangan yang semakin banyak juga akan menyebabkan penampang semakin besar yang akan menyebabkan over reinforced. Dalam perancangan, penampang dengan kapasitas besar akan tetapi tetap mengalami under reinforced. Cara terbaik untuk mengatasinya dengan menggunakan tulangan rangkap, tulangan atas (tekan) dan tulangan bawah (tarik).

2.7

Dasar-dasar Perencanaan Gedung Bertingkat Banyak Metode yang digunakan dalam menganalisa perencanaan bangunan pada Tugas Akhir ini yaitu,

Analisis beban statik ekuivalen dan Analisis dinamis. Umumnya untuk bangunan sederhana, simetris dan beraturan, metode statik ekuivalen cukup efektif digunakan.

2.7.1 Perbedaan Antara Beban Statik dan Beban Dinamik 1.

Analisis Beban Statik Ekuivalen Analisis beban statik ekuivalen adalah suatu cara analisa statik struktur,

pengaruh gempa pada struktur dianggap sebagai beban-beban statik

horizontal

dimana untuk

menirukan

pengaruh gempa yang sesungguhnya akibat pergerakan tanah. Analisis beban gempa statik ekuivalen

pada struktur gedung beraturan yaitu beban-beban gempa praktis

suatu cara analisis statik 3 dimensi linier dengan meninjau

statik ekuivalen, sehubungan dengan sifat struktur gedung beraturan yang

berperilaku sebagai struktur 2 dimensi, sehingga respon dinamiknya praktis hanya

ditentukan oleh respon ragamnya yang pertama dan dapat ditampilkan sebagai

akibat

dari

Setiap struktur gedung harus direncanakan dan dilaksanakan untuk menahan suatu beban

geser

beban gempa statik ekuivalen.

dasar akibat gempa dalam arah-arah yang ditentukan. Gaya lateral direncanakan dan dilaksanakan dan dilaksanakan untuk menahan suatu geser dasar akibat gempa (V) dalam arah-arah yang ditentukan. Besarnya

beban

beban lateral menurut

peraturan SNI-03-1726-2002 dapat dinyatakan sebagai berikut :

V =

dimana :

C1 ⋅1 Wt R

V

=

Gaya geser horizontal total akibat gempa

R

=

Faktor reduksi gempa

C1

=

Faktor respon gempa

1

=

Faktor keutamaan

Wt

=

Berat total bangunan termasuk beban hidup yang sesuai

Beban geser dasar nominal V harus dibagikan sepanjang tinggi struktur gedung menjadi bebanbeban gempa nominal statik ekuivalen Fi yang menangkap pada pusat massa lantai-1 menurut persamaan :

Fi =

Wi ⋅ Z i n

∑Wi ⋅ Z i i =l

⋅V

dimana :

2.

Wi

=

Berat lantai tingkat-1

Zi

=

Ketinggian lantai

Analisis Beban Gempa Dinamik Analisa dinamik adalah untuk menetukan pembagian gaya geser tingkat akibat

tanah oleh gempa dan dapat dilakukan dengan cara analisa ragam spectrum

gerakan

respon atau dengan cara

analisa respon riwayat waktu. Salah satu aspek penting dalam analisa dinamik adalah periode dan pola getar yang menghasilkan frekuensi dan periode. Analisa dinamik harus dilakukan untuk struktur gedung-gedung berikut : 1.

Gedung-gedung yang tingginya lebih dari 40 m

2.

Gedung-gedung yang memiliki lebih dari 10 lantai

3.

Gedung-gedung yang strukturnya tidak beraturan

4.

Gedung-gedung yang bentuk, ukuran, dan peraturannya tidak umum

5.

Gedung-gedung dengan kekakuan tingkat yang tidak merata

alami,

Analisa dinamik yang ditentukan didasarkan atas prilaku struktur yang bersifat elastik penuh dengan meninjau gerakan gempa dalam satu arah. Salah satu aspek penting dalam analisa dinamik adalah periode dan pola getar alami. Dalam hal ini dapat dilakukan analisis modal untuk mode getaran dengan menggunakan eigenvector. Struktur dengan jumlah bentang dan kolom tersebar dapat diidealisasikan hubungan massa dan periode, sehingga dapat dianggap:

2.8

1.

Massa terpusat pada bidang lantai

2.

Balok pada lantai, kaku tak hingga dibandingkan kolom

3.

Deformasi struktur tak dipengaruhi gaya aksial yang terjadi pada struktur

Faktor Beban Ultimit Ketentuan desain gempa SNI 2847 memakai dasar desain kekuatan terbatas dan bukan desain

tingkat layan (elastis) Menurut SNI beton 2002 pasal 11.2 secara umum ada 6 macam kombinasi beban yang harus dipertimbangkan, 1.

1.4 D

2.

1.2 D + 1.6 L

3.

1.2 D + 1.0 L ± 1.0 (Ex ± 0.3 Ey)

4.

1.2 D + 1.0 L ± 1.0 (0.3 Ex ± Ey)

5.

0.9 D ± 1.0 (Ex ± 0.3 Ey)

6.

0.9 D ± 1.0 (0.3 Ex ± Ey) Beban gempa nominal E adalah kombinasi beban pada SNI 2847 ini, memakai

terfaktor = 1,0 karena E adalah beban Ultimate.

beban

2.9

Analisis Struktur Struktur dengan menggunakan beton bertulang berlantai banyak merupakan kombinasi dari balok,

kolom, pelat dan dinding yang dihubungkan satu sama lain untuk membentuk suatu kerangka monolitis. Setiap bagian harus mampu menahan gaya yang bekerja padanya. Analisis dimulai dengan menghitung seluruh beban yang dipikul oleh konstruksi, termasuk berat sendiri konstruksi. Selanjutnya parameter-parameter penampang seperti luas dan momen inersia dihitung. Gaya-gaya dapat dihitung dengan berbagai metode analisin struktur statis tak tentu, baik secara manual maupun software komputer. Pada Tugas Akhir ini digunakan program komputer ETABS. Beban yang terima struktur direncanakan sebagai pembebanan vertikal gravitasi dan pembebanan leteral gempa. Pembebanan vertikal gravitasi terdiri atas beban mati dan beban hidup.

BAB III METODELOGI PERENCANAAN

3.1

Langkah Kerja Dalam melakukan perencanaan struktur dengan menggunakan balok-balok kantilever dibuat

langkah kerja dalam bentuk flow chart atau bagan alur seperti dibawah ini :

MULAI

PENGUMPULAN DATA

DESAIN GAMBAR

• • •

• • •

PERENCANAAN AWAL Pelat Balok Kolom

PERHITUNGAN BEBAN MANUAL Beban Mati Beban Hidup Beban Gempa

: Tidak

:

ANALISA STRUKTUR DENGAN ETABS • Beban Mati • Beban Hidup • Beban Gempa

•

• •

Tidak

DESAIN TULANGAN LENTUR Pelat

PERIKSA TULANGAN Tulangan perlu < Tulangan terpasang

GAMBAR TULANGAN

3.2.1

Pengumpulan Data

:

Pelat Balok Kolom

Gambar 3.1 Bagan Alur Perencanaan

Metodologi Analisis

& GESER :

Balok Kolom

• • •

3.2

:

SELESAI

Pengumpulan data dimaksudkan untuk mendapatkan data-data yang akan diolah dalam perhitungan, data-data tersebut akan menjadi acuan dalam melakukan perencanaan struktur. Data-data yang dibutuhkan seperti kegunaan dari bangunan itu sendiri, lokasi struktur, jumlah lantai, tinggi lantai, tingkat daktalitas struktur, kuat tekan beton yang digunakan, tinggi leleh baja tulangan yang digunakan, modulus elastisitas, dan gambar struktur dari desain.

3.2.2

Desain Gambar Desain gambar bertujuan untuk mengetahui model dari desain struktur yang akan direncanakan.

Dalam tugas akhir ini penulis merencanakan denah gambar dengan permodelan gedung berbentuk oval (tube). Pemilihan bentuk tersebut dikarenakan karena penulis ingin mengamati perilaku dari stabilitas struktur terhadap gempa. Karena desain bentuk struktur yang mengecil dibagian bawah dan atas serta melebar dibagian tengahnya.

3.2.3

Desain Pendahuluan (Preeliminary Design) Perhitungan prarencana bertujuan untuk menghitung dimensi rencana seperti pelat, balok, dan

kolom agar memperoleh suatu nilai yang optimal.

3.2.4

Menghitung Beban Dalam perhitungan beban, digunakan dua metode. Metode manual dan metode dengan

menggunakan software ETABS. Penggunaan dua metode ini dimaksudkan agar mendapatkan perhitungan beban yang lebih akurat dan teliti dalam perencanaan. Metode manual menggunakan cara konvensional dengan menerapkan rumus-rumus yang ada. Sedangkan metode dengan menggunakan software menggunakan permodelan struktur ETABS yang dihitung secara otomatis menurut beban-beban yang kita masukan.

3.2.5

Desain Tulangan Lentur dan Geser

1. Desain Balok Terhadap Lentur Jika balok dibebani secara bertahap mulai dari beban yang ringan sampai qu sebagai beban batas, penampang balok mengalami keadaan lentur. Proses peningkatan beban berakibat terjadinya korosi tegangan dan regangan yang berbeda pada tahapan pembebanan.

Gambar 3.2 Hubungan Tegangan dan Regangan Pada Beton Desain tulangan lentur ini bertujuan untuk mengetahui jumlah dan besar tulangan yang optimal dalam menahan gaya lentur. Sifat tulangan terlebih dahulu mencapai titik leleh sebelum kehancuran beton inilah yang dikehendaki dalam desain dan disebut perencanaan tulangan lemah penampang. Sebaliknya perencanaan tulang kuat didefinisikan bila terlebih dahulu beton mencapai tegangan batas sebelum terjadinya kelelehan baja tulangan. Desain dengan tulangan yang kuat sedapat mungkin dihindari dalam perencanaan, karena akan terjadi keruntuhan secara mendadak yang sifatnya destruktif dan berakibat fatal bagi pengguna. Jenis-jenis keruntuhan lentur Dengan data-data penampang yang didapat, mutu beton, dan tulangan yang digunakan, terdapat 3 kemungkinan keruntuhan yang akan terjadi 1. Keruntuhan tarik (under reinforced)

Pada keruntuhan ini tulangan mencapai tegangan lelehnya terlebih dahulu, setelah itu beton baru mencapai regangan batasnya, kemudian struktur runtuh.

2. Keruntuhan tekan (over reinforced) Keruntuhan tekan diakibatkan karena penggunaan tulangan yang terlalu banyak, sehingga beton akan hancur terlebih dahulu. Keruntuhan ini harus dihindari dalam perencanaan karena keruntuhan ini bersifat tiba-tiba.

3. Keruntuhan seimbang (ballance) Pada keruntuhan ini, tulangan baja dan beton secara bersama-sama mencapai regangan batasnya. Jenis keruntuhan ini juga harus dihindari dalam perencanaan karena bersifat tiba-tiba.

2. Desain Balok Terhadap Geser dan Torsi Kekuatan tarik beton jauh lebih kecil dibandingkan dengan kekuatan tekannya, maka dari itu desain terhadap geser merupakan hal yang sangat penting dalam struktur beton. Perilaku balok pada keadaan runtuh karena geser sangat berbeda dengan keruntuhan lentur. Balok yang terkena keruntuhan geser akan langsung runtuh tanpa adanya peringatan terlebih dahulu, selain itu retak diagonalnya lebih besar dibandingkan dengan retak lenturnya. Oleh sebab itu desain balok tehadap gaya geser harus diperhitungkan secara teliti. Gaya geser dirancang berdasarkan momen ekstrim dan gaya lintang pada balok yang mengalami pembebanan yang paling ekstrim. Balok selain menerima gaya geser juga menerima beban torsi yang didalam sistem struktur dapat digolongkan atas dua tipe yaitu torsi statis tertentu dan torsi statis tak tentu. Statis tertentu jika jumlah dari torsi yang harus dipikul bisa memenuhi persyaratan statika dan bebas dari kekakuan unsur. Sedangkan torsi tak tentu terjadi dalam keadaan dimana tidak akan ada torsi kalau ketidaktentuan statika dihilangkan. Perencanaan Balok Terhadap Geser Perencanaan penampang akibat geser harus didasarkan pada : Vu ≤ Ø V n Dimana Vu adalah gaya geser terfaktor pada penampang yang ditinjau dan V n adalah kuat geser nominal yang dihitung dari :

Vn = Vc + Vs Vc = kuat geser nominal yang disumbangkan beton Vs = kuat geser nominal yang disumbangkan oleh tulangan geser

Hal yang harus dipenuhi dalam menetukan kuat geser : 1.

Untuk kuat geser Vn harus memperhitungkan pengaruh setiap bukaan pada

komponen

struktur. 2.

Untuk kuat geser Vu dimana berlaku pengaruh regangan aksial tarik yang disebabkan oleh rangkak dan susut pada komponen struktur yang terkekang, maka harus diperhitungkan pengaruh tarik tersebut pada pengurangan kuat geser.

Perencanaan Balok Terhadap Torsi Kuat momen torsi dalam merencanakan penampang terhadap torsi harus didasarkan kepada : Tu ≤ Ø Tn Dimana Tu merupakan torsi terfaktor pada penampang yang ditinjau, sedangkan Tn adalah kuat momen torsi nominal yang harus dihitung dengan : Tn = Tc + Ts Ts = kuat momen torsi nominal yang disumbangkan oleh beton.

Dalam menentukan penulangan pada balok dapat dibedakan menjadi dua bagian diantaranya :

1. Tulangan dipasang simetris pada dua sisi penampang kolom. 2. Tulangan dipasang sama rata pada sisi-sisi penampang kolom.

1.

Desain Kolom Terhadap Aksial dan Lentur

Perencanaan suatu kolom terutama didasarkan pada kekuatan dan kekakuan penampang lintangnya terhadap beban aksial dan momen lentur. Kolom tersebut harus memiliki kekakuan yang sedemikian rupa, sehingga kekuatan dalam kombinasi beban aksial dan lentur ini harus memenuhi persamaan keserasian tegangan dan regangan. Serta berdasarkan beban kombinasi yang paling ekstrim yang terjadi pada kolom. Pada situasi pembebanan lentur dengan gaya aksial harus terjadi kesetimbangan ∑H = 0, sehingga didapat persamaan : ØP

= Ø (Cc + Cs – Ts)

Ø

= koefisien reduksi (fc’ ≤ 30 Mpa Ø = 0,85) (30 Mpa ≤ fc’ ≤ 58 Mpa Ø = 0.85 – 0.05/7 (fc’ – 30) (fc’ ≥ 58 Mpa Ø = 0,65)

ØP

= Ø (0.81 fc’ · a · b + As’ · Es · ε’s – fy · As)

Sesuai dengan syarat kesetimbangan momen ∑M=0, maka didapat persamaan : ØM

= Ø (Cc + Cs – Ts)

ØM

= Ø {Cc(0.5 – 0.5a) + Cs(0.5h – d’) – Ts (0.5h – ds)}

ØM

= Ø {[0.81 fc’·a·b(0.5h – 0.5a)] + [As’·Es·ε’s(0.5h-d’)] – [fy·As(0.5h – ds)]

Pada SK SNI T-15-1991-03 pasal 3.14.4 menetapkan batasan untuk gaya yang bekerja pada beban yang mengalami beban lentur dan aksial. Pada pasal tersebut menjelaskan bahwa komponen struktur rangka yang mengalami beban aksial dan lentur harus : 1. Untuk penampang yang berdimensi pendek yang telah diukur pada satu garis lurus melalui titik berat penampang tidak boleh kurang dari 300 mm. 2. Perbandingan rasio dimensi penampang terpendek terhadap dimensi yang tegak lurus terhadapnya tidak boleh kurang dari 0,4. 3. Untuk rasio tinggi kolom terhadap dimensi penampang kolom yang terpendek tidak boleh lebih besar dari 25. Nila pada kolom tersebut mengalami momen yang dapat berbalik tanda, rasionya tidak boleh lebih besar dari 16. Sedangkan pada kolom kantilever rasionya tidak boleh lebih dari 10. Penggunaan grafik pada grafik 6.2 CUR 4 (terdapat pada lampiran) dapat juga dilakukan dalam membantu perhitungan desain maupun analisa, terutama pada saat penulangan isi kolom, dimana dari grafik tersebut didapat perbandingan antara luas total penampang dengan luas tulangan.

4. Penulangan Pada Pelat Perhitungan penulangan pada pelat dimodelkan seperti perhitungan tulangan pada balok, diasumsikan lebar balok dianggap 1 meter. Dengan menggunakan perbandingan antara sisi panjang dan sisi pendek pada pelat.

Ly Lx

=

Mlx

= 0,001 × Wu × Lx2 × x

Mly

= 0,001 × Wu × Lx2 × x

Mtx

= -0,001 × Wu × Lx2 × x

Mty

= 0,001 × Wu × Lx2 × x

Diambil Momen terbesar (Mmax) = Mu Mn

=

Mu

φ

Tebal pelat minimum (hmin)

1 ⋅L (didapat h) 20 =

Penutup beton tebalnya ditentukan berdasarkan Tabel 3 CUR mis. untuk Ø < 16 mm, tebal pelat = 40 mm gunakan

M n b ⋅d 2

Tentukan nilai ρ berdasarkan grafik dan tabel perencanaan beton bertulang (CUR.4) tabel 5.2 As

= ρ · b · d · 106

→ didapatkan tulangan (As terpasang = ...... mm2)

Cek : Terhadap rasio tulangan max dan min ρ=

As b ⋅d

→ ρmin ≤ ρ ≤ ρmax (ok!!!)

Terhadap lendutan Lendutan yang terjadi harus lebih kecil dari lendutan ijin (L/240)

3.2.6

Gambar Tulangan Gambar tulangan adalah hasil atau produk yang keluar dari desain perencanaan yang dibuat.

Gambar tulangan bertujuan untuk memudahkan pekerja dalam membuat atau menjadikan hasil perhitungan kita ke dalam lapangan. Gambar tulangan merupakan gambar dari penulangan pelat, kolom, dan balok.

BAB IV ANALISA STRUKTUR

4.1

Data-data Struktur

Pada bab ini akan membahas tentang analisa struktur dari struktur bangunan yang direncanakan serta spesifikasi dan material yang digunakan. 1. Bangunan direncanakan akan digunakan sebagai Perkantoran 2. Struktur direncanakan dengan tingkat daktilitas penuh 3. Bangunan 10 lantai 4. Lokasi struktur berada di wilayah gempa 5 5. Sistem pelat yang digunkan adalah konvensional 6. Kuat tekan beton fc’

= 25 Mpa atau 250 kg/cm2

7. Tinggi lantai 1-10

=4m

8. Tegangan leleh tulangan baja fy = 270 Mpa

9. Modulus elastistas beton Ec

4.2

= 4700 fc' Mpa = 4700 27 = 23500000

Perencanaan Awal (Preliminary Design)

Perhitungan perencanaan awal ini bertujuan untuk menghitung dimensi rencana struktur seperti pelat, balok, dan kolom agar memperoleh suatu nilai yang optimal.

4.2.1 Pra Rencana Pelat

A B C D E F G H I 9 8 7 6 5 4 3 2 1

Gambar 4.1 Denah Lantai

6000 mm

6000 mm Gambar 4.2 Dimensi Satu Pelat

Menentukan Koefisien Jepit Pelat (αm) Koefisien jepit pada pelat merupakan nilai rata-rata αm untuk semua balok pada tepi suatu panel. α1

α2

α4

6000 mm

α3 6000 mm Gambar 4.3 Diagram letak α

Untuk α 1 (asumsi tebal pelat 120 mm) be

ht

ha

bo Balok dengan 2 ujung menerus ht > l21=600021=285,7 mm diambil ht = 400 mm bo = 250 mm

be < 14×6000=1500 mm be < bo+6000+2502+6000-2502= 6000 mm

ambil yang terkecil

be =

1500 mm be < bo + 8 (120) + 8 (120) = 2120 mm C

1

= 112[1+(1500250-1)(120400)

3

+3150250-11-12040021204001+1500250-

1(120400)=0,17

I2b = C1 ∙ bo ∙ht3 = 0,17∙250∙4003=2.720.000.000 mm4 I2p = 112∙5000∙1203=720.000.000 mm4 ∴α1=I2bI2p=2.720.000.000720.000.000=3,78

Untuk α 2 (asumsi tebal pelat 120 mm) be

ht

ha

bo Balok dengan 2 ujung menerus ht > l21=600021=285,7 mm diambil ht = 400 mm bo = 250 mm be < 14×6000=1500 mm be < bo+6000+2502+6000-2502= 6000 mm be < bo + 8 (120) + 8 (120) = 2120 mm C

1

= 112[1+(1500250-1)(120400)

ambil yang terkecil be = 1500 mm

3

+3150250-11-12040021204001+15002501(120400)=0,17

I2b = C1 ∙ bo ∙ht3 = 0,17∙250∙4003=2.720.000.000 mm4 I2p = 112∙6000∙1203=864.000.000 mm4 ∴α2=I2bI2p=2.720.000.000864.000.000=3,15

Karena panjang bentang sama maka α 2 = α 3 = α 4 = 3,15 α rata-rata = 3,78+3,15+3,15+3,154=3,31

fy = 270 Mpa ℓ n = bentang bersih terpendek pelat = 4 m = 4000 mm β = 60006000=1 α m = 3,31 > 2,0 h ≥ l(0,8+fy1500)36+9β=4000(0,8+2701500)36+9 (1)=87,1 mm

Maka h = 120 mm (Tebal Pelat) Dalam perhitungan awal tebal pelat diasumsikan 120 mm, dan memenuhi syarat untuk digunakan. Namun penulis mengambil tebal pelat 90 mm agar menjadi lebih efisien dan walaupun tebal pelat dikurangi tetap memenuhi syarat. Periksa Kekakuan Pelat Terhadap Lendutan (δ) ➢ Pelat Bagian Tengah Pembebanan Ultimit Pada Lantai Beban Mati Tebal Pelat

:

0,12 m x 24 KN/m2

=

2,88KN/m2

Berat Penutup Lantai

:

(Keramik + Semen)

=

0,175KN/m2

Berat Plafon + Rangka

:

0,11 KN/m2 + 0,07 KN/m2 = 0,18 KN/m2

+ =

2,515KN/m2

=

2,5KN/m2

Beban Hidup Gedung diperuntukan untuk perkantoran

Wu = 1,2 qd + 1,6 ql = 1,2 (2,515) + 1,6 (2,5) = 7,018 KN/m2 Momen Lentur Pelat (D)

D = E∙h312(1-μ2)=23.500.000∙0,1212(1-0,22)=183593,75

Lendutan Pada Pelat (δ) δ=α∙Wu∙b4D=3,31∙7,018∙6183593,75=0,00076

Lendutan izin maksimum δizin=L480=6480=0,0125 δ