bab iv perhitungan struktur 4.1. gambar 4.2. untuk tampak

76

BAB IV

PERHITUNGAN STRUKTUR

4.1. Perhitungan Atap

Dalam perencanaan sebuah struktur bangunan gedung, perencanaan struktur atap

adalah perencanaan yang harus dihitung pertama kali pada perencanaan sebuah

struktur bangunan gedung. Pada perencanaan atap ini menggunakan kuda-kuda baja

dengan menggunakan bentuk limasan untuk bagian penutup atap yang dapat dilihat

pada Gambar 4.1., Gambar 4.2. dan Gambar 4.3. untuk tampak atas rangka atap.

Perhitungan struktur atap didasarkan pada panjang bentang kuda-kuda. Selain itu

harus diperhitungkan juga terhadap beban yang bekerja, yaitu meliputi beban mati,

beban hidup, beban angin, dan lainnya. Setelah diperoleh pembebanannya, kemudian

dilakukan perhitungan serta perencanaan ukuran profil batang kuda-kuda yang akan

digunakan. Adapun pemodelan struktur atap adalah sebagai berikut:

Gambar 4.1. Perspektif Rangka Atap

Sumber: Dokumen Pribadi AutoCAD 2007

77

Gambar 4.2. Tampak Atas Rangka Atap


Gambar 4.3. Pemodelan Kuda-Kuda


78

4.1.1. Pedoman Perhitungan Atap

Dalam perencanaan atap, adapun pedoman yang dipakai, sebagai berikut:

1. Gunawan, Rudy. 1998. Tabel Profil Konstruksi Baja. Penerbit Kanisius :

Yogyakarta.

2. Pedoman Perencanaan Pmbebanan Untuk Rumah dan Gedung (PPPURG 1987)

3. Setiawan, Agus. 2008. Perencanaan Struktur Baja dengan Metode LRFD.

Penerbit Erlangga : Jakarta.

4. SNI 03-1729-2002. Tata Cara Perencanaan Struktur Baja untuk Bangunan

Gedung.

4.1.2. Perencanaan Gording

Pada perencanaan gording, perencanaan yaitu meliputi beberapa tahapan: data-

data teknis, pembebanan gording, kombinasi dan kontrol kekuatan profil pada

gording.

4.1.2.1. Data-data Perencanaan Gording

Bentang kuda-kuda = 13,5 m

Jarak kuda-kuda = 2,9 m

Jarak gording = 1,8 m

Sudut kemiringan atap = 20°

Sambungan = Baut

Profil gording = Hollow Structural Tube

= 125.125.4,5

Berat gording = 16,60 kg/m

Dalam perencanaan kuda-kuda, gording menggunakan profil baja Hollow

Structural Tube. Adapun data dari profil baja Hollow Structural Tube dengan

ukuran 125.125.4,5 dapat dilihat pada Tabel 4.1.

Tabel 4.1. Profil Hollow Structural Tube

79

Sumber : Tabel Profil Konstruksi Baja, hal 54 dan 55

Modulus Elastisitas (E) = 200.000 Mpa

Modulus geser ( G ) = 80.000 Mpa

Poisson ratio ( m ) = 30 %

Koefisien muai ( at ) = 1,2 x10-6

/ ºC

(pasal 5.1.3, SNI 03- 1729- 2002, hal 9)

Mutu baja = BJ 37

Berat per Unit Volume Baja = 7850 kg/m3

Tegangan leleh ( fy ) = 240 Mpa

Tegangan Ultimit ( fu ) = 370 Mpa

Peregangan minimum = 20 %

Adapun data dari profil baja dapat dilihat pada Tabel 4.2.

Tabel 4.2. Sifat Mekanis Baja Struktural

Sumber : tabel 5.3, SNI 03- 1729- 2002, hal11

Penutup atap Genteng = 50 kg/m2

Plafond eternit + penggantung = 11+7 = 18 kg/m2

(PPPURG 1987, hal 6 )

Beban hidup gording = 100 kg

Beban air hujan = (40 – 0,8 x 20°) = 24 kg/m2


Tekanan tiup angin = 25 kg/m2

80


4.1.2.2. Perhitungan Gording

Dalam perhitungan gording ada beberapa tahapan yang harus diperhatikan,

adapun dalam perhitungannya harus sesuai dengan syarat dan peraturan-peraturan

yang berlaku. Berikut ini adalah beberapa tahapan dalam perhitungan gording.

Gambar 4.4. Gording Hollow Structural Tubings

Sumber: Tabel Konstruksi Baja Rudy Gunawan

Profil gording Hollow Structural Tubings 125.125.4,5

Sectional area 21,17 cm2

= 2117 mm2

Weight 16,60 kg/m

Position of centre of gravity Cx = 0 cm

Cy = 0 cm

Geometrical moment of Inertia Ix = 506,0 cm4

= 50,6 x 105

mm4

Iy = 506,0 cm4

= 50,6 x 105

mm4

Radius of gyration ix = 4,890 cm

= 4,89 x 10 mm

iy = 4,890 cm

= 4,89 x 10 mm

Elastic modulus of section Zx = 80,90 cm3

= 80,9 x 103 mm

3

Zy = 80,90 cm3

= 80,9 x 103 mm

3

( Tabel Profil Konstruksi Baja, Rudy Gunawan, hal 51)

4.1.2.3. Pembebanan Gording

a. Beban Mati (q)

81

Beban mati adalah beban merata yang terjadi akibat beban gording itu

sendiri dan beban-beban tetap permanen, adapun pembebanan sebagai berikut:

Gambar 4.5. Pemodelan Beban Mati


Beban Penutup Atap = 50 kg/m2 x 1,8 m = 90,00 kg/m

Berat Gording = 16,60 kg/m

Berat trackstang (10% x 16,60 kg/m) = 1,66 kg/m

Jadi total beban mati (q) = 108,26 kg/m

b. Beban Hidup (p)

Beban hidup adalah beban terpusat yang berasal dari beban air hujan dan

beban manusia yang bekerja pada atap, dengan berat P = 100 kg. Adapun

pembebanannya sebagai berikut :

Gambar 4.6. Pemodelan Beban Hidup


Beban Hidup Pekerja = 100 kg

Beban Air Hujan = (40 – 0,8 x 200) = 24 kg/m

2

= 24 kg/m2

x 2,9 m x 1,8 m

+

82

= 125,28 kg

c. Beban Angin (w)

Beban angin adalah beban yang timbul dari hembusan atau terpaan angin

yang terdiri dari dua jenis, yaitu angin tekan dan angin hisap dengan arah

pembebanannya tegas lurus bidang atap. Besaran tekanan positif dan negatif

dapat ditentukan dengan mengalikan tekanan tiup dengan koefisien angin.

Adapun beban angin yang terjadi diakibatkan angin tekan dan angin hisap pada

atap dapat dilihat pada Gambar 4.7.

Gambar 4.7. Gambar Angin Tekan dan Angin Hisap

Sumber : Dokumen Pribadi

Diasumsikan pada daerah yang jauh dari tepi laut maupun pantai dengan

besaran :


Koefisien angin:

Angin tekan = 0,02 α - 0,4 = 0,02 x 20º - 0,4 = 0

Angin hisap = - 0,40

(pasal 2.1.3.3,PPPURG1987, hal 20)

Beban angin :

Beban angin tekan (Wty) = 0 x 1,8 m x 25 kg/m2

= 0 kg/m

Beban angin hisap (Why) = - 0,4 x 1,8 m x 25 kg/m2

= - 18 kg/m

4.1.2.4. Momen Akibat Pembebanan Gording

a. Beban Mati (D)

q = 108,26 kg/m

Jarak Antar Kuda Kuda (L) = 2,9 m

83

qx = q sin α = 108,26 . sin 20º = 37,028 kg/m

qy = q cos α = 108,26 . cos 20º = 101,732 kg/m

b. Beban Hidup (L)

Beban Hidup Pekerja

P = L = 100 kg

Jarak Antar Kuda Kuda (L) = 2,9 m

Px = P sin α = 100 .sin 20º = 34,202 kg/m

Py = P cos α = 100 .cos 20º = 93,97 kg/m

Mx = (1/4 .Px .L)

= (1/4 x 34,202 x 2,9)

= 24,797 kg.m

My = (1/4 .Py .L)

= (1/4 x 93,97 x 2,9 )

= 68,129 kg.m

Beban Hidup Air Hujan

P = L = 125,28 kg

Px = P sin α = 125,28. sin 20º = 42,849 kg

Py = P cos α = 125,28. cos 20º = 117,725 kg

Mx = (1/4 .Px .L)

= (1/4 x 42,849 x 2,9)

= 31,066 kg.m

My = (1/4 .Py .L)

= (1/4 x 117,725 x 2,9)

= 85,351 kg.m

Jadi jumlah beban hidup pekerja dan beban hidup air hujan adalah:

Px total = 34,202 + 42,849 = 77,051 kg.m

Py total = 93,97 + 117,725 = 211,695 kg.m

Mx total = 24,797 + 31,066 = 55,863 kg.m

My total = 68,129 + 85,351 = 153,48 kg.m

c. Beban Angin (W)

MWty = (1/8 .Wty . L2) MWhy = (1/8 .Why . L

2)

Mx = (1/8 . qx . L2)

= (1/8 x 37,028 x 2,92 )

= 38,926 kg.m

My = (1/8 . qy . L2)

= (1/8 x 101,732 x 2,92 )

= 106,946 kg.m

84

= (1/8 x 0 x 2,92)

= 0 kg.m ( tekan )

= (1/8 x -18 x 2,92)

= -18,923 kg.m ( hisap )

4.1.2.5. Kombinasi Pembebanan Gording

Berdasarkan beban-beban yang ada diatas maka struktur baja harus mampu

memikul semua kombinasi pembebanan. Adapun kombinasi pembebanan yang

digunakan yaitu sebagai berikut :

a. U = 1,4 D

Ux = 1,4 . 38,926 kg.m = 54,4964 kg.m

Uy = 1,4 . 106,946 kg.m = 149,7244 kg.m

b. U = 1,2 D + 0,5 La

Ux = 1,2 . 38,926 kg.m + 0,5 . 55,863 kg.m = 74,6427 kg.m

Uy = 1,2 . 106,946 kg.m + 0,5 . 153,48 kg.m = 205,0752 kg.m

c. U = 1,2 D + 1,6 La + 0,8 W

Ux = 1,2 . 38,926 kg.m + 1,6 . 55,863 kg.m + 0,8 .(0)

= 136,092 kg.m

Uy = 1,2 . 106,946 kg.m + 1,6 . 153,48 kg.m + 0,8.(-18,923 kg.m)

= 358,7648 kg.m

d. U = 1,2 D + 1,3 W + 0,5 La

Ux = 1,2 . 38,926 kg.m + 1,3 (0) + 0,5 . 55,863 kg.m

= 74,6427 kg.m

Uy = 1,2 . 106,946 kg.m + 1,3 (-18,923 kg.m) + 0,5 . 153,48 kg.m

= 180,4753 kg.m

e. U = 0,9 D ± 1,3 W

Ux = 0,9 . 38,926 kg.m + 1,3 (0) = 35,0334 kg.m

= 0,9 . 38,926 kg.m - 1,3 (0) = 35,0334 kg.m

Uy = 0,9 . 106,946 kg.m + 1,3 (-18,923 kg.m) = 71,6515 kg.m

= 0,9 . 106,946 kg.m - 1,3 (-18,923 kg.m) = 120,8513 kg.m

(pasal 6.2.2, SNI 03- 1729- 2002, hal 13)

Jadi Mux max = 136,092 kg.m = 136,092 x 104

N.mm

Muy max = 358,7648 kg.m = 358,7648 x 104 N.mm

85

4.1.2.6. Kontrol Kekuatan Profil

a. Kontrol Kelangsingan Penampang

Asumsi : Penampang Kompak bila λ < λp

Penampang Tidak Kompak bila λp < λ ≤ λr

Penampang Langsing λ > λr

Sayap =

Badan =

Sayap = λ = = 32,275

λ = = 40,344

Badan = λ = = 108,444

λ = = 164,602

Sayap = λ < λp “Penampang Kompak”

Badan = λ < λp “Penampang Kompak”

(Tabel 7.5-1 SNI 03 – 1729 – 2002, hal 31)

Sayap = λ

= λ

= 32,332

λ

= λ

= 40,415

Badan =λ

= λ

= 69,859

λ

= λ

= 164,545

Sayap = λ < λp “Penampang Kompak”

Badan = λ < λp “Penampang Kompak”

(Tabel B4.1b SNI – 1729 – 2015, hal 20)

b. Kontrol Terhadap Lendutan

E = 2,0 x 105 Mpa. = 2,0 x 10

6 kg/cm

2

menggunakan asumsi 1 Mpa = 1 N/mm2

= 10 kg/cm2,

Momen inersia yang berada pada profil Hollow Structular Tube,

Ix = 506,0 cm4, Iy = 506,0 cm

4.

(Tabel Profil Kontruksi Baja, hal 55)

86

Akibat Beban Mati

fx =

=

= 0,034 cm

fy =

=

= 0,093 cm

Akibat Beban Hidup

fx =

=

= 0,00039 cm

fy =

=

= 0,0011 cm

Akibat Beban Angin

fx = 0

fy =

=

= -0,017 cm

(Perencanaan Struktur Baja Dengan Methode LRFD, Hal 88)

Kombinasi Lendutan

Fx total = 0,034 + 0,00039 + 0 = 0,03439 cm

Fy total = 0,093 + 0,0011 + (-0,017) = 0,0771 cm

Syarat Lendutan

f timbul < f izin

f timbul

f timbul = = 0,085 cm

f ijin =

=

=1,209 cm

(SNI 03 – 1729 – 2002, hal 15)

f ijin > f yang timbul 1,209cm > 0,085 cm……… (OK)

(tabel 6.4-1, SNI 03- 1729- 2002, hal 15)

c. Kontrol kuat nominal lentur penampang dengan pengaruh tekuk lokal

Dari hasil analisis kelangsingan penampang pada sub bab sebelumnya

diketahui bahwa profil yang digunakan merupakan penampang kompak, maka

berlaku :

Mn = Mp Mp = Z x Fy

(Pasal 8-2.3, SNI 03- 1729- 2002, hal 36)

87

Mencari Momen Nominal yang Bekerja pada Profil

Mnx = Zx . Fy

= 80,90 .(103) mm

3. 240 N/mm

2

= 19416000 N.mm

Mny = Zy . Fy

= 80,90 .(103) mm

3. 240 N/mm

2

= 19416000 N.mm

(Pasal 8-2-1.b, SNI 03- 1729- 2002, hal 35)

Kontrol Terhadap Tegangan Lentur

Mux max = 136,092 kg.m = 136,092 x 104 N.mm

Muy max = 358,7648 kg.m = 358,7648 x 104 N.mm

Faktor reduksi ( ) = 0,9

≤ 1,0

≤ 1,0

0,0779 + 0,2054 ≤ 1,0

0,2833 ≤ 1,0 (Aman Terhadap Tegangan Lentur)

(Pasal 11.3.1 , SNI 03-1729-2002, hal 76)

d. Mendimensi Trackstang

Beban Mati qx = 37,028 kg/m

Beban Hidup Px = 34,202 + 42,849 = 77,051 kg.m

Jarak Kuda-Kuda = 2,90 m

Total beban = (37,028 kg/m x 2,90 m) + 77,051 kg/m

= 184,4322 kg

Penggunan 2 trackstang, maka :

P/3 184,4322 / 3 = 61,4774 kg

Fbr = 1,25 fn

= 1,25 x = 0,0325 cm2

88

Fbr =

. . d²

d =

=

= 0,2035 cm 2,035 mm 8 mm

Maka dalam perencanaan kuda-kuda ini menggunakan trackstang dengan

diameter minimal = 8 mm.

4.1.3. Perencanaan Kuda-kuda

Pada perencanaan kuda-kuda, tahapan dalam perencanaan meliputi : data-data

teknis, pembebanan kuda-kuda, dan kontrol kekuatan profil pada kuda-kuda.

4.1.3.1. Data-data Kuda-kuda

Bentang kuda-kuda = 13,50 m

Jarak kuda-kuda = 2,90 m

Jarak gording = 1,8 m

Sudut kemiringan atap = 20°

Penutup atap = Genteng metal

Plafond = Eternit

Sambungan = Baut

Berat gording = 21,7 kg/m

Modulus Elastisitas (E) = 200.000 Mpa

Modulus geser ( G ) = Mpa

Poisson ratio ( m ) = 30 %

Koefisien muai ( at ) = 1,2 * 10-6

(SNI 03- 1729- 2002, hal 9)

Mutu baja = BJ 37

Tegangan leleh ( fy ) = 240 Mpa

Tegangan Ultimit ( fu ) = 370 Mpa


(SNI 03- 1729- 2002, hal 11)

Penutup atap genteng = 50 kg/m2

Plafond eternit + penggantung = 11+7 = 18 kg/m2


89

Berat baja per Unit Volume = 7850 kg/m3

(tabel 1,PPPURG 1987, hal 5)

Beban hidup gording = 100 kg


(PPPURG 1987, hal 7&13)

4.1.3.2. Pembebanan Kuda-Kuda

Data berat bangunan dan komponen gedung yang digunakan sebagai berikut :

Penutup atap genteng = 50 kg/m2

Berat per unit volume baja = 7850 kg/m3

Plafond eternit = 11 kg/m2

Penggantung = 7 kg/m2

(PPPURG 1987, hal 5 dan 6)

Data beban hidup pada atap gedung yang digunakan sebagai berikut :

Beban hidup pekerja = 100 kg

Beban air hujan = (40 – 0,8 x 20o) =24 kg/m

2



Koefisien angin :

Angin tekan = 0,02α – 0,4

Angin hisap = - 0,40

a. Akibat Berat Atap

Beban permanen yang bekerja pada kuda-kuda akibat dari benda yang

berada diatasnya, berupa atap yang diasumsikan dengan menggunakan penutup

genteng. Dan penginputan beban atap dengan program SAP 2000 dapat dilihat

pada Gambar 4.8. dan Gambar 4.9.

BA = Berat Atap Genteng x Jarak Gording x Jarak Kuda-Kuda

BA = 50 x 1,8 x 2,9

BA = 261 kg

90

Gambar 4.8. Input Beban Mati Atap

Sumber : Data Pribadi Program SAP2000

Gambar 4.9. Display Beban Mati Atap


b. Akibat Berat Sendiri Kuda-Kuda

Beban permanen yang timbul dari berat profil baja yang difungsikan sebagai

kuda-kuda. Dalam perencanaan ini, kuda-kuda menggunakan profil baja

Double Angle Shape. Dan beban terhitung secara manual dalam program SAP

2000.

c. Akibat Berat Sendiri Gording

Beban permanen yang ditimbulkan dari berat profil baja yang difungsikan

sebagai gording. Dalam perencanaan ini, gording menggunakan profil baja

Hollow Structural Tube. Dan beban terhitung secara manual dalam program

SAP 2000.

91

d. Akibat Berat Plafond

Beban ini adalah beban yang ditimbulkan akibat adanya berat dari plafond

yang digantungkan pada dasar kuda-kuda. Dan dalam penginputannya dalam

program SAP 2000 dapat dilihat pada Gambar 4.10. dan Gambar 4.11.

BP = Beban Plafond x Jarak Kuda-Kuda x Panjang Kuda-Kuda

BP =

= 58,725 kg

Gambar 4.10. Input Beban Mati Plafond


Gambar 4.11. Display Beban Mati Plafond


e. Beban Hidup

Beban hidup yaitu beban terpusat yang terjadi karena beban pekerja yang

bekerja pada saat pekerjaan kuda-kuda pada atap dan beban yang disebabkan

air hujan pada atap. Dan dalam penginputannya dalam program SAP 2000

dapat dilihat pada Gambar 4.12. dan Gambar 4.13.

PPekerja = 100 kg

92

Gambar 4.12. Input Beban Hidup Pekerja


Gambar 4.13. Display Beban Hidup Pekerja


PAir Hujan = (40 – 0,8 x 200) = 24 kg/m

2

= 24 kg/m2

x 2,9 m x 1,8 m = 125,28 kg

Gambar 4.14. Input Beban Hidup Hujan


93

Gambar 4.15. Display Beban Hidup Hujan


f. Beban Angin

Beban angin yaitu beban yang bekerja pada gedung atau bagian gedung

yang disebabkan oleh selisih dalam tekanan udara (PPPURG 1987). Pada

konstruksi ini diasumsikan nilai W = 25 kg/m2.

Koefisien angin:

1. Angin tekan

Cq = 0,02 α - 0,4 = 0,02 x 20º - 0,4 = 0

(pasal 2.1.3.3, PPPURG, hal 21)

Angin tekan vertikal

W = Cq x sin α x W x jarak gording x jarak kuda-kuda

= 0 x sin 20º x 25 kg/m2 x 1,8 x 2,9

= 0 kg

Angin tekan horisontal

W = Cq x cos α x W x jarak gording x jarak kuda-kuda

= 0 x cos 20º x 25 kg/m2 x 1,8 x 2,9

= 0 kg

2. Angin hisap

Cq = - 0,40

(pasal 2.1.3.3, PPPURG, hal 21)

Angin hisap vertikal

W = Cq x sin α x W x jarak gording x jarak kuda-kuda

= -0,4 x sin 20º x 25 kg/m2 x 1,8 x 2,9

= -17,854 kg

94

Angin hisap horisontal

W = Cq x cos α x W x jarak gording x jarak kuda-kuda

= -0,4 x cos 20º x 25 kg/m2 x 1,8 x 2,9

= - 49,052 kg

Dalam penginputannya di program SAP2000 pada beban angin

khususnya untuk beban angin hisap dapat dilihat pada Gambar 4.16.,

sedangkan untuk penginputan beban angin tekan adalah 0 (nol).

Gambar 4.16. Display Beban Angin


4.1.3.3. Input Data Pada Program SAP2000

Dalam penginputan data pada program SAP2000 perlu memperhatikan

beberapa langkah sebagai berikut:

a. Menentukan Geometri Koordinat

Model geometri koordinat dipakai apabila ada salah satu sumbu memakai

ukuran yang tidak sama, serta mendesain ukuran (jarak) yang digunakan untuk

menentukan koordinat pada atap. Adapun koordinat yang digunakan pada

perencanaan atap dapat dilihat pada Gambar 4.17.

95

Gambar 4.17. Define Grid Data


b. Menginput Data Pada Material Properties

Penginputan data material pada program SAP2000 harus sesuai dengan

material-material yang digunakan. Pada perencanaannya, atap didesain

menggunakan material baja dengan mutu baja BJ 37. Adapun proses

penginputan material properties pada program SAP2000 dapat dilihat pada

Gambar 4.18. dengan data sebagai berikut:

1. Berat jenis baja = 7850 kg/ m3

2. Sifat dari mekanis baja, terdiri dari :

Modulus Elastisitas (E) = 200000 Mpa

Modulus Geser (G) = 80000 Mpa

Poisson Ratio () = 0,3

Koefisien Muai (α) = 12 x 10-6

(pasal 5.1.3, SNI 03-1729-2002, hal 9)

3. Mutu baja yang digunakan adalah BJ 37, Mempunyai nilai sebagai berikut:

Fy = Fye = 240 Mpa

Fu = Fue = 370 Mpa

(tabel 5.3, SNI 03-1729-2002, hal 11)

96

Gambar 4.18. Material Properties Data


c. Menginput Data Pada Define Load Patterns

Pada define load patterns ini digunakan untuk menentukan jenis beban yang

bekerja pada struktur (atap). Pada beban mati diisi angka 1 (satu), dengan

maksud program SAP2000 secara otomatis akan menghitung sendiri beban

mati (berat profil baja) yang bekerja pada atap, sedangkan angka 0 (nol)

menunjukkan bahwa beban tersebut diinput secara manual. Penginputan define

load patterns dapat dilihat pada Gambar 4.19.

Gambar 4.19. Define Load Patterns


97

d. Menentukan Profil Baja

Penginputan profil baja pada program SAP 2000 dapat dilihat pada

Gambar 4.20. Baja yang akan digunakan dalam perencanaan kuda-kuda

adalah jenis Double Angle Shape dan profil baja yang akan digunakan adalah

sebagai berikut:

1. Batang Diagonal Luar = 2L 90.90.9

2. Batang Diagonal Dalam = 2L 75.75.12

3. Batang Horisontal = 2L 75.75.8

4. Batang Vertikal = 2L 80.80.10

Gambar 4.20. Profil Baja Kuda-Kuda


e. Menentukan Kombinasi Pembebanan Kuda-Kuda

Berdasarkan beban-beban yang bekerja pada struktur, maka struktur baja

harus mampu memikul semua kombinasi pembebanan. Adapun kombinasi

pembebanan pada struktur atap adalah sebagai berikut :

1. U = 1,4 D

2. U = 1,2 D + 0,5 La

3. U = 1,2 D + 1,6 La + 0,8 W

4. U = 1,2 D + 1,3 W + 0,5 La

5. U = 0,9 D ± 1,3 W

(pasal 6.2.2, SNI 03-1729-2002, hal 13)

Dalam penginputan beban kombinasi pada atap di program SAP2000 dapat

dilihat pada Gambar 4.21. dan Gambar 4.22. Kombinasi (1,2 D + 1,6 L + 0,8

W) mengartikan bahwa 1,2 Beban Mati ditambah 1,6 Beban Hidup ditambah

0,8 Beban Angin.

98

Gambar 4.21. Define Load Combinations


Gambar 4.22. Load Combinations Data


f. Menentukan Jenis Pembebanan

Beban yang bekerja pada struktur atap adalah sebagai berikut:

1. Beban Mati :

BAtap = 261 kg

BPlafond = 58,725 kg

99

2. Beban Hidup :

BPekerja = 100 kg

BAir hujan = 125,28 kg

3. Beban Angin :

Angin Tekan :

- Angin Tekan Vertikal = 0 kg

- Angin Tekan Horizontal = 0 kg

Angin Hisap :

- Angin Hisap Vertikal = -17,854 kg

- Angin Hisap Horizontal = - 49,052 kg

4.1.3.4. Perhitungan Profil Kuda-Kuda

Dalam perhitungan kuda-kuda dengan menggunakan program SAP 2000 dan

didapat data-data sebagai berikut, data lengkap terlampir:

1. Gaya aksial yang dihasilkan data terlampir.

2. Gaya momen yang dihasilkan data terlampir.

3. Gaya geser yang dihasilkan data terlampir.

4. Kontrol kekuatan baja yang dihasilkan data terlampir.

5. Baja yang digunakan yaitu jenis Double Angle Shape:

Batang Diagonal Luar = 2L 90.90.9

Batang Diagonal Dalam = 2L 75.75.12

Batang Horisontal = 2L 75.75.8

Batang Vertikal = 2L 80.80.10

Material Baja yang Digunakan

Mutu baja = BJ 37

Tegangan leleh (fy) = 240 Mpa

Tegangan Ultimit (fu) = 370 Mpa


(tabel 5.3, SNI 03- 1729- 2002, hal 11)

Modulus Elastisitas (E) = 200000 Mpa

Modulus geser (G) = 80000 Mpa

Poisson ratio () = 0,3

100

Koefisien muai (α) = 12 x 10-6

(pasal 5.1.3, SNI 03- 1729- 2002, hal 9)

Profil kuda kuda = Double Angle Shape

1. Perhitungan Batang Tekan

Berdasarkan perhitungan analisa pada program SAP2000 didapatkan gaya

tekan maksimal pada batang 124 dengan nilai gaya tekan maksimal sesuai

dengan Gambar 4.23.

Batang 124 dengan profil baja 2L 90. 90. 9

P maks = Nu = 12563,93 kg = 12,564 ton ( hasil output program SAP2000)

L Bentang = 1,79842 m = 1798,42 mm

Gambar 4.23. Diagram of Frame


Berdasarkan gaya tekan maksimal yang bekerja pada batang 124 dengan

profil baja yang digunakan 2L 90. 90. 9. Data dari profil baja adalah sebagai

berikut:

Profil Baja 2L 90. 90. 9

A (satu profil) = 15,5 cm2 = 1550 mm

2

(A profil) = 2 x 1550 = 3100 mm2

101

ex = ey = 2,54 cm = 25,4 mm

Ix = Iy = 116 cm4

= 1160000 mm4

Rx = Ry = 2,74 cm = 27,6 mm

Rmin = 1,76 cm = 17,6 mm

Tp = 9 mm

(Tabel Profil Kontruksi Baja, hal 38 dan 39)

a. Menghitung Momen Inersia dan Jari-jari Girasi Komponen Struktur


Gambar 4.24. Momen Inersia Penampang

Sumber : Data Pribadi AutoCAD 2007

Keterangan:

h = 90 mm

b = 90 mm

a = 10 mm

t = 9 mm

Titik Berat Komponen:

Lx (s) = 25,4 mm

Ly = 90 mm

102

b. Periksa Terhadap Kelangsingan Elemen Penampang

(tabel 7.5-1, SNI 03- 1729- 2002, hal 30)

103

(penampang tak kompak)

(pasal 8.2.4, SNI 03- 1729- 2002, hal 36)

c. Periksa Terhadap Kelangsingan dan Kestabilan Komponen

Digunakan pelat kopel 5 (lima) buah → Pembagian batang

minimum adalah 3 (tiga).

(pasal 9.3.3b, SNI 03- 1729- 2002, hal 59)

Jarak antar pelat kopel

Keterangan:

r min adalah jari-jari girasi minimal dari girasi komponen struktur

terhadap sumbu yang memberikan nilai terkecil

(persamaan 9.3-4, SNI 03- 1729- 2002, hal 58)

Syarat kestabilan komponen

< 50.......... (OK)


Kondisi tumpuan sendi-sendi, maka faktor tekuk k = 1

(tabel 7.6-1, SNI 03- 1729- 2002, hal 32)

Kelangsingan arah sumbu bahan (sumbu x)


Syarat kestabilan arah sumbu bahan (sumbu x)

104

> 1,2.

> 30,6550....... (OK)


Kelangsingan arah sumbu bebas bahan (sumbu y)


Kelangsingan ideal

Nilai m untuk profil 2L = 2


Syarat kestabilan arah sumbu bebas bahan (sumbu y)

> 1,2.

> 30,6550....... (OK)


d. Menghitung Daya Dukung Tekan Nominal Komponen

1. Menghitung koefisien tekuk arah sumbu bahan (sumbu x)

Parameter kelangsingan komponen


105

Karena 0,25 < < 1,2

maka,

(persamaan 7.6-5c, SNI 03- 1729- 2002, hal 27)

Daya dukung komponen arah sumbu bahan (sumbu x)


2. Menghitung koefisien tekuk arah sumbu bebas bahan (sumbu y)

Parameter kelangsingan komponen


Karena 0,25 < < 1,2

maka,

(persamaan 7.6-5c, SNI 03- 1729- 2002, hal 27)

Daya dukung komponen arah sumbu bahan (sumbu y)

106


e. Periksa Terhadap Tekuk Lentur Torsi

Modulus geser

(Perencanaan Struktur Baja Dengan Methode LRFD, hal 72)

Konstanta torsi


f. Koordinat Pusat Geser Terhadap Titik Berat

Koordinat pusat geser yang terjadi pada profil baja 2L 90. 90. 9 yaitu

seperti pada gambar berikut:

Gambar 4.25. Titik Pusat Geser Penampang

Sumber : Data Pribadi AutoCAD 2007

xo = 0

t

b

h

ex

titik pusat massa

titik pusat geser

107

Keterangan:

= Koordinat pusat geser terhadap titik berat, xo = 0

untuk siku ganda dan profil T (sumbu y – sumbu

simetris)

= jari-jari girasi polar terhadap pusat geser

(pasal 9.2, SNI 03- 1729- 2002, hal 55 dan 56)

Daya dukung komponen diambil yang terkecil

ton


…….. (OK)

(Profil 2L 90 x 90 x 9 Aman dan Dapat Digunakan)

108

2. Perhitungan Batang Tarik


tarik maksimal pada batang 109 dengan nilai gaya tarik maksimal sesuai

dengan Gambar 4.26.



L Bentang = 1,690 m = 1690 mm



Berdasarkan gaya tarik maksimal yang bekerja pada batang 109 dengan

profil baja yang digunakan 2L 75. 75. 8. Data dari profil baja adalah sebagai

berikut:

Profil Baja 2L 75. 75. 8.


2

(A profil) = 2 x 1150 = 2300 mm2

ex = ey = 2,13 cm = 21,3 mm

Ix = Iy = 58,9 cm4

= 589000 mm4

Rx = Ry = 2,26 cm = 22,6 mm

Rmin = 1,46 cm = 14,6 mm

Tp = 8 mm

109


a. Periksa Terhadap Tarik

Syarat penempatan baut

Model penempatan baut pada penampang profil 2L 75. 75. 8 adalah

seperti gambar berikut:

Gambar 4.27. Pemodelan Jarak Baut Profil

Sumber : Dokumentasi Pribadi Program AutoCAD 2007

Spesifikasi baut yang digunakan:

Tipe baut = A325

Diameter = 12,7 mm (1/2”)

Fu (kuat tarik min) = 825 Mpa

Fy (proof stress) = 585 Mpa

Permukaan baut = tanpa ulir pada bidang geser ( r = 0,5 )

Diameter lubang baut (dl)

(dl) = 12,7 + 1 = 13,7 mm


Jarak antar baut

Jarak baut ke tepi plat

110

(pasal 13.4.2 dan 13.4.3, SNI 03- 1729- 2002, hal 104)

Spesifikasi pelat buhul

Tebal pelat = 10 mm

Mutu baja = BJ 37

Fy = 240 Mpa

Fu = 370 Mpa

Luas penampang netto:

Direncanakan menggunakan tipe baut A325

Baut ukuran 1/2” = 12,7 mm (satu lajur)

n = 1

(pasal 10.2.1, SNI 03- 1729- 2002, hal 71)

Luas penampang efektif

Untuk pemodelan letak baut dalam menentukan luas penampang

efektif pada profil baja 2L 75. 75. 8 yaitu sebagai berikut:

Gambar 4.28. Pemodelan Letak Baut Profil


Keterangan:

b = lebar penampang profil baja

L = jarak terjauh kelompok baut

x = eksentrisitas sambungan

t

b

h et

b

h

Pelat buhul

Pelat kopel

111

(pasal 10.2, SNI 03- 1729- 2002, hal 70)

Daya dukung tarik murni

Kondisi leleh

(persamaan 10.1-2a, SNI 03- 1729- 2002, hal 70)

Kondisi faktur

(persamaan 10.1-2b, SNI 03- 1729- 2002, hal 70)

Daya dukung geser murni

Untuk pemodelan area geser pada penampang profil baja 2L 75. 75. 8

setelah diberi baut yaitu seperti berikut:

Gambar 4.29. Pemodelan Area Geser


Av = Luas penampang kotor geser

112

Daya dukung kombinasi tarik dan geser

Untuk pemodelan area kombinasi geser dan tarik pada penampang

profil baja 2L 75. 75. 8 setelah diberi baut yaitu seperti berikut:

Gambar 4.30. Pemodelan Area Geser dan Tarik


Geser

Anv = Luas penampang bersih geser

Tarik

At = Luas penampang kotor tarik

= 859,2 mm2

Ant = Luas penampang bersih tarik

Nn geser > Nn tarik, maka : Geser leleh – Tarik fraktur

113


Diambil nilai daya dukung batang tarik terkecil


2,0048 ton < 0,85 x

………(OK)

(Profil 2L 75. 75. 8 Aman dan Dapat Digunakan)

3. Perhitungan Sambungan


pada batang 124 dengan nilai gaya sesuai dengan Gambar 4.31.



L Bentang = 1,79842 m = 1798,42 mm



114


Tipe baut = A 325


Fu = 825 Mpa

Fy = 585 Mpa

Permukaan baut = tanpa ulir pada bidang geser ( r = 0,5 )


Spesifikasi pelat buhul:

Tebal pelat = 10 mm

Mutu baja = BJ 37

Fy = 240 Mpa

Fu = 370 Mpa

Tahanan geser baut

Nilai r untuk baut tanpa ulir pada bidang geser = 0,5

ϕ Vd = ϕ .r .fub. Ab

(persamaan 13.2-2, SNI 03-1729-2002, hal 100)

Tahanan tumpu baut

fu = nilai tegangan tarik putus terendah dari baut dan pelat buhul


Diambil nilai terkecil dari tahanan geser baut dan tahanan tumpu baut

Jumlah baut =

≈ 4 baut

jumlah baut yang dipakai = 4 baut (jumlah baut minimum)

Jarak antar baut

115

Jarak baut ke tepi plat

(pasal 13.4.2 dan 13.4.3, SNI 03- 1729- 2002, hal 104)

4. Perhitungan Pelat Kopel


pada batang 124 dengan nilai gaya sesuai dengan Gambar 4.32.



L Bentang = 1,79842 m = 1798,42 mm



Digunakan pelat kopel 5 buah

Jarak antar pelat kopel

116

Menghitung tinggi pelat kopel

Pada perencanaan kuda-kuda baja digunakan pelat kopel sebagai media

penyambung antar profil baja.

Gambar 4.33. Model Pelat Kopel


Detail pelat kopel:

Tebal = 10 mm

Lebar = 130 mm

Mutu baja = BJ 37

Fy = 240 Mpa

Fu = 370 Mpa

σ = 160 Mpa



2

(A profil) = 2 x 1550 = 3100 mm2

ex = ey = 2,54 cm = 25,4 mm

Ix = Iy = 116 cm4

= 1160000 mm4

Rx = Ry = 2,74 cm = 27,6 mm

t

b

h

Pelat kopel

b

h pelat

l pelat

t pelat

117

Rmin = 1,76 cm = 17,6 mm

Ii = moment inersia elemen komponen struktur terhadap sumbu l-l, mm4

Ii = 47,8 cm4

= 478000 mm4

Tp = 9 mm


Syarat kekakuan pelat kopel

(persamaan 9.3.5, SNI 03-1729-2002, hal 59)

2

≈ h = 100 mm

Periksa terhadap geser

Gaya lintang yang dipikul pelat kopel

Gaya lintang yang dipikul 1 pelat kopel

Tahanan geser pelat kopel

118

………... (OK)

(persamaan 8.8-2 , SNI 03-1729-2002, hal 45)

Maka tahanan geser nominal pelat:

= 28,8 ton

(persamaan 8.8-3a , SNI 03-1729-2002, hal 46)

………... (OK)

5. Perhitungan Pelat Landasan dan Baut Angkur

Tegangan tumpu pelat landasan

Mutu beton (fc’) = 30 Mpa

σ beton = 0,3 . fc’

= 0,3 . 30 = 9 Mpa

Digunakan tebal pelat = 10 mm

P horizontal maks pada tumpuan (2L 75. 75. 8.)

PH Object 109 = 2004,74 kg

= 2,0048 ton

= 20048 N (hasil output SAP2000)

P vertikal maks pada tumpuan (2L 80. 80. 10.)

PV Object 113 = 3981,45 kg

= 3,9815 ton

= 39815 (hasil output SAP2000)

119

Gambar 4.34. Diagram of Frame Horizontal


Gambar 4.35. Diagram of Frame Vertikal


Menghitung lebar pelat landasan efektif

Dalam perencanaan kuda-kuda baja digunakan pelat landasan atau base

plate yang berfungsi untuk menghubungkan struktur atas (kuda-kuda baja)

dengan struktur di bawahnya agar dapat menyalurkan gaya ke beton.

120

Gambar 4.36. Pemodelan Pelat Landasan


Lebar efektif pelat landasan

σ beton = σ pelat landasan

Gambar 4.37. Tampak Atas Pelat Landasan


a

L pelat

l pelat

t

a

h t pelat Pelat landasan

b

L pelat

l pelat

121


Tipe baut = A 325


Fu = 825 Mpa

Fy = 585 Mpa

Periksa terhadap geser baut

Nilai r untuk baut tanpa ulir pada bidang geser = 0,5

ϕ Vd = ϕ .r .fub. Ab


≈ Dipakai 2 Baut

122

4.2. Perencanaan Struktur Pelat Atap

Pada perencanaannya, pelat atap direncanakan dengan 4 (empat) model bentuk

pelat yaitu model I-2, I-3, I-4 dan I-5. Pelat atap terdiri dari lantai 6 (enam) dan lantai

dak yang memiliki bentuk dan ukuran pelat lantai yang disesuaikan dengan jenis

pelat lantainya.

4.2.1. Pelat Atap

Sistem penulangan pelat atap direncanakan sama dan dibagi setiap segmen.

Gambar 4.37. Denah Pelat Atap

Sumber : Dokumen Pribadi Program AutoCAD 2007

4.2.2. Pedoman Perhitungan Pelat Atap

1. Kusuma, Gideon. 1993. Dasar-Dasar Perencanaan Beton Bertulang. Penerbit

Erlangga : Jakarta.

2. Pedoman Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah dan Gedung 1987

(PPPURG 1987).

3. SNI 03-2847-2002. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan

Gedung.

4. Sunggono. 1984. Teknik Sipil Penerbit Nova : Bandung.

4.2.3. Perhitungan Pelat Atap

Data Teknis Pelat Atap Rencana:

1. Material Beton

Mutu Beton (Fc) = fc 30 Mpa

123

Berat per unit volume = 2400 Kg/m3

Modulus Elastisitas (Ec) = 4700 4700 = 25742,9602 Mpa

(SNI-03-2487-2002, pasal 10.5 (1), hal 54)

2. Material Baja

Fy = 400 Mpa


(Tabel 1. PPPURG 1987, Hal 5)

Modulus elastisitas = 200000 Mpa

(pasal 5.1.3. SNI-03-1729-2002, Hal 9)

3. Menentukan Syarat-syarat Batas dan Bentang Pelat Atap

Langkah pertama dalam perhitungan pelat lantai atap adalah dengan

menentukan tipe pelat berdasarkan perletakannya. Berikut ini adalah jenis

tipe pelat seperti yang diterangkan pada Buku Struktur Beton Bertulang Jilid

4 Gideon Kusuma :

Keterangan :

= Tumpuan bebas (garis tunggal)

= Tumpuan terjepit penuh (garis ganda)

Gambar 4.38. Tipe Pelat

Sumber : Buku Struktur Beton Bertulang Jilid 4 Gideon Kusuma

124

Gambar 4.39. Denah Pelat Atap


Gambar 4.40. Denah Pelat Dak


125

Gambar 4.41. Detail Pelat Atap


a. Model Pelat (I - 2)

Kode Pelat A

Dimensi Plat : Lx (sisi bentang pendek) = 250 cm

Ly (sisi bentang panjang) = 250 cm

β =

=

= 1,0 < 2 menggunakan pelat lantai dua arah (two way slab)

Kode Pelat A”



β =

=


Kode Pelat B



β =

=


Kode Pelat B”



β =

=

= 2,67 > 2 menggunakan pelat lantai satu arah (one way slab)

b. Model Pelat (I - 3)

Kode Pelat C

126



β =

=


Kode Pelat C”



β =

=


Kode Pelat D



β =

=


Kode Pelat D”



β =

=


Kode Pelat E



β =

=

= 2,0 = 2 menggunakan pelat lantai dua arah (two way slab)

c. Model Pelat (I - 4)

Kode Pelat F



β =

=


Kode Pelat G



β =

=


d. Model Pelat (I - 5)

Kode Pelat H

127



β =

=

= 2,0 = 2 menggunakan pelat lantai dua arah (two way slab)

Kode Pelat I



β =

=


Kode Pelat J



β =

=


Kode Pelat J”



β =

=


4.2.4. Menentukan Tebal Pelat Lantai

Dalam perencanaan pelat, menentukan tebal diambil dari bentang pelat yang

lebih pendek (Lx) dari luasan pelat terbesar. Berdasarkan data diatas, pada lantai

dasar sampai dengan lantai atas memiliki jenis maupun tipe pelat dengan luasan

yang berbeda-beda. Tebal pelat minimum yang memenuhi syarat lendutan

ditentukan dari peraturan SNI 03-2847-2002 pasal.11.5.3.3 halaman 6. Pelat

lantai digunakan dua arah, asumsi :

Tebal pelat asumsi awal (hf) = 120 mm

h =

dan ≥ 90 mm

β =

=

= 1,6

hmin =

= 8,47 cm

hmak =

= 11,86 cm ≈ 12 cm (tebal pelat minimum)

128

Maka tebal pelat atap yang digunakan adalah 12 cm

β1 = 0,85 (fc’ ≤ 30 Mpa)

Dari hasil perhitungan syarat tebal pelat atap, maka disimpulkan tebal pelat

atap asumsi awal = 12 cm memenuhi syarat hmin = 8,47 cm. Keseluruhan tipe

pelat menggunakan tebal h = 12 cm.

4.2.5. Data Beban yang Bekerja Pada Pelat

4.2.5.1. Beban Mati

Berat jenis beton bertulang = 2400 Kg/m3

Berat jenis Baja = 7850 Kg/m3

Lapisan kedap air = 5 cm

Berat jenis lapisan kedap air = 200 Kg/m2

Tinggi air tergenang = 5 cm

Berat jenis air hujan = 1000 Kg/m3

Dinding pasangan ½ bata = 250 Kg/m2

Berat plafond 11+7 = 18 Kg/m2

( PPPURG 1987, hal 5 dan 6 )

4.2.5.2. Beban Hidup

Lantai minimal = 250 Kg/m2

Beban Atap (DAK) = 100 Kg/m2

( PPPURG 1987, hal 12 )

4.2.6. Pembebanan

1. Beban Mati (WD)

Berat pelat lantai = 2400 x 0,12 = 288 Kg/m2

Berat lapisan kedap air = 0,05 x 200 = 10 Kg/m2

Berat air hujan = 0,05 x 1000 = 50 Kg/m2


Berat plafon = 18 Kg/m2

Total Pembebanan (WD) = 390 Kg/m2

2. Beban Hidup (WL)

Beban pelat lantai = 250 Kg/m2


3. Kombinasi Pembebanan

a. Sebagai Lantai Utama Kantor

+

129

Wu = 1,2 WD + 1,6 WL

= 1,2 (390) + 1,6 (250)

= 868 Kg/m2 8,68 KN/m

2

b. Sebagai Atap DAK

Wu = 1,2 WD + 1,6 WL

= 1,2 (390) + 1,6 (100)

= 628 Kg/m2 6,28 KN/m

2

4.2.7. Perhitungan Momen pada Tumpuan dan Lapangan

Dalam perencanaan penulangan pelat, model pelat yang digunakan adalah

model I – 2, model I – 3, model I- 4 dan model I- 5 dengan skema dari diagram

momen penulangan. Momen penulangan persatuan panjang terhadap beban

terbagi rata. Adapun model pelatnya seperti gambar berikut:

Gambar 4.42. Tipe Pelat Lantai

Sumber : Grafik dan Tabel Perhitungan Beton Bertulang, seri 4 hal 27

Perhitungan pelat atap tipe A, A”, B dan B” menggunakan model pelat lantai

I – 2 dengan skema dari diagram momen dapat dilihat pada Gambar 4.43. dan

nilai untuk koefisien momen penulangan dapat dilihat pada Tabel 4.3.

130

Gambar 4.43. Skema dari Diagram Model Penulangan Pelat Model I – 2


Tabel 4.3. Koefisien Untuk Momen Penulangan Pelat Model I- 2


Untuk perhitungan pelat lantai tipe C, C”, D, D” dan E menggunakan model

pelat lantai I – 3 dengan skema dari diagram momen dapat dilihat pada Gambar

4.44. dan nilai untuk koefisien momen penulangan dapat dilihat pada Tabel 4.4.

131





Untuk perhitungan pelat lantai tipe F dan G menggunakan model pelat lantai



132





Untuk perhitungan pelat lantai tipe H, I, J dan J” menggunakan model pelat

lantai I – 5 dengan skema dari diagram momen dapat dilihat pada Gambar 4.46.

dan nilai untuk koefisien momen penulangan dapat dilihat pada Tabel 4.6.

133





4.2.7.1. Momen Yang Dihasilkan

Perhitungan pada pelat Tipe A dengan dimensi 250 cm x 250 cm dengan

model pelat I-2.

134

1. Momen arah x (1)

(tabel 4.3 hal 29, Gideon Kusuma)

2. Momen arah x (2)


3. Momen arah x (3)


4. Momen arah x (4)


5. Momen arah x (5)


135

6. Momen arah x (6)


7. Momen arah x (7)


8. Momen arah x (8)


9. Momen arah x (9)


10. Momen arah y (a)


136

11. Momen arah y (b)


12. Momen arah y (c)


13. Momen arah y (d)


14. Momen arah y (e)


15. Momen arah y (f)


137

16. Momen arah y (g)


17. Momen arah y (h)


18. Momen arah y (i)


Untuk perhitungan momen pelat dengan tipe A, A”, B dan B”

menggunakan model pelat I-2 dapat dilihat pada Tabel 4.7, Tabel 4.8.

Tabel 4.9. dan Tabel 4.10. dengan perhitungan momen secara manual dan

dibantu dengan program Microsoft Excel.

138

Tabel 4.7. Hasil Perhitungan Momen Penulangan Pelat Tipe A Model I- 2

Sumber : Dokumen Pribadi Program Microsoft Excel

Tabel 4.8. Hasil Perhitungan Momen Penulangan Pelat Tipe A” Model I- 2


139

Tabel 4.9. Hasil Perhitungan Momen Penulangan Pelat Tipe B Model I- 2


Tabel 4.10. Hasil Perhitungan Momen Penulangan Pelat Tipe B” Model I- 2


Untuk perhitungan momen pelat dengan tipe C, C”, D, D” dan E

menggunakan model pelat I-3 dapat dilihat pada Tabel 4.11, Tabel 4.12.

Tabel 4.13, Tabel 4.14. dan Tabel 4.15. dengan perhitungan momen secara

manual dan dibantu dengan program Microsoft Excel.

140

Tabel 4.11. Hasil Perhitungan Momen Penulangan Pelat Tipe C Model I- 3


Tabel 4.12. Hasil Perhitungan Momen Penulangan Pelat Tipe C” Model I- 3


141

Tabel 4.13. Hasil Perhitungan Momen Penulangan Pelat Tipe D Model I- 3


Tabel 4.14. Hasil Perhitungan Momen Penulangan Pelat Tipe D” Model I- 3


142

Tabel 4.15. Hasil Perhitungan Momen Penulangan Pelat Tipe E Model I- 3


Untuk perhitungan momen pelat dengan tipe F dan G menggunakan

model pelat I-4 dapat dilihat pada Tabel 4.16. dan Tabel 4.17. dengan

perhitungan momen secara manual dan dibantu dengan program Microsoft

Excel.

Tabel 4.16. Hasil Perhitungan Momen Penulangan Pelat Tipe F Model I- 4


143

Tabel 4.17. Hasil Perhitungan Momen Penulangan Pelat Tipe G Model I- 4


Untuk perhitungan momen pelat dengan tipe H, I, J dan J” menggunakan

model pelat I-5 dapat dilihat pada Tabel 4.18, Tabel 4.19, Tabel 4.20. dan

Tabel 4.21. dengan perhitungan momen secara manual dan dibantu dengan

program Microsoft Excel.

Tabel 4.18. Hasil Perhitungan Momen Penulangan Pelat Tipe H Model I- 5


144

Tabel 4.19. Hasil Perhitungan Momen Penulangan Pelat Tipe I Model I- 5


Tabel 4.20. Hasil Perhitungan Momen Penulangan Pelat Tipe J Model I- 5


Tabel 4.21. Hasil Perhitungan Momen Penulangan Pelat Tipe J” Model I- 5


145

4.2.8. Perhitungan Penulangan Pelat

Perhitungan pelat atap harus ditentukan tebal selimut betonnya, tinggi

penulangan baik arah x maupun arah y, serta tulangan yang akan digunakan.

Adapun perhitungannya adalah seperti berikut:

Tebal Pelat (h) = 12 cm 120 mm

Mutu Beton (fc) = 30 Mpa 300 Kg/cm2

Mutu Baja (fy) = 400 Mpa 4000 Kg/cm2

ρmin =

=

= 0,0035

(Buku Gideon jilid 1, table 6, hal 51)

Tebal Selimut Beton = p = 20 mm


Gambar 4.47. Desain Penulangan Pelat Atap


Fc < 30 = = 0,85

Fc < 30 = = 0,85 –

ρmin = 0,0035

ρb =

=

= 0,0326

ρmax = 0,75 x ρb = 0,75 x 0,0326 = 0,02445

Syarat = 1. ρ < ρmin = Dipakai ρmin

2. ρmin < ρ < ρmax = Dipakai ρ

Diameter tulangan arah x = Ø 10 10 mm

Tinggi efektif arah x

Dx = h – p – ½ ØDx

= 120 – 20 – ½ 10

= 95 mm

Diameter tulangan arah y = Ø 10 10 mm

146

Tinggi efektif arah y

Dy = h – p - ØDx – ½ ØDy

= 120 – 20 – 10 – ½ 10

= 85 mm

4.2.8.1. Tulangan Yang Dihasilkan

Perhitungan tulangan pada pelat atap secara manual dengan dibantu

program microsoft excel. Perhitungan tulangan untuk menentukan rasio

penulangan (ρ). Adapun rumusnya adalah sebagai berikut:

Dimana:

Ø = Faktor Reduksi = 0,8

(SNI 2847:2002, pasal 11.3 hal 61 )

Mn = Kuat nominal penampang akibat lentur

Gambar 4.48. Penentuan ρ Pada Mutu Beton F C 30

Sumber : Grafik Dan Tabel Perhitungan Beton Bertulang (Gideon Kusuma) halaman 47

Mn =

Rn =

m =

Ρ =

147

Sedangkan untuk mencari tulangan yang akan digunakan pada pelat atap

dibantu dengan Tabel 4.22.

Tabel 4.22. Diameter Batang Dalam Mm2

Per Meter Lebar Plat

Sumber : Grafik Dan Tabel Perhitungan Beton Bertulang (Gideon Kusuma)

halaman 15

Dalam menentukan diameter maupun jumlah tulangan harus disesuaikan

dengan perencanaan yang dibuat. Adapun hasil dari perhitungan tulangan,

yaitu sebagai berikut:

Perhitungan Penulangan Pada Pelat Tipe A 250 x 250 cm Model Pelat

I-2

Momen Penulangan Arah X

1. Penulangan Tumpuan Arah X ( 4 )

Momen Tumpuan (Mtx) = - 1,727 KN.m

Mn =

=

= 2,158750 x 10 KN.m

2

(Buku Gideon jilid 4, table 5.1d, hal 47)

m =

=

= 15,687

Rn =

=

= 0,24

ρ =

=

= 0,0006 < min, Dipakai min = 0,0035

As = ρ min × b × dx

= 0,0035 × 1000 × 95

= 332,5 mm2

148

Didapat dari Table 4.22. Tulangan yang dipakai Ø 10 -225 (As = 349

mm2)

(Buku Gideon Beton Seri 4, tabel 2.2a, hal 15)

2. Penulangan Lapangan Arah X ( 5 )

Momen Lapangan (Mlx) = 0,667 KN.m

Mn =

=

= 0,8340625 x 10 KN.m

2


m =

=

= 15,687

Rn =

=

= 0,092

ρ =

=

= 0,0002 < min, Dipakai min = 0,0035


= 0,0035 × 1000 × 95

= 332,5 mm2


mm2)




Mn =

=

= 2,158750 x 10 KN.m

2


m =

=

= 15,687

Rn =

=

= 0,24

ρ =

149

=

= 0,0006 < min, Dipakai min = 0,0035


= 0,0035 × 1000 × 95

= 332,5 mm2


mm2)


Momen Penulangan Arah Y

4. Penulangan Tumpuan Arah Y ( F )

Momen Tumpuan (Mty) = - 1,727 KN.m

Mn =

=

= 2,158750 x 10 KN.m

2


m =

=

= 15,687

Rn =

=

= 0,299

ρ =

=

= 0,0008 < min, Dipakai min = 0,0035

As = ρ min × b × dy

= 0,0035 × 1000 × 85

= 297,5 mm2


mm2)


5. Penulangan Tumpuan Arah Y ( E )

Momen Tumpuan (Mty) = 0,667 KN.m

Mn =

=

= 0,8340625 x 10 KN.m

2

150


m =

=

= 15,687

Rn =

=

= 0,115

ρ =

=

= 0,0003 < min, Dipakai min = 0,0035


= 0,0035 × 1000 × 85

= 297,5 mm2


mm2)


6. Penulangan Tumpuan Arah Y ( D )


Mn =

=

= 2,158750 x 10 KN.m

2


m =

=

= 15,687

Rn =

=

= 0,299

ρ =

=

= 0,0008 < min, Dipakai min = 0,0035


= 0,0035 × 1000 × 85

= 297,5 mm2


mm2)

151


Dan untuk perhitungan penulangan pada tipe pelat atap lainnya dapat

dilihat pada tabel dibawah ini. Tabel dibawah ini berdasarkan perhitungan

manual dibantu dengan program Microsoft Excel:

Tabel 4.23. adalah hasil dari perhitungan penulangan pelat lantai tipe A

, A”, B dan B” dengan model pelat I-2.

Tabel 4.24. adalah hasil dari perhitungan penulangan pelat lantai tipe

C, C”, D, D” dan E dengan model pelat I-3.

Tabel 4.25. adalah hasil dari perhitungan penulangan pelat lantai tipe F

dan G dengan model pelat I-4.


H, I, J dan J” dengan model pelat I-5.

152

Tabel 4.23. Hasil Perhitungan Penulangan Pelat Dengan Model I-2

153



154


155




156


157

4.3. Perencanaan Struktur Pelat Lantai

Pada perencanaannya, pelat lantai direncanakan dengan 4 (empat) model bentuk

pelat lantai yaitu model lantai I-2, I-3, I-4 dan I-5. Dari lantai 1 (satu) sampai lantai 5

(lima) memiliki bentuk dan ukuran pelat lantai yang disesuaikan dengan jenis pelat

lantainya.

4.3.1. Pelat Lantai

Sistem penulangan pelat lantai direncanakan sama dan dibagi setiap segmen.

Gambar 4.49. Denah Pelat Lantai 1


4.3.2. Pedoman Perhitungan Pelat Lantai

1. Kusuma, Gideon. 1993. Dasar-Dasar Perencanaan Beton Bertulang. Penerbit

Erlangga : Jakarta.

2. Pedoman Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah dan Gedung 1987

(PPPURG 1987).

3. SNI 03-2847-2002. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan

Gedung.

4. Sunggono. 1984. Teknik Sipil Penerbit Nova : Bandung.

4.3.3. Perhitungan Pelat Lantai

Data Teknis Pelat Lantai Rencana:

1. Material Beton

Mutu Beton (Fc) = fc 30 Mpa

158


Modulus Elastisitas (Ec) = 4700 4700 = 25742,9602 Mpa

(SNI-03-2487-2002, pasal 10.5 (1), hal 54)

2. Material Baja

Fy = 400 Mpa


(Tabel 1. PPPURG 1987, Hal 5)


(pasal 5.1.3. SNI-03-1729-2002, Hal 9)

3. Menentukan Syarat-syarat Batas dan Bentang Pelat Lantai

Langkah pertama dalam perhitungan pelat lantai adalah dengan

menentukan tipe pelat berdasarkan perletakannya. Berikut ini adalah jenis

tipe pelat seperti yang diterangkan pada Buku Struktur Beton Bertulang Jilid

4 Gideon Kusuma :

Keterangan :

= Tumpuan bebas (garis tunggal)

= Tumpuan terjepit penuh (garis ganda)

Gambar 4.50. Tipe Pelat

Sumber : Buku Struktur Beton Bertulang Jilid 4 Gideon Kusuma

159

Gambar 4.51. Denah Pelat Lantai 1


Gambar 4.52. Denah Pelat Lantai 2 Sampai 5


160

Gambar 4.53. Detail Pelat Lantai


a. Model Pelat (I - 2)

Kode Pelat A



β =

=


Kode Pelat B



β =

=


b. Model Pelat (I - 3)

Kode Pelat C



β =

=


Kode Pelat D



β =

=


c. Model Pelat (I - 4)

Kode Pelat F


161


β =

=


Kode Pelat G



β =

=


d. Model Pelat (I - 5)

Kode Pelat I



β =

=


Kode Pelat J



β =

=


4.3.4. Menentukan Tebal Pelat Lantai

Dalam perencanaan pelat, menentukan tebal diambil dari bentang pelat yang

lebih pendek (Lx) dari luasan pelat terbesar. Berdasarkan data diatas, pada lantai

dasar sampai dengan lantai atas memiliki jenis maupun type pelat dengan luasan

yang berbeda-beda. Tebal pelat minimum yang memenuhi syarat lendutan

ditentukan dari peraturan SNI 03-2847-2002 pasal.11.5.3.3 halaman 6. Pelat

lantai digunakan dua arah, asumsi :

Tebal pelat asumsi awal (hf) = 120 mm

h =

dan ≥ 90 mm

β =

=

= 1,6

hmin =

= 8,47 cm

hmak =

162

= 11,86 cm ≈ 12 cm (tebal pelat minimum)

Maka tebal pelat lantai yang digunakan adalah 12 cm

β1 = 0,85 (fc’ ≤ 30 Mpa)

Dari hasil perhitungan syarat tebal pelat lantai, maka disimpulkan tebal pelat

lantai asumsi awal = 12 cm memenuhi syarat hmin = 8,47 cm. Keseluruhan tipe

pelat menggunakan tebal h = 12 cm.

4.3.5. Data Beban yang Bekerja Pada Pelat

4.3.5.1. Beban Mati

Berat jenis beton bertulang = 2400 Kg/m3

Berat jenis Baja = 7850 Kg/m3

Berat jenis lantai kerja (spesi) = 21 Kg/m2

= 21 x 10-4

Kg/cm2

Penutup lantai ubin = 24 Kg/m2

Tebal lantai kerja = 3 cm


Berat plafond 11+7 = 18 Kg/m2

( PPPURG 1987, hal 5 dan 6 )

4.3.5.2. Beban Hidup

Lantai minimal = 250 Kg/m2


( PPPURG 1987, hal 12 )

4.3.6. Pembebanan

1. Beban Mati (WD)

Berat pelat lantai = 2400 x 0,12 = 288 Kg/m2

Berat space lantai = 3 x 21 x 10-4

Kg/cm2

= 63 x 10-4

Kg/cm2 = 63 Kg/m

2

Penutup lantai = 24 Kg/m2

Berat plafon = 18 Kg/m2

Total Pembebanan (WD) = 393 Kg/m2

2. Beban Hidup (WL)

Beban pelat lantai = 250 Kg/m2


+

163


a. Sebagai Lantai Utama Kantor

Wu = 1,2 WD + 1,6 WL

= 1,2 (393) + 1,6 (250)

= 871,6 Kg/m2 8,716 KN/m

2

b. Sebagai Atap DAK

Wu = 1,2 WD + 1,6 WL

= 1,2 (393) + 1,6 (100)

= 631,6 Kg/m2 6,316 KN/m

2

4.3.7. Perhitungan Momen pada Tumpuan dan Lapangan

Dalam perencanaan penulangan pelat, model pelat yang digunakan adalah

model I – 2, model I – 3, model I- 4 dan model I- 5 dengan skema dari diagram

momen penulangan. Momen penulangan persatuan panjang terhadap beban

terbagi rata. Adapun model pelatnya seperti gambar berikut:

Gambar 4.54. Tipe Pelat Lantai


Perhitungan pelat lantai tipe A dan B menggunakan model pelat lantai I – 2

dengan skema dari diagram momen dapat dilihat pada Gambar 4.55. dan nilai

untuk koefisien momen penulangan dapat dilihat pada Tabel 4.27.

164





Untuk perhitungan pelat lantai tipe C, dan D menggunakan model pelat lantai



165





Untuk perhitungan pelat lantai tipe F dan G menggunakan model pelat lantai



166





Untuk perhitungan pelat lantai tipe I dan J menggunakan model pelat lantai I

– 5 dengan skema dari diagram momen dapat dilihat pada Gambar 4.58. dan


167





4.3.7.1. Momen Yang Dihasilkan

Perhitungan pada pelat Tipe A dengan dimensi 250 cm x 250 cm dengan

model pelat I-2.

168

1. Momen arah x (1)


2. Momen arah x (2)


3. Momen arah x (3)


4. Momen arah x (4)


5. Momen arah x (5)


169

6. Momen arah x (6)


7. Momen arah x (7)


8. Momen arah x (8)


9. Momen arah x (9)


10. Momen arah y (a)


170

11. Momen arah y (b)


12. Momen arah y (c)


13. Momen arah y (d)


14. Momen arah y (e)


15. Momen arah y (f)


171

16. Momen arah y (g)


17. Momen arah y (h)


18. Momen arah y (i)


Untuk perhitungan momen pelat dengan tipe A dan B menggunakan



Excel.

172

Tabel 4.31. Hasil Perhitungan Momen Penulangan Pelat Tipe A Model I- 2


Tabel 4.32. Hasil Perhitungan Momen Penulangan Pelat Tipe B Model I- 2


Untuk perhitungan momen pelat dengan tipe C dan D menggunakan



Excel.

173

Tabel 4.33. Hasil Perhitungan Momen Penulangan Pelat Tipe C Model I- 3


Tabel 4.34. Hasil Perhitungan Momen Penulangan Pelat Tipe D Model I- 3


174

Untuk perhitungan momen pelat dengan tipe F dan G menggunakan



Excel.

Tabel 4.35. Hasil Perhitungan Momen Penulangan Pelat Tipe F Model I- 4


Tabel 4.36. Hasil Perhitungan Momen Penulangan Pelat Tipe G Model I- 4


Untuk perhitungan momen pelat dengan tipe I dan J menggunakan model

pelat I-5 dapat dilihat pada Tabel 4.37. dan Tabel 4.38. dengan perhitungan

momen secara manual dan dibantu dengan program Microsoft Excel.

175

Tabel 4.37. Hasil Perhitungan Momen Penulangan Pelat Tipe I Model I- 5


Tabel 4.38. Hasil Perhitungan Momen Penulangan Pelat Tipe J Model I- 5


4.3.8. Perhitungan Penulangan Pelat

Perhitungan pelat lantai harus ditentukan tebal selimut betonnya, tinggi

penulangan baik arah x maupun arah y, serta tulangan yang akan digunakan.

Adapun perhitungannya adalah seperti berikut:

Tebal Pelat (h) = 12 cm 120 mm

Mutu Beton (fc) = 30 Mpa 300 Kg/cm2

Mutu Baja (fy) = 400 Mpa 4000 Kg/cm2

ρmin =

=

= 0,0035


176

Tebal Selimut Beton = p = 20 mm


Gambar 4.59. Desain Penulangan Pelat Lantai


Fc < 30 = = 0,85

Fc < 30 = = 0,85 –

ρmin = 0,0035

ρb =

=

= 0,0326

ρmax = 0,75 x ρb = 0,75 x 0,0326 = 0,02445

Syarat = 1. ρ < ρmin = Dipakai ρmin

2. ρmin < ρ < ρmax = Dipakai ρ

Diameter tulangan arah x = Ø 10 10 mm


Dx = h – p – ½ ØDx

= 120 – 20 – ½ 10

= 95 mm

Diameter tulangan arah y = Ø 10 10 mm


Dy = h – p - ØDx – ½ ØDy

= 120 – 20 – 10 – ½ 10

= 85 mm

4.3.8.1. Tulangan Yang Dihasilkan

Perhitungan tulangan pada pelat lantai secara manual dengan dibantu

program microsoft excel. Perhitungan tulangan untuk menentukan rasio

penulangan (ρ). Adapun rumusnya adalah sebagai berikut:

177

Dimana:

Ø = Faktor Reduksi = 0,8

(SNI 2847:2002, pasal 11.3 hal 61 )

Mn = Kuat nominal penampang akibat lentur

Gambar 4.60. Penentuan ρ Pada Mutu Beton F C 30

Sumber : Grafik Dan Tabel Perhitungan Beton Bertulang (Gideon Kusuma) halaman 47

Sedangkan untuk mencari tulangan yang akan digunakan pada pelat

lantai dibantu dengan Tabel 4.39.

Mn =

Rn =

m =

Ρ =

178

Tabel 4.39. Diameter Batang Dalam Mm2

Per Meter Lebar Plat

Sumber : Grafik Dan Tabel Perhitungan Beton Bertulang (Gideon Kusuma)

halaman 15

Dalam menentukan diameter maupun jumlah tulangan harus disesuaikan

dengan perencanaan yang dibuat. Adapun hasil dari perhitungan tulangan,


Perhitungan Penulangan Pada Pelat Tipe A 250 x 250 cm Model Pelat

I-2

Momen Penulangan Arah X



Mn =

=

= 2,996250 x 10 KN.m

2


m =

=

= 15,687

Rn =

=

= 0,332

ρ =

=

= 0,0008 < min, Dipakai min = 0,0035


= 0,0035 × 1000 × 95

= 332,5 mm2


mm2)

179


2. Penulangan Lapangan Arah X ( 5 )

Momen Lapangan (Mlx) = 0,926 KN.m

Mn =

=

= 1,157500 x 10 KN.m

2


m =

=

= 15,687

Rn =

=

= 0,128

ρ =

=

= 0,0003 < min, Dipakai min = 0,0035


= 0,0035 × 1000 × 95

= 332,5 mm2


mm2)




Mn =

=

= 2,996250 x 10 KN.m

2


m =

=

= 15,687

Rn =

=

= 0,332

ρ =

=

= 0,0008 < min, Dipakai min = 0,0035

180


= 0,0035 × 1000 × 95

= 332,5 mm2


mm2)


Momen Penulangan Arah Y

4. Penulangan Tumpuan Arah Y ( F )


Mn =

=

= 2,996250 x 10 KN.m

2


m =

=

= 15,687

Rn =

=

= 0,415

ρ =

=

= 0,0010 < min, Dipakai min = 0,0035


= 0,0035 × 1000 × 85

= 297,5 mm2


mm2)


5. Penulangan Tumpuan Arah Y ( E )

Momen Tumpuan (Mty) = 0,926 KN.m

Mn =

=

= 1,157500 x 10 KN.m

2


m =

=

= 15,687

181

Rn =

=

= 0,160

ρ =

=

= 0,0004 < min, Dipakai min = 0,0035


= 0,0035 × 1000 × 85

= 297,5 mm2


mm2)


6. Penulangan Tumpuan Arah Y ( D )


Mn =

=

= 2,996250 x 10 KN.m

2


m =

=

= 15,687

Rn =

=

= 0,415

ρ =

=

= 0,0010 < min, Dipakai min = 0,0035


= 0,0035 × 1000 × 85

= 297,5 mm2


mm2)


182

Dan untuk perhitungan penulangan pada tipe pelat lantai lainnya dapat

dilihat pada tabel dibawah ini. Tabel dibawah ini berdasarkan perhitungan

manual dibantu program Microsoft Excel:

Tabel 4.40. adalah hasil dari perhitungan penulangan pelat lantai tipe A

dan B dengan model pelat I-2.


C, dan D dengan model pelat I-3.

Tabel 4.42. adalah hasil dari perhitungan penulangan pelat lantai tipe F

dan G dengan model pelat I-4.

Tabel 4.43. adalah hasil dari perhitungan penulangan pelat lantai tipe I

dan J dengan model pelat I-5.

183




184




185



186

4.4. Perhitungan Tangga

Berdasarkan fungsi dan kegunaan gedung berlantai ini, maka struktur bangunan

gedung ini direncanakan menggunakan tangga sebagai alternatif lain yang berfungsi untuk

menghubungkan antar lantai sehingga dapat mempermudah orang untuk mengakses atau

mobilisasi orang ke atas maupun ke bawah. Dalam perencanaan tangga pada gedung ini

hanya terdapat 1 tipe tangga : Tangga penghubung antar lantai

Analisa Momen pada tangga dilakukan dengan bantuan program SAP2000. Beban

yang diperhitungkan yaitu beban mati akibat berat sendiri dan beban hidup untuk fungsi

perkantoran. Beban mati dihitung langsung oleh program SAP2000 dengan memasukkan

nilai 1 untuk self weight multiplier pada saat pembebanan (load case). Kombinasi

pembebanan yang diperhitungkan berdasarkan SK SNI 03-2847-2002 adalah : 1,2 DL+1,6

LL.

4.4.1. Perhitungan Tangga

Gambar 4.61. Permodelan Tangga (Tampak Samping)

Sumber : Dokumentasi Pribadi (Program Autocad 2007)

187

Gambar 4.62. Permodelan Tangga (Tampak Atas)


a. Data Perencanaan Tangga

Tinggi antar lantai = 400 cm

Lebar tangga (l) = 500 cm

Lebar bordes = 123 cm

Panjang bordes = 128 cm

Tebal pelat tangga (h) = 15 cm

Tebal pelat bordes = 15 cm

Mutu beton (fc) = 30 Mpa

Mutu baja (fy) = 240 Mpa

Berat jenis beton = 2400 kg/m3

Tebal spesi = 3 cm

b. Menentukan Tinggi Optrade dan Panjang Antrede

Untuk menghasilkan struktur tangga yang memenuhi standar, maka

untuk Optrede dan Antrede tangga yang digunakan pada konstruksi memakai

perkiraan acuan angka dibawah ini :

O = Optrede ( langkah tegak ) = 15 cm – 20 cm

188

16

28,0577

°

A = Antrede ( langkah datar ) = 20 cm – 35 cm

Digunakan : O = 16 cm A = 30 cm

2 x O + A = 61-65 ( ideal)

2 x 16 + 30 = 62...... ( OK)

Pengecekan kemiringan :

Tg α = 16 / 30 = 0,533

α = 28,0577º

Syarat kemiringan 25º < 28,0577º < 45º..... ( OK)

Gambar 4.63. Dimensi Tangga


c. Menentukan Ekivalen Tebal Anak Tangga

Tebal pelat tangga (h) = 15 cm = 0,15 m

= 0,2206 m

Maka ekivalen tebal anak tangga = 0,2206 - 0,15 = 0,071 m

4.4.2. Perhitungan Pembebanan Tangga

1. Pelat Tangga ( h = 0,15 m )

a. Beban Mati ( WD )

Berat anak tangga = 0,15 x 2400 = 360 kg/m2

Penutup lantai = 1 x 24 = 24 kg/m2

Spesi (t = 3 cm) = 3 x 21 = 63 kg/m2

Handrill = (asumsi) = 15 kg/m2 +

= 462 kg/m2


1

z

189

b. Beban Hidup ( WL )

WL = 300 kg/m2

(PPPURG 1987, hal 12)

c. Kombinasi Pembebanan

Wu = 1,2 WD + 1,6 WL

= 1,2 x 462 + 1,6 x 300

= 1034,4 kg/m2

2. Pelat Bordes ( h = 0,15 m )

a. Beban Mati ( WD )

Berat bordes = 0,15 x 2400 = 360 kg/m2

Penutup Lantai = 1 x 24 = 24 kg/m2

Spesi (t = 3 cm) = 3 x 21 = 63 kg/m2

Handrill = (asumsi) = 15 kg/m2 +

= 462 kg/m2


b. Beban Hidup ( WL )

WL = 300 kg/m2

(PPPURG 1987, hal 12)

c. Kombinasi Pembebanan

Wu = 1,2 WD + 1,6 WL

= 1,2 x 462 + 1,6 x 300

= 1034,4 kg/m2

3. Input Beban Tangga Pada SAP 2000

Penginputan beban tangga baik pada pelat tangga maupun pelat bordes

sebagai berikut :

a. Beban mati pada pelat tangga = 462 kg/m2

b. Beban hidup pada pelat tangga = 300 kg/m2

c. Beban mati pada pelat bordes = 462 kg/m2

d. Beban hidup pada pelat bordes = 300 kg/m2

4.4.3. Analisa Perhitungan Pelat Pada Struktur Tangga

Dalam perhitungan analisa struktur dilakukan dengan menggunakan

bantuan program SAP2000. Beban yang dimasukkan sebagai beban merata

190

1,2 DL + 1,6 LL

(Uniform Shell) dalam progam SAP2000, sedangkan tebal pelat akan dihitung

otomatis oleh program SAP2000 dengan memasukkan angka 1 untuk self weight

multipler pada saat pembebanan (load case). Untuk pemodelan tangga pada

SAP2000 dapat dilihat pada Gambar 4.63. Sedangan display momen M11 dan

M22 pada pelat lantai dan pelat bordes dapat dilihat pada Gambar 4.64. dan

Gambar 4.65. Kombinasi pembebanan yang digunakan adalah :

Keterangan :

DL : Dead Load (beban mati)

LL : Live Load (beban hidup)

Gambar 4.64. Pemodelan Analisa Struktur Tangga

Sumber : Dokumentasi Pribadi (Program SAP)

191

Gambar 4.65. Pemodelan Analisa Struktur Tangga (M11)


Gambar 4.66. Pemodelan Analisa Struktur Tangga (M22)


Berdasarkan hasil analisa dari progam SAP2000 didapat Momen maksimal pada

arah X (M11) dan arah Y (M22) yang dapat dilihat pada Tabel berikut ini :

192

Tabel 4.44. Momen Pelat Tangga Dan Bordes

Sumber : Dokumentasi Pribadi (Microsoft Excel)

4.4.3.1.Perhitungan Tulangan Pelat Tangga

Gambar 4.67. Tinggi Efektif Pada Pelat Tangga

Sumber : Dokumentasi Pribadi (Program Autocad)

Tebal pelat (h) = 150 mm

Tebal penutup beton ( = 20 mm

Diameter tulangan utama (Ø) = 10 mm



Tinggi efektif sumbu x (dx) = h – – ½.Dx

= 150 – 20 – ½ . 10

= 125 mm = 0,125 m

Tinggi efektif sumbu y (dy) = h – – Dx ½.Dy

= 150 – 20 – 10 – ½ . 10

= 115 mm = 0,115 m

1. Perhitungan Pelat Tangga M11 (arah X)

a) Perhitungan Tulangan Tumpuan Arah X

Mu = -3,0576 KN.m = -3,0576 x 106

Nmm

M.tump M.lap M.tump M.lap

KN.m KN.m KN.m KN.m

Tangga 32 -3,0576 31 2,6974 9 -8,7987 29 8,8683

Bordes 42 -3,0464 40 0,3941 42 -2,3616 37 0,5580

Mmax (M11) Arah X Mmax (M22) Arah Y

Jenis Plat Area Area Area Area

193

Mn =

=

= -3,822 x 10 Nmm

m =

=

= 9,4118

Rn =

=

= 0,2446

min =

=

= 0,0058

b =

=

= 0,0645

max = 0,75 x b = 0,75 x 0,0645 = 0,0484

ρ =

=

= 0,0010 < min, Dipakai min = 0,0058

As = ρmin × b × dx

= 0,0058 × 1000 × 125

= 725 mm2

Dari Tabel Gideon Jilid 4 Hal 15,

(Tulangan yang dipakai 10 – 100 (As = 785 mm2)

b) Perhitungan Tulangan Lapangan Arah X

Mu = 2,6974 KN.m = 2,6974 x 106 Nmm

Mn =

=

= 3,3717 x 10 Nmm

m =

=

= 9,4118

Rn =

=

= 0,2158

min =

=

= 0,0058

b =

=

= 0,0645

max = 0,75 x b = 0,75 x 0,0645 = 0,0484

ρ =

=

194

= 0,0009 min > < max, Dipakai min = 0,0058


= 0,0058 × 1000 × 125

= 725 mm2



2. Perhitungan Pelat Tangga M22 (arah Y)

a) Perhitungan Tulangan Tumpuan Arah Y

Mu = -8,7987 KN.m = -8,7987 x 106

Nmm

Mn =

=

= -10,9984 x 10 Nmm

m =

=

= 9,4118

Rn =

=

= 0,8316

min =

=

= 0,0058

b =

=

= 0,0645

max = 0,75 x b = 0,75 x 0,0645 = 0,0484

ρ =

=


As = ρmin × b × dy

= 0,0058× 1000 × 115

= 667 mm2



b) Perhitungan Tulangan Lapangan Arah Y

Mu = 8,8683 KN.m = 8,8683 x 106 Nmm

Mn =

=

= 8,8683 x 10 Nmm

195

m =

=

= 9,4118

Rn =

=

= 0,6706

min =

=

= 0,0058

b =

=

= 0,0645

max = 0,75 x b = 0,75 x 0,0645 = 0,0484

ρ =

=



= 0,0058 × 1000 × 115

= 667 mm2



4.4.3.2.Perhitungan Tulangan Pelat Bordes

Gambar 4.68. Tinggi Efektif Pada Pelat Bordes

Sumber : Dokumentasi Pribadi (Program Autocad)

Tebal pelat (h) = 150 mm

Tebal penutup beton ( = 20 mm

Diameter tulangan utama (Ø) = 10 mm



Tinggi efektif sumbu x (dx) = h – – ½.Dx

= 150 – 20 – ½ . 10

196

= 125 mm = 0,125 m

Tinggi efektif sumbu y (dy) = h – – Dx ½.Dy

= 150 – 20 – 10 – ½ . 10

= 115 mm = 0,115 m

1. Perhitungan Pelat Bordes M11 (arah X)

a) Perhitungan Tulangan Tumpuan Arah X

Mu = -3,0464 KN.m = -3,0464 x 106

Nmm

Mn =

=

= -3,808 x 10 Nmm

m =

=

= 9,4118

Rn =

=

= 0,244

min =

=

= 0,0058

b =

=

= 0,0645

max = 0,75 x b = 0,75 x 0,0645 = 0,0484

ρ =

=

= 0,0010 < min, Dipakai min = 0,0058


= 0,0058× 1000 × 125

= 725 mm2



b) Perhitungan Tulangan Lapangan Arah X

Mu = 0,3941 KN.m = 0,3941 x 106 Nmm

Mn =

=

= 0,4926 x 10 Nmm

m =

=

= 9,4118

Rn =

=

= 0,0315

197

min =

=

= 0,0058

b =

=

= 0,0645

max = 0,75 x b = 0,75 x 0,0645 = 0,0484

ρ =

=


As = ρ × b × dx

= 0,0058 × 1000 × 125

= 725 mm2



2. Perhitungan Pelat Bordes M22 (arah Y)

c) Perhitungan Tulangan Tumpuan Arah Y

Mu = -2,3616 KN.m = -2,3616 x 106

Nmm

Mn =

=

= -2,952 x 10 Nmm

m =

=

= 9,4118

Rn =

=

= 0,2232

min =

=

= 0,0058

b =

=

= 0,0645

max = 0,75 x b = 0,75 x 0,0645 = 0,0484

ρ =

=

= 0,0009 < min, Dipakai min = 0,0058


= 0,0058× 1000 × 115

198

= 667 mm2



d) Perhitungan Tulangan Lapangan Arah Y

Mu = 0,5580 KN.m = 0,5580 x 106 Nmm

Mn =

=

= 0,6975 x 10 Nmm

m =

=

= 9,4118

Rn =

=

= 0,0527

min =

=

= 0,0058

b =

=

= 0,0645

max = 0,75 x b = 0,75 x 0,0645 = 0,0484

ρ =

=


As = ρ × b × dy

= 0,0058 × 1000 × 115

= 667 mm2



4.4.3.3. Rekap Perhitungan Tulangan Pelat Tangga dan Bordes

Berikut rekap hasil perhitungan tulangan pelat tangga dan pelat bordes

disajikan dalam bentuk tabel dibawah ini :

199

Tabel 4.45. Daftar Tulangan Pelat Tangga dan Bordes

Sumber : Dokumentasi Pribadi (Microsoft Excel)

Ø10 - 100

Ø10 - 100

Ø10 - 100

Ø10 - 100

Ø10 - 100

Ø10 - 100

Ø10 - 100

Ø10 - 100

Jenis Pelat Tulangan (mm

2) (mm

2)

Tulangan As Tulangan As Perhitungan

Tumpuan Arah Y

Lapangan Arah X

Tumpuan Arah X

Pelat Tangga

Pelat Bordes

Lapangan Arah Y

Tumpuan Arah Y

Lapangan Arah X

Tumpuan Arah X

Lapangan Arah Y

725,00

667,00

667,00

725,00

667,00

667,00

725,00

725,00 785

785

785

785

785

785

785

785

200

4.5. Perencanaan Balok dan Kolom (Portal)

Gambar 4.69. Prespektif Rangka Portal Struktur Beton

Sumber : Dokumentasi Pribadi SAP2000 V2014

4.5.1. Pedoman Perhitungan Balok dan Kolom

Dalam perencanaan balok dan kolom, beberapa pedoman yang digunakan adalah:

1. Kusuma, Gideon. 1993. Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang. Penerbit

Erlangga : Jakarta.

2. Pedoman Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah dan Gedung (PPPURG 1987)

3. SNI 03-1726-2012. Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur

Bangunan Gedung dan Non Gedung.

4. SNI 03-2847-2002.Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung.

5. Sunggono. 1984. Teknik Sipil. Penerbit Nova : Bandung.

6. Vis, W. C dan Kusuma, Gideon. 1993. Grafik Dan Tabel Perhitungan Beton

Bertulang. Penerbit Erlangga : Jakarta.

4.5.2. Perhitungan Balok dan Kolom

4.5.2.1. Data Teknis

1. Material beton


F.c ( kolom, balok, dan pelat ) = 30 Mpa

Modulus elastisitas =

(SNI -03 -2847 -2002, pasal 10.5(1), hal 54 )

201

2. Material tulangan

Besi ulir BJTD 40

( Fy ) = 400 Mpa, ( Fu ) = 520 Mpa

Besi polos BJTP 24

( Fy ) = 240 Mpa, ( Fu ) = 370 Mpa

Berat per unit volume = 7850 kg/m3


4.5.3. Menentukan Syarat-syarat Batas dan Panjang Bentang

Balok dianggap ditumpu bebas pada kedua tepinya, dengan panjang bentang

350, 400, 500 cm dan 800 cm.

4.5.4. Menentukan Dimensi

1. Pada perencanaan dimensi balok menggunakan acuan dengan asumsi awal:

Balok induk (BI) = 1/10 dari jarak kolom.

Balok anak (BA) = 1/12 dari jarak kolom

BI1 = 40 x 80 cm, BI2 = 25 x 50 cm

BI3 = 20 x 40 cm, BI4 = 18 x 35 cm

BA1 = 35 x 70 cm, BA2 = 25 x 45 cm

BA3 = 20 x 35 cm,

2. Pada perencanaan dimensi kolom dengan menyesuaikan beban yang terjadi

dengan asumsi awal kolom yang digunakan pada perencanaan adalah sebagai

berikut:

K 1 = 80 x 80 cm (Lantai dasar-4)

K 2 = 50 x 50 cm (Lantai 5-6)

4.5.5. Pembebanan Portal

Pada perencanaan pembebanan portal, sesuai dengan Peraturan Perencanaan

Pembebanan untuk Rumah dan Gedung (PPPURG 1987), ada empat pembebanan

yang ditinjau dalam portal, yaitu beban mati, beban hidup, beban angin dan beban

gempa. Sesuai dengan kegunaan dan pemanfaatan bangunan gedungnya, diperoleh

beban sebagai berikut :

4.5.5.1. Beban Pada Pelat Lantai

1. Beban mati (WD)

Berat sendiri pelat = 2400 Kg/m3x 0,12 m = 288 Kg/m

2

Berat space lantai = 21 x 10-4

Kg/cm2 x 3 cm

202

= 63 x 10-4

Kg/cm = 63 Kg/m2

Penutup lantai = 24 Kg/m2

Berat plafon dan penggantung = 18 Kg/m2

Total pembebanan (WD) = 393 Kg/m2

2. Beban Hidup (WL)

Beban hidup bangunan kantor = 250 Kg/m2

Beban hidup atap dak = 100 Kg/m2

Gambar 4.70. Display Beban Hidup Pada Pelat


+

203

Gambar 4.71. Display Beban Mati Pada Pelat


4.5.5.2. Beban Pada Balok

Berat dinding ( batu bata merah) = 4 m x 0,15 m x 1700 Kg/m3

= 1020 Kg/m

Berat kuda-kuda = Untuk beban atap langsung didistibusikan

pada pembebanan portal sesuai kordinat dari

tumpuan pada atap.

Gambar 4.72. Beban Mati Pada Balok


204

Gambar 4.73. Beban Mati Atap Pada Balok


4.5.5.3. Beban Angin Pada Portal

Oleh karena data kecepatan angin tidak diketahui, maka diambil tekanan

minimal sebesar p = 25 kg/m2, sesuai dengan data pembebanan pada buku

PPPURG 1987. Angin sebagai beban merata pada bangunan, pada pemodelan

rangka angin dikenakan pada setiap joint sebagai beban terpusat.

Mengubah beban angin menjadi beban terpusat:

Panjang dinding = 8 m

Tinggi dinding = 4 m

Tekanan angin minimun = 25 kg/m2

P = 25 x 8 x 4 = 800 Kg

Pada setiap dinding memiliki 4 sudut (joint) dimana beban angin akan

disalurkan. Maka di setiap sudutnya (joint) adalah :

P = 800 : 4 = 200 Kg

1. Angin Tekan

Koefisien tekan 0,9 maka: 200 x 0,9 = 180 Kg

2. Angin Hisap

Koefisien hisap -0,4 maka: 200 x -0,4 = - 80 Kg

205

Gambar 4.74. Beban Angin


4.5.5.4. Beban Gempa

Beban gempa yaitu beban yang bekerja pada suatu struktur akibat dari

pergerakan tanah yang disebabkan karena adanya gempa bumi, baik itu gempa

tektonik maupun gempa vulkanik yang mempengaruhi struktur tersebut. Gempa

mengakibatkan beban pada struktur karena interaksi tanah dengan struktur dan

karakteristik respons struktur.

4.5.5.4.1. Perhitungan Gempa

Dalam perhitungan dan analisis struktur terhadap beban gempa atau

respons spectrum yang terjadi, harus disesesuaikan dengan data yang

berlaku, yaitu mengacu pada Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk

Rumah dan Gedung (SNI-1726-2012). Analisis struktur terhadap beban

gempa pada gedung dilakukan dengan metode analisis respon spectrum

yang berlaku. Berdasarkan parameter respons percepatan perioda pendek

(SDS) dan perioda 1 detik (SD1), dapat diketahui jenis Kriteria Desain

Seismik bangunan gedung, sehingga dapat mengetahui sistem penahan gaya

gempa yang diijinkan.

4.5.5.4.2. Perencanaan Beban Gempa

1. Menentukan Lokasi Bangunan

Berdasarkan pada peta Google Maps, lokasi perencanaan Gedung

Kantor Direktorat Jenderal Pajak Kota Semarang terletak pada Jl. Jolotundo

Semarang dengan koordinat lintang -6.9850690 dan bujur 110.4437488.

206

Gambar 4.75. Peta Koordinat Lokasi Gedung Kantor Dirjen Pajak

Semarang

Sumber: Google Maps, 2018

2. Menentukan Kategori Resiko Struktur Bangunan (I-IV)

Menentukan kategori resiko pada struktur bangunan gedung dan non

gedung harus ditentukan sesuai dengan pemanfaatan fungsi gedung itu

sendiri. Berdasarkan kategori resiko bangunan pada SNI 03-1726-2012,

Gedung Kantor Direktorat Jenderal Pajak Kota Semarang termasuk dalam

kategori II yang memiliki fungsi sebagai gedung perkantoran.

Tabel 4.46. Kategori Resiko Gedung Kantor Direktorat Jenderal Pajak Kota

Semarang Untuk Beban Gempa

Pemanfaatan Kategori

Resiko

Gedung dan non gedung yang memiliki risiko rendah terhadap

jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan, termasuk, tapi tidak

dibatasi untuk, antara lain :

a. Fasilitas pertanian, perkebunan, pertemuan, dan perikanan

b. Fasilitas sementara

c. Gudang penyimpanan

d. Rumah jaga dan struktur kecil lainnya

I

Semua gedung dan struktur lain, kecuali yang termasuk dalam

207

kategori risiko I,II,II,IV, termasuk, tapi tidak dibatasi untuk :

a. Perumahan

b. Rumah toko dan rumah kantor

c. Pasar

d. Gedung perkantoran

e. Gedung apartemen / rumah susun

f. Pusat perbelanjaan / mall

g. Bangunan Industri

h. Fasilitas manufaktur

i. Pabrik

II

Gedung dan non gedung yang dimiliki risiko ini tinggi

terhadap jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan, termasuk,

tapi tidak dibatasi untuk :

a. Bioskop

b. Gedung pertemuan

c. Stadion

d. Fasilitas kesehatan yang tidak memiliki unit bedah dan unit

gawat darurat

e. Fasilitas penitipan anak

f. Penjara

g. Bangunan untuk orang jompo

Gedung dan non gedung, yang tidak termasuk kedalam

kategori IV, yang memiliki potensi untuk menyebabkan

dampak eonomi yang besar dan / atau gangguan massal

terhadap kehidupan masyarakat sehari-hari bila terjadi

kegagalan, termasuk, tapi tidak dibatasi untuk :

a. Pusat pembangkit listrik biasa

b. Fasilitas penanganan air

c. Fasilitas penanganan limbah

d. Pusat telekomunikasi

Gedung dan non gedung yang tidak termasuk dalam kategori

risiko IV, ( termasuk tetapi tidak dibatasi untuk fasilitas

manufaktur, proses, penanganan, penyimpanan, penggunaan,

III

208

Sumber: Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung SNI

1726:2012

atau tempat pembuangan bahan bakar berbahaya, bahan kimia

berbahaya, limbah berbahaya, atau bahan yang mudah

meledak) yang mengandung bahan beracun atau peledak di

mana jumlah kandungan bahannya melebihi nilai batas yang

disyaratkan oleh instansi yang berwenang dan cukup

menimbulkan bahaya bagi masyarakat jika terjadi kebocoran.

Gedung dan non gedung yang ditunjukan sebagai fasilitas

yang penting, termasuk tetapi tidak dibatasi untuk :

a. Bangunan-bangunan monumental

b. Gedung sekolah dan fasilitas pendidikan

c. Rumah sakit dan fasilitas kesehatan lainnya yang memiliki

fassilitas bedah dan unit gawat darurat

d. Fasilitas pemadam kebakaran, ambulans, dan kantor polisi,

serta garasi kendaraan darurat

e. Tempat perlindungan terhadap gempa bumi, angin badai,

dan tempat perlindungan darurat lainnya

f. Fasiltas kesiapan darurat, komunikasi, pusat operasi dan

fasilitas lainnya untuk tanggap darurat

g. Pusat pembangkit energi dan fasilitas publik lainnya yang

dibutuhkan saat keadaan darurat

h. Struktur tambahan (termasuk menara telekomunikasi,

tangki penyimpanan bahan bakar, menara pendingin,

struktur stasiun listrik, tangki air pemadam kebakaran atau

struktur rumah atau struktur pendukung air mineral atau

peralatan pemadam kebakaran) yang disyaratkan untuk

beroperasi pada saat keadaan darurat

Gedung dan non gedung yang dibutuhkan untuk

mempertahankan fungsi struktur bangunan lain yang masuk ke

dalam kategori risiko IV.

IV

209

3. Menentukan Faktor Keutamaan Gempa (Ie)

Dengan menghubungkan kategori resiko bangunan dengan faktor

keutamaan gempa (Ie), Gedung Kantor Direktorat Jenderal Pajak Kota

Semarang, gedung yang direncanakan berupa gedung perkantoran dengan

resiko II, didapat faktor keutamaan gempa adalah Ie = 1,0.

Tabel 4.47. Hubungan Kategori Resiko dengan Faktor Keutamaan Gempa (Ie)

Gedung Kantor Dirjen Pajak Kota Semarang

Kategori resiko Faktor keutamaan gempa, Ie

I atau II 1,0

III 1,25

IV 1,5

Sumber: Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung SNI

1726:2012

4. MenentukanParameter Percepatan Gempa (SS dan S1)

Berdasarkan dari gambar respon spektra pada Tabel 4.3.3, Gambar

4.3.1 dan Gambar 4.5.2 yang disesuaikan dengan lokasi gedung yaitu pada

koordinat lintang -6.9850690 dan bujur 110.4437488, didapat nilai

parameter Ss dan S1, dimana parameter Ss (percepatan batuan dasar pada

perioda pendek) dan parameter S1 (percepatan batuan dasar pada perioda 1

detik) : Ss = 1.042 g dan S1 = 0.350 g.

Tabel 4.48. Data Yang Diperlukan Untuk Menghitung Respon Spectrum

Variabel Nilai Jenis Tanah

PGA (g) 0.465

Tanah Lunak

SS (g) 1.042

S1 (g) 0.350

CRS 0.888

CR1 0.000

FPGA 0.900

FA 0.900

FV 2.602

PSA (g) 0.419

SMS (g) 0.937

SM1 (g) 0.909

SDS (g) 0.625

210

SD1 (g) 0.606

T0

(detik) 0.194

TS

(detik) 0.970

Sumber: http://www.pu.go.id/desain_spektra_indonesia_2011

Gambar 4.76. Respons Spektra Percepatan Pendek Yaitu Percepatan 0,2 Detik

Gedung Kantor Direktorat Jenderal Pajak Kota Semarang

Sumber : http://puskim.pu.go.id/aplikasi/desain_spektra_indonesia_2011/

Gambar 4.77. Respons Spektra Percepatan Pendek Yaitu Percepatan 1 Gedung

Kantor Direktorat Jenderal Pajak Kota Semarang

Sumber : http://puskim.pu.go.id/aplikasi/desain_spektra_indonesia_2011/

http://www.pu.go.id/desain_spektra_indonesia_2011

http://puskim.pu.go.id/aplikasi/desain_spektra_indonesia_2011/

http://puskim.pu.go.id/aplikasi/desain_spektra_indonesia_2011/

211

5. Menentukan Kelas Situs (SA-SF)

Dalam menentukan klasifikasi kelas situs tanah lokal, maka dapat

dilakukan dengan menguji nilai penetrasi standar rata-rata. N Profil tanah

yang mengandung beberapa lapisan tanah dan/atau batuan yang nyata

berbeda, dan harus dibagi menjadi lapisan-lapisan yang diberi nomor ke-1

sampai ke- n dari atas ke bawah, sehingga ada total N-lapisan tanah yang

berbeda pada lapisan 30 m paling atas tersebut. Nilai untuk lapisan tanah

30 m paling atas ditentukan sesuai dengan perumusan berikut :

ti = tebal setiap lapisan antara kedalaman 0 sampai 30 meter;

Ni = tahanan penetrasi standar 60 persen energi (N60) yang terukur

langsung di lapangan tanpa koreksi.

Berdasarkan hasil uji tanah yang telah dilakukan di lapangan, didapat

hasil uji penetrasi standar rata-rata tersebut. Berikut adalah hasil uji nilai

penetrasi standar rata-rata di lokasi proyek pembangunan Gedung Kantor

Direktorat Jenderal Pajak Kota Semarang.

Tabel 4.49. Nilai Tes Penetrasi Standar Rata-Rata (N) Log No. DB1

No. t (m) N t/N

1 0 - 2 12 0.167

2 2 - 4 11 0.182

3 4 - 6 2 1.000

4 6 - 8 2 1.000

5 8 - 10 2 1.000

6 10 - 12 2 1.000

7 12 - 14 2 1.000

8 14 - 16 3 0.667

9 16 - 18 5 0.400

10 18 - 20 20 0.100

11 20 - 22 23 0.087

12 22 - 24 22 0.091

212

13 24 - 26 20 0.100

14 26 - 28 22 0.091

15 28 - 30 20 0.100

16 30 - 32 18 0.111

17 32 - 34 21 0.095

18 34 - 36 20 0.100

19 36 - 38 40 0.050

20 38 - 40 43 0,046

Jumlah 40 7.387

Sumber : Standard Penetrasi Test bore Log

= 5.415

Tabel 4.50. Hubungan Parameter Kemampuan Tanah Dengan Klasifikasi

Situs Gedung Kantor Dirjen Pajak Kota Semarang

Kelas situs vs (m/detik) N atau Nch su (kPa)

SA (Batuan Keras) 1500 N/A N/A

SB (Batuan) 750 – 1500 N/A N/A

SC (Tanah keras,

sangat padat dan

batuan lunak)

350 – 750 >50 >100

SD (Tanah sedang) 175 – 350 15 – 50 50 - 100

SE (tanah lunak) < 175 < 15 < 50

Atau setiap profil tanah yang mengandung lebih

dari 3 m tanah dengan karateristik sebagai

berikut :

1. Indeks plastisitas, PI > 20,

2. Kadar air, w > 40%

3. Kuat geser niralir su <25 kPa

SF (Tanah khusus, Setiap profil lapisan tanah yang memiliki salah

213

yang membutuhkan

investigasi geoteknik

spesifik dan analisis

respons spesifik situs)

satu atau lebih dari karakteristik berikut:

Rawan dan berpotensi gagal atau runtuh

akibat beban gempa seperti mudah likuifaksi,

lempung sangat sensitif, tanah tersementasi

lemah

Lempung sangat organik dan/atau gambut

(ketebalan H > 3 m)

Lempung berplastisitas sangat tinggi

(ketebalan H > 7,5 m dengan Indeks

Plasitisitas PI > 75) Lapisan lempung

lunak/setengah teguh dengan ketebalan H >

35 m dengan su < kPa

Catatan: N/A = tidak dapat dipakai

Sumber: Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung

SNI 1726:2012

Berdasarkan klafisikasi situs diatas, untuk kedalaman 30 meter dengan

nilai Standard Penetrasi Test rata-rata adalah berada pada nilai

= <15, maka tanah dilokasi tersebut termasuk dalam kelas situs SE

(tanah lunak).

6. MenentukanKoefisien-Koefisien Situs dan Parameter-Parameter

Respon Spektral Percepatan Gempa Maksimum yang diperhitungkan

Resiko Tertarget (MCER)

Untuk penentuan respons spektral percepatan gempa MCER di

permukaan tanah, maka diperlukan suatu faktor amplifikasi seismik pada

perioda 0,2 detik dan perioda 1 detik. Faktor amplifikasinya meliputi faktor

amplifikasi getaran terkait percepatan pada getaran perioda pendek (Fa) dan

faktor amplifikasi terkait percepatan yang mewakili getaran perioda 1 detik

(Fv) :

SMS = Fa SS

SM1 = Fv S1

214

Dengan didapatnya nilai parameter spectrum respon percepatan pada

periode pendek (SMS), dan periode satu detik (SM1), maka langkah

selanjutnya adalah mencari harga SDS , SD1 menggunakan rumus empiris

sebagai berikut:

SDS = 2/3 SMS

SD1 = 2/3 SM1

Tabel 4.51. Koefisien Situs (Fa) Gedung Kantor Dirjen Pajak Kota Semarang

Kelas Situs

Ss (Percepatan Respons Spektra Periode pendek,

T = 0,2 detik)

Ss < 0,25 Ss = 0,5 Ss = 0,75 Ss = 1 Ss > 1,25

SA 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8

SB 1 1 1 1 1

SC 1,2 1,2 1,1 1 1

SD 1,6 1,4 1,2 1.1 1

SE 2,5 1,7 1,2 0,9 0,9

SF

Sumber: Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan

Gedung SNI 1726:2012

Tabel 4.52. Koefisien Situs (Fv) Gedung Kantor Dirjen Pajak Kota Semarang

Kelas Situs

Ss (Percepatan Respons Spektra Periode pendek,

T = 1 detik)

S1< 0,1 S1 = 0,2 S1 = 0,3 S1 = 0,4 S1> 0,5

SA 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8

SB 1 1 1 1 1

SC 1,7 1,6 1,5 1,4 1,3

SD 2,4 2 1,8 1,6 1,5

SE 3,5 3,2 2,6 2,4 2,4

SF



215

Dari Tabel 4.51. dan Tabel 4.52. maka untuk SS = 1,042 g dan S1 =

0,350 g, diperoleh nilai Fa an Fv (interpolasi):

Fa = 0,9 -

x ( 0,9 – 0,9 ) = 0,90

Fv = 2,6 –

x ( 2,6 – 2,4 ) = 2,50

Sehingga dapat dicari nilai SMS dan SM1 dengan menggunakan rumus

empiris:

SMS = Fa SS

= 0,90 x 1,042 = 0,938 g

SM1 = Fv S1

= 2,50 x 0,350 = 0,875 g

Maka, selanjutnya dapat menghitung nilai SDS dan SD1:

SDS = 2/3 SMS

= 2/3 x 0,938 = 0,626 g

SD1 = 2/3 SM1

= 2/3 x 0,875 = 0,583 g

7. Menentukan Spektrum Respon Desain, Sa

Apabila sprektrum respons desain diperlukan oleh tata cara ini dan

prosedur gerak tanah dari spesifik situs tidak digunakan, maka kurva

sprektrum respons desain harus dikembangkan dengan mengacu pada

gambar sprektrum respon gempa desain dan ketentuan dibawah ini :

T0 = 0,2

Ts =

= 0,2

=

= 0,186 detik = 0,931 detik

Dalam menentukan periode fundamental struktur T dapat diperoleh dari

hasil analisis struktur yang akan ditinjau. Namun didalam peraturan SNI

Gempa 2012 memberi persyaratan bahwa periode fundamental yang akan

dipakai sebagai perhitungan tidak boleh melebihi dari batas atas periode

fundamental pendekatan yang mana nilainya adalah perkalian dari koefisien

periode batas atas (Cu) dengan periode pendekatan (Ta). Dan dalam

216

memudahkan pelaksanaan, periode alami fundamental T ini boleh langsung

digunakan periode pendekatan Ta.

Periode pendekatan ditentukan berdasarkan persamaan berikut ini:

Ta = Ct .hnx

Tabel 4.53. Koefisien Batas Atas Periode, Gedung Kantor Dirjen Pajak

Kota Semarang

SD1 Koefisien Cu

> 0.4 1.4

0.3 1.4

0.2 1.5

0.15 1.6

< 0.1 1.7



Tabel 4.54. Nilai Parameter Periode Pendekatan Ct Dan x, Gedung


Tipe Struktur Ct x

Sistem rangka pemikul momen di mana rangka memikul 100 persen

gaya gempa yang disyaratkan dan tidak dilingkupi atau

dihubungkan dengan komponen yang lebih kaku dan akan

mencegah rangka dari defleksi jika dikenai gaya gempa:

Rangka baja pemikul momen 0.0724 0.8

Rangka beton pemikul momen 0.0466 0.9

Rangka baja dengan bresing eksentris 0.0731 0.75

Rangka baja dengan bresing

terkekang terhadap tekuk 0.0731 0.75

Semua sistem struktur lainnya 0.0488 0.75



Ta = Ct . hnx

= 0,0466 x 28,000,9

217

= 0,936 detik

Dengan nilai SD1= 0,583 g, maka didapat nilai koefisien Cu = 1,4

T maks = Cu . Ta

= 1,4 x 0,936

= 1,310 detik

Gambar 4.78. Spektrum Respon Desain SNI 03-1726-2012

Sumber: Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur

Bangunan Gedung SNI 1726:2012

a. Untuk perioda yang lebih kecil dari To, maka spektrum respons percepatan

desain, harus diambil dari persamaan:

Sa = SDS (0,4 + 0,6

)

= 0,626 (0,4 + 0,6

)

= 0,452

b. Untuk perioda lebih besar dari atau sama dengan T0; dan lebih kecil dari

atau sama dengan Ts, maka spektrum respons percepatan desain, Sa sama

dengan SDS

c. Untuk perioda lebih besar dari Ts. Maka, spektrum respons percepatan

desain, Sa , diambil berdasarkan persamaan:

218

Sa =

=

= 0,4450

Keterangan :

SDS = parameter respons spectral percepatan desain pada perioda pendek

SD = parameter respons spectral percepatan desain pada perioda 1 detik

T = periodagetar fundamental struktur

Tabel 4.55. Spektrum Respon Desain Gedung Kantor Kantor Direktorat Jenderal

Pajak Kota Semarang

T (detik) T(detik)2 SA (g)

0 0 0.250

T0 0.625 0.625

TS 0.625 0.625

TS+0 0.625 0.567

TS+0.1 0.725 0.518

TS+0.2 0.825 0.477

TS+0.3 0.925 0.443

TS+0.4 1.025 0.412

TS+0.5 1.125 0.386

TS+0.6 1.225 0.363

TS+0.7 1.325 0.343

TS+0.8 1.425 0.324

TS+0.9 1.525 0.308

TS+1 1.625 0.293

TS+1.1 1.725 0.279

TS+1.2 1.825 0.267

TS+1.3 1.925 0.256

TS+1.4 2.025 0.245

TS+1.5 2.125 0.236

TS+1.6 2.225 0.227

219

TS+1.7 2.325 0.219

TS+1.8 2.425 0.211

TS+1.9 2.525 0.204

TS+2 2.625 0.197

TS+2.1 2.725 0.191

TS+2.2 2.825 0.185

TS+2.3 2.925 0.180

TS+2.4 3.025 0.175

TS+2.5 3.125 0.170

TS+2.6 3.225 0.165

TS+2.7 3.325 0.161

TS+2.8 3.425 0.157

TS+2.9 3.525 0.153

4 4 0.152

Sumber: http://puskim.pu.go.id/Aplikasi/desain_spektra_indonesia_2011/

Gambar 4.79. Spektrum Respon Desain Detik Gedung Kantor Direktorat Jenderal

Pajak Kota Semarang

Sumber: http://puskim.pu.go.id/Aplikasi/desain_spektra_indonesia_2011/

8. Menentukan Kategori Desain Seismik (KDS)

Dalam menentukan suatu Kategori Desain Seismik (KDS) pada struktur

harus ditetapkan mengikuti ketentuan seperti berikut:

http://puskim.pu.go.id/Aplikasi/desain_spektra_indonesia_2011/

http://puskim.pu.go.id/Aplikasi/desain_spektra_indonesia_2011/

220

a. Struktur dengan kategori resiko I, II, atau III dengan nilai S1> 0,75

harus ditetapkan sebagi struktur dengan Kategori Desain Seismik E.

b. Struktur dengan kategori resiko IV dengan nilai S1> 0,75 harus

ditetapkan sebagi struktur dengan Kategori Desain Seismik F.

c. Struktur yang memiliki ketentuan diluar ketentuan tersebut, jenis

Kategori Desain Seismiknya ditetapkan berdasarkan hubungan nilai SDS

dan SD1

Tabel 4.56. Kategori Desain Seismik Berdasarkan Parameter Respons Percepatan

Pada Periode Pendek, Detik Gedung Kantor Direktorat Jenderal Pajak Kota

Semarang

Nilai SDS Kategori Resiko

I II III IV

SDS< 0,167 A A A A

0,167< SDS< 0,33 B B B C

0,33 < SDS< 0,5 C C C D

SDS> 0,5 D D D D

Sumber: Standar Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan


Tabel 4.57. Kategori Desain Seismik Berdasarkan Parameter Respons Percepatan

Pada Periode 1 Detik Gedung Kantor Direktorat Jenderal Pajak Kota Semarang

Nilai SD1 Kategori Resiko

I II III IV

SD1< 0,067 A A A A

0,067< SD1< 0,133 B B B C

0,133 < SD1< 0,2 C C C D

SD1> 0,2 D D D D



221

Berdasarkan data-data di atas maka diperoleh :

SDS = 0,626 (SDS> 0,5) = Kategori Desain Seismik D (KDS D)

SD1 = 0,583 (SD1> 0,2) = Kategori Desain Seismik D (KDS D)

9. Menentukan Sistem Struktur dan Parameter Sistem (R, Cd, dan Ω0 )

Dalam mendesain, sistem penahan gaya gempa harus disesuaikan

dengan persyaratan khusus yang berlaku bagi sistem tersebut. Dan dalam

pendesainannya diambil berdasarkan dokumen acuan yang berlaku, sesuai

dalam tabel di bawah ini.

Tabel 4.58. Faktor R, Ω0, Dan Cd Untuk Sistem Penahan Gaya Gempa Gedung


Sistem Struktur Beton

Bertulang Penahan

Gaya Gempa

R Ω0 Cd

Batasan Sistem Struktur

Dan Batasan Tinggi

Struktur (M)

B C D E F

A Sistem Dinding Penumpu

1 Dinding geser beton

bertulang khusus 5 2.5 5 TB TB 48 48 30


bertulang biasa 4 2.5 4 TB TB TI TI TI


polos didetail 2 2.5 2 TB TI TI TI TI


polos biasa 1.5 2.5 1.5 TB TI TI TI TI

5 Dinding geser

pracetak menengah 4 2.5 4 TB TB 12 12 12

6 Dinding geser

pracetak biasa 3 2.5 3 TB TI TI TI TI

B Sistem Rangka


bertulang khusus 6 2.5 5 TB TB 48 48 30

222


bertulang biasa 5 2.5 4.5 TB TB TI TI TI


polos detail 2 2.5 2 TB TI TI TI TI


polos biasa 1.5 2.5 1.5 TB TI TI TI TI

5 Dinding geser

pracetak menengah 5 2.5 4.5 TB TB 12 12 12

6 Dinding geser

pracetak biasa 4 2.5 4 TB TI TI TI TI

C Sistem Rangka Pemikul Momen

1

Rangka beton

bertulang pemikul

momen khusus

8 3 5.5 TB TB TB TB TB

2

Rangka beton

bertulang pemikul

momen menengah

5 3 4.5 TB TB TI TI TI

3

Rangka beton

bertulang pemikul

momen biasa

3 3 2.5 TB TI TI TI TI

D Sistem Ganda Dengan Rangka Pemikul Momen Khusus


bertulang khusus 7 2.5 5.5 TB TB TB TB TB


bertulang biasa 6 2.5 5 TB TB TI TI TI

E Sistem Ganda Dengan Rangka Pemikul Momen Menengah


bertulang khusus 6.5 2.5 5 TB TB 48 30 30


bertulang biasa 5.5 2.5 4.5 TB TB TI TI TI

F Sistem Interaktif Dinding Geser Rangka Dengan Rangka Pemikul

Momen Beton Bertulang Biasa Dan Dinding Geser Beton Bertulang

223

Biasa

4.5 2.5 4 TB TI TI TI TI

G Sistem Kolom Kantilever Didetail Untuk Memenuhi Persyaratan

1

Rangka beton

bertulang pemikul

momen khusus

2.5 1.25 1.5 10 10 10 10 10

2

Rangka beton

bertulang pemikul

momen menengah

1.5 1.25 1.5 10 10 TI TI TI

3

Rangka beton

bertulang pemikul

momen biasa

1 1.25 1 10 TI TI TI TI

Sumber: SNI 03-1726-2012 Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur

Bangunan Gedung dan Non Gedung

Maka sistem penahan gaya gempa yang digunakan adalah Sistem

Rangka Beton Bertulang Pemikul Momen Khusus (SRPMK), dari pemilihan

sistem gedung diketahui :

Koefisien modifikasi respons (R) = 8

Faktor kuat lebih sistem (Ω0) = 3

Faktor pembesaran defleksi (Cd) = 5,5

Faktor reduksi untuk perhitungan beban gempa gedung

Scale factor = 1/R x 9,81

= 1/8 x 9,81

= 1,22625


a. Kombinasi T = 1,2 D + 1,6 La

b. Kombinasi P = 1 D + 1 La

c. Kombinasi W = 1,2 D + 1 La + 1,6 W

d. Kombinasi Gx = 1,2 D + 0,5 La + 1 Quake X + 0,3 Quake Y

Quake x = 1 (

) = 0,125

Quake y= 0,3(

) = 0,0375

224

e. Kombinasi Gy = 1,2 D + 0,5 La + 0,3 Quake X + 1 Quake Y

Quake x = 0,3(

) =0,0375

Quake y= 1(

) = 0,125

f. Kombinasi berat bangunan = 1 D + 0,3 La

4.5.5.4.3. Output Modal Dan Respon Spektrum

1. Base Shear

Analisis respons spektrum harus diketahui bahwa gaya geser dasar

(base shear) dinamik yang disyaratkan dalam SNI 1726-2012 yaitu sebesar

85% dari gaya geser dasar statik.

Gambar 4.80. Tabel Output Base Reaction Beban Mati dan Beban Hidup


Pada kolom Global FZ menunjukkan nilai:

W beban mati total = 7652845,23 Kg

W beban hidup total = 991050 Kg

W total = W mati total + 30% W hidup total

= 7652845,23 + 0,3 x 991050

= 7950160,23 Kg

Pada pemeriksaan gaya geser dasar statik ekiuvalen, dihitung dengan rumus:

V = Cs x W

Dengan:

Cs =

Dimana:

225

SDS = 0,626 g

I = 1 (Faktor keutamaan)

R = 8,0 (Faktor reduksi gempa)

Nilai Cs tidak boleh kurang dari persamaan 1 dan tidak lebih dari persamaan

2

Cs =

=

= 0,0783

Cs min = 0,044. SDS. Ie

= 0,044. 0,626. 1 = 0,0276

V =

x 7950160,23

= 622100,038 Kg

Gambar 4.81. Tabel Output Base Shear Response Spectrum


Arah X :

V Dinamik (Gempa X) = 1414,68 Kg

85% V Statik = 1414,68 x 85% = 1202,478 kg

V Dinamik (Gempa X) > 85% V Statik (Memenuhi syarat)

Arah Y :

V Dinamik (Gempa Y) = 1414,68 Kg

85% V Statik = 1414,68 x 85% = 1202,478 kg

V Dinamik (Gempa Y) > 85% V Statik (Memenuhi syarat)

226

Dari hasil perhitungan tersebut menunjukkan bahwa gaya geser dasar

respon spektrum memenuhi syarat yaitu lebih besar dari 85% gaya geser

dasar statik.

4.5.5.4.4. Pemeriksaan Simpangan antar Lantai (Story Drift)

Faktor pembesaran defleksi (Cd) = 5,5

Faktor keutamaan gempa (Ie) = 1,0

Simpangan antar lantai yang diijinkan untuk gedung dengan kategori

res ko II ∆a = 0,025.hsx

Keterangan :

hsx = Tinggi Antar Lantai

∆x δx-δx-1).Cd

Untuk batasan simpangan antar lantai yang diijinkan, harus sesuai dengan

kategori resiko, yang dapat dilihat pada Tabel 4.59.

Tabel 4.59. Simpangan Antar Lantai Ijin

Struktur Kategori Resiko

I dan II III IV

Struktur, selain dari struktur dinding

geser batu bata, 4 tingkat atau kurang

dengan dinding interior, partisi, langit-

langit dan sistem dinding eksterior

yang telah didesain untuk

mengakomodasi simpangan antar

lantai tingkat

0,025 hsx 0,020 hsx 0,015 hsx

Struktur dinding geser kantilever batu

bata 0,010 hsx 0,010 hsx 0,010 hsx

Struktur dinding geser batu bata

lainnya 0,007 hsx 0,007 hsx 0,007 hsx

Semua struktur lainnya 0,020 hsx 0,015 hsx 0,010 hsx

Keterangan : hsx adalah tinggi tingat antar lantai

Simpangan antara lantai yang diijinkan untuk gedung kategori resiko II

adalah:

∆a = 0,025 hsx

= 0,025 . 400 = 10

227

Gambar 4.82. Deformasi Gempa Arah X


Gambar 4.83. Tabel Output Joint Displacement Gempa X


Tabel 4.60. Perhitungan Simpangan Antar Lantai Arah X

Lantai δx (cm) hsx

(cm) Cd Ie (ρ) ∆ (cm) ∆a Check

7 0,316016 400 5,5 1,0 1,3 0,5863495 < 10 OK

6 0,209407 400 5,5 1,0 1,3 0,223179 < 10 OK

228

5 0,168829 400 5,5 1,0 1,3 0,234784 < 10 OK

4 0,126141 400 5,5 1,0 1,3 0,2821665 < 10 OK

3 0,074838 400 5,5 1,0 1,3 0,278729 < 10 OK

2 0,02416 400 5,5 1,0 1,3 0,13288 < 10 OK

1 0 400 5,5 1,0 1,3 0 < 10 OK


Gambar 4.84. Deformasi Gempa Arah Y


Gambar 4.85. Tabel Output Joint Displacement Gempa Y


229

Tabel 4.61. Perhitungan simpangan antar Lantai Arah Y

Lantai δy (cm) hsx

(cm) Cd Ie (ρ) ∆ (cm) ∆a Check

7 0,316016 400 5,5 1,0 1,3 0,5863495 < 10 OK

6 0,209407 400 5,5 1,0 1,3 0,223179 < 10 OK

5 0,168829 400 5,5 1,0 1,3 0,234784 < 10 OK

4 0,126141 400 5,5 1,0 1,3 0,2821665 < 10 OK

3 0,074838 400 5,5 1,0 1,3 0,278729 < 10 OK

2 0,02416 400 5,5 1,0 1,3 0,13288 < 10 OK

1 0 400 5,5 1,0 1,3 0 < 10 OK


4.5.6. Perhitungan Tulangan Balok

Desain pada balok dilakukan secara otomatis oleh program SAP2000. Program

SAP2000 hanya akan memberikan kebutuhan luas tulangan yang diperlukan,

sedangkan untuk pemilihan diameter, jumlah atau jarak tulangan dilakukan secara

manual berdasarkan hasil hitungan luas tulangan dilakukan secara manual yang

berasal dari hasil hitungan luas tulangan oleh program.

1. Balok Tipe BI1 40 cm x 80 cm ( Balok Induk )

a. Data balok :

Panjang bentang (L) = 8000 mm

Tinggi balok (h) = 800 mm

Lebar balok (b) = 400 mm

Selimut beton (p) = 40 mm

Tulangan pokok = D 19 mm

Tulangan sengkang = Ø 12 mm

β = 0,85

fy = 400 MPa (tulangan pokok)

fy = 240 MPa (tulangan sengkang)

fc' = 30 Mpa

d = h – p – Øs - × Dp

= 800 – 40 – 12 - × 19

230

= 738,5 mm = 0,7385 m

d’ = p + s + × Dp

= 40 + 12 + × 19

= 61,5 mm

pmin =

= 0,0035

b =

=

= 0,0325

max = 0,75 x b

= 0,75 x 0,0325 = 0,02438

Analisis gaya struktur yang didapat dari program SAP2000 versi 14

V2 = 201,597 KN

T = 5,9852 KN.m

M3 Momen Tumpuan = 329,8214 KN.m

M3 Momen Lapangan = 303,9479 KN.m

b. Tulangan Tumpuan

Mmax = 329,8214 KN.m

Mn =

=

= 412,277 KN.m = 412,277. 10

6 Nmm

m =

=

= 15,686

Rn =

=

= 1,89

ρ =

=

= 0,00491

min < < max,

0,0035 < 0,00491< 0,02438 Dipakai = 0,00491

As ρ × b × d

= 0,00491 × 400 × 738,5

= 1450,414 mm2

231

Menentukan jumlah tulangan

n =

=

= 5,12 ≈ 6 tulangan

Jadi As yang digunakan :

As = ¼ . π . D2 . n

= ¼ π 2 . 6 = 1700,31 mm

2

Dipakai Tulangan 6 D 19 (As = 1701 mm2)

Cek Mu < Ø Mn

a =

=

= 66,706 mm

z = d -

= 738,5 -

= 705,147 mm

Ø Mr = 0,8 . As . Fy . z

= 0,8 x 1701 x 400 x 705,147 x 10-6

= 383,826 KN.m

Mu (329,8214 KN.m) < Ø Mr (383,826 KN.m) AMAN

c. Tulangan Lapangan

Mmax = 303,9479 KN.m

Mn =

=

= 379,934 KN.m = 379,934. 10

6 Nmm

m =

=

= 15,686

Rn =

=

= 1,742

ρ =

=

= 0,00451

min < < max,

0,0035 < 0,00451< 0,02438 Dipakai = 0,00451

As ρ × b × d

= 0,00451× 400 × 738,5

= 1332,254 mm2


n =

=


232


As = ¼ . π . D2 . n

= ¼ π 2 . 5 = 1416,925 mm

2


Cek Mu < Ø Mn

a =

=

= 55,608 mm

z = d -

= 738,5 -

= 710,696 mm

Ø Mr = 0,8 . As . Fy . z

= 0,8 x 1418 x 400 x 710,696 x 10-6

= 322,486 KN.m


d. Tulangan Sengkang

V2 = Vu = 201,597 KN

= 201597 N

= 0,75

Tegangan geser yang terjadi akibat beton :

Vc = 1/6 . . bw . d

= 1/6 . . 400 . 738,5

= 269662,07 Nmm

Vc = 0,75 x Vc

= 0,75 x 269662,07

= 202247 Nmm

Vu < Vc,

201597 N < 202247 Nmm (Tidak diperlukan tulangan geser)

Menggunakan Tulangan Sengkang Polos ( 12 mm ), maka :

Av = 2. 1/4 . π . S2

= 2. / π 2

= 226,195 mm

2

Jarak yang dibutuhkan sengkang :

S max = d/2 = 738,5/2 = 369,3 mm

Dipakai S = 200 mm

Periksa kapasitas geser terhadap jarak yang diambil :

233

Vs =

=

= 200454,01 Nmm

Va = (Vc + Vs )

= 0,75 (269662,07 + 200454,01)

= 352587,06 Nmm

Vu < Va

201597 N < 352587,06 Nmm ....................(OK)

Maka Tulangan Geser yang digunakan adalah 12 - 200

e. Penulangan Torsi

ɸ = 0,6

T = 5,9852 kN.m

Tu =

= 5,9852

= 23,9408 kN.m

= 23940800 N.mm

Tc =

=

= 46738991,57 N.mm

ɸ Tc = 0,6 x 46738991,57 = 28043394,94 N.mm

Tu < ɸ Tc (maka tidak perlu tulangan torsi)

23940800 N.mm < 28043394,94 N.mm

2. Balok Tipe BAI 35 cm x 70 cm ( Balok Anak )

a. Data Balok :







β = 0,85



234

fc' = 30 Mpa

d = h – p – Øs - × Dp

= 700 – 40 – 12 - × 19

= 638,5 mm = 0,6385 m

d’ = p + s + × Dp

= 40 + 12 + × 19

= 61,5 mm

pmin =

= 0,0035

b =

=

= 0,0325

max = 0,75 x b

= 0,75 x 0,0325 = 0,02438


V2 = 75,532 KN

T = 0,0101 KN.m



b. Tulangan Tumpuan

Mmax = 76,7511 KN.m

Mn =

=

= 95,939 KN.m = 95,939. 10

6 Nmm

m =

=

= 15,686

Rn =

=

= 0,672

ρ =

=

= 0,00170

min < < max,

0,0035 > 0,00170 < 0,02438 Dipakai min = 0,0035

235

As ρ × b × d

= 0,0035 × 350 × 638,5

= 782,1625 mm2


n =

=



As = ¼ . π . D2 . n

= ¼ π 2 . 4 = 1133,54 mm

2


Cek Mu < Ø Mn

a =

=

= 50,823 mm

z = d -

= 638,5 -

= 613,089 mm

Ø Mr = 0,8 . As . Fy . z

= 0,8 x 1134 x 400 x 613,089 x 10-6

= 258,766 KN.m



Mmax = 82,6964 KN.m

Mn =

=

= 103, 371 KN.m = 103, 371. 10

6 Nmm

m =

=

= 15,686

Rn =

=

= 0,724

ρ =

=

= 0,00183

min < < max,

0,0035 < 0,00183< 0,02438 Dipakai min = 0,0035

As ρ × b × d

= 0,0035× 350 × 638,5

= 782,17 mm2

236


n =

=



As = ¼ . π . D2 . n

= ¼ π 2 . 4 = 1133,54 mm

2


Cek Mu < Ø Mn

a =

=

= 50,823 mm

z = d -

= 638,5 -

= 613,089 mm

Ø Mr = 0,8 . As . Fy . z

= 0,8 x 1134 x 400 x 613,089 x 10-6

= 222,48 KN.m



V2 = Vu = 75,532 KN

= 75532 N

= 0,75


Vc = 1/6 . . bw . d

= 1/6 . . 350 . 638,5

= 204003,8309 Nmm

Vc = 0,75 x Vc

= 0,75 x 204003,8309

= 153002,88 Nmm

Vu < Vc,

75532 N < 153002,88 Nmm (Tidak diperlukan tulangan geser)


Av = 2. 1/4 . π . S2

= 2. / π 2

= 226,195 mm

2


237

S max = d/2 = 638,5/2 = 319,3 mm

Dipakai S = 200 mm


Vs =

=

= 200454,01 Nmm

Va = (Vc + Vs )

= 0,75 (235954,3134 + 200454,01)

= 327306,243 Nmm

Vu < Va

75532 N < 327306,243 Nmm ....................(OK)


e. Penulangan Torsi

ɸ = 0,6

T = 0,0101 kN.m

Tu =

= 0,0101

= 0,026 kN.m

= 2600 N.mm

Tc =

=

= 31311472,87 N.mm

ɸ Tc = 0,6 x 31311472,87 = 18786883,72 N.mm


2600 N.mm < 18786883,72 N.mm


a. Data balok :







238

β = 0,85



fc' = 30 Mpa

d = h – p – Øs - × Dp

= 500 – 40 – 12 - × 19

= 438,5 mm = 0,4385 m

d’ = p + s + × Dp

= 40 + 12 + × 19

= 61,5 mm

pmin =

= 0,0035

b =

=

= 0,0325

max = 0,75 x b

= 0,75 x 0,0325 = 0,02438


V2 = 104,467 KN

T = 1,4117 KN.m



b. Tulangan Tumpuan

Mmax = 114,5395 KN.m

Mn =

=

= 143,1743 KN.m = 143,1743. 10

6 Nmm

m =

=

= 15,686

Rn =

=

= 2,979

ρ =

=

239

= 0,00794

min < < max,

0,0035 < 0,00794< 0,02438 Dipakai = 0,00794

As ρ × b × d

= 0,00794 × 250 × 438,5

= 870,4225 mm2


n =

=



As = ¼ . π . D2 . n

= ¼ π 2 . 4 = 1133,54 mm

2


Cek Mu < Ø Mn

a =

=

= 71,153 mm

z = d -

= 438,5 -

= 402,924 mm

Ø Mr = 0,8 . As . Fy . z

= 0,8 x 1134 x 400 x 402,924 x 10-6

= 146,213 KN.m



Mmax = 97,8684 KN.m

Mn =

=

= 122,336 KN.m = 122,336. 10

6 Nmm

m =

=

= 15,686

Rn =

=

= 2,545

ρ =

=

= 0,00672

min < < max,

0,0035 < 0,00672< 0,02438 Dipakai = 0,00672

240

As ρ × b × d

= 0,00672 × 250 × 438,5

= 736,68 mm2


n =

=



As = ¼ . π . D2 . n

= ¼ π 2 . 4 = 1133,54 mm

2


Cek Mu < Ø Mn

a =

=

= 71,152 mm

z = d -

= 438,5 -

= 402,924 mm

Ø Mr = 0,8 . As . Fy . z

= 0,8 x 1134 x 400 x 402,924 x 10-6

= 146,213 KN.m

Mu (97,8684 KN.m) < Ø Mr (146,213KN.m) AMAN


V2 = Vu = 104,467 KN

= 104467 N

= 0,75


Vc = 1/6 . . bw . d

= 1/6 . . 250 . 438,5

= 100073,48 Nmm

Vc = 0,75 x Vc

= 0,75 x 100073,48

= 75055,107 Nmm

Vu < Vc,



Av = 2. 1/4 . π . S2

241

= 2. / π 2

= 226,195 mm

2


S max = d/2 = 438,5/2 = 219,25 mm

Dipakai S = 200 mm


Vs =

=

= 119023,809 Nmm

Va = (Vc + Vs )

= 0,75 (100073,48 + 119023,809)

= 164322,97 Nmm

Vu < Va

104467 N < 164322,97 Nmm ....................(OK)


e. Penulangan Torsi

ɸ = 0,6

T = 1,4117 kN.m

Tu =

= 1,4117

= 3,5293 kN.m

= 352930 N.mm

Tc =

=

= 11410886,61 N.mm

ɸ Tc = 0,6 x 11410886,61 = 6846531,969 N.mm


352930 N.mm < 6846531,969 N.mm

4. Balok Tipe BA2 25 cm x 45 cm ( Balok Anak )

a. Data Balok :




242




β = 0,85



fc' = 30 Mpa

d = h – p – Øs - × Dp

= 450 – 40 – 12 - × 19

= 388,5 mm = 0,3885 m

d’ = p + s + × Dp

= 40 + 12 + × 19

= 61,5 mm

pmin =

= 0,0035

b =

=

= 0,0325

max = 0,75 x b

= 0,75 x 0,0325 = 0,02438


V2 = 16,285 KN

T = 0,0782 KN.m



b. Tulangan Tumpuan

Mmax = 23,7361 KN.m

Mn =

=

= 29,670 KN.m = 29,670. 10

6 Nmm

m =

=

= 15,686

Rn =

=

= 0,787

243

ρ =

=

= 0,002

min < < max,

0,0035 > 0,002 < 0,02438 Dipakai min = 0,0035

As ρ × b × d

= 0,0035 × 250 × 388,5

= 339,938 mm2


n =

=



As = ¼ . π . D2 . n

= ¼ π 2 . 4 = 1133,54 mm

2


Cek Mu < Ø Mn

a =

=

= 71,153 mm

z = d -

= 388,5 -

= 352,923 mm

Ø Mr = 0,8 . As . Fy . z

= 0,8 x 1134 x 400 x 352,923 x 10-6

= 128,069 KN.m



Mmax = 15,4581 KN.m

Mn =

=

= 19,322 KN.m = 19,322. 10

6 Nmm

m =

=

= 15,686

Rn =

=

= 0,512

ρ =

244

=

= 0,00129

min < < max,

0,0035 > 0,00129 < 0,02438 Dipakai min = 0,0035

As ρ × b × d

= 0,0035× 250 × 388,5

= 339,938 mm2


n =

=



As = ¼ . π . D2 . n

= ¼ π 2 . 4 = 1133,54 mm

2


Cek Mu < Ø Mn

a =

=

= 71,153 mm

z = d -

= 388,5 –

= 352,923 mm

Ø Mr = 0,8 . As . Fy . z

= 0,8 x 1134 x 400 x 352,923 x 10-6

= 128,069 KN.m



V2 = Vu = 16,285 KN

= 16285 N

= 0,75


Vc = 1/6 . . bw . d

= 1/6 . . 250 . 388,5

= 88662,589 Nmm

Vc = 0,75 x Vc

= 0,75 x 88662,589

245

= 66496,941 Nmm

Vu < Vc,



Av = 2. 1/4 . π . S2

= 2. / π 2

= 226,195 mm

2


S max = d/2 = 388,5/2 = 194,25 mm

Dipakai S = 100 mm


Vs =

=

= 210904,218 Nmm

Va = (Vc + Vs )

= 0,75 (235954,3134 + 210904,218)

= 335143.90 Nmm

Vu < Va

16285 N < 335143.90 Nmm ....................(OK)


e. Penulangan Torsi

ɸ = 0,6

T = 0,0782 kN.m

Tu =

= 0,0782

= 0,3128 kN.m

= 31280 N.mm

Tc =

=

= 10269797,95 N.mm

ɸ Tc = 0,6 x 10269797,95 = 6161878,772 N.mm


31280 N.mm < 6161878,772 N.mm

246


a. Data balok :







β = 0,85



fc' = 30 Mpa

d = h – p – Øs - × Dp

= 400 – 40 – 12 - × 19

= 338,5 mm = 0,3385 m

d’ = p + s + × Dp

= 40 + 12 + × 19

= 61,5 mm

pmin =

= 0,0035

b =

=

= 0,0325

max = 0,75 x b

= 0,75 x 0,0325 = 0,02438


V2 = 24,071 KN

T = 0,4199 KN.m



b. Tulangan Tumpuan

Mmax = 20,6260 KN.m

247

Mn =

=

= 25,7825 KN.m = 25,7825. 10

6 Nmm

m =

=

= 15,686

Rn =

=

= 1,126

ρ =

=

= 0,00288

min < < max,

0,0035 > 0,00288 < 0,02438 Dipakai min = 0,0035

As ρ × b × d

= 0,0035 × 200 × 338,5

= 236,95 mm2


n =

=



As = ¼ . π . D2 . n

= ¼ π 2 . 4 = 1133,54 mm

2


Cek Mu < Ø Mn

a =

=

= 88,941 mm

z = d -

= 338,5 -

= 294,03 mm

Ø Mr = 0,8 . As . Fy . z

= 0,8 x 1134 x 400 x 294,03 x 10-6

= 106,698 KN.m



Mmax = 22,8508 KN.m

Mn =

=

= 28,5635 KN.m = 28,5635. 10

6 Nmm

m =

=

= 15,686

248

Rn =

=

= 1,246

ρ =

=

= 0,00319

min < < max,

0,0035 > 0,00319< 0,02438 Dipakai min = 0,0035

As ρ × b × d

= 0,0035× 200 × 338,5

= 236,95 mm2


n =

=



As = ¼ . π . D2 . n

= ¼ π 2 . 4 = 1133,54 mm

2


Cek Mu < Ø Mn

a =

=

= 88,941 mm

z = d -

= 338,5 -

= 249,03 mm

Ø Mr = 0,8 . As . Fy . z

= 0,8 x 1134 x 400 x 249,03 x 10-6

= 90,368 KN.m



V2 = Vu = 24,071 KN

= 24071 N

= 0,75


Vc = 1/6 . . bw . d

= 1/6 . . 200 . 338,5

249

= 61801,361 Nmm

Vc = 0,75 x Vc

= 0,75 x 61801,361

= 46351,021 Nmm

Vu < Vc,

24071 N < 46351,021Nmm (Tidak diperlukan tulangan geser)


Av = 2. 1/4 . π . S2

= 2. / π 2

= 226,195 mm

2


S max = d/2 = 338,5/2 = 169,25 mm

Dipakai S = 100 mm


Vs =

=

= 183760,818 Nmm

Va = (Vc + Vs )

= 0,75 (61801,361 + 183760,818)

= 184171,63 Nmm

Vu < Va

24071 N < 184171,63 Nmm ....................(OK)


e. Penulangan Torsi

ɸ = 0,6

T = 0,4199 kN.m

Tu =

= 0,4199

= 0,8398 kN.m

= 83980 N.mm

Tc =

250

=

= 5842373,947 N.mm

ɸ Tc = 0,6 x 5842373,947 = 3505424,368 N.mm


83980 N.mm < 3505424,368 N.mm

6. Balok Tipe BA3 20 cm x 35 cm ( Balok Anak )

a. Data Balok :







β = 0,85



fc' = 30 Mpa

d = h – p – Øs - × Dp

= 350 – 40 – 12 - × 19

= 288,5 mm = 0,2885 m

d’ = p + s + × Dp

= 40 + 12 + × 19

= 61,5 mm

pmin =

= 0,0035

b =

=

= 0,0325

max = 0,75 x b

= 0,75 x 0,0325 = 0,02438


V2 = 2,495 KN

251

T = 0,2630 KN.m



b. Tulangan Tumpuan

Mmax = 2,8963 KN.m

Mn =

=

= 3,620 KN.m = 3,620. 10

6 Nmm

m =

=

= 15,686

Rn =

=

= 0,217

ρ =

=

= 0,000544

min < < max,

0,0035 > 0,000544 < 0,02438 Dipakai min = 0,0035

As ρ × b × d

= 0,0035 × 200 × 288,5

= 201,95 mm2


n =

=



As = ¼ . π . D2 . n

= ¼ π 2 . 4 = 1133,54 mm

2


Cek Mu < Ø Mn

a =

=

= 88,941 mm

z = d -

= 288,5 -

= 244,03 mm

Ø Mr = 0,8 . As . Fy . z

= 0,8 x 1134 x 400 x 244,03 x 10-6

= 88,554 KN.m


252


Mmax = 4,7383 KN.m

Mn =

=

= 5,923 KN.m = 5,923. 10

6 Nmm

m =

=

= 15,686

Rn =

=

= 0,356

ρ =

=

= 0,0009

min < < max,

0,0035 > 0,0009 < 0,02438 Dipakai min = 0,0035

As ρ × b × d

= 0,0035× 200 × 288,5

= 201,95 mm2


n =

=



As = ¼ . π . D2 . n

= ¼ π 2 . 4 = 1133,54 mm

2


Cek Mu < Ø Mn

a =

=

= 88,941 mm

z = d -

= 288,5 –

= 244,03 mm

Ø Mr = 0,8 . As . Fy . z

= 0,8 x 1134 x 400 x 244,03 x 10-6

= 88,554 KN.m



V2 = Vu = 2,495 KN

= 2495 N

253

= 0,75


Vc = 1/6 . . bw . d

= 1/6 . . 200 . 288,5

= 52672,653 Nmm

Vc = 0,75 x Vc

= 0,75 x 52672,653

= 39504,49 Nmm

Vu < Vc,



Av = 2. 1/4 . π . S2

= 2. / π 2

= 226,195 mm

2


S max = d/2 = 288,5/2 = 144,25 mm

Dipakai S = 100 mm


Vs =

=

= 156617,418 Nmm

Va = (Vc + Vs )

= 0,75 (52672,653 + 156617,418)

= 156967,553 Nmm

Vu < Va

2495 N < 156967,553 Nmm ....................(OK)


e. Penulangan Torsi

ɸ = 0,6

T = 0,2630 kN.m

Tu =

= 0,2630

254

= 1,052 kN.m

= 105200 N.mm

Tc =

=

= 5112077,203 N.mm

ɸ Tc = 0,6 x 5112077,203 = 3067246,322 N.mm


105200 N.mm < 3067246,322 N.mm


a. Data balok :







β = 0,85



fc' = 30 Mpa

d = h – p – Øs - × Dp

= 350 – 40 – 12 - × 19

= 288,5 mm = 0,2885 m

d’ = p + s + × Dp

= 40 + 12 + × 19

= 61,5 mm

pmin =

= 0,0035

b =

=

= 0,0325

max = 0,75 x b

255

= 0,75 x 0,0325 = 0,02438


V2 = 24,145 KN

T = 0,0685 KN.m



b. Tulangan Tumpuan

Mmax = 14,6556 KN.m

Mn =

=

= 18,3195 KN.m = 18,3195. 10

6 Nmm

m =

=

= 15,686

Rn =

=

= 1,223

ρ =

=

= 0,00314

min < < max,

0,0035 > 0,00314 < 0,02438 Dipakai min = 0,0035

As ρ × b × d

= 0,0035 × 180 × 288,5

= 181,755 mm2


n =

=



As = ¼ . π . D2 . n

= ¼ π 2 . 4 = 1133,54 mm

2


Cek Mu < Ø Mn

a =

=

= 98,824 mm

z = d -

= 288,5 -

= 239,088 mm

Ø Mr = 0,8 . As . Fy . z

256

= 0,8 x 1134 x 400 x 239,088 x 10-6

= 86,760 KN.m



Mmax = 6,1346 KN.m

Mn =

=

= 7,669 KN.m = 7,669. 10

6 Nmm

m =

=

= 15,686

Rn =

=

= 0,512

ρ =

=

= 0,0013

min < < max,

0,0035 > 0,0013< 0,02438 Dipakai min = 0,0035

As ρ × b × d

= 0,0035× 180 × 288,5

= 181,755 mm2


n =

=



As = ¼ . π . D2 . n

= ¼ π 2 . 4 = 1133,54 mm

2


Cek Mu < Ø Mn

a =

=

= 98,824 mm

z = d -

= 288,5 -

= 239,088 mm

Ø Mr = 0,8 . As . Fy . z

= 0,8 x 1134 x 400 x 239,088 x 10-6

= 86,760 KN.m


257


V2 = Vu = 24,145 KN

= 24145 N

= 0,75


Vc = 1/6 . . bw . d

= 1/6 . . 180 . 288,5

= 47405,388 Nmm

Vc = 0,75 x Vc

= 0,75 x 47405,388

= 35554,041 Nmm

Vu < Vc,



Av = 2. 1/4 . π . S2

= 2. / π 2

= 226,195 mm

2


S max = d/2 = 288,5/2 = 144,25 mm

Dipakai S = 100 mm


Vs =

=

= 156617,418 Nmm

Va = (Vc + Vs )

= 0,75 (47405,388 + 156617,418)

= 153017,10 Nmm

Vu < Va

24145 N < 153017,10 Nmm ....................(OK)


e. Penulangan Torsi

ɸ = 0,6

258

T = 0,0685 kN.m

Tu =

= 0,0685

= 0,1199 kN.m

= 11990 N.mm

Tc =

=

= 4140782,535 N.mm

ɸ Tc = 0,6 x 4140782,535 = 2484469,521 N.mm


11990 N.mm < 2484469,521 N.mm

4.5.7. Perhitungan Tulangan Kolom

Desain dalam kolom ini dilakukan secara otomatis oleh SAP 2000. Program

SAP 2000 hanya akan memberikan kebutuhan luas tulangan yang diperlukan,

sedangkan untuk pemilihan diameter, jumlah atau jarak tulangan dilakukan secara

manual berdasarkan hasil hitungan luas tulangan oleh program.

1. Kolom 80 x 80 cm

Ukuran Kolom = 800 x 800 mm

Ø tul pokok (D) = 25 mm

Ø tul sengkang (Øs) = 14 mm


Mutu beton (Fc) = 30 Mpa

Mutu baja (Fy) = 400 Mpa

Pu = 394866,43 kg (Frame 1774)

= 3872,317 KN

= 3872317 N

Mu = 107,1157 KNm ( Frame 1774)

= 107115733,4 Nmm

Vu = 39,216 KN (Frame 1774)

= 39215,72 N

M22=Mu1= Mx = 12534,34 kg.cm

M33=Mu2= My = 1092276,48 kg.cm

Agr = 800 x 800

= 640000 mm2

259

d = h – p – Øs - ØD

= 800 – 40 – 14 – 25

= 733,5 mm

d’ = h – d

= 800 – 733,5

= 66,5 mm

Beban mati pada struktur = 0,1 x 2400

= 240 kg/m2

Beban hidup pada struktur = 250 kg/m2

min = 0,0035 (tabel 6 Gideon seri 1 hal 50)

max = 0,0484 (tabel 8 Gideon seri 1 hal 52)

βd = 1,2D/(1,2D + 1,6L)

= 1,2 x 240/(1,2 x 240 + 1,6 x 250 )

= 0,419

a. Tulangan Utama

Dari analisis program SAP 2000 didapat:

Pu = 3872,317 KN = 3872317 N

Mu = 107,1157 KNm = 107115733,4 Nmm

Luas Penampang Kolom :

Ag = b x h = 800 mm x 800 mm = 640000 mm2

Persyaratan eksentrisitas minimal dari kolom :

emin = 0,1 x h = 0,1 x 800 = 80 mm

Eksentrisitas Beban :

et =

=

= 27,662 mm

cb =

=

= 440,1

ab = β1 x cb

= 0,85 x 440,1

= 374,085

260

Pnb = 0,85 x fc x ab x b

= 0,85 x 30 x 374,085 x 800

= 7631334 N

Pn = 0,1 x fc x Ag

= 0,1 x 30 x 640000

= 1920000 N

Karena Pu = 3872317 N > 1920000 N, maka Ø = 0,65

Pn perlu =

=

= 5957410,769 N

Karena Pn perlu < Pnb analisis keruntuhan tarik

a =

=

= 292,03

Luas memanjang minimum

As =

=

–

= 3884,933 mm²

Ast = 1% x Ag

= 1% x 640000

= 6400 mm²

Sehingga, As yang digunakan adalah As = 6400 mm²

Jumlah tulangan yang digunakan :

n =

=

3, ≈ ula ga


As = ¼ . π . D2 . n = ¼ . π . 25

2 . 14 = 6872 mm

2

Jadi tulangan yang dipasang pada Kolom 80 cm x 80 cm adalah

14 D 25 Dengan As = 6872 mm2

b. Tulangan Sengkang


261

Vu = 39,216 KN = 39215,72 N

Pu = 3872,317 KN = 3872317 N


Vc =

=

= 170370,228 Nmm

Vc = 0,75 x 170370,228 = 127777,671 Nmm

Vu (39215,72 N) < Vc (127777,671 Nmm)

Maka Tidak Diperluhkan Tulangan Geser


Av = 2. 1/4 . π . S2

2 / π 2

= 307,72 mm

2

S max = d/2 = 733,5 /2 = 366,75 mm

Dipakai S = 200 mm


Vs =

=

= 270855,144 Nmm

Va = (Vc + Vs )

= 0,75 (170370,228 + 270855,144)

= 330919,029 Nmm

Vu < Va

39215,72 N < 330919,029 Nmm ....................(OK)

Maka Tulangan Geser yang Digunakan adalah 14 - 200

c. Pengaruh Tekuk Pada Kolom

Perhitungan Pengaruh Tekuk

Ec = 4700

= 4700

= 25742,9602 MPa

262

= 257429,602 kg/cm2

Ig = 1/12 b h3

= 1/12 x 80 x 803

= 3413333,333 cm4

EIk =

EIk =

= 2,477 x 10

11

Momen Inersia Balok

Ig = 1/12 b h3

= 1/12 x 40 x 803

= 1706666,667 cm4

EIb =

EIb =

= 6,193 x 10

10

A = (EIk / lk) / (EIb / lb)

= (2,477 x 1011

/ 4) / (6,193 x 1010

/ 8)

= 8,0

Kekakuan relatif pada ujung bawah kolom

B = 0 ( Terjepit Pondasi )

Struktur portal diasumsikan sebagai portal tidak bergoyang, sehingga faktor

panjang efektif kolom (k) adalah,

K = 0,7 + 0,05 x (Ψa + ΨB)

= 0,7 + 0,05 x (8,0 + 0)

= 1,1

K = 0,85 + 0,05 x ΨB

= 0,85 + 0,05 x 0

= 0,85

Jadi faktor panjang efektif kolom yang dipergunakan untuk perhitungan adalah:

k = 0,85

Panjang tekuk kolom, Lc = k x Lu = 0,85 x 4 = 3,4 m

263

Untuk kolom persegi,jari-jari inersia

( r ) = 0,3 h

= 0,3 x 80 = 24 cm

= 0,24 m

Rasio kelangsingan kolom, = Lc / r = 3,4 / 0,24 = 14,17

Lengkungan yang terjadi pada kolom adalah lengkung ganda

Mu1= -12534,34 kg.cm

Mu2 = 1092276,48 kg.cm

Batas kelangsingan kolom adalah :

34 – 12

=34 – 12

= 34,138

Pemeriksaan kelangsingan kolom

= Lc/r = 14,17 ≤ 34 - 12

= 34,138

Maka pengaruh tekuk tidak perlu ditinjau pada perhitungan penulangan kolom (

kolom termasuk kolom pendek )

2. Kolom 50 x 50 cm

Ukuran Kolom = 500 x 500 mm

Ø tul pokok (D) = 25 mm

Ø tul sengkang (Øs) = 14 mm


Mutu beton (Fc) = 30 Mpa

Mutu baja (Fy) = 400 Mpa

Pu = 12575,06 kg (Frame 1795)

= 123,319 KN

= 123319,20 N

Mu = 71,5585 KNm ( Frame 1774)

= 71712542,46 Nmm

Vu = 26,650 KN (Frame 1774)

= 26650,49 N

M22=Mu1= Mx = 299050,56 kg.cm

M33=Mu2= My = 731264,41 kg.cm

264

Agr = 500 x 500

= 250000 mm2

d = h – p – Øs - ØD

= 500 – 40 – 14 – 25

= 433,5 mm

d’ = h – d

= 500 – 433,5

= 66,5 mm

Beban mati pada struktur = 0,1 x 2400

= 240 kg/m2

Beban hidup pada struktur = 250 kg/m2

min = 0,0035 (tabel 6 Gideon seri 1 hal 50)

max = 0,0484 (tabel 8 Gideon seri 1 hal 52)

βd = 1,2D/(1,2D + 1,6L)

= 1,2 x 240/(1,2 x 240 + 1,6 x 250 )

= 0,419

a. Tulangan Utama


Pu = 123,319 KN = 123319,20 N

Mu = 71,5585 KNm = 71712542,46 Nmm

Luas Penampang Kolom :

Ag = b x h = 500 mm x 500 mm = 250000 mm2

Persyaratan eksentrisitas minimal dari kolom :

emin = 0,1 x h = 0,1 x 500 = 50 mm

Eksentrisitas Beban :

et =

=

= 581,52 mm

cb =

=

= 260,1

ab = β1 x cb

265

= 0,85 x 260,1

= 221,085

Pnb = 0,85 x fc x ab x b

= 0,85 x 30 x 221,085 x 500

= 2818833,75 N

Pn = 0,1 x fc x Ag

= 0,1 x 30 x 250000

= 750000 N

Karena Pu = 123319,20 N < 750000 N, maka Ø = 0,80

Pn perlu =

=

= 154149 N

Karena Pn perlu < Pnb analisis keruntuhan tarik

a =

=

= 12,090

Luas memanjang minimum

As =

=

– –

= 203,67 mm²

Ast = 1% x Ag

= 1% x 250000

= 2500 mm²

Sehingga, As yang digunakan adalah As = 2500 mm²

Jumlah tulangan yang digunakan :

n =

=



As = ¼ . π . D2 . n = ¼ . π . 25

2 . 8 = 3925 mm

2

Jadi tulangan yang dipasang pada Kolom 50 cm x 50 cm adalah

8 D 25 Dengan As = 3927 mm2

266

b. Tulangan Sengkang


Vu = 26,650 KN = 26650,49 N

Pu = 123,319 KN = 123319,20 N


Vc =

’

=

= 76968,89 Nmm

Vc = 0,75 x 76968,89 = 57726,668 Nmm

Vu (26650,49 N) < Vc (57726,668 Nmm)

Maka Tidak Diperluhkan Tulangan Geser


Av = 2. 1/4 . π . S2

2 / π 2

= 307,72 mm

2

S max = d/2 = 433,5 /2 = 216,75 mm

Dipakai S = 150 mm


Vs =

=

= 213434,592 Nmm

Va = (Vc + Vs )

= 0,75 (76968,89 + 213434,592)

= 217802,612 Nmm

Vu < Va

26650,49 N < 217802,612 Nmm ....................(OK)

Maka Tulangan Geser yang Digunakan adalah 14 - 150

c. Pengaruh Tekuk Pada Kolom

Perhitungan Pengaruh Tekuk

Ec = 4700

267

= 4700

= 25742,9602 MPa

= 257429,602 kg/cm2

Ig = 1/12 b h3

= 1/12 x 50 x 503

= 520833,33 cm4

EIk =

EIk =

= 3,78 x 10

10

Momen Inersia Balok

Ig = 1/12 b h3

= 1/12 x 40 x 803

= 1706666,667 cm4

EIb =

EIb =

= 6,193 x 10

10

A = (EIk / lk) / (EIb / lb)

= (3,78 x 1010

/ 4) / (6,193 x 1010

/ 8)

= 1,221

Kekakuan relatif pada ujung bawah kolom

B = 0 ( Terjepit Pondasi )

Struktur portal diasumsikan sebagai portal tidak bergoyang, sehingga faktor

panjang efektif kolom (k) adalah,

K = 0,7 + 0,05 x (Ψa + ΨB)

= 0,7 + 0,05 x (1,221 + 0)

= 0,761

K = 0,85 + 0,05 x ΨB

= 0,85 + 0,05 x 0

= 0,85

268

Jadi faktor panjang efektif kolom yang dipergunakan untuk perhitungan adalah:

k = 0,761

Panjang tekuk kolom, Lc = k x Lu = 0,761 x 4 = 3,04 m

Untuk kolom persegi,jari-jari inersia

( r ) = 0,3 h

= 0,3 x 50

= 15 cm

= 0,15 m

Rasio kelangsingan kolom, = Lc / r = 3,04 / 0,15 = 20,27

Lengkungan yang terjadi pada kolom adalah lengkung ganda

Mu1= -12534,34 kg.cm

Mu2 = 1092276,48 kg.cm

Batas kelangsingan kolom adalah :

34 – 12

=34 – 12

= 34,138

Pemeriksaan kelangsingan kolom

= Lc/r = 20,27 ≤ 34 - 12

= 34,138

Maka pengaruh tekuk tidak perlu ditinjau pada perhitungan penulangan kolom (

kolom termasuk kolom pendek )

269

4.6. Perhitungan Pondasi

Dalam perencanaannya, pondasi pada suatu struktur bangunan

diperhitungkan terhadap gaya aksial, gaya geser, dan terhadap momen lentur.

Pada perencanaan akan menggunakan pondasi tiang pancang dengan jenis spun

pile atau pancang bundar, dengan kapasitas daya dukung diperhitungkan

berdasarkan tahanan ujung (end Bearing), dan gesekan tiang dengan tanah

(friction). Dalam pemilihan jenis pondasi dapat dilihat berdasarkan:

1. Kondisi dan karakteristik tanah

2. Beban yang diterima pondasi

3. Biaya pelaksanaan

4. Letak geografis proyek

Gambar 4.86. Pemodelan Pondasi

Sumber : Dokumentasi Pribadi Program Autocad 2007

4.6.1. Pedoman Perhitungan Pondasi

1. SNI 03-2847-2002. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk

Bangunan Gedung Perkantoran.

4.6.2. Perencanaan Pondasi

Perhitungan pondasi direncanakan berdasarkan gaya maksimum pada

kombinasi pembebanan yang ada. Dalam perencanaan ini, pondasi yang

digunakan adalah jenis tiang spun pile dan untuk semua tiang harus

270

bertumpu pada tanah keras. Penggunaan pondasi tiang kelompok

direncanakan dengan jarak antar tiang tidak lebih kecil dari 3 kali diameter

tiang dengan perencanaan pile cape dikelompokkan berdasarkan jumlah

tiang pancang dan dimensi kolom.

4.6.2.1. Data Tanah dan Daya Dukung Tanah

Dalam menentukan data tanah dan daya dukung tanah yang akan

digunakan pada perencanaan pondasi, data tanah didapat berdasarkan

penyelidikan tanah dari data Standart Penetrasion Test sebagai

berikut:

Tabel 4.62. Nilai SPT Pada Lokasi Pembangunan Gedung Kantor Dirjen Pajak

Kota Semarang

No Lapisan Konsisitensi Kedalaman N

1 Pasir Kelanauan Lepas 0,00 - 6,00 11 - 12

2 Pasir Halus Kelempungan Sangat Lepas 6,00 - 9,00 2

3 Lempung Campur Kerang Sangat Lunak 9,00 - 13,00 2

4 Lempung Sedikit Kerang Sangat Lunak 13,00 - 18,00 2 - 3

5 Lempung Lunak 18,00 - 20,00 5

6 Lempung Kelanauan Teguh 20,00 - 23,00 20 - 23

7 Lempung Kelanauan Kaku 23,00 - 26,00 22

8 Lempung Kepasiran Kaku 26,00 - 29,00 20 - 22

Sumber : Data Tanah Pada Pembangunan Gedung Pringgading 24 Semarang

Halaman 16

Pondasi spun pile yang direncanakan menggunakan diameter 50

cm dengan kedalaman 28 m. Dengan data sondir mesin berdasarkan

penyelidikan tanah dapat dihitung daya dukung tanah per 1 (satu)

pancang sebagai berikut:

271

Tabel 4.63. Data Sondir Tanah Kedalaman 28 m Dengan Daya Dukung Tanah

No Titik Kedalaman

(m) D Pancang (cm)

Nilai Daya Dukung

(ton)

1 BH 2 28 50 71,93

Sumber : Data Tanah Pada Pembangunan Gedung Pringgading 24 Semarang

Halaman 21

4.6.2.2. Perencanaan Jumlah Spun Pile

Berdasarkan perhitungan, dipilih daya dukung tiang tunggal

terkecil yaitu: Qu = 71,93 ton dan direncanakan jumlah tiang pancang

dengan perhitungan awal gaya aksial pada joint yang mewakili untuk

perhitungan, dalam pengambilan data diambil dari data pada joint

terbesar dan didapat data sebagai berikut:

Tabel.4.64. Jumlah Tiang Pancang Perlu

Joint F3 Ptiang N

Type

Pancang Text Tonf Ton

1 108,5202 142,95 2 P - 2

2 158,5469 261,72 4 P - 4

3 203,2491 261,72 4 P - 4

4 203,3509 261,72 4 P - 4

5 157,878 261,72 4 P - 4

6 212,3263 261,72 4 P - 4

7 192,9608 261,72 4 P - 4

9 91,6799 142,95 2 P - 2

10 135,4737 142,95 2 P - 2

11 292,7853 380,49 6 P - 6

12 318,3369 380,49 6 P - 6

13 231,0471 261,72 4 P - 4

14 289,5416 380,49 6 P - 6

15 289,6336 380,49 6 P - 6

16 230,9389 261,72 4 P - 4

272

17 158,356 261,72 4 P - 4

18 158,2154 261,72 4 P - 4

19 230,4764 261,72 4 P - 4

20 291,2395 380,49 6 P - 6

21 291,1173 380,49 6 P - 6

22 230,5667 261,72 4 P - 4

23 321,0206 380,49 6 P - 6

24 285,0674 261,72 4 P - 4

25 116,2071 142,95 2 P - 2

26 95,535 142,95 2 P - 2

27 330,9533 380,49 6 P - 6

28 271,355 261,72 4 P - 4

29 252,8454 261,72 4 P - 4

30 323,3659 380,49 6 P - 6

31 323,4913 380,49 6 P - 6

32 254,2739 261,72 4 P - 4

33 166,4885 261,72 4 P - 4

34 110,2986 142,95 2 P - 2

35 166,9049 261,72 4 P - 4

36 222,1156 261,72 4 P - 4

37 222,1096 261,72 4 P - 4

38 165,9871 261,72 4 P - 4

39 224,7534 261,72 4 P - 4

40 191,9513 261,72 4 P - 4

41 72,2017 142,95 2 P - 2

42 12,6832 142,95 2 P - 2

43 12,6818 142,95 2 P - 2

44 12,6839 142,95 2 P - 2

45 12,6802 142,95 2 P - 2

Sumber : Dokumentasi Pribadi Program Microsoft Excel

Berdasarkan jumlah tiang pancang direncanakan pile cape dengan

beberapa tipe sebagai berikut :

273

Gambar 4.87. Tampak Atas Pile Cape Tipe P-2




274



1. Menghitung efisiensi kelompok tiang pancang adalah dengan

rumus :

Keterangan :

m = jumlah baris x

n = jumlah baris y

d = jarak antar pancang

s = jarak pancang ke tepi pile cape

Hasil perhitungan nilai efisiensi kelompok tiang pancang (pile

cape) pada tipe P-2, P-4, dan P-6 yaitu sebagai berikut:

Tabel 4.65. Efisiensi Pile Cape Group

No Type d s arc tan

m n Epg (cm) (cm) d/s

1 P-2 50 150 18,43 2 1 0,90

2 P-4 50 150 18,43 2 2 0,80

3 P-6 50 150 18,43 3 2 0,76


275

2. Pemeriksaan daya dukung kelompok pancang terhadap beban

yang bekerja

Untuk pemeriksaan daya dukung kelompok pancang terhadap

beban yang bekerja, diambil dari data joint pada tiap tipe dengan

nilai tertinggi, didapat seperti berikut:

Tabel 4.66. Pemeriksaan Daya Dukung Spun Pile Group

No Type Epg

P

Tiang Jumlah F3

Daya Dukung Check

(Ton) Tiang (Ton) Group (Ton)

1 P-2 0,90 142,95 2 135,474 < 256,627 Aman

2 P-4 0,80 261,72 4 285,067 < 832,450 Aman

3 P-6 0,76 380,49 6 330,953 < 1737,376 Aman


Untuk gaya aksial dan momen di joint pada tipe P-2, P-4, dan

P-6 yaitu sebagai berikut:

Tabel 4.67. Gaya Aksial Dan Momen Pada Joint

No Joint Type Pu Mx My

(Ton) (Ton.m) (Ton.m)

1 10 P-2 135,474 -0,0274 -0,5832

2 24 P-4 285,067 0,55866 -6,0246

3 27 P-6 330,953 0,01316 3,96802


3. Pemeriksaan daya dukung per pancang :

Untuk tipe P-2 Check pada joint 10

Pu = 135,474 ton.m

Mu x = -0,0274 ton.m Mu y = -0,5832 ton.m

Keterangan :

My = momen pada sumbu y

Mx = momen pada sumbu x

276

Xi = jarak pusat tiang ke i sejajar sumbu X

Yi = jarak pusat tiang ke i sejajar sumbu Y

n = jumlah tiang pancang

Untuk hasil pemeriksaan daya dukung pada tipe P-2 di joint 10


Tabel 4.68. Pemeriksaan Daya Dukung per Spun Pile Tipe P-2

No x y x² y² Pu/n Mx*y My*x P (Ton) Qu (Ton) Check

1 -0,75 0 0,563 0 67,7369 0 0,43739 68,1256 < 142,95 Aman

2 0,75 0 0,563 0 67,7369 0 -0,4374 67,3481 < 142,95 Aman

Total (∑) 1,125 0



Pu = 285,067 ton.m

Mu x = 0,55866 ton.m Mu y = -6,0246 ton.m

Keterangan :






Tabel 4.69. Pemeriksaan Daya Dukung per Spun Pile Tipe P4

No x y x² y² Pu/n Mx*y My*x P (Ton)

Qu

(Ton) Check

1 -0,75 0,75 0,563 0,563 71,2669 0,4190 4,5184 73,461 < 261,72 Aman

2 0,75 0,75 0,563 0,563 71,2669 0,4190 -4,5184 69,445 < 261,72 Aman

3 -0,75 -0,75 0,563 0,563 71,2669 -0,4190 4,5184 73,089 < 261,72 Aman

4 0,75 -0,75 0,563 0,563 71,2669 -0,4190 -4,5184 69,072 < 261,72 Aman

Total (∑) 2,25 2,25


277


Pu = 330,953 ton.m

Mu x = 0,01316 ton.m Mu y = 3,96802 ton.m

Keterangan :






Tabel 4.70. Pemeriksaan Daya Dukung per Spun Pile Tipe P-6

No x y x² y² Pu/n Mx*y My*x P (Ton)

Qu

(Ton) Check

1 -0,75 0,75 0,563 0,563 82,7383 0,0099 -2,9760 81,419 < 380,49 Aman

2 0 0,75 0 0,563 82,7383 0,0099 0,0000 82,741 < 380,49 Aman

3 0,75 0,75 0,563 0,563 82,7383 0,0099 2,9760 84,064 < 380,49 Aman

4 -0,75 -0,75 0,563 0,563 82,7383 -0,0099 -2,9760 81,413 < 380,49 Aman

5 0 -0,75 0 0,5625 82,73833 -0,0099 0 82,735 < 380,49 Aman

6 0,75 -0,75 0,5625 0,5625 82,73833 -0,0099 2,9760 84,058 < 380,49 Aman

Total (∑) 2,25 3,375 82,7383


4. Pemeriksaan Terhadap Geser Pons dan Geser Lentur Pons

Check geser pons untuk tipe P-2 pada joint 10

Beban Pondasi

Tebal Efektif Pile Cap

278

Lebar Penampang Kritis (B’)

B’= Lebar Kolom + 2 (1/2) d

B’= 80 cm + 2 x ½ x 92,5 cm

B’= 172,5 cm

Gaya Geser yang bekerja

SNI-03-2847-2002 Pasal 13.123.2.1

= 3450 mm

Karena > Vu, maka Tulangan Geser Tidak Diperluhkan


Beban Pondasi


279

Lebar Penampang Kritis (B’)

B’= Lebar Kolom + 2 (1/2) d

B’= 80 cm + 2 x ½ x 92,5 cm

B’= 172,5 cm


SNI-03-2847-2002 Pasal 13.123.2.1

= 3450 mm



Beban Pondasi


280


SNI-03-2847-2002 Pasal 13.123.2.1

= 3450 mm


4.6.2.3. Perhitungan Penulangan Pile Cape

1. Perhitungan Momen Pada Pile Cape

Momen tipe P-2 pada joint 10

Momen tipe P-2 arah x = Mux maks P-2 = -0,0274 ton.m

Momen tipe P-2 arah y = Muy maks P-2 = 0,5832 ton.m


Momen tipe P-4 arah x = Mux maks P-4 = 0,55866 ton.m



Momen tipe P-6 arah x = Mux maks P-6 = 0,01316 ton.m


2. Perhitungan Tulangan Pile Cape

Pile Cap Tipe P-2

Perhitungan tulangan direncanakan

Tebal pile cape (h) = 100 cm

= 1000 mm

Dimensi Kolom = 80 x 80 cm

281

Selimut Beton (p) = 75 mm

Diameter tulangan pokok = D 22


d = h – p ½ D tul.

= 1000 – 75 – ½ x 22

= 914 mm


d = h – p - D tul + ½ D tul

= 1000 – 75 - 22 - ½ x 22

= 892 mm

Mutu beton (f’c) = 30 Mpa 300 kg/cm2

Mutu tulangan (fy) = 400 Mpa 4000 kg/cm2

=

=

= 0,0035

b =

=

= 0,0325

= 0,75 x b

= 0,75 x 0,0325 = 0,02438

a. Tulangan Arah X

Moment = -0,0274 ton.m

Faktor tahanan momen maksimal

N.mm

Faktor reduksi kekuatan lentur ϕ = 0,80

(pasal 11.3.2.1, SNI -03 -2847 -2002, hal 61 )

Moment nominal rencana

Faktor tahanan momen

282

Rasio tulangan perlu

Rasio tulangan yang digunakan

Luas tulangan yang diperlukan per meter

Jarak tulangan yang diperlukan per meter

Jarak tulangan dipakai

Digunakan

Luas tulangan dipakai

>

b. Tulangan Arah Y

Moment = 0,5832 ton.m


N.mm


283

(pasal 11.3.2.1, SNI -03 -2847 -2002, hal 61 )








Digunakan


>

Pile Cap Tipe P-4

284



= 1000 mm

Dimensi Kolom = 80 x 80 cm




d = h – p ½ D tul.

= 1000 – 75 – ½ x 22

= 914 mm



= 1000 – 75 - 22 - ½ x 22

= 892 mm



=

=

= 0,0035

b =

=

= 0,0325

= 0,75 x b

= 0,75 x 0,0325 = 0,02438

a. Tulangan Arah X



N.mm


(pasal 11.3.2.1, SNI -03 -2847 -2002, hal 61 )


285







Digunakan


>

b. Tulangan Arah Y

Moment = -6,0246 ton.m


286

N.mm


(pasal 11.3.2.1, SNI -03 -2847 -2002, hal 61 )








Digunakan


>

287

Pile Cap Tipe P-6



= 1000 mm

Dimensi Kolom = 80 x 80 cm`




d = h – p ½ D tul.

= 1000 – 75 – ½ x 22

= 914 mm



= 1000 – 75 - 22 - ½ x 22

= 892 mm



=

=

= 0,0035

b =

=

= 0,0325

= 0,75 x b

= 0,75 x 0,0325 = 0,02438

a. Tulangan Arah X



N.mm


(pasal 11.3.2.1, SNI -03 -2847 -2002, hal 61 )

288








Digunakan


>

b. Tulangan Arah Y


289


N.mm


(pasal 11.3.2.1, SNI -03 -2847 -2002, hal 61 )








Digunakan


290

>

Dan untuk rekap hasil perhitungan penulangan pile cape tipe P-2, P-4 dan P-6

adalah sebagai berikut

Tabel 4.71. Hasil Perhitungan Penulangan Pile Cape


bab iv perhitungan struktur 4.1. gambar 4.2. untuk tampak

Documents