desain struktur dan metode pelaksanaan silo...
TRANSCRIPT
1
PROYEK AKHIR TERAPAN – RC6599
DESAIN STRUKTUR DAN METODE PELAKSANAAN SILO SEMEN KAPASITAS 6.000 TON DENGAN STRUKTUR BETON PRATEGANG
NORMA FATIMAH NAQIBA
NRP: 3113 041 070
DOSEN PEMBIMBING :
Ir. Ibnu Pudji Rahardjo, MS.
PROGRAM DIPLOMA IV TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
SURABAYA 2017
2
PROYEK AKHIR TERAPAN – RC6599
DESAIN STRUKTUR DAN METODE PELAKSANAAN SILO SEMEN KAPASITAS 6.000 TON DENGAN STRUKTUR BETON PRATEGANG
NORMA FATIMAH NAQIBA
NRP: 3113 041 070
DOSEN PEMBIMBING :
Ir. Ibnu Pudji Rahardjo, MS.
PROGRAM DIPLOMA IV TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
SURABAYA 2017
3
FINAL PROJECT APPLIED – RC 096599
STRUCTURAL DESIGN AND COSTRUCTION METHOD OF SILOS CEMENT 6.000 TON WITH PRESTRESS CONCRETE STRUCTURE
NORMA FATIMAH NAQIBA
NRP: 3113 041 070
SUPERVISOR :
Ir. Ibnu Pudji Rahardjo, MS.
DIPLOMA IV OF CIVIL ENGINEERING
FACULTY OF CIVIL ENGINEERING AND PLANNING
SEPULUH NOPEMBER INSTITUTE OF TECHNOLOGY
SURABAYA 2017
FINAL PROJECT APPLIED – RC6599
STRUCTURAL DESIGN AND COSTRUCTION METHOD OF SILOS CEMENT 6.000 TON WITH PRESTRESS CONCRETE STRUCTURE
NORMA FATIMAH NAQIBA
NRP: 3113 041 070
DOSEN PEMBIMBING :
Ir. Ibnu Pudji Rahardjo, MS.
PROGRAM DIPLOMA IV TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
SURABAYA 2017
4
FINAL PROJECT APPLIED – RC6599
STRUCTURAL DESIGN AND COSTRUCTION METHOD OF SILOS CEMENT 6.000 TON WITH PRESTRESS CONCRETE STRUCTURE
NORMA FATIMAH NAQIBA
NRP: 3113 041 070
SUPERVISOR :
Ir. Ibnu Pudji Rahardjo, MS.
DIPLOMA IV OF CIVIL ENGINEERING
FACULTY OF CIVIL ENGINEERING AND PLANNING
SEPULUH NOPEMBER INSTITUTE OF TECHNOLOGY
SURABAYA 2017
i
KATA PENGANTAR
Puji Syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, atas
segala rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat
menyelesaikan laporan proyek akhir terapan dengan judul
“Desain Struktur dan Metode Pelaksanaan Silo Semen
Kapasitas 6.000 Ton dengan Struktur Beton Prategang”
sebagai salah satu persyaratan guna memperoleh gelar Sarjana
Sains Terapan pada program Diploma IV Teknik Sipil, Fakultas
Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh
Nopember Surabaya.
Dalam penyusunan proyek akhir terapan ini, penulis
mendapatkan banyak doa, bantuan, dan dukungan moral serta
materiil. Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis
menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya
kepada:
1. Kedua Orang Tua, dan adik yang tak henti-hentinya
memberikan doa, semangat dan dukungan kepada penulis
2. Bapak Ir. Ibnu Pudji Rahardjo, MS. selaku dosen
pembimbing
3. Teman-teman yang telah membantu dan mendukung
penyelesaian tugas akhir ini
Penulis menyadari dalam penyusunan dan penulisan tugas
akhir ini tak lepas dari berbagai kesalahan. Oleh karena itu
penulis mengaharapkan kritik dan saran yang membangun guna
untuk kesempurnaan penulisan selanjutnya.
Akhir kata, besar harapan penulis semoga laporan proyek
akhir ini dapat memberikan faedah dan manfaat bagi pembaca.
Surabaya, Januari 2017
Penulis
ii
“Halaman ini sengaja dikosongkan”
3
DESAIN STRUKTUR DAN METODE PELAKSANAAN
SILO SEMEN KAPASITAS 6.000 TON DENGAN
STRUKTUR BETON PRATEGANG
Nama Mahasiswa : Norma Fatimah Naqiba
NRP : 3113 041 070
Jurusan : Diploma IV Teknik Sipil
FTSP – ITS
Dosen Pembimbing : Ir. Ibnu Pudji Raharjo, MS.
Abstrak
Proyek Desain Struktur Silo merupakan bagian dari proyek
pembangunan Silo di Tuban, Jawa Timur. Struktur Silo dibangun
menggunakan sistem dinding prategang dengan kolom dan balok.
Oleh karena itu, dalam penulisan Proyek Akhir Terapan ini akan
dibuat desain baru sistem strukur silo dengan menggunakan
dinding prategang tanpa struktur kolom. Struktur kolom
digantikan oleh skur yang berfungsi sebagai penyangga balok
kantilever dalam memikul beban. Desain Silo ini sesuai dengan
peraturan Handbook of Concrete Engineering dan SNI
2847:2013. Dari data-data perencanaan kemudian dilakukan
desain awal dengan menentukan dimensi-dimensi utama struktur
silo pratekan. Memasuki tahap awal perencanaan adalah
perhitungan pelat, balok, dan skur. Selanjutnya dilakukan
perhitungan penulangan struktur Silo. Pengecoran Silo
menggunakan metode Slipforming dan pemasangan cone
dilaksanakan setelah pengecoran selesai. Hasil desain struktur
berupa dimensi balok, skur, penempatan tendon, penulangan,
pendetailan struktur dan langkah metode pelaksanaan dituangkan
dalam bentuk tabel-tabel dan gambar-gambar.
Kata kunci : Silo, Prategang, Skur, Slipforming
4
“Halaman ini sengaja dikosongkan”
5
STRUCTURAL DESIGN AND CONSTRUCTION
METHOD OF SILOS CEMENT 6.000 TON WITH
PRESTRESS CONCRETE STRUCTURE
Student : Norma Fatimah Naqiba
NRP : 3113 041 070
Department : Diploma IV of Civil Engineering
FTSP – ITS
Supervisor : Ir. Ibnu Pudji Raharjo, MS.
Abstract Silos Structure Design Project is part of a construction
Silos project in Tuban, East Java. Silos structure was built using
prestressed wall with columns and beams. Therefore, in the
writing of this Applied Final Project will be created a new design
system structure of the silos using prestressed wall without
structural columns. Structural columns replace with skur that
support cantilever beam in shouldering the loads. Silos design
according to Handbook of Concrete Engineering and SNI
2847:2013. From the data do initial design planning by
determining the main dimensions of prestressed silos structure.
The early stages of planning is the calculation of plates, beams,
and skur. Furthermore, the calculation of reinforcement structure
Silo. Silos casting use Slipforming method and installation cone
implemented after casting is completed. Results of dimensional
structure design of beams, skur, tendon placement, reinforcement,
detailing the structure and implementation of construction
method outlined in the form of tables and pictures.
Keywords : Silos, Prestressed, Skur, Slipforming
6
“Halaman ini sengaja dikosongkan”
vii
DAFTAR ISI
HALAMAN PENGESAHAN
KATA PENGANTAR.................................................................... i
ABSTRAK ................................................................................... iii
ABSTRACT .................................................................................. v
DAFTAR ISI ............................................................................... vii
DAFTAR GAMBAR..................................................................... x
DAFTAR TABEL ...................................................................... xvi
BAB I PENDAHULUAN......................................................... 1
1.1 Latar Belakang........................................................ 1
1.2 Rumusan Masalah................................................... 1
1.3 Tujuan ..................................................................... 2
1.4 Batasan Masalah ..................................................... 2
1.5 Manfaat ................................................................... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA................................................ 5
2.1 Silo.......................................................................... 5
2.1.1 Pertimbangan Desain .................................... 6
2.1.2 Sifat Material yang Disimpan ....................... 7
2.1.3 Beban Silo dari Material Pengisi .................. 9
2.1.4 Perhitungan Tekanan Statis Lateral dan
Vertikal ....................................................... 10
2.1.5 Perhitungan Tekanan Statis pada Pelat
Hooper ........................................................ 14
2.1.6 Perhitungan Gaya Gesek Semen pada
Dinding Silo ................................................ 14
2.2 Desain Struktur Beton Prategang.......................... 14
2.2.1 Prinsip Dasar Beton Prategang ....................15
2.2.2 Teori Load Balancing Pada Struktur
Cangkang.....................................................15
2.2.3 Kehilangan Gaya Prategang ........................16
2.3 Penggunaan Slipform Pada Dinding..................... 16
2.4 Pemasangan Cone ................................................ 18
BAB III METODOLOGI DESAIN ...........................................19
3.1 Metode Desain ..................................................... 19
3.2 Uraian Metode...................................................... 19
3.2.1 Pengumpulan Data ......................................19
3.2.2 Preliminary Design......................................19
3.2.4 Permodelan Struktur....................................22
3.2.5 Analisis Pembebanan ..................................23
3.2.6 Kombinasi Pembebanan ..............................24
3.2.7 Analisa Gaya Dalam dan Perhitungan
Struktur........................................................25
3.2.8 Gambar Rencana .........................................31
3.3 Diagram Alir ........................................................ 32
3.3.1 Diagram Alir Desain Silo ............................32
3.3.2 Diagram Alir Perhitungan Dinding Prategang
...................................................................33
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ...................................35
4.1 Preliminary Design............................................... 35
4.2 Analisis Pembebanan ........................................... 39
4.2.1 Beban Mati ..................................................39
4.2.2 Beban Hidup................................................39
viii
9
4.2.3 Beban Peralatan .......................................... 39
4.2.4 Beban Material Tersimpan (Beban Semen) 39
4.2.5 Beban Angin ............................................... 47
4.2.6 Beban Gempa.............................................. 51
4.3 Analisa Struktur .................................................... 52
4.3.1 Kontrol Periode Alami Stuktur ................... 52
4.3.2 Perhitungan Prestress .................................. 54
4.3.3 Kehilangan Gaya Prategang Tahap Transfer
(Awal) ......................................................... 57
4.3.4 Kontrol Lendutan Pelat akibat gaya Prategang
.................................................................. 71
4.3.5 Kehilangan Gaya Prategang Tahap Service 72
4.3.6 Kontrol Tegangan Dinding Prategang ........ 88
4.3.7 Perencanaan Struktur Beton Bertulang ....... 90
4.3.8 Perencanaan Struktur Baja ........................ 127
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ................................. 157
5.1 Kesimpulan ......................................................... 157
5.2 Saran ................................................................... 157
BAB VI REVISI ...................................................................... 159
6.1 Efek Temperatur Semen pada Dinding .............. 159
6.2 Detail Opening dan Manhole.............................. 160
6.2.1 Detail Opening .......................................... 160
6.2.2 Detail Manhole ......................................... 163
6.3 Pemberian Gaya Prategang................................. 164
DAFTAR PUSTAKA................................................................ 165
LAMPIRAN .............................................................................. 167
10
“Halaman ini sengaja dikosongkan”
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Pembebanan pada Dinding Silo........................... 10
Gambar 2.2 Persamaan Reimbert dan Janssen untuk Silo....... 11
Gambar 2.3 beban pada pelat hooper ...................................... 14
Gambar 2.4 Aplikasi gaya pada dinding lingkaran yang
menggunakan prategang (Priestley, 1985) .......... 16
Gambar 2.5 Penggunaan Slipform .......................................... 18
Gambar 3.1 Permodelan struktur silo eksisting menggunakan
SAP2000 .............................................................. 22
Gambar 3.2 Permodelan struktur silo desain menggunakan
SAP2000 .............................................................. 22
Gambar 3.3 Diagram alir desain silo ....................................... 32
Gambar 3.4 Diagram alir perhitungan dinding prategang ....... 33
Gambar 4.1 Over pressure ....................................................... 42
Gambar 4.2 Input lateral surface pressure (dalam satuan kgf, m)
............................................................................. 45
Gambar 4.3 Input Beban gesek akibat semen pada dinding .... 47
Gambar 4.4 Penyebaran Arah Angin pada Silo....................... 48
Gambar 4.5 Input beban angin pada SAP2000........................ 51
Gambar 4.6 Respon spektrum beban gempa ........................... 52
Gambar 4.7 Input Prestress pada SAP2000 (dalam satuan kN,
m)......................................................................... 56
Gambar 4.8 Diagram fcir pada elevasi +12.00 (dalam satuan
N/mm2)................................................................ 58
Gambar 4.9 Diagram fcir pada elevasi +14.00 (dalam satuan
N/mm2)................................................................ 59
Gambar 4.10 Diagram fcir pada elevasi +16.00 (dalam satuan
N/mm2)................................................................ 60
Gambar 4.11 Diagram fcir pada elevasi +18.00 (dalam satuan
N/mm2)................................................................ 61
Gambar 4.12 Diagram fcir pada elevasi +20.00 (dalam satuan
N/mm2)................................................................ 62
Gambar 4.13 Diagram fcir pada elevasi +22.00 (dalam satuan
N/mm2)................................................................ 63
Gambar 4.14 Diagram fcir pada elevasi +24.00 (dalam satuan
N/mm2) ................................................................ 64
Gambar 4.15 Diagram fcir pada elevasi +26.00 (dalam satuan
N/mm2) ................................................................ 65
Gambar 4.16 Diagram fcir pada elevasi +28.00 (dalam satuan
N/mm2) ................................................................ 66
Gambar 4.17 Diagram fcir pada elevasi +30.00 (dalam satuan
N/mm2) ................................................................ 67
Gambar 4.18 Diagram fcir pada elevasi +32.00 (dalam satuan
N/mm2) ................................................................ 68
Gambar 4.19 Diagram fcir pada elevasi +34.00 (dalam satuan
N/mm2) ................................................................ 69
Gambar 4.20 Deformasi yang terjadi akibat gaya prategang ..... 72
Gambar 4.21 Diagram fcds pada elevasi +12.00 (dalam satuan
N/mm2) ................................................................ 74
Gambar 4.22 Diagram fcds pada elevasi +14.00 (dalam satuan
N/mm2) ................................................................ 75
Gambar 4.23 Diagram fcds pada elevasi +16.00 (dalam satuan
N/mm2) ................................................................ 76
Gambar 4.24 Diagram fcds pada elevasi +18.00 (dalam satuan
N/mm2) ................................................................ 77
Gambar 4.25 Diagram fcds pada elevasi +20.00 (dalam satuan
N/mm2) ................................................................ 78
Gambar 4.26 Diagram fcds pada elevasi +22.00 (dalam satuan
N/mm2) ................................................................ 79
Gambar 4.27 Diagram fcds pada elevasi +24.00 (dalam satuan
N/mm2) ................................................................ 80
Gambar 4.28 Diagram fcds pada elevasi +26.00 (dalam satuan
N/mm2) ................................................................ 81
Gambar 4.29 Diagram fcds pada elevasi +28.00 (dalam satuan
N/mm2) ................................................................ 82
Gambar 4.30 Diagram fcds pada elevasi +30.00 (dalam satuan
N/mm2) ................................................................ 83
Gambar 4.31 Diagram fcds pada elevasi +32.00 (dalam satuan
N/mm2) ................................................................ 84
xii
Gambar 4.32 Diagram fcds pada elevasi +34.00 (dalam satuan
N/mm2)................................................................ 85
Gambar 4.33 Tegangan pada dinding saat transfer ................... 89
Gambar 4.34 Tegangan pada dinding saat service .................... 89
Gambar 4.35 Tegangan pada dinding saat service .................... 90
Gambar 4.36 Denah Balok Elevasi +5.50 ................................. 91
Gambar 4.37 Denah Balok Elevasi +9.00 ................................. 96
Gambar 4.38 Denah Balok Elevasi +12.00 ............................... 98
Gambar 4.39 Perencanaan Skur .............................................. 104
Gambar 4.40 Hasil Output SAP2000 Skur 80 x 60 ................. 105
Gambar 4.41 Hasil Output SAP2000 Ast 1 Tumpuan Pelat Lantai
Elevasi +5.50 (dalam satuan mm2/mm) ............ 106
Gambar 4.42 Hasil Output SAP2000 Ast 1 Lapangan Pelat Lantai
Elevasi +5.50 (dalam satuan mm2/mm) ............ 107
Gambar 4.43 Hasil Output SAP2000 Ast 2 Tumpuan Pelat Lantai
Elevasi +5.50 (dalam satuan mm2/mm) ............ 108
Gambar 4.44 Hasil Output SAP2000 Ast 2 Lapangan Pelat Lantai
Elevasi +5.50 (dalam satuan mm2/mm) ............ 108
Gambar 4.45 Hasil Output SAP2000 Ast 1 Tumpuan Top face
Pelat Hooper Elevasi +12.00 (dalam satuan
mm2/mm) .......................................................... 110
Gambar 4.46 Hasil Output SAP2000 Ast 1 Tumpuan Bottom
Face Pelat Hooper Elevasi +12.00 (dalam satuan
mm2/mm) .......................................................... 110
Gambar 4.47 Hasil Output SAP2000 Ast 2 Tumpuan Top Face
Pelat Hooper Elevasi +12.00 (dalam satuan
mm2/mm) .......................................................... 111
Gambar 4.48 Hasil Output SAP2000 Ast 2 Tumpuan Bottom
Face Pelat Hooper Elevasi +12.00 (dalam satuan
mm2/mm) .......................................................... 111
Gambar 4.49 Hasil Output SAP2000 Ast 1 Lapangan Top Face
Pelat Hooper Elevasi +12.00 (dalam satuan
mm2/mm) .......................................................... 113
xiii
Gambar 4.50 Hasil Output SAP2000 Ast 1 Lapangan Bottom
Face Pelat Hooper Elevasi +12.00 (dalam satuan
mm2/mm) ........................................................... 113
Gambar 4.51 Hasil Output SAP2000 Ast 2 Lapangan Top Face
Pelat Hooper Elevasi +12.00 (dalam satuan
mm2/mm) ........................................................... 114
Gambar 4.52 Hasil Output SAP2000 Ast 2 Lapangan Bottom
Face Pelat Hooper Elevasi +12.00 (dalam satuan
mm2/mm) ........................................................... 114
Gambar 4.53 Hasil Output SAP2000 Ast 1 Outer Face Pelat
Dinding Elevasi ±0.00 – +12.00 (dalam satuan
mm2/mm) ........................................................... 116
Gambar 4.54 Hasil Output SAP 2000 Ast 1 Inner Face Pelat
Dinding Elevasi ±0.00 – +12.00 (dalam satuan
mm2/mm) ........................................................... 116
Gambar 4.55 Hasil Output SAP2000 Ast 2 Outer Face Pelat
Dinding Elevasi ±0.00 – +12.00 (dalam satuan
mm2/mm) ........................................................... 117
Gambar 4.56 Hasil Output SAP2000 Ast 2 Inner Face Pelat
Dinding Elevasi ±0.00 – +12.00 (dalam satuan
mm2/mm) ........................................................... 117
Gambar 4.57 Hasil Output SAP2000 Ast 1 Pelat Dinding Elevasi
+12.00 – +19.00 (dalam satuan mm2/mm) ........ 119
Gambar 4.58 Hasil Output SAP2000 Ast 2 Pelat Dinding Elevasi
+12.00 – +19.00 (dalam satuan mm2/mm) ........ 119
Gambar 4.59 Hasil Output SAP2000 Ast 1 Pelat Dinding Elevasi
+19.00 – +24.00 (dalam satuan mm2/mm) ........ 120
Gambar 4.60 Hasil Output SAP2000 Ast 2 Pelat Dinding Elevasi
+19.00 – +24.00 (dalam satuan mm2/mm) ........ 120
Gambar 4.61 Hasil Output SAP2000 Ast 1 Pelat Dinding Elevasi
+24.00 – +29.00 (dalam satuan mm2/mm) ........ 122
Gambar 4.62 Hasil Output SAP2000 Ast 2 Pelat Dinding Elevasi
+24.00 – +29.00 (dalam satuan mm2/mm) ........ 122
Gambar 4.63 Hasil Output SAP2000 Ast 1 Pelat Dinding Elevasi
+29.00 – +32.00 (dalam satuan mm2/mm) ........ 123
xiv
15
Gambar 4.64 Hasil Output SAP2000 Ast 2 Pelat Dinding Elevasi
+29.00 – +32.00 (dalam satuan mm2/mm)........ 123
Gambar 4.65 Hasil Output SAP2000 Ast 1 Pelat Dinding Elevasi
+32.00 – +38.00 (dalam satuan mm2/mm)........ 125
Gambar 4.66 Hasil Output SAP2000 Ast 2 Pelat Dinding Elevasi
+32.00 – +38.00 (dalam satuan mm2/mm)........ 125
Gambar 4.67 Pembalokan top of silo ...................................... 127
Gambar 4.68 Stress ratio tegangan .......................................... 128
Gambar 4.69 Sambungan balok HB1 ...................................... 131
Gambar 4.70 Sambungan balok WF1 ..................................... 134
Gambar 4.71 Denah tangga ..................................................... 138
Gambar 4.72 Rasio tegangan tangga baja ............................... 139
Gambar 4.73 Detail angkur tangga.......................................... 142
Gambar 4.75 Tahapan pemasangan cone ................................ 155
Gambar 6.1 Tegangan yang terjadi akibat efek temperatur semen
pada dinding prategang silo ............................... 159
Gambar 6.2 Tegangan yang terjadi pada dinding silo tanpa
adanya efek temperatur semen........................... 160
Gambar 6.3 Ilustrasi jacking tendon...................................... 164
16
“Halaman ini sengaja dikosongkan”
xvii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Desain tipikal properti material Granular (Safarian
dan Harris, 1970) .................................................... 7
Tabel 2.2 Desain tipikal properti material Granular (Safarian
dan Harris, 1970) – lanjutan 1 ................................ 8
Tabel 2.3 Nilai Faktor Cd (Safarian dan Harris, 1970)......... 13
Tabel 3.1 Nilai Koefisien Kelengkungan ............................. 27
Tabel 3.2 Nilai Koefisien Kelengkungan (lanjutan) ............. 28
Tabel 3.3 Nilai Ksh Untuk Komponen Pasca Tarik ............. 30
Tabel 3.4 Nilai-Nilai KRE .................................................... 30
Tabel 3.5 Nilai C................................................................... 31
Tabel 4.1 Tabel Nilai Faktor “Overpressure” (Cd) .............. 41
Tabel 4.2 Perhitungan tekanan vertikal semen .................... 43
Tabel 4.3 Perhitungan tekanan lateral semen ....................... 44
Tabel 4.4 Perhitungan gaya gesek pada dinding silo ............ 46
Tabel 4.5 Koefisien Tekanan (Cq) ....................................... 48
Tabel 4.6 Faktor Keutamaan (Iw) ........................................ 49
Tabel 4.7 Kombinasi Tinggi (Ce) ......................................... 49
Tabel 4.8 Hasil Perhitungan Tekanan Angin ........................ 49
Tabel 4.9 Tipe struktur (SNI 1726-2012) ............................. 53
Tabel 4.10 Parameter percepatan respons spektral desain pada
1 detik, SD1 (SNI 1726-2012).............................. 53
Tabel 4.11 Periode alami struktur........................................... 54
Tabel 4.12 Input Prategang pada SAP2000 ............................ 56
Tabel 4.13 ΔES berdasar fcir pada elevasi +12.00 ................. 58
Tabel 4.14 ΔES berdasar fcir pada elevasi +14.00 ................. 59
Tabel 4.15 ΔES berdasar fcir pada elevasi +16.00 ................. 60
Tabel 4.16 ΔES berdasar fcir pada elevasi +18.00 ................. 61
Tabel 4.17 ΔES berdasar fcir pada elevasi +20.00 ................. 62
Tabel 4.18 ΔES berdasar fcir pada elevasi +22.00 ................. 63
Tabel 4.19 ΔES berdasar fcir pada elevasi +24.00 ................. 64
Tabel 4.20 ΔES berdasar fcir pada elevasi +26.00 ................. 65
Tabel 4.21 ΔES berdasar fcir pada elevasi +28.00 ................. 66
Tabel 4.22 ΔES berdasar fcir pada elevasi +30.00 ................. 67
Tabel 4.23 ΔES berdasar fcir pada elevasi +32.00 ................. 68
xviii
Tabel 4.24 ΔES berdasar fcir pada elevasi +34.00..................69
Tabel 4.25 CR berdasar fcds pada elevasi +12.00 ..................74
Tabel 4.26 CR berdasar fcds pada elevasi +14.00 ..................75
Tabel 4.27 CR berdasar fcds pada elevasi +16.00 ..................76
Tabel 4.28 CR berdasar fcds pada elevasi +18.00 ..................77
Tabel 4.29 CR berdasar fcds pada elevasi +20.00 ..................78
Tabel 4.30 CR berdasar fcds pada elevasi +22.00 ..................79
Tabel 4.31 CR berdasar fcds pada elevasi +24.00 ..................80
Tabel 4.32 CR berdasar fcds pada elevasi +26.00 ..................81
Tabel 4.33 CR berdasar fcds pada elevasi +28.00 ..................82
Tabel 4.34 CR berdasar fcds pada elevasi +30.00 ..................83
Tabel 4.35 CR berdasar fcds pada elevasi +32.00 ..................84
Tabel 4.36 CR berdasar fcds pada elevasi +34.00 ..................85
Tabel 4.37 Perhitungan kehilangan prategang akibat RE .......87
Tabel 4.38 Kontrol Kehilangan Gaya Prategang Total ...........88
Tabel 4.39 Batas Tegangan Tarik dan Tekan Dinding............88
Tabel 4.40 Kontrol tegangan pada dinding .............................90
Tabel 4.41 Tipe Balok.............................................................91
Tabel 4.42 Perhitungan Penulangan Balok B1........................92
Tabel 4.43 Perhitungan Penulangan Balok B2........................93
Tabel 4.44 Perhitungan Penulangan Balok BR3 .....................94
Tabel 4.45 Perhitungan Penulangan Balok BR4 .....................96
Tabel 4.46 Perhitungan Penulangan Balok BR5 .....................98
Tabel 4.47 Perhitungan Penulangan Balok BR6 .....................99
Tabel 4.48 Perhitungan Penulangan Balok BR7 ...................101
Tabel 4.49 Perhitungan Penulangan Balok BR8 ...................102
Tabel 4.50 Perhitungan Penulangan Balok B9......................103
Tabel 4.51 Perhitungan Penulangan Skur .............................105
Tabel 4.52 Perhitungan Penulangan Pelat Lantai Elevasi
+5.50 ...................................................................109
Tabel 4.53 Perhitungan Penulangan Tumpuan Pelat Hooper
Elevasi +12.00.....................................................112
Tabel 4.54 Perhitungan Penulangan Lapangan Pelat Hooper
Elevasi +12.00.....................................................115
xix
Tabel 4.55 Perhitungan Penulangan Pelat Dinding Elevasi
±0.00 - +12.00 .................................................... 118
Tabel 4.56 Perhitungan Penulangan Pelat Dinding Elevasi
+12.00 - +24.00 .................................................. 121
Tabel 4.57 Perhitungan Penulangan Pelat Dinding Elevasi
+24.00 - +32.00 .................................................. 124
Tabel 4.58 Perhitungan Penulangan Pelat Dinding Elevasi
+32.00 - +38.00 .................................................. 126
Tabel 6.1 Perhitungan Penulangan Balok Pintu ................. 160
Tabel 6.2 Perhitungan Penulangan Kolom Opening .......... 162
Tabel 6.3 Perhitungan Tulangan Tambahan sekitar Manhole
............................................................................ 164
1
BAB 1 BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Silo dan bunker adalah tempat penyimpanan yang
digunakan untuk menyimpan bahan-bahan granular. Dalam
Proyek Akhir Terapan ini objek desain berupa Silo 6000T
milik PT. Semen Indonesia yang terletak di kota Tuban,
Jawa Timur. Struktur Silo ini direncanakan dengan tinggi
±38 meter yang terdiri dari 2 bagian yaitu struktur beton
(dinding, balok, hooper dan pelat lantai) dan struktur baja
(cone, balok, dan struktur sekunder). Khusus untuk dinding
struktur Silo ini akan direncanakan menggunakan
konstruksi beton prategang, dan penutup menggunakanan
plat beton dan rangka baja. Struktur ini direncanakan
menggunakan periode ulang 2500 tahun di daerah Sumber
Arum, kecamatan Kerek, kabupaten Tuban, Jawa Timur.
Desain desain struktur silo ini akan menggunakan
beberapa peraturan yaitu, beban minimum untuk
perencangan bangunan gedung dan struktur lain (SNI
1727:2013), persyaratan beton struktural untuk bangunan
gedung (SNI 2847:2013), spesifikasi untuk bangunan
gedung baja struktural (SNI 1729:2015), tata cara
perancangan beton pracetak dan beton prategang untuk
bangunan gedung (SNI 7833:2012), dan tata cara desain
ketahanan gempa untuk struktur bangunan gedung dan non
gedung (SNI 1726:2012).
Desain Silo dengan struktur beton prategang ini
diharapkan dapat memikul gaya-gaya dalam yang terjadi
yakni gaya akibat beban material pengisi silo, beban gempa
dan beban hidup.
1.2 Rumusan Masalah
Permasalahan yang ditinjau dalam desain Bangunan
Silo 6000T adalah:
1. Menganalisis beban yang diterima oleh struktur silo.
2
2. Merancang permodelan struktur silo yang berbentuk
cangkang silinder pada perangkat lunak SAP2000.
3. Merencanakan dan menganalisis struktur silo beton
prategang.
4. Menggambarkan struktur silo, baik struktur primer
maupun sekunder.
5. Mengetahui penggunaan metode slipform untuk
pengecoran silo.
6. Mengetahui metode pemasangan cone pada silo.
1.3 Tujuan
Adapun tujuan dalam Proyek Akhir Terapan ini adalah :
1. Mampu menganalisis beban-beban pada struktur silo.
2. Mampu merancang permodelan struktur silo yang
berbentuk cangkang silinder pada program komputer.
3. Mampu merencanakan dan menganalisis struktur silo
beton prategang.
4. Mampu menggambarkan struktur silo, baik struktur
primer maupun sekunder
5. Mampu mengetahui penggunaan metode slipform untuk
pengecoran silo
6. Mampu mengetahui metode pemasangan cone pada silo.
1.4 Batasan Masalah
Dalam penyusunan Proyek Akhir Terapan ini yang
menjadi batasan masalah dalam desain Bangunan Silo
6000T ini adalah:
1. Desain ini tidak meninjau analisa biaya dan sisi
arsitektural.
2. Desain dan perhitungan struktur atas meliputi :
a. Top of Silo
- Balok dari baja.
- Penutup dari beton bertulang (komposit dengan
balok dari baja).
b. Struktur primer :
- Balok utama dari beton bertulang.
3
- Dinding dari beton prategang.
- Pelat lantai dan hopper dari beton bertulang.
c. Struktur sekunder :
- Tangga dari baja.
3. Analisis struktur :
a. Perhitungan desain dinding struktur silo ini
menggunakan struktur beton prategang.
b. Perhitungan pembebanan rencana gempa
menggunakan metode analisis gempa respons
spektrum.
c. Perhitungan gaya – gaya dalam menggunakan
perangkat lunak SAP2000 versi 14.2.2.
d. Perhitungan struktur silo ini tidak mencakup
bangunan pelengkapnya.
4. Analisa metode penggunaan slipform untuk pengecoran
silo.
5. Analisa metode pemasangan cone pada silo.
6. Perhitungan struktur silo tidak meninjau temperatur atau
suhu dari material pengisi pada dinding.
7. Tidak meliputi perhitungan cone dan struktur bawah.
1.5 Manfaat
Manfaat dari Proyek Akhir Terapan ini adalah :
1. Dapat mendesain struktur silo yang tahan terhadap gaya
gempa, gaya angin, serta gaya akibat beban material
pengisi silo.
2. Dapat menganalisa metode penggunaan slipform untuk
pengecoran silo
3. Dapat menganalisa metode pemasangan cone pada silo
4. Dapat memberikan manfaat bagi pembaca yang ingin
mendesain struktur silo beton prategang.
4
“Halaman ini sengaja dikosongkan”
5
BAB 2 BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Dalam melakukan desain desain struktur silo ini merujuk
pada beberapa peraturan (code) dan juga pada beberapa referensi
khusus yang lazim digunakan. Beberapa acuan yang dimaksud
adalah sebagai berikut.
1. SNI 1727:2013 tentang Beban Minimum untuk Perancangan
Bangunan Gedung dan Struktur Lain.
2. SNI 2847:2013 tentang Persyaratan Beton Struktural untuk
Bangunan Gedung.
3. SNI 1729:2015 tentang Spesifikasi untuk Bangunan Baja
Gedung Struktural.
4. SNI 7833:2012 tentang Tata Cara Perancangan Beton
Pracetak dan Beton Prategang untuk Bangunan Gedung.
5. SNI 1726:2012 tentang Tata Cara Desain Ketahanan Gempa
untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung.
6. Design of Prestressed Concrete Structures oleh T.Y. Lin
(1981).
7. Design of Prestressed Concrete Structures Fundamental
Approach oleh Edward G. Nawy (2000).
8. Handbook of Concrete Engineering (2nd
Edition) - Design and
Construction of Silo and Bunkers.
2.1 Silo
Menurut Safarian dan Harris (1970) tempat
penyimpanan untuk bahan – bahan granular adalah silo dan
bunker. Perbedaan penting dari keduanya adalah dalam
perilaku bahan yang disimpan. Perilaku ini dipengaruhi oleh
geometri dan karakteristik bahan yang disimpan. Tekanan
material yang mengenai dinding dan lantai biasanya
ditentukan oleh salah satu metode untuk silo dan bunker.
Silo dan bunker dibuat dari bermacam-macam
material struktur. Namun, beton paling sering dipilih
sebagai material struktur karena membutuhkan sedikit
6
perawatan, indah secara estetika dan relatif bebas dari
bahaya struktural tertentu seperti tekuk (buckling) atau
penyok (denting) yang mungkin terjadi pada silo yang
terbuat dari plat yang tipis. Silo dan bunker mempunyai
banyak bentuk dan dapat terdiri dari satu atau kelompok.
Banyak silo besar mengalami keruntuhan disebabkan oleh
beberapa hal berikut ini:
a. Keruntuhan desain, meliputi penggunaan beban yang
salah, kegagalan untuk mempertimbangkan kombinasi
kritis dari sel yang dibebani ataupun tidak, dan kesalahan
detail;
b. Keruntuhan konstruksi, seperti kesalahan penempatan
atau mengurangi tulangan, keburukan dalam kontrol
kualitas beton, dan kesalahan teknik penggunaan
slipform;
c. Keruntuhan operasional, meliputi perubahan dalam nilai
pengosongan silo, perubahan tipe material yang
disimpan, atau penambahan suatu barang yang
menyebabkan beban lateral tak terduga.
2.1.1 Pertimbangan Desain
Menurut Safarian dan Harris (1970) proses desain
untuk silo meliputi segi fungsi dan struktural. Desain fungsi
harus berdasarkan pada volum yang cukup, perlindungan
yang tepat untuk material yang disimpan dan metode yang
digunakan untuk mengisi dan mengosongkan silo.
Pertimbangan struktur adalah stabilitas, kekuatan, kontrol
dari lebar retak dan lendutan. Beban yang dipertimbangkan
meliputi.
1. Beban mati ialah beban sendiri struktur dan semua yang
didukung oleh struktur
2. Beban hidup, meliputi:
a. Gaya-gaya dari material yang disimpan
b. Perubahan akibat pengisian dan pengosongan
7
c. Beban Angin
d. Beban gempa pada struktur dan material yang
disimpan
3. Tekanan temperatur akibat material yang disimpan.
2.1.2 Sifat Material yang Disimpan
Sifat dari material yang disimpan berpengaruh pada
intensitas beban tekanan. Sifat material mempengaruhi
alirannya dan harus dipertimbangkan dalam pemilihan
bentuk dan ukuran outlet dan tipe sistem unloading.
Tabel 2.1 menunjukkan sifat material yang umumnya
disimpan di silo. Nilai ini biasa digunakan ketika tidak
adanya tes terhadap material yang akan disimpan.
Tabel 2.1 Desain tipikal properti material Granular
(Safarian dan Harris, 1970)
8
Tabel 2.2 Desain tipikal properti material Granular
(Safarian dan Harris, 1970) – lanjutan 1
9
2.1.3 Beban Silo dari Material Pengisi
Menurut Safarian dan Harris (1970) material yang
disimpan dalam silo mengakibatkan terjadinya gaya tekanan
yang bekerja pada dinding silo diantaranya, (1) gaya lateral
pada dinding silo vertikal, dinding miring, dan pelat dasar;
(2) gaya vertikal (berupa gesekan) pada dinding samping,
gaya vertikal ke dasar horisontal, dan kekuatan normal
maupun gesekan pada permukaan miring. Nilai statis dari
tekanan ini dihasilkan dari kondisi silo saat penuh (dalam
kondisi diam), sedangkan pada saat material bergerak (saat
pengisian maupun pengosongan silo) tekanan menjadi
meningkat, sehingga beban pada saat bergerak cenderung
mengendalikan desain.
Gaya akibat material yang disimpan juga dapat
dipengaruhi oleh perubahan kelembaban, dengan
pemadatan, dan dengan pengendapan yang dapat menyertai
perluasan alternatif dan penyusutan dinding selama
perubahan suhu harian atau musiman. Sebuah pendekatan
untuk perhitungan beban silo akan melibatkan kondisi aliran
material selama pengisian maupun pengosongan. Persamaan
untuk perhitungan diambil dari gaya statis yang
dikombinasikan dengan data eksperimen sebgai pendekatan
peningkatan tekanan selama proses pengisian tau
pengosongan. Prosedur ini melibatkan penentuan tekanan
statis kemudian mengalikannya dengan faktor
"Overpressure" (Cd) untuk mendapatkan beban desain.
10
Gambar 2.1 Pembebanan pada Dinding Silo
2.1.4 Perhitungan Tekanan Statis Lateral dan Vertikal
Dua metode yang digunakan untuk menentukan
tekanan statis adalah metode klasik Janssen dan metode
Reimbert. Gambar 2.2 menunjukkan persamaan Janssen dan
Reimbert (Safarian dan Harris, 1970) yang digunakan pada
silo.
11
Gambar 2.2 Persamaan Reimbert dan Janssen untuk Silo
Persamaan Janssen (Safarian dan Harris, 1970) untuk
menghitung tekanan statik vertikal Metode Janssen pada
kedalamam Y dari permukaan adalah :
q = 𝜸𝑹
𝝁′𝒌 [1- e
-μ’kY/R] (2-1)
dimana,
q = tekanan statis vertikal material (kg/m2)
γ = berat volume material (kg/m3)
R = jari-jari hidrolis (0,25 D untuk silo lingkaran)
μ' = koefisien friksi (gesek)
k = rasio p ke q
Y = kedalaman silo yang dikehendaki
Persamaan Janssen (Safarian dan Harris, 1970) untuk
menghitung tekanan lateral / horisontal pada kedalaman Y
adalah :
12
p =γR
μ'[1 − 𝑒−μ’𝑘Y/R] = qk (2-2)
dimana,
p = tekanan statis horisontal material (kg/m2)
γ = berat volume material (kg/m3)
R = jari-jari hidrolis (0,25 D)
μ' = koefisien friksi (gesek)
q = tekanan statis vertikal material (kg/m2)
k = rasio p ke q
dengan asumsi k :
𝒌 = 𝒑
𝒒=
𝟏−𝒔𝒊𝒏𝝆
𝟏+𝒔𝒊𝒏𝝆 (2-3)
dimana,
ρ = sudut geser material (°)
Y = kedalaman silo yang dikehendaki (m)
Tabel 2.3 dibawah ini merupakan perumusan
Reimbert dan Janssen (Safarian dan Harris, 1970) tentang
faktor overpressure (Cd). Tampak pada gambar besarnya
tekanan pada silo bertambah besar bersamaan dengan
bertambahnya kedalaman silo terhadap posisi atap silo.
Persamaan 1-5 merupakan persamaan tekanan statik.
Selama proses pengisian dan pengosongan pada struktur
silo besarnya tekanan kemungkinan akan bertambah. Proses
pengosongan menyebabkan tekanan dan gesekan vertikal
pada dinding silo menjadi lebih tinggi. Ini akibat runtuhnya
material di dalam silo dan juga akibat tumbukan yang
terjadi antar material.
13
Tabel 2.3 Nilai Faktor Cd (Safarian dan Harris, 1970)
Menurut Safarian dan Harris (1970) perhitungan
besarnya tekanan dinamis pada dinding silo menggunakan
pendekatan dengan mengalikan faktor Cd dengan tekanan
statik.
qdes = Cd x q (2-4)
pdes = Cd x p (2-5)
dimana,
q des = tekanan desain (kg/m2)
p des = tekanan desain (kg/m2)
Cd = faktor overpressure
14
q = tekanan statis vertikal material (kg/m2)
p = tekanan statis lateral material (kg/m2)
2.1.5 Perhitungan Tekanan Statis pada Pelat Hooper
Tekanan statis pada pelat hooper menggunakan
rumus pendekatan dari Reimbert dan Janssen sebagai
berikut:
qα= p sin2α+q cos2α (2-6)
Gambar 2.3 beban pada pelat hooper
2.1.6 Perhitungan Gaya Gesek Semen pada Dinding Silo
Gaya gesek semen pada dinding berdasar pendekatan
Janssen sebagai berikut:
v=(γY-0,8q)R (2-7)
2.2 Desain Struktur Beton Prategang
Berdasarkan SNI 2847:2013 pasal 2.2, definisi beton
pretagang adalah beton struktural dimana tegangan dalam
diberikan untuk mereduksi tegangan tarik potensial dalam
beton yang dihasilkan dari beban. Perbedaan utama antara
beton bertulang dan beton prategang pada kenyataannya
beton bertulang mengkombinasikan beton dan tulangan baja
dengan cara menyatukan dan membiarkan keduanya bekerja
bersama-sama sesuai dengan keinginannya, sedangkan
beton prategang mengkombinasikan beton berkekuatan
tinggi dan baja mutu tinggi dengan cara “aktif”. Hal ini
dicapai dengan cara menarik baja tersebut dan menahannya
ke beton, sehingga membuat beton dalam keadaan tertekan.
15
2.2.1 Prinsip Dasar Beton Prategang
Ada tiga konsep yang dapat dipakai untuk
menjelaskan dan menganalisis sifat-sifat dasar dari beton
prategang.
Konsep pertama, system prategang untuk mengubah
beton menjadi bahan yang elastis (Freyssinet, 1928).
Konsep kedua, system prategang untuk kombinasi baja
mutu tinggi dengan beton. Konsep ketiga, system prategang
untuk mencapai pertimbangan beban (Lin, 1963).
2.2.2 Teori Load Balancing Pada Struktur Cangkang
Teori load balancing mengemukakan bahwa kawat
atau kabel prategang diberi bentuk dan gaya yang
sedemikian rupa sehingga sebagian dari beban rencana yang
telah ditetapkan dapat diimbangi seutuhnya pada beban
seimbang. Prategang pada cangkang dengan teori load
balancing ditunjukkan pada Gambar 2.3 dimana F adalah
gaya pada tendon yang dibentuk secara melingkar
mengikuti jari-jari, ditunjukkan dengan Gambar 2.3a.
P =F
R (2-8)
Tegangan yang diberikan oleh prategang dinyatakan
sebagai P dengan ketinggian tertentu, ditunjukkan pada
Gambar 2b. Sebagai alternatif, jika jarak s adalah pecahan
kecil dari ketinggian dinding, prategang dapat disimulasikan
sebagai tekanan ekuivalen searah jari-jari.
p =P
s=F
Rs (2-9)
16
Gambar 2.4 Aplikasi gaya pada dinding lingkaran yang
menggunakan prategang (Priestley, 1985)
2.2.3 Kehilangan Gaya Prategang
Dalam menganalisis kehilangan, harus
mempertimbangkan bahan bahan yang sebenarnya dan
kondisi lingkungan masing masing bahan (waktu, kondisi
pemaparan, dimensi dan ukuran komponen struktur, dan
sebagainya) yang mempengaruhi jumlah dari kehilangan
prategang.
Menurut Lin dan Burn (1981), kehilangan prategang
disebabkan oleh beberapa hal yaitu.
1. Perpendekan elastis beton
2. Kehilangan gaya prategang akibat friksi
3. Kehilangan gaya prategang akibat slip angkur
4. Kehilangan gaya prategang akibat rangkak beton
5. Kehilangan gaya prategang akibat susut beton
6. Kehilangan gaya prategang akibat relaksasi baja
2.3 Penggunaan Slipform Pada Dinding
Menurut Nawy (2008) slipformimg merupakan
metode konstruksi dimana beton dituangkan secara
continuously moving form (terus-menerus pada bentuk yang
berpindah). Metode ini biasa digunakan untuk berbagai
17
aplikasi seperti jembatan, building cores, shear-wall,
chimney, silo, menara dan berbagai aplikasi lainnya.
Kecepatan penggunaan slipform rata-rata adalah 6–8
inch (± 15 cm) per jam. Proses pengecoran dikendalikan
oleh setting time beton dan keahlian pekerja dalam
melakukan persiapan hingga siap dilakukan pengecoran.
Keuntungan dari penggunaan slipform adalah waktu yang
cukup singkat, prosedur operasional dilakukan dengan
kemanan yang tinggi dan hasil terlihat rapi.
a. Tampak depan penggunaan slipform
18
b. Detail penggunaan slipform
Gambar 2.5 Penggunaan Slipform
2.4 Pemasangan Cone
Pada saat dilakukan pengecoran silo, dilakukan pula
fabrikasi cone. Setelah cone selesai difabrikasi dan
pengecoran telah sampai pada tahap dimana cone siap
dipasang, maka dilakukan pengangkatan cone dengan tower
crane dan dilakukan pemasangan cone pada silo.
19
BAB 3 BAB III
METODOLOGI DESAIN
Langkah-langkah yang digunakan dalam desain struktur
Silo Semen kapasitas 6000 T dengan struktur beton prategang ini
adalah sebagai berikut:
3.1 Metode Desain
1. Pengumpulan data
2. Desain pendahuluan (preliminary design)
3. Permodelan struktur
4. Analisis Pembebanan
a. Beban – beban
b. Kombinasi pembebanan
5. Analisa gaya dalam dan perhitungan struktur
6. Cek desain
7. Gambar rencana
3.2 Uraian Metode
3.2.1 Pengumpulan Data
1. Data Primer
Tidak dilakukan pengamatan langsung ke lokasi.
2. Data Sekunder
a. Gambar rencana bangunan
b. Data tanah
c. Peraturan – peraturan dan buku penunjang lain
sebagai dasar teori.
3.2.2 Preliminary Design
1. Dimensi Silo
Berdasarkan Handbook of Concrete Engineering tentang
Silo and Bunkers oleh Sargis S. Safarian dan Ernest C.
Harris (1970) dua pendekatan yang ada:
a. Oleh Dishinger, 𝐻 > 1,5√𝐴 (3-1)
b. Oleh Soviet Code,
H > 1,5D untuk silo lingkaran (3-2)
H > 1,5a untuk silo kotak (3-3)
20
2. Top of Silo
a. Pelat beton
Penentuan sistem pelat satu arah atau dua arah
dengan ketentuan:
- ln
Sn ≥2, pelat satu arah (3-4)
- ln
Sn<2, pelat dua arah (3-5)
Dimana,
ln= bentang bersih sumbu panjang
Sn= bentang bersih sumbu pendek
Berdasarkan SNI 2847–2013 pasal 9.5 ketebalan
pelat minimum diantara tumpuan ada semua sisinya
harus memenuhi:
- αm≤0,2 harus menggunakan SNI pasal 9.5.3.2
- 0,2<αm<2,0 maka (3-6)
- h=ln(0,8+
fy
1400)
36+5β (αm-0,2)≥125 mm (3-7)
- αm>2,0 maka
- h=ln(0,8+
fy
1400)
36+9β >90 mm (3-8)
αm = rata-rata rasio kekakuan balok terhadap pelat
3. Balok Baja
Penentuan dimensi profil balok berdasarkan
- M terjadi
σijin≤ wxdesain (3-9)
𝑤𝑥 = Momen lawan
4. Dinding
Untuk menghitung tebal minimum dinding digunakan
rumus pendekatan yang disadur dari buku Handbook of
Concrete Engineering (Sargis dan Harris, 1970) sebagai
berikut.
hmin=(mEs+fs-nfc,ten
fs x fc,ten)PxD
2> 6 in (3-10)
dimana,
m = koefisien susut beton (0,0003)
21
Es = modulus elastisitas baja (2 x 105 Mpa)
fs = tegangan baja yang diijinkan
(0,4 s/d 0,45) . fy
Ec = modulus elastisitas beton
n = rasio modular (Es
Ec)
fc, ten = tegangan beton yang diijinkan (0,1.fc’)
D = diameter Silo (16,7 m)
p =
tekanan statis horisontal akibat material
pengisi γR
μ'(1-e-μ
'kY/R)
γ = 1600 kg/m3
5. Balok
Berdasarkan SNI 2847 – 2013 pasal 9.5 tinggi minimum
h adalah l
16. Dan Namun, dalam preliminary design kali
ini dipakai h=l
12 dengan lebar b=
2
3h
22
3.2.4 Permodelan Struktur
Permodelan struktur menggunakan bantuan program
komputer SAP 2000.
Gambar 3.1 Permodelan struktur silo eksisting
menggunakan SAP2000
Gambar 3.2 Permodelan struktur silo desain menggunakan
SAP2000
23
3.2.5 Analisis Pembebanan
a. Beban mati:
- Beton bertulang = 2400 kg/m3
- Baja = 7800 kg/m3
b. Beban Hidup
- Pekerja = 100 kg/m3
c. Beban Material Semen Potrland
- Berat Jenis : 1600 kg/m3
- Sudut saat diam : 25o
- Koefisien friksi :
- 0,466 (jika mengenai beton)
- 0,3 (jika mengenai baja)
- Beban tempature : 70o C
d. Beban Peralatan
- Conveyor : ±5 T
- Air Falve : ±5 T
e. Beban Angin (Berdasarkan UBC 1997)
- Lokasi : Dekat dengan laut
- P : Tekanan angin desain
- Ce : Kombinasi tinggi, paparan dan
koefisien faktor embusan angin seperti
yang diberikan dalam Tabel 16-G UBC
1997
- Cq : Koefisien tekanan untuk struktur atau
bagian struktur yang dipertimbangkan
seperti yang diberikan dalam Tabel 16-
H UBC 1997
- Iw : Faktor keutamaan sebagaimana
tercantum pada Tabel 16-K UBC 1997
f. Beban Gempa
- Daerah Tuban
- Periode ulang 2500 tahun
- Percepatan batuan dasar periode pendek, Ss
- Percepatan batuan dasar periode 1 detik, S1
- Kelas situs : SD
- Percepatan respon spektrum periode pendek, Fa
- Percepatan respon spektrum periode 1 detik, Fv
24
- Parameter spektra desain untuk periode pendek, SDS
- Parameter spektra desain untuk periode 1 detik, S1
- T0 : 0,2 x (SD1
SDS) (3-11)
- Ts : SD1
SDS (3-12)
3.2.6 Kombinasi Pembebanan
Kombinasi pembebanan yang digunakan sesuai
dengan SNI 1727-2013 pasal 2.3 sebagai berikut:
1. Kombinasi Ultimate
Kombinasi ini digunakan untuk perhitungan tulangan.
a. 1,4D
b. 1,2D + 1,6L + 1,6 Ts + 1,6P
c. 1,2D + 1,6 (Lr atau R) + (Lr atau 0,5W)
d. 1,2D + 1,0W + L + 0,5 (Lr atau S atau R)
e. 1,2D + 1,0E + L + 0,2S
f. 0,9D + 1,0W
g. 0,9D + 1,0E
2. Kombinasi Layan
Kombinasi ini digunakan untuk perhitungan struktur
baja.
a. D
b. D + L + Ts + P
c. D + 0,75L + 0,75 (Lr atau R)
d. D + (0,6W atau 0,7E)
e. D + 0,75L + 0,75(0,6W) + 0,75 (Lr atau S atau R)
f. D + 0,75L + 0,75(0,7E) + 0,75S
g. 0,6D + 0,6W
h. 0,6D + 0,7E
dimana,
D = beban mati
L = beban hidup
E = beban gempa
W = beban angin
Lr = beban hidup atap
R = beban hujan
Ts = Tekanan semen
25
P = Prestress
3.2.7 Analisa Gaya Dalam dan Perhitungan Struktur
1. Dari output SAP diperoleh nilai gaya geser (D), momen
lentur (M), momen torsi (T), dan nilai gaya aksial (P).
2. Perhitungan struktur untuk baja menggunakan metode
ASD dan beton bertulang menggunakan SRPMB
3. Perhitungan Gaya Prategang
a. Prategang pada cangkang
Perhitungan prategang dihitung menggunakan
metode load balancing, dimana p sebagai beban
merata dijadikan beban penyeimbang pada
permodelan struktur menggunakan SAP 2000 dan
dinyatakan pada persamaan p =P
s=F
Rs (2-9).
b. Tegangan ijin beton sesaat setelah penyaluran gaya
prategang
Tegangan ijin bahan beton prategang pada saat
transfer (SNI 7833-2012 Pasal 6.4.1) kuat tekan
beton yang direncanakan pada umur saat dilakukan
transfer (fci’) dinyatakan dalam satuan MPa.
fci' = 0,65 fc' (3-13)
Berdasarkan pasal SNI 7833-2012 6.4.1 tegangan
tekan dalam penampang beton sesaat setelah transfer
tidak boleh melampaui nilai sebagai berikut :
σ̅tekan= 0,6 fci' untuk bagian terluar (3-14)
σ̅tekan= 0,7 fci' untuk bagian terluar ujung komponen
tertumpu sederhana (3-15)
Berdasarkan pasal 6.4.1 tegangan tekan dalam
penampang beton sesaat setelah transfer tidak boleh
melampaui nilai sebagai berikut :
σ̅tarik= 0,5 √fci' : untuk bagian terluar (3-16)
Σ̅tarik= 0,25 √fci’ : untuk bagian terluar ujung
komponen tertumpu sederhana
(3-17)
26
c. Tegangan ijin beton sesaat setelah kehilangan gaya
prategang
Berdasarkan SNI 7833-2012 pasal 6.4.2 untuk
komponen beton prategang pada saat layan, tegangan
tekan dalam penampang beton tidak boleh
melampaui nilai sebagai berikut :
0,45 fc' : Tegangan serat terluar akibat pengaruh
prategang, ditambah beban tetap (3-18)
0,60 fc' : Tegangan serat terluar akibat pengaruh
prategang, ditambah beban total (3-19)
d. Kehilangan prategang
Kehilangan prategang dibagi menjadi 2 tahap, yaitu:
1. Tahap Pertama
Pada saat setelah peralihan gaya prategang ke
penampang beton, tegangan dievaluasi sebagai
tolak ukur perilaku elemen struktur. Pada tahap
ini kehilangan gaya prategang meliputi :
a) Perpendekan elastis beton (ES)
Pada saat gaya pratekan dialihkan ke beton,
komponen struktur akan memendek dan baja
akan ikut memendek bersamanya yang
menyebabkan kehilangan prategang pada baja
pula. Untuk memperhitungkan gaya prategang
adalah dengan persamaan berikut :
ES= KESESfcir
Eci (3-20)
dengan nilai Fcir sebagai berikut :
fcir=fo
A±fo.e.y
I±M.y
I (3-21)
dimana :
fcir = Tegangan beton pada garis berat baja
(c.g.s) akibat gaya prategang yang
efektif segera setelah gaya pretagang
telah dikerjakan pada beton
Mg = Momen akibat beban yang ditinjau
27
Kes = 1 untuk komponen struktur pratarik
Kes = 0,5 untuk komponen struktur pasca
tarik bila kabel kabel secara berurutan
ditarik dengan gaya yang sama
Es = Modulus elastisitas tendon prategang
Eci = Modulus elastisitas beton pada saat
pengangkuran
b) Gesekan Friksi
Selama terjadi pengalihan gaya pratekan pada
sistem pasca tarik, kabel yang ditarik sedikit
demi sedikit akan mengalami kehilangan
tegangannya pada saat tendon melengkung.
Kehilangan akibat gesekan friksi dapat
dihitung menggunakan persamaan sebagai
berikut : F2-F1
F1=-KLμα (3-22)
dimana,
K = Koefisien wobble
L = Panjang Bersih (m)
f1,2 = Fokus tendon (c.g.s)
μ = Koefisien kelengkungan
α = Sudut pusat tendon (L/R)
Tabel 3.1 Nilai Koefisien Kelengkungan
Tipe Tendon K tiap Meter μ
Tendon pada selubung logam
fleksibel :
-Tendon kawat
-Strand dengan untaian 7 kawat
-Baja Mutu Tinggi
0,0033-0,0049
0,0016-0,0066
0,0003-0,0020
0,15-0,25
0,15-0,25
0,08-0,3
Tendon pada selubung logam
kaku
-Strand dengan untaian 7 kawat
0,0007
0,15-0,25
Tendon yang diminyaki terlebih
dahulu
-Tendon kawat dan strand dengan
untaian 7 kawat
0,001-0,0066
0,05-0,15
Tendon yang diberi lapisan
mastic
-Tendon kawat dan strand dengan
untaian 7 kawat
0,0033-0,0066
0,05-0,15
28
Tabel 3.2 Nilai Koefisien Kelengkungan
(lanjutan)
c) Slip Angkur
Pada sistem pasca tarik, saat tendon-tendon
ditarik sampai nilai penuh dongkrak dilepas
dan gaya prategang dialihkan ke angkur.
Peralatan angkur yang mengalami tegangan
pada saat peralihan cenderung untuk
berdeformasi, jadi tendon dapat tergelincir
sedikit. Besarnya gelincir tergantung dari jenis
baji dan tegangan pada kawat, nilai rata rata
sekitar 2,5 mm. Persamaan yang digunakan
untuk menghitung prategang akibat slip angkur
adalah sebagai berikut.
a sfs
EANC
L (3-23)
dimana,
Δa = Deformasi pengangukran (mm)
Es = 195.000 Mpa L = panjang total kabel (mm)
2. Tahap Kedua
Pada saat beban bekerja setelah semua gaya
prategang terjadi dan tingkatan prategang efektif
Tipe Tendon K tiap Meter μ
Tendon pada selubung logam
fleksibel :
-Tendon kawat
-Strand dengan untaian 7 kawat
-Baja Mutu Tinggi
0,0033-0,0049
0,0016-0,0066
0,0003-0,0020
0,15-0,25
0,15-0,25
0,08-0,3
Tendon pada selubung logam
kaku
-Strand dengan untaian 7 kawat
0,0007
0,15-0,25
Tendon yang diminyaki terlebih
dahulu
-Tendon kawat dan strand dengan
untaian 7 kawat
0,001-0,0066
0,05-0,15
Tendon yang diberi lapisan
mastic
-Tendon kawat dan strand dengan
untaian 7 kawat
0,0033-0,0066
0,05-0,15
Tipe Tendon K tiap Meter μ
Tendon pada selubung logam
fleksibel :
-Tendon kawat
-Strand dengan untaian 7 kawat
-Baja Mutu Tinggi
0,0033-0,0049
0,0016-0,0066
0,0003-0,0020
0,15-0,25
0,15-0,25
0,08-0,3
Tendon pada selubung logam
kaku
-Strand dengan untaian 7 kawat
0,0007
0,15-0,25
Tendon yang diminyaki terlebih
dahulu
-Tendon kawat dan strand dengan
untaian 7 kawat
0,001-0,0066
0,05-0,15
Tendon yang diberi lapisan
mastic
-Tendon kawat dan strand dengan
untaian 7 kawat
0,0033-0,0066
0,05-0,15
29
jangka panjang tercapai. Akibat waktu yang lama
akan terjadi kehilangan prategang sebagai berikut:
a) Rangkak Beton
Rangkak dianggap terjadi dengan beban mati
permanen yang ditambahkan pada komponen
struktur setelah beton diberi gaya prategang.
Kehilangan gaya pretegang akibat rangkak
untuk komponen struktur dihitung
menggunakan persamaan :
. ses cir cds
c
ECR K f f
E (3-24)
dimana,
Kcr = 1,6 untuk komponen struktur pasca
tarik
fcds = Tegangan beton pada titik berat
tendon akibat seluruh beban mati
yang bekerja pada komponen
struktur setelah diberi gaya
prategang
Es = Modulus elastisitas tendon prategang
Ec = Modulus elastisitas beton umur 28
hari
b) Susut
Besarnya kehilangan akubat susut yang terjadi
pada beton prategang dapat menggunakan
persamaan berikut :
(3-25)
dimana,
Ksh = Koefisien faktor susut
RH = Kelembaban relatif
30
V/S = Perbandingan volume terhadap
permukaan
Tabel 3.3 Nilai Ksh Untuk Komponen Pasca
Tarik
c) Relaksasi Baja
Percobaan pada baja pratekan dengan
perpanjangan yang konstan dan dijaga tetap
pada suatu selang waktu tertentu.
Memperlihatkan bahwa gaya prategang akan
berkurang secara perlahan. Kehilangan gaya
prategang ini dapat dinyatakan dengan
persamaan sebagai berikut.
RERE K J SH CR ES C
Tabel 3.4 Nilai-Nilai KRE
waktu
setelah
perawatan
s/d
penerapan
prategang
(hari)
1 2 3 5 7 10 20 30 60
Ksh 0,92 0,85 0,80 0,77 0,73 0,64 0,58 0,45
31
Tabel 3.5 Nilai C
3.2.8 Gambar Rencana
1. Gambar Arsitektur
a. Gambar denah
b. Gambar tampak
2. Gambar Potongan
a. Potongan memanjang
b. Potongan melintang
3. Gambar Penulangan
a. Gambar penulangan balok
b. Gambar penulangan pelat
4. Gambar Detail
a. Gambar detail prategang
b. Gambar detail tulangan
c. Gambar detail sambungan baja
5. Gambar Struktur
a. Gambar dinding
b. Gambar balok
Fpi/fpu Strang atau kawat
stress relieved
Batang stress relieved
atau Strang atau Kawat
relaksasi rendah
0,8 - 1,28
0,79 - 1,22
0,78 - 1,16
0,77 - 1,11
0,76 - 1,05
0,75 1,45 1,00
0,74 1,36 0,95
0,73 1,27 0,90
0,72 1,18 0,85
0,71 1,09 0,8
0,70 1 0,75
0,69 0,94 0,7
0,68 0,89 0,66
0,67 0,83 0,61
0,66 0,78 0,57
0,65 0,73 0,53
0,64 0,68 0,49
0,63 0,63 0,45
0,62 0,58 0,41
0,61 0,53 0,37
0,60 0,49 0,33
32
3.3 Diagram Alir
3.3.1 Diagram Alir Desain Silo
Gambar 3.3 Diagram alir desain silo
33
3.3.2 Diagram Alir Perhitungan Dinding Prategang
Gambar 3.4 Diagram alir perhitungan dinding prategang
34
“Halaman ini sengaja dikosongkan”
35
BAB 4 BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Preliminary Design
1. Material
a. Beton bertulang
fc’ = 40 MPa
fy = 400 MPa
b. Baja
BJ = 41
fy = 250 MPa
fu = 410 MPa
2. Dimensi silo
Pada perencanaan proyek akhir silo didesain
berdasarkan Handbook of Concrete Engineering dengan
diameter 16,7 m dan tinggi 38 m sesuai dengan
persamaan (H > 1,5D untuk silo lingkaran (3-2)
untuk silo lingkaran.
H > 1,5D
38 m > 1,5 x 16,7 m
38 m > 25,05 m
3. Top of Silo
Direncanakan menggunakan struktur komposit dengan
pelat beton dan balok baja berdasarkan SNI 2847-2013
dengan sistem one-way slab.
a. Pelat beton
Sesuai dengan persamaan ln
Sn ≥2, pelat satu arah
(3-4 untuk pelat satu arah
Dengan, ln= 3,2 m dan Sn= 1,5 m 3,2 m
1,5 m= 2,13 ≥ 2 (memenuhi syarat pelat satu arah)
Dengan tebal sesuai sni 2847 – 2013 pasal 9.5
Untuk pelat dengan kedua ujung menerus
t =l
28=3,2 m
28= 0,114 m = 11,4 cm ≈ 20 cm
(memenuhi syarat untuk preliminary design)
36
b. Balok baja
Data Bahan :
BJ = 41
Fy = 250 MPa
Fu = 410 MPa
Tegangan ijin dasar = 1666 kg/cm2
Sesuai dengan persamaan M terjadi
σijin≤ wxdesain
(3-9, preliminary design balok baja diuraikan
sebagai berikut:
- Balok Induk
Beban hidup = 600 kg/m2
Beban Mati =
=
2450 kg/m3 x 0.2 m
490 kg/m2
Beban Mati
Tambahan
= 70 kg/m2
Q =
=
1160 kg/m2 x 3,2 m
3712 kg/m
Momen terjadi, M =
=
=
1
8 qL
2
1
8 . 3712 . 16,7
2
129404,96 kgm
Wx terjadi =
=
12940496 kgcm
1666 kg/cm2
7767 kg/cm3
Digunakan H beam 900.400.12.22 dengan Elastic
Modulus of Section, Wx = 8932,937 cm3
- Balok Anak
Beban hidup = 600 kg/m2
Beban Mati =
=
2450 kg/m3 x 0.2 m
490 kg/m2
Beban Mati
Tambahan
= 70 kg/m2
Q = 1160 kg/m2 x 1.5 m
37
= 1740 kg/m
Momen terjadi, M =
=
=
1
8 qL
2
1
8 . 1740 . 3,2
2
2227.2 kgm
Wx terjadi =
=
222720 kgcm
1666 kg/cm2
133,685 kg/cm3
Digunakan H beam 350.175.6.9 dengan Elastic
Modulus of Section, Wx = 641 cm3
4. Dinding
Perhitungan preliminary design dinding struktural
menggunakan persamaan hmin=(mEs+fs-nfc,ten
fs x fc,ten)PxD
2> 6 in
(3-10 yang diuraikan sebagai berikut.
fs =
=
=
0,4 . fy
0,4 . 400 Mpa
160 Mpa
Ec =
=
=
4700 √fc
4700 √40
29725, 41 Mpa
n =
=
=
(Es
Ec)
(200000 Mpa
29725,41 Mpa)
6,728 fc, ten =
=
=
0,1 . fc’
0,1 . 40 Mpa
4 Mpa
R =
=
=
0,25 . D
0,25 . 16,7 m
4,175 m
38
’ = 0,466
k =
=
=
(1-sin ρ) / (1+sin ρ)
(1 - sin 25°) / (1 + sin 25°)
0,406
Y = 26 m
p =
=
=
γR
μ'(1-e-μ
'kY/R)
1600 x 4,175
0,466(1-e-0,466 x 0,406 x 26/4,175)
9920, 37 kg/ m2
hmin
=
=
=
(mEs+fs-nfc,tenfs x fc,ten
)P x D
2> 6 in
(0,0003 (2 x 105)+160-(6,728 x 4)
160 x 4)9920,37 x 16,7
2> 6 in
231,85 mm > 152,4 mm
Tebal dinding silo pada Proyek Akhir Terapan ini
direncanakan 350 mm sehingga telah memenuhi syarat.
5. Balok
Berdasarkan SNI 2847 – 2013 pasal 9.5 tinggi
minimum h adalah l
16. Namun, dalam preliminary
design ini dipakai h=l
12 dengan lebar b=
2
3h.
L atau diameter silo = 16,7 m maka dimensi balok :
h=16,7 m
12 =1,392 m≈1,5 m
b=2
3x1,5 =1 m
6. Pelat lantai
39
a. Pelat lantai Elv. +5,5 direncanakan ketebalan 20
cm.
b. Pelat lantai hopper Elv. +12,00 direncanakan
ketebalan 80 cm.
4.2 Analisis Pembebanan
4.2.1 Beban Mati
Beban mati merupakan berat sendiri elemen struktur
yang akan dihitung otomatis sebagai self weight oleh
software SAP2000 dan beban mati tambahan sebesar 70
kg/m2 pada top of silo.
4.2.2 Beban Hidup
Beban hidup pada lantai dan top of silo diambil
sebesar 600 kg/m2 yaitu diasumsikan sebagai beban lantai
bangunan industri atau pabrik sesuai dengan SNI 1727-
2013. Beban pekerja dimasukkan sebagai beban terpusat
sebesar 100 kg/m2.
4.2.3 Beban Peralatan
Beban peralatan berupa conveyor dan air falve
diasumsikan mempunyai berat sebesar ± 5 Ton.
4.2.4 Beban Material Tersimpan (Beban Semen)
Kriteria beban material silo yang digunakan diuraikan
sebagai berikut.
a. Jenis semen : Semen Portland
b. Berat Jenis : 1600 kg/m3
c. Sudut saat diam : 25o
d. Koefisien friksi : - 0,466 (jika mengenai beton)
- 0,3 (jika mengenai baja)
e. Beban temperatur : 70o C
Perhitungan beban material silo dan inputnya pada
program SAP 2000 dijelaskan sebagai berikut:
40
1. Tekanan Statik Vertikal Material Tersimpan
Dalam menghitung tekanan statik vertikal
material tersimpan digunakan persamaan q = 𝜸𝑹
𝝁′𝒌 [1- e-
μ’kY/R
] (2-1 dimana nilai jari-jari hidrolis (R)
dihitung sebagai berikut.
R = jari-jari hidrolis (0,25D)
= 0,25 . 16,7 m
= 4,175 m
Tekanan vertikal pada saat
pengisian/pengosongan (q des) didapat dengan
mengalikan tekanan vertikal kondisi statis dengan
faktor “Overpressure” (Cd). Cd didapat dari Tabel nilai
faktor “Overpressure” pada Tabel 4.1 dengan
kedalaman Y sesuai dengan tabel. Selanjutnya adalah
perhitungan tekanan desain vertikal material pengisi
silo.
Data perencanaan:
γ = 1600 kg/m3 (berat volume semen Portland)
R = 0,25 . D
= 0,25 . 16,7 m
= 4,175 m
’ = 0,466
k = (1-sin ρ) / (1+sin ρ)
= (1 - sin 25°) / (1 + sin 25°)
= 0,406
41
Tabel 4.1 Tabel Nilai Faktor “Overpressure” (Cd)
Lingkaran merah pada Tabel 4.1 menunjukkan
penggunaan metode Janssen untuk mendapatkan faktor
“Overpressure” yang memenuhi persamaan, H
D≤2,
dimana H adalah kedalaman silo dari titik jatuh material
yang mengenai dinding silo sampai dengan pelat hopper
silo yang ditunjukkan pada Gambar 4.1.
42
Gambar 4.1 Over pressure
Silo direncanakan dengan tinggi jagaan 50 cm,
berikut perhitungan detail kedalaman silo:
Hs =
=
=
tan ρ x D
2
tan 25° x 16,5 m
2
3,894 m ≈ 3,9 m
H’ =
=
3,9 m + 0,5 m
4,4 m
H =
=
26 m – 0,5 m – 3,9 m
21,6 m
H1 = D tan ρ
16,7 m tan 25°
7,787 m ≈ 7,8 m
43
H - H14
=
=
21,6 - 7,8
4
3,45 m ≈ 3,5 m
Sebagai contoh diambil perhitungan tekanan vertikal (q)
pada kedalaman 12,2 m sebagai berikut :
q = γR
μ'(1-e-μ'kY/R)
= 1600 x 4,175
0,466(1-e
-0,466 x 0,406 x12,2
4,175)
= 14978,758 kg/m2
Faktor “Overpressure” (Cd) pada ketinggian pertama
= 1,351
q des = Cd x q
= 1,35 x 14978,7587 kg/m2
= 20221,324 kg/m2
Untuk hasil perhitungan tekanan vertikal material
pengisi silo dapat dilihat pada dibawah ini.
Tabel 4.2 Perhitungan tekanan vertikal semen
2. Tekanan Lateral / Horisontal Material Tersimpan Dalam menghitung tekanan lateral/horisontal
material tersimpan pada kondisi statis (saat diam)
digunakan rumus pendekatan dari Janssen persamaan
Error! Reference source not found. Sebagai contoh
Kedalaman
Y (m)
Tekanan Statis
Vertikal
q (kg/m2)
Faktor
Overpressure
"Cd "
Tekanan
Desain
Vertikal
q des (kg/m2)
4,4 0,000 0 0,000
12,2 14978,758 1,35 20221,324
15,6 17925,545 1,45 25992,040
19,1 20445,430 1,55 31690,416
22,5 22600,258 1,65 37290,425
26,0 24442,915 1,65 40330,810
44
diambil perhitungan tekanan lateral (p) pada kedalaman
12,2 m sebagai berikut :
p = 𝑞. 𝑘
= 14978,758 kg/m2 (0,406)
= 6079, 257 kg/m2
Faktor “Overpressure” (Cd) pada ketinggian pertama
= 1,351
p des = Cd x p
= 1,35 x 6079, 257 kg/m2
= 8206, 996 kg/m2
Untuk hasil perhitungan tekanan lateral material pengisi
silo dapat dilihat pada Tabel 4.3 Perhitungan tekanan
lateral semen.
Tabel 4.3 Perhitungan tekanan lateral semen
kedalaman
Y (m)
Tekanan
Statis Lateral
p (kg/m2)
Faktor
Overpressure
"Cd"
Tekanan
Desain Lateral
p des (kg/m2)
4,4 0,000 0 0,000
12,2 6079,257 1,35 8206,996
15,6 7275,235 1,45 10549,091
19,1 8297,952 1,55 12861,825
22,5 9172,507 1,65 15134,637
26,0 9920,365 1,65 16368,603
45
Gambar 4.2 Input lateral surface pressure (dalam satuan
kgf, m)
3. Tekanan Statis pada Pelat Hooper
Tekanan statis pada pelat hooper menggunakan
rumus pendekatan dari Reimbert dan Janssen sebagai
berikut:
dengan 𝛼 = 15° didapat nilai 𝑞𝛼 :
qα =9920, 365
kg
m2sin 15 + 24442,915
kg
m2cos 15°
= 23470 kg/m2
46
4. Gaya Gesek pada Dinding Silo Berdasar rumus pendekatan dari Janssen, gaya
gesek pada dinding silo dihitung menggunakan
persamaan berikut.
v=(γY-0,8q)R (4-1)
Untuk hasil perhitungan gaya gesek pada dinding
silo dapat dilihat pada Tabel 4.4.
Tabel 4.4 Perhitungan gaya gesek pada dinding silo
Kedalaman
Y (m)
Friction force
v (kg/m2)
Faktor
overpressure
"Cd"
Friction force
v des (kg/m2)
12,2 31340,073 1,35 42309,098
15,6 44575,523 1,45 64634,509
19,1 59236,827 1,55 91817,082
22,5 75117,421 1,65 123943,744
26 92040,664 1,65 151867,096
47
Gambar 4.3 Input Beban gesek akibat semen pada dinding
4.2.5 Beban Angin
Perhitungan tekanan angin mengacu pada UBC 1997.
Menurut Uniform Building Code (UBC) 1997 volume 2 -
Chapter 16 - Structural Design Requirements Divisi III -
Wind Loads, tekanan angin rencana untuk struktur
bangunan dan elemen di dalamnya harus ditentukan untuk
setiap ketinggian dalam kesesuaian dengan rumus :
P = Ce×Cq×qs×Iw (4-2)
A
48
dimana,
P = Tekanan angin desain
Ce = Kombinasi tinggi, paparan dan koefisien faktor
embusan angin (Eksposure D)
Cq = Koefisien tekanan untuk struktur atau bagian struktur
yang dipertimbangkan (0,8)
qs = Stagnasi tekanan angin pada ketinggian standar 33 ft.
= 10000 mm
Iw = Faktor keutamaan
= 1,15
Gambar 4.4 Penyebaran Arah Angin pada Silo
Tabel 4.5 Koefisien Tekanan (Cq)
Y
X
49
Tabel 4.6 Faktor Keutamaan (Iw)
Tabel 4.7 Kombinasi Tinggi (Ce)
Dari koefisien tersebut, didapatkan perhitungan
tekanan angin setiap ketinggian 2 m sebagai berikut.
Tabel 4.8 Hasil Perhitungan Tekanan Angin
H
(m)
Tekanan
Angin Angin Hisap Angin Tekan
2,0 P1 = 41,168 Kg/m2 82,336 Kg/m
2
4,0 P2 = 43,683 Kg/m2 87,367 Kg/m
2
6,0 P3 = 46,199 Kg/m2 92,397 Kg/m
2
8,0 P4 = 48,235 Kg/m2 96,470 Kg/m
2
10,0 P5 = 49,912 Kg/m2 99,824 Kg/m
2
12,0 P6 = 51,589 Kg/m2 103,178 Kg/m
2
50
14,0 P7 = 52,792 Kg/m2 105,584 Kg/m
2
16,0 P8 = 53,945 Kg/m2 107,890 Kg/m
2
18,0 P9 = 55,098 Kg/m2 110,196 Kg/m
2
20,0 P10 = 55,982 Kg/m2 111,963 Kg/m
2
22,0 P11 = 56,820 Kg/m2 113,640 Kg/m
2
24,0 P12 = 57,659 Kg/m2 115,317 Kg/m
2
26,0 P13 = 58,412 Kg/m2 116,824 Kg/m
2
28,0 P14 = 59,146 Kg/m2 118,292 Kg/m
2
30,0 P15 = 59,879 Kg/m2 119,759 Kg/m
2
32,0 P16 = 60,454 Kg/m2 120,908 Kg/m
2
34,0 P17 = 60,978 Kg/m2 121,956 Kg/m
2
36,0 P18 = 61,510 Kg/m2 123,034 Kg/m
2
38,0 P19 = 61,989 Kg/m2 123,977 Kg/m
2
a) Gambar beban angin arah x (dalam satuan kN, m)
51
b) Gambar beban angin arah y (dalam satuan kN, m)
Gambar 4.5 Input beban angin pada SAP2000
4.2.6 Beban Gempa
Metode yang digunakan dalam perhitungan beban
gempa ini yaitu metode analisis respon spektrum dengan
mendefinisikan parameter berikut ini.
a. Lokasi desain : Tuban, Jawa Timur
b. Periode desain : 2500 tahun
c. Jenis tanah : Tanah Sedang
52
Gambar 4.6 Respon spektrum beban gempa
4.3 Analisa Struktur
4.3.1 Kontrol Periode Alami Stuktur
Nilai T (waktu getar alami struktur) dibatasi oleh waktu
getar alami fundamental untuk mencegah penggunaan
struktur yang terlalu fleksibel dengan perumusan dalam
SNI 1726-2012 sebesar :
x
nta hCT (4-3)
53
Tabel 4.9 Tipe struktur (SNI 1726-2012)
Tabel 4.10 Parameter percepatan respons spektral desain pada 1
detik, SD1 (SNI 1726-2012)
Perioda fundamental struktur pendekatan 𝑇𝑎 = 0,0488 (380,75) = 0,747 𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘
dengan batas atas perioda fundamental struktur sebesar,
auatasa TCT . (4-4)
dimana,
Cu = 1.4 (karena SD1=0.32) 1,4 (0,747 detik) = 1,0458 detik
Analisis modal ditujukan untuk mengetahui karakteristik
dinamik struktur silo. Hasil dari analisis modal yang
ditinjau adalah Mode getar dan frekuensi alami yang
ditunjukan pada tabel dibawah ini.
54
Tabel 4.11 Periode alami struktur
Sehingga perioda fundamental struktur sebesar 0,315 detik
kurang dari batas atas dan batas bawah.
0,315 detik < 0,747 detik < 1,0458 detik
4.3.2 Perhitungan Prestress
Strand Stress-Relieved dengan Tujuh Kawat Tanpa
Pelapisan (ASTM A-416) Derajat 180 MPa.
Diameter
Nominal (mm)
Kekuatan
Putus (kN)
Luas Nominal
Strand (mm2)
Beban Minimum
pada Pemuaian
1% (kN)
12,7 183,7 98,71 156,1
(T.Y. Lin)
fpu = 1860 MPa fc’ = 40 MPa
fpi = 0,75 fpu fci’ = 0,8 fc’
= 395 MPa = 32 MPa
OutputCase StepType StepNum Period
Text Text Unitless Sec
MODAL Mode 1 0,31495
MODAL Mode 2 0,309429
MODAL Mode 3 0,215771
MODAL Mode 4 0,1893
MODAL Mode 5 0,157398
MODAL Mode 6 0,157074
MODAL Mode 7 0,149981
MODAL Mode 8 0,149489
MODAL Mode 9 0,129609
MODAL Mode 10 0,129138
MODAL Mode 11 0,117949
MODAL Mode 12 0,117779
TABLE: Modal Periods
55
Allowable Initial Stress Allowable Service Stress
fcti = 0,25 √fci’ fct = 0,5 √fc’
= 1,4 MPa = 3,2 MPa
fcci = 0,6 fci’ fcc = 0,45 fc’
= 19,2 MPa = 18 MPa
(akibat beban tetap)
fcc = 0,6 fc’
= 24 MPa
(akibat beban mati)
fr = 0,7 √fc’
= 4,43 MPa
D = 16,7 m
R = 8,35 m
(T.Y. Lin)
Fpu = 1860 Mpa Fc' = 40 Mpa
Fpi = 0,75 Fpu Fci' = 0,8 Fc'
= 1395 MPa = 32 MPa
Fcti = 0,25 Fct = 0,5
= 1,4 MPa = 3,2 MPa
Fcci = 0,6 Fci' Fcc = 0,45 Fc'
= 19,2 MPa = 18 MPa
(akibat beban tetap)
Batas Tarik = 1 MPa Fcc = 0,6 Fc'
Batas Tekan = -19 MPa = 24 MPa
(akibat beban total)
Fr = 0,7
= 4,43 MPa
Batas Tarik = 3,2 MPa
Batas Tekan = -18,0 MPa
= -24,0 MPa
Momen Retak = 4,4 MPa
D = 16,7 m
R = 8,35 m
19 2616,3086 313,3304 0,726543 228,7312
17 2340,9077 280,3482 0,726543 204,6542
15 2065,5068 247,3661 0,726543 180,5772
13 1790,1059 214,3839 0,726543 156,5003
11 1514,705 181,4018 0,726543 132,4233
9 1239,3041 148,4196 0,726543 108,3463
7 963,90315 115,4375 0,726543 84,26938
5 688,50225 82,45536 0,726543 60,19241
3 413,10135 49,47322 0,726543 36,11545
12,7 183,7 98,71 156,1
Diameter
Nominal (mm)
Kekuatan Putus
(kN)
Luas Nominal
Strand (mm2)
Beban Minimum pada
Pemuaian 1% (kN)
Strand Stress-Relieved dengan Tujuh Kawat Tanpa Pelapisan (ASTM A-416)
Derajat 1860 MPa
Input SAP
Allowable Initial Stress Allowable Service Stress
Jumlah
StrandFpe (kN)
P
(kN/m)
Tan
180/5
P
(kN/m)
√F √F
F
56
Tabel 4.12 Input Prategang pada SAP2000
Gambar 4.7 Input Prestress pada SAP2000 (dalam satuan
kN, m)
(T.Y. Lin)
Fpu = 1860 Mpa Fc' = 40 Mpa
Fpi = 0,75 Fpu Fci' = 0,8 Fc'
= 1395 MPa = 32 MPa
Fcti = 0,25 Fct = 0,5
= 1,4 MPa = 3,2 MPa
Fcci = 0,6 Fci' Fcc = 0,45 Fc'
= 19,2 MPa = 18 MPa
(akibat beban tetap)
Batas Tarik = 1 MPa Fcc = 0,6 Fc'
Batas Tekan = -19 MPa = 24 MPa
(akibat beban total)
Fr = 0,7
= 4,43 MPa
Batas Tarik = 3,2 MPa
Batas Tekan = -18,0 MPa
= -24,0 MPa
Momen Retak = 4,4 MPa
D = 16,7 m
R = 8,35 m
19 2616,3086 313,3304 0,726543 228,7312
17 2340,9077 280,3482 0,726543 204,6542
15 2065,5068 247,3661 0,726543 180,5772
13 1790,1059 214,3839 0,726543 156,5003
11 1514,705 181,4018 0,726543 132,4233
9 1239,3041 148,4196 0,726543 108,3463
7 963,90315 115,4375 0,726543 84,26938
5 688,50225 82,45536 0,726543 60,19241
3 413,10135 49,47322 0,726543 36,11545
12,7 183,7 98,71 156,1
Diameter
Nominal (mm)
Kekuatan Putus
(kN)
Luas Nominal
Strand (mm2)
Beban Minimum pada
Pemuaian 1% (kN)
Strand Stress-Relieved dengan Tujuh Kawat Tanpa Pelapisan (ASTM A-416)
Derajat 1860 MPa
Input SAP
Allowable Initial Stress Allowable Service Stress
Jumlah
StrandFpe (kN)
P
(kN/m)
Tan
180/5
P
(kN/m)
√F √F
F
57
4.3.3 Kehilangan Gaya Prategang Tahap Transfer (Awal)
4.3.3.1 Kehilangan Prategang Akibat Perpendekan Elastis
Beton (ΔES)
Untuk sistem pascatarik, kehilangan gaya
prategang akibat perpendekan elastis terjadi akibat gaya
pada kabel tendon yang diangkurkan terhadap beton.
Perpendekan beton secara bertahap terjadi jika beton
tersebut memiliki lebih dari satu tendon yang ditarik
secara berurutan.
dimana,
dibawah ini ditunjukkan perhitungan gaya prategang akibat
perpendekan elastis pada elevasi +12.0
ES = 0,5 x 200000 x 1,15
26587
= 4,33 Mpa
Untuk hasil perhitungan kehilangan gaya prategang akibat
perpendekan elastis selanjutnya ditunjukkan pada Tabel
4.13 sampai Tabel 4.24 ΔES berdasar fcir pada elevasi
+34.00.
ES = KES ES Fcir
Eci
KES = 0,5 (pasca-tarik)
ES = MPa
Fcir = Tegangan akibat gaya prategang segera
(output SAP)
Eci = MPa
Dimana,
200000
26587
Es = Kehilangan Gaya akibat Perpendekan
Elastis Beton (Mpa)
Kes = Koefisien untuk komponen Struktur
Pascatarik (0,5)
Es = Modulus Elastisitas Baja (200000 MPa)
fcir = Tegangan Beton yang melalui titik berat
baja (c.g.s) akibat gaya prategang yang
efektif segera setelah gaya prategang telah
dikerjakan pada beton (MPa) – Output
SAP
Eci = Modulus Elastisitas Beton (26587 MPa)
58
Gambar 4.8 Diagram fcir pada elevasi +12.00 (dalam satuan
N/mm2)
Tabel 4.13 ΔES berdasar fcir pada elevasi +12.00
+12,0 4,34
ES
(Mpa)
-1,16
Fcir (Mpa)Jml.
Strand Elv.
9
59
Gambar 4.9 Diagram fcir pada elevasi +14.00 (dalam satuan
N/mm2)
Tabel 4.14 ΔES berdasar fcir pada elevasi +14.00
+12,0 4,34
+14,0 10,19
ES
(Mpa)
-1,16
-2,71
Fcir (Mpa)Jml.
Strand Elv.
9
19
60
Gambar 4.10 Diagram fcir pada elevasi +16.00 (dalam
satuan N/mm2)
Tabel 4.15 ΔES berdasar fcir pada elevasi +16.00
+12,0 4,34
+14,0 10,19
+16,0 10,27
ES
(Mpa)
-1,16
-2,71
-2,73
Fcir (Mpa)Jml.
Strand Elv.
9
19
19
61
Gambar 4.11 Diagram fcir pada elevasi +18.00 (dalam
satuan N/mm2)
Tabel 4.16 ΔES berdasar fcir pada elevasi +18.00
+12,0 4,34
+14,0 10,19
+16,0 10,27
+18,0 9,4817
ES
(Mpa)
-1,16
-2,71
-2,73
-2,52
Fcir (Mpa)Jml.
Strand Elv.
9
19
19
62
Gambar 4.12 Diagram fcir pada elevasi +20.00 (dalam
satuan N/mm2)
Tabel 4.17 ΔES berdasar fcir pada elevasi +20.00
+12,0 4,34
+14,0 10,19
+16,0 10,27
+18,0 9,48
+20,0 8,54
17
17 -2,27
ES
(Mpa)
-1,16
-2,71
-2,73
-2,52
Fcir (Mpa)Jml.
Strand Elv.
9
19
19
63
Gambar 4.13 Diagram fcir pada elevasi +22.00 (dalam
satuan N/mm2)
Tabel 4.18 ΔES berdasar fcir pada elevasi +22.00
+12,0 4,34
+14,0 10,19
+16,0 10,27
+18,0 9,48
+20,0 8,54
+22,0 7,26
17
17
13
-2,27
-1,93
ES
(Mpa)
-1,16
-2,71
-2,73
-2,52
Fcir (Mpa)Jml.
Strand Elv.
9
19
19
64
Gambar 4.14 Diagram fcir pada elevasi +24.00 (dalam
satuan N/mm2)
Tabel 4.19 ΔES berdasar fcir pada elevasi +24.00
+12,0 4,34
+14,0 10,19
+16,0 10,27
+18,0 9,48
+20,0 8,54
+22,0 7,26
+24,0 6,32
17
17
13
13
-2,27
-1,93
-1,68
ES
(Mpa)
-1,16
-2,71
-2,73
-2,52
Fcir (Mpa)Jml.
Strand Elv.
9
19
19
65
Gambar 4.15 Diagram fcir pada elevasi +26.00 (dalam
satuan N/mm2)
Tabel 4.20 ΔES berdasar fcir pada elevasi +26.00
+12,0 4,34
+14,0 10,19
+16,0 10,27
+18,0 9,48
+20,0 8,54
+22,0 7,26
+24,0 6,32
+26,0 5,36
17
17
13
13
-2,27
-1,93
-1,68
9 -1,43
ES
(Mpa)
-1,16
-2,71
-2,73
-2,52
Fcir (Mpa)Jml.
Strand Elv.
9
19
19
66
Gambar 4.16 Diagram fcir pada elevasi +28.00 (dalam
satuan N/mm2)
Tabel 4.21 ΔES berdasar fcir pada elevasi +28.00
+12,0 4,34
+14,0 10,19
+16,0 10,27
+18,0 9,48
+20,0 8,54
+22,0 7,26
+24,0 6,32
+26,0 5,36
+28,0 4,00
17
17
13
13
-2,27
-1,93
-1,68
9
9
-1,43
-1,06
ES
(Mpa)
-1,16
-2,71
-2,73
-2,52
Fcir (Mpa)Jml.
Strand Elv.
9
19
19
67
Gambar 4.17 Diagram fcir pada elevasi +30.00 (dalam
satuan N/mm2)
Tabel 4.22 ΔES berdasar fcir pada elevasi +30.00
+12,0 4,34
+14,0 10,19
+16,0 10,27
+18,0 9,48
+20,0 8,54
+22,0 7,26
+24,0 6,32
+26,0 5,36
+28,0 4,00
+30,0 2,07
17
17
13
13
-2,27
-1,93
-1,68
9
9
-1,43
-1,06
-0,553
ES
(Mpa)
-1,16
-2,71
-2,73
-2,52
Fcir (Mpa)Jml.
Strand Elv.
9
19
19
68
Gambar 4.18 Diagram fcir pada elevasi +32.00 (dalam
satuan N/mm2)
Tabel 4.23 ΔES berdasar fcir pada elevasi +32.00
+12,0 4,34
+14,0 10,19
+16,0 10,27
+18,0 9,48
+20,0 8,54
+22,0 7,26
+24,0 6,32
+26,0 5,36
+28,0 4,00
+30,0 2,07
+32,0 1,56
+34,0 1,03
17
17
13
13
-2,27
-1,93
-1,68
9
9
-0,41
-0,27
-1,43
-1,06
-0,553
3
3
ES
(Mpa)
-1,16
-2,71
-2,73
-2,52
Fcir (Mpa)Jml.
Strand Elv.
9
19
19
69
Gambar 4.19 Diagram fcir pada elevasi +34.00 (dalam
satuan N/mm2)
Tabel 4.24 ΔES berdasar fcir pada elevasi +34.00
+12,0 4,36
+14,0 10,19
+16,0 10,27
+18,0 9,48
+20,0 8,54
+22,0 7,26
+24,0 6,32
+26,0 5,36
+28,0 3,99
+30,0 2,07
+32,0 1,54
+34,0 1,17
13
7
7
5
-2,27
-1,93
-1,68
5
5
-0,41
-0,31
-1,43
-1,06
-0,555
5
5
ES
(Mpa)
-1,16
-2,71
-2,73
-2,52
Fcir (Mpa)Jml.
Strand Elv.
9
13
13
70
4.3.3.2 Kehilangan Prategang Akibat Gesekan (Δfs1)
Stressing (penarikan kabel prategang) dengan
menggunakan dongkrak Jack Hidrolic menyebabkan
kabel prategang mengalami kehilangan sebagian gaya
prategang yang diakibatkan oleh gesekan kabel dan efek
kelengkungan tendon, sehingga tegangan yang ada pada
tendon atau kabel prategang menjadi lebih kecil dan
ditunjukkan pada bacaan alat pressure gauge. Besar
kehilangan gaya prategang ini harus dihitung. Kehilangan
akibat gesekan ini dapat dipertimbangkan pada dua bagian
yaitu pengaruh panjang dan kelengkungan sehingga dapat
dijelaskan sebagai pengaruh naik turunnya kabel
(wobbling effect) dan tergantung dari panjang dan
tegangan tendon serta koefisien gesekan antara bahan
yang bersentuhan. Yakni gesekan antara kabel dengan
duct yang menyebabkan besarnya tarikan pada bahan
ujung.
Kehilangan gaya prategang akibat gesekan atau
friksi dihitung setiap 5o dari pelat dinding sebagai berikut:
4.3.3.3 Kehilangan Prategang Akibat Slip Angkur
Slip angkur terjadi akibat pelepasan kabel yang
telah selesai ditarik pada sistem pascatarik. Hal ini
menyebabkan lebih kecilnya panjang tarikan saat
F2 - F1
=
=
Dimana,
K = (koefisien woble )
L = m
= (koefisien kelengkungan )
=o
-0,3%
0,0041
0,73
0,2
5
-0,002993
= - K LF1
𝛼
𝛼
71
Hidraulik dilepas. Ini menunjukkan adanya kehilangan
prategang yang terajdi akibat slip angkur. Besarnya slip
tergantung pada jenis angkur yang terbentuk baji (wedge)
dan tegangan pada kabel. Menurut Lin (1981) perkiraan
rata-rata slip yang terjadi sebesar 2,5 mm.
4.3.4 Kontrol Lendutan Pelat akibat gaya Prategang
Berikut kontrol lendutan pada pelat yang diakibatkan
oleh gaya prategang.
= = Es
=
Dimana,
= panjang perkiraan rata-rata slip yang terjadi
=
Es = Modulus Elastisitas Baja
=
L = panjang total kabel
=
=
16,14 m
16140 mm
2,5 mm
ANC
L
200000 MPa
31 MPa
72
Gambar 4.20 Deformasi yang terjadi akibat gaya prategang
4.3.5 Kehilangan Gaya Prategang Tahap Service
4.3.5.1 Kehilangan Prategang Akibat Rangkak Beton (CR)
Salah satu sifat beton adalah dapat mengalami
tambahan regangan akibat beban tetap (mati) seiring
dengan semakin bertambahnya waktu. Metode umum
untuk memperhitungkan rangkak pada beton adalah
dengan memasukkan kedalam perhitungan hal-hal berikut
ini : Perbandingan volume terhadap permukaan, umur
beton pada saat prategang, kelembaban relatif dan jenis
beton (beton ringan atau normal). Kehilangan gaya
prategang akibat rangkak untuk komponen struktur
dengan tendon terekat dapat dihitung dengan persamaan
sebagai berikut (untuk beton dengan berat normal) :
. scr cir cds
c
ECR K f f
E
dimana,
Lendutan terjadi =
0,6 mm < 10 mm
73
Kcr = 2,0 untuk komponen struktur pratarik
Kcr = 1,6 untuk komponen struktur pasca tarik
Fcds = Tegangan beton pada titik berat tendon akibat
seluruh
beban mati yang bekerja pada komponen struktur setelah
diberi gaya prategang (output SAP)
Fcir = Tegangan akibat gaya prategang segera (output
SAP)
Es = Modulus elastisitas tendon prategang (200000
MPa)
Ec = Modulus elastisitas beton umur 28 hari
(29725,41 MPa)
Di bawah ini ditunjukkan perhitungan gaya prategang
akibat rangkak beton pada elevasi +12.0
CR = 1,6 x 200000
29725,41(-1,16-1,58)
= 4,63 Mpa
Untuk hasil perhitungan kehilangan gaya prategang
akibat rangkak beton selanjutnya ditunjukkan pada Tabel
4.25 sampai Tabel 4.36.
74
Gambar 4.21 Diagram fcds pada elevasi +12.00 (dalam
satuan N/mm2)
Tabel 4.25 CR berdasar fcds pada elevasi +12.00
+12,0 -1,58 4,52
Elv.Jml.
Strand Fcir (Mpa)
9 -1,16
Fcds
(Mpa)
CR
(Mpa)
75
Gambar 4.22 Diagram fcds pada elevasi +14.00 (dalam
satuan N/mm2)
Tabel 4.26 CR berdasar fcds pada elevasi +14.00
+12,0 -1,58 4,52
+14,0 -2,74 0,32
Elv.Jml.
Strand Fcir (Mpa)
9 -1,16
19 -2,71
Fcds
(Mpa)
CR
(Mpa)
76
Gambar 4.23 Diagram fcds pada elevasi +16.00 (dalam
satuan N/mm2)
Tabel 4.27 CR berdasar fcds pada elevasi +16.00
+12,0 -1,58 4,52
+14,0 -2,74 0,32
+16,0 -2,66 0,7519 -2,73
Elv.Jml.
Strand Fcir (Mpa)
9 -1,16
19 -2,71
Fcds
(Mpa)
CR
(Mpa)
77
Gambar 4.24 Diagram fcds pada elevasi +18.00 (dalam
satuan N/mm2)
Tabel 4.28 CR berdasar fcds pada elevasi +18.00
+12,0 -1,58 4,52
+14,0 -2,74 0,32
+16,0 -2,66 0,75
+18,0 -2,52 0,03
19 -2,73
Elv.Jml.
Strand Fcir (Mpa)
9 -1,16
19 -2,71
Fcds
(Mpa)
CR
(Mpa)
17 -2,52
78
Gambar 4.25 Diagram fcds pada elevasi +20.00 (dalam
satuan N/mm2)
Tabel 4.29 CR berdasar fcds pada elevasi +20.00
+12,0 -1,58 4,52
+14,0 -2,74 0,32
+16,0 -2,66 0,75
+18,0 -2,52 0,03
+20,0 -2,17 1,09
19 -2,73
Elv.Jml.
Strand Fcir (Mpa)
9 -1,16
19 -2,71
Fcds
(Mpa)
CR
(Mpa)
17 -2,52
17 -2,27
79
Gambar 4.26 Diagram fcds pada elevasi +22.00 (dalam
satuan N/mm2)
Tabel 4.30 CR berdasar fcds pada elevasi +22.00
+12,0 -1,58 4,52
+14,0 -2,74 0,32
+16,0 -2,66 0,75
+18,0 -2,52 0,03
+20,0 -2,17 1,09
+22,0 -1,96 0,32
19 -2,73
Elv.Jml.
Strand Fcir (Mpa)
9 -1,16
19 -2,71
Fcds
(Mpa)
CR
(Mpa)
17 -2,52
17 -2,27
13 -1,93
80
Gambar 4.27 Diagram fcds pada elevasi +24.00 (dalam
satuan N/mm2)
Tabel 4.31 CR berdasar fcds pada elevasi +24.00
+12,0 -1,58 4,52
+14,0 -2,74 0,32
+16,0 -2,66 0,75
+18,0 -2,52 0,03
+20,0 -2,17 1,09
+22,0 -1,96 0,32
+24,0 -1,54 1,51
19 -2,73
Elv.Jml.
Strand Fcir (Mpa)
9 -1,16
19 -2,71
Fcds
(Mpa)
CR
(Mpa)
17 -2,52
17 -2,27
13 -1,93
13 -1,68
81
Gambar 4.28 Diagram fcds pada elevasi +26.00 (dalam
satuan N/mm2)
Tabel 4.32 CR berdasar fcds pada elevasi +26.00
+12,0 -1,58 4,52
+14,0 -2,74 0,32
+16,0 -2,66 0,75
+18,0 -2,52 0,03
+20,0 -2,17 1,09
+22,0 -1,96 0,32
+24,0 -1,54 1,51
+26,0 -1,34 0,93
19 -2,73
Elv.Jml.
Strand Fcir (Mpa)
9 -1,16
19 -2,71
Fcds
(Mpa)
CR
(Mpa)
17 -2,52
17 -2,27
13 -1,93
13 -1,68
9 -1,43
82
Gambar 4.29 Diagram fcds pada elevasi +28.00 (dalam
satuan N/mm2)
Tabel 4.33 CR berdasar fcds pada elevasi +28.00
+12,0 -1,58 4,52
+14,0 -2,74 0,32
+16,0 -2,66 0,75
+18,0 -2,52 0,03
+20,0 -2,17 1,09
+22,0 -1,96 0,32
+24,0 -1,54 1,51
+26,0 -1,34 0,93
+28,0 -0,89 1,83
19 -2,73
Elv.Jml.
Strand Fcir (Mpa)
9 -1,16
19 -2,71
Fcds
(Mpa)
CR
(Mpa)
17 -2,52
17 -2,27
13 -1,93
13 -1,68
9 -1,43
9 -1,06
83
Gambar 4.30 Diagram fcds pada elevasi +30.00 (dalam
satuan N/mm2)
Tabel 4.34 CR berdasar fcds pada elevasi +30.00
+12,0 -1,58 4,52
+14,0 -2,74 0,32
+16,0 -2,66 0,75
+18,0 -2,52 0,03
+20,0 -2,17 1,09
+22,0 -1,96 0,32
+24,0 -1,54 1,51
+26,0 -1,34 0,93
+28,0 -0,89 1,83
+30,0 -0,50 0,54
19 -2,73
Elv.Jml.
Strand Fcir (Mpa)
9 -1,16
19 -2,71
Fcds
(Mpa)
CR
(Mpa)
17 -2,52
17 -2,27
13 -1,93
13 -1,68
9 -1,43
9 -1,06
3 -0,55
84
Gambar 4.31 Diagram fcds pada elevasi +32.00 (dalam
satuan N/mm2)
Tabel 4.35 CR berdasar fcds pada elevasi +32.00
+12,0 -1,58 4,52
+14,0 -2,74 0,32
+16,0 -2,66 0,75
+18,0 -2,52 0,03
+20,0 -2,17 1,09
+22,0 -1,96 0,32
+24,0 -1,54 1,51
+26,0 -1,34 0,93
+28,0 -0,89 1,83
+30,0 -0,50 0,54
+32,0 -0,49 0,86
19 -2,73
Elv.Jml.
Strand Fcir (Mpa)
9 -1,16
19 -2,71
Fcds
(Mpa)
CR
(Mpa)
17 -2,52
17 -2,27
13 -1,93
13 -1,68
9 -1,43
9 -1,06
3 -0,55
3 -0,41
85
Gambar 4.32 Diagram fcds pada elevasi +34.00 (dalam
satuan N/mm2)
Tabel 4.36 CR berdasar fcds pada elevasi +34.00
+12,0 -1,58 4,52
+14,0 -2,74 0,32
+16,0 -2,66 0,75
+18,0 -2,52 0,03
+20,0 -2,17 1,09
+22,0 -1,96 0,32
+24,0 -1,54 1,51
+26,0 -1,34 0,93
+28,0 -0,89 1,83
+30,0 -0,50 0,54
+32,0 -0,49 0,86
+34,0 -0,30 0,11
19 -2,73
Elv.Jml.
Strand Fcir (Mpa)
9 -1,16
19 -2,71
Fcds
(Mpa)
CR
(Mpa)
17 -2,52
17 -2,27
13 -1,93
13 -1,68
9 -1,43
9 -1,06
3 -0,55
3 -0,41
3 -0,31
86
4.3.5.2 Kehilangan Prategang Akibat Susut (SH)
Susut pada beton dipengaruhi oleh berbagai
faktor seperti rangkak, perbandingan antara volume dan
permukaan, kelembaban relatif, dan waktu dari akhir
perawatan sampai dengan bekerjanya gaya prategang.
Persamaan yang dipakai dalam memperhitungkan
kehilangan pratekan akibat susut pada beton adalah:
4.3.5.3 Kehilangan Prategang Akibat Relaksasi Baja (RE)
Sebenarnya balok pratekan mengalami perubahan
regangan baja yang konstan di dalam tendon bila terjadi
rangkak yang tergantung pada waktu. Akibat perpendekan
elastis (ES), serta kehilangan gaya pratekan yang
tergantung pada waktu yaitu CR dan SH, maka akan
mengakibatkan terjadi pengurangan yang kontinu pada
tegangan tendon. Oleh karena itu untuk memperkirakan
kehilangan gaya pratekan akibat pengaruh tersebut
digunakan perumusan sebagai berikut:
reRE K J SH CR ES C
= -53 Mpa
KSH = 0,77 (perawatan beton sampai penerapan
prategang-diasumsikan 7 hari)
ES = MPa (T.Y Lin)
V/S = Volume / Permukaan (mm3/mm)
= m3
m2
= m = 5137,143 mm
RH = 80 %
Dimana,
17,98
3,5
5,1371429
200000
SH = 8,2 10-6KSHES 1-0,6
S100-RH
87
KRE = 138 MPa, Strand Stress-Relieved
dengan Tujuh Kawat (tabel 4-5
T.Y.Lin)
J = 0,15 (tabel 4-5 T.Y.Lin)
C = 1,45 (fpi = 0,75 fpu)
Tabel 4.37 Perhitungan kehilangan prategang akibat RE
+12,0 4,52 4,36 209,606
+14,0 0,32 10,19 209,251
+16,0 0,75 10,27 209,141
+18,0 0,03 9,48 209,47
+20,0 1,09 8,54 209,444
+22,0 0,32 7,26 209,889
+24,0 1,51 6,32 209,836
+26,0 0,93 5,36 210,17
+28,0 1,83 3,99 210,273
+30,0 0,54 2,07 210,971
+32,0 0,86 1,54 211,016
+34,0 0,11 1,17 211,261
RE
(Mpa)
9 -52,5902
13 -52,5902
Elv. Jml.
Strand
SH
(Mpa)
CR
(Mpa)
ES
(Mpa)
7 -52,5902
5 -52,5902
5 -52,5902
13 -52,5902
13 -52,5902
7 -52,5902
5 -52,5902
5 -52,5902
5 -52,5902
5 -52,5902
88
4.3.5.4 Kehilangan Prategang Total
Tabel 4.38 Kontrol Kehilangan Gaya Prategang Total
4.3.6 Kontrol Tegangan Dinding Prategang
Tabel 4.39 Batas Tegangan Tarik dan Tekan Dinding
Tahap Awal Tahap Service
Batas Tarik 1,4 MPa 3,2 MPa
Batas Tekan 19,2 MPa
18 MPa
Akibat beban tetap
24 MPa
Akibat beban mati
Total
(%)
+12,0 4,52 4,36 209,606 165,90 11,89% 20% OK
+14,0 0,32 10,19 209,251 167,18 11,98% 20% OK
+16,0 0,75 10,27 209,141 167,57 12,01% 20% OK
+18,0 0,03 9,48 209,47 166,39 11,93% 20% OK
+20,0 1,09 8,54 209,444 166,48 11,93% 20% OK
+22,0 0,32 7,26 209,889 164,88 11,82% 20% OK
+24,0 1,51 6,32 209,836 165,07 11,83% 20% OK
+26,0 0,93 5,36 210,17 163,87 11,75% 20% OK
+28,0 1,83 3,99 210,273 163,50 11,72% 20% OK
+30,0 0,54 2,07 210,971 160,99 11,54% 20% OK
+32,0 0,86 1,54 211,016 160,83 11,53% 20% OK
+34,0 0,11 1,17 211,261 159,94 11,47% 20% OK
RE
(Mpa)
Total
(Mpa)
Batas
(%)Kontrol
9 -52,590
Elv. Jml.
Strand
SH
(Mpa)
CR
(Mpa)
ES
(Mpa)
7 -52,590
7 -52,590
5 -52,590
13 -52,590
13 -52,590
13 -52,590
5 -52,590
5 -52,590
5 -52,590
5 -52,590
5 -52,590
89
s
Gambar 4.33 Tegangan pada dinding saat transfer
(dalam satuan MPa)
Gambar 4.34 Tegangan pada dinding saat service
(akibat beban tetap)
90
Gambar 4.35 Tegangan pada dinding saat service
(akibat beban mati)
Tabel 4.40 Kontrol tegangan pada dinding
fc (Mpa) Batas (Mpa) Kontrol
-0,323 -19 < fc < 1,4 Memenuhi
1,70 -18 < fc < 3,2 Memenuhi
2,004 -24 < fc < 3,2 Memenuhi
4.3.7 Perencanaan Struktur Beton Bertulang
Perencanaan struktur beton bertulang menggunakan
bantuan menggunakan program SAP2000. Hasil output dari
SAP2000 kemudian diolah menggunakan program excel
hingga didapatkan tulangan perlu yang harus dipasang.
4.3.7.1 Desain Balok
Pada desain silo ini memiliki beberapa tipe balok
yang disebutkan pada Tabel 4.41 dan perhitungan
penulangannya dapat dilihat pada Tabel 4.42 sampai
Tabel 4.50.
91
Tabel 4.41 Tipe Balok
Elv. Kode Dimensi (mm)
+5.50 B1 400 x 600
+5.50 B2 300 x 600
+5.50 BR3 800 x 600
+9.00 BR4 800 x 600
+12.0 BR5 1000 x 800
+12.0 BR6 1000 x 800
+12.0 BR7 1000 x 800
+12.0 BR8 1000 x 800
+12.0 B9 1000 x 800
Gambar 4.36 Denah Balok Elevasi +5.50
92
Tabel 4.42 Perhitungan Penulangan Balok B1
Beton : fc'= 40
Tulangan : fy = 240 (Plain <D13)
fy = 400 (Deform ≥ D13)
cover d' = 40
D25 D16
Jarak (mm)
D25 D25
Jarak (mm)
D25 D25
2 x D13 - 125 2 x D13 - 150
S MaX (D/2 atau 600)
Potongan Tumpuan Lapangan
40 X 60 (B1)
Mpa
Mpa
Mpa
mm
b (mm) 400 400
h (mm) 600 600
Cek OK OK
Tul. Atas
As Perlu (mm2) Output
SAP3173 574
Penulangan 7 - 4 -
As Pasang (mm2) 3436 804
20 77
Cek OK OK
Tul. Bawah
As Perlu (mm2) Output
SAP1634 2197
Penulangan 4 - 5 -
As Pasang (mm2) 1963 2454
65 42
Tul. Torsi
As Perlu (mm2) Output
SAP903 646
Penulangan 2x1 - 2x1 -
As Pasang (mm2/m) 2,12 1,77
As Pasang (mm2) 982 982
Cek OK OK
Tul. Sengkang
As Perlu (mm2) Output
SAP1,83 1,47
Penulangan
534,50 534,50
Cek OK OK
93
Tabel 4.43 Perhitungan Penulangan Balok B2
Beton : fc'= 40
Tulangan : fy = 240 (Plain <D13)
fy = 400 (Deform ≥ D13)
cover d' = 40
D25 D16
Jarak (mm)
D25 D25
Jarak (mm)
D25 D25
2 x D13 - 125 2 x D13 - 150
S MaX (D/2 atau 600)
Potongan Tumpuan Lapangan
40 X 60 (B1)
Mpa
Mpa
Mpa
mm
b (mm) 400 400
h (mm) 600 600
Cek OK OK
Tul. Atas
As Perlu (mm2) Output
SAP3173 574
Penulangan 7 - 4 -
As Pasang (mm2) 3436 804
20 77
Cek OK OK
Tul. Bawah
As Perlu (mm2) Output
SAP1634 2197
Penulangan 4 - 5 -
As Pasang (mm2) 1963 2454
65 42
Tul. Torsi
As Perlu (mm2) Output
SAP903 646
Penulangan 2x1 - 2x1 -
As Pasang (mm2/m) 2,12 1,77
As Pasang (mm2) 982 982
Cek OK OK
Tul. Sengkang
As Perlu (mm2) Output
SAP1,83 1,47
Penulangan
534,50 534,50
Cek OK OK
Beton : fc'= 40
Tulangan : fy = 240 (Plain <D13)
fy = 400 (Deform ≥ D13)
cover d' = 40
D25 D25
Jarak (mm)
D25 D25
Jarak (mm)
D13 D13
2 x D13 - 250 2 x D13 - 250
S MaX (D/2 atau 600)
Potongan Tumpuan Lapangan
30 X 60 (B2)
Mpa
Mpa
Mpa
mm
b (mm) 300 300
h (mm) 600 600
Cek OK OK
Tul. Atas
As Perlu (mm2) Output
SAP283 249
Penulangan 2 - 2 -
As Pasang (mm2) 982 982
144 144
Cek OK OK
Tul. Bawah
As Perlu (mm2) Output
SAP887 886
Penulangan 2 - 2 -
As Pasang (mm2) 982 982
144 144
Tul. Torsi
As Perlu (mm2) Output
SAP497 497
Penulangan 2x2 - 2x2 -
As Pasang (mm2/m) 1,06 1,06
As Pasang (mm2) 531 531
Cek OK OK
Tul. Sengkang
As Perlu (mm2) Output
SAP0,78 0,78
Penulangan
534,50 534,50
Cek OK OK
94
Tabel 4.44 Perhitungan Penulangan Balok BR3
Beton : fc'= 40
Tulangan : fy = 240 (Plain <D13)
fy = 400 (Deform ≥ D13)
cover d' = 40
D25 D25
Jarak (mm)
D25 D25
Jarak (mm)
D13 D13
2 x D13 - 250 2 x D13 - 250
S MaX (D/2 atau 600)
Potongan Tumpuan Lapangan
30 X 60 (B2)
Mpa
Mpa
Mpa
mm
b (mm) 300 300
h (mm) 600 600
Cek OK OK
Tul. Atas
As Perlu (mm2) Output
SAP283 249
Penulangan 2 - 2 -
As Pasang (mm2) 982 982
144 144
Cek OK OK
Tul. Bawah
As Perlu (mm2) Output
SAP887 886
Penulangan 2 - 2 -
As Pasang (mm2) 982 982
144 144
Tul. Torsi
As Perlu (mm2) Output
SAP497 497
Penulangan 2x2 - 2x2 -
As Pasang (mm2/m) 1,06 1,06
As Pasang (mm2) 531 531
Cek OK OK
Tul. Sengkang
As Perlu (mm2) Output
SAP0,78 0,78
Penulangan
534,50 534,50
Cek OK OK
Beton : fc'= 40
Tulangan : fy = 240
fy = 400
cover d' = 40
D25
Jarak (mm)
D25
Jarak (mm)
D25
2 x D13 - 100
S MaX (d/2 atau 600)
Mpa (Deform ≥D13)
mm
RING 80 X 60 (BR3)
534,50
Cek OK
Tul. Sengkang
As Perlu (mm2) Output
SAP2,44
Penulangan
As Pasang (mm2/m) 2,65
As Pasang (mm2) 1963
Cek OK
Tul. Torsi
As Perlu (mm2) Output
SAP1724
Penulangan 2x2 -
As Pasang (mm2) 2454
142
Cek OK
Tul. Bawah
As Perlu (mm2) Output
SAP2236
Penulangan 5 -
As Pasang (mm2) 2945
109
Cek OK
Tul. Atas
As Perlu (mm2) Output
SAP2682
Penulangan 6 -
b (mm) 800
h (mm) 600
Potongan
Mpa (Plain <D13)
Mpa
95
Beton : fc'= 40
Tulangan : fy = 240
fy = 400
cover d' = 40
D25
Jarak (mm)
D25
Jarak (mm)
D25
2 x D13 - 100
S MaX (d/2 atau 600)
Mpa (Deform ≥D13)
mm
RING 80 X 60 (BR3)
534,50
Cek OK
Tul. Sengkang
As Perlu (mm2) Output
SAP2,44
Penulangan
As Pasang (mm2/m) 2,65
As Pasang (mm2) 1963
Cek OK
Tul. Torsi
As Perlu (mm2) Output
SAP1724
Penulangan 2x2 -
As Pasang (mm2) 2454
142
Cek OK
Tul. Bawah
As Perlu (mm2) Output
SAP2236
Penulangan 5 -
As Pasang (mm2) 2945
109
Cek OK
Tul. Atas
As Perlu (mm2) Output
SAP2682
Penulangan 6 -
b (mm) 800
h (mm) 600
Potongan
Mpa (Plain <D13)
Mpa
96
Gambar 4.37 Denah Balok Elevasi +9.00
Tabel 4.45 Perhitungan Penulangan Balok BR4
Beton : fc'= 40
Tulangan : fy = 240
fy = 400
cover d' = 40
D25
Jarak (mm)
D25
Jarak (mm)
D25
5 x D13 - 100
S MaX (d/2 atau 600)
mm
Mpa
RING 80 X 60 (BR4)
534,50
Cek OK
Tul. Sengkang
As Perlu (mm2) Output
SAP6,44
Penulangan
As Pasang (mm2/m) 6,64
Penulangan 2x3 -
As Pasang (mm2) 2945
Cek OK
101
Cek OK
Tul. Torsi
As Perlu (mm2) Output
SAP2177
As Pasang (mm2) 2945
Penulangan 5 -
As Pasang (mm2) 2454
133
Cek OK
Tul. Bawah
As Perlu (mm2) Output
SAP2880
Penulangan 6 -
As Perlu (mm2) Output
SAP2127
Potongan
b (mm) 800
h (mm) 600
Tul. Atas
Mpa (Plain <D13)
Mpa (Deform ≥D13)
97
Beton : fc'= 40
Tulangan : fy = 240
fy = 400
cover d' = 40
D25
Jarak (mm)
D25
Jarak (mm)
D25
5 x D13 - 100
S MaX (d/2 atau 600)
mm
Mpa
RING 80 X 60 (BR4)
534,50
Cek OK
Tul. Sengkang
As Perlu (mm2) Output
SAP6,44
Penulangan
As Pasang (mm2/m) 6,64
Penulangan 2x3 -
As Pasang (mm2) 2945
Cek OK
101
Cek OK
Tul. Torsi
As Perlu (mm2) Output
SAP2177
As Pasang (mm2) 2945
Penulangan 5 -
As Pasang (mm2) 2454
133
Cek OK
Tul. Bawah
As Perlu (mm2) Output
SAP2880
Penulangan 6 -
As Perlu (mm2) Output
SAP2127
Potongan
b (mm) 800
h (mm) 600
Tul. Atas
Mpa (Plain <D13)
Mpa (Deform ≥D13)
98
Gambar 4.38 Denah Balok Elevasi +12.00
Tabel 4.46 Perhitungan Penulangan Balok BR5
Beton : fc'= 40 Mpa
Tulangan : fy = 240
fy = 400
cover d' = 40 mm
D25
Jarak (mm)
D25
Jarak (mm)
D25
3 x D13 - 100
S MaX (d/2 atau 600) 734,50
Cek OK
As Pasang (mm2/m) 3,98
As Perlu (mm2) Output
SAP2,93
Penulangan
Tul. Torsi
As Perlu (mm2) Output
SAP1927
Penulangan 2x2 -
As Pasang (mm2) 1963
Cek OK
Tul. Sengkang
Cek OK
Tul. Bawah
As Perlu (mm2) Output
SAP2432
Penulangan 5 -
As Pasang (mm2) 2454
189
Cek OK
Tul. Atas
As Perlu (mm2) Output
SAP2216
Penulangan 5 -
As Pasang (mm2) 2454
189
b (mm) 1000
h (mm) 800
Potongan Tumpuan
Mpa (Plain <D13)
Mpa (Deform ≥D13)
RING 100 X 80 (BR5)
99
Tabel 4.47 Perhitungan Penulangan Balok BR6
Beton : fc'= 40 Mpa
Tulangan : fy = 240
fy = 400
cover d' = 40 mm
D25
Jarak (mm)
D25
Jarak (mm)
D25
3 x D13 - 100
S MaX (d/2 atau 600) 734,50
Cek OK
As Pasang (mm2/m) 3,98
As Perlu (mm2) Output
SAP2,93
Penulangan
Tul. Torsi
As Perlu (mm2) Output
SAP1927
Penulangan 2x2 -
As Pasang (mm2) 1963
Cek OK
Tul. Sengkang
Cek OK
Tul. Bawah
As Perlu (mm2) Output
SAP2432
Penulangan 5 -
As Pasang (mm2) 2454
189
Cek OK
Tul. Atas
As Perlu (mm2) Output
SAP2216
Penulangan 5 -
As Pasang (mm2) 2454
189
b (mm) 1000
h (mm) 800
Potongan Tumpuan
Mpa (Plain <D13)
Mpa (Deform ≥D13)
RING 100 X 80 (BR5)
Beton : fc'= 40 Mpa
Tulangan : fy = 240
fy = 400
cover d' = 40 mm
D25
Jarak (mm)
D25
Jarak (mm)
D25
2 x D13 - 100
S MaX (d/2 atau 600) 734,50
Cek OK
As Pasang (mm2/m) 2,65
As Perlu (mm2) Output
SAP2,05
Penulangan
Tul. Torsi
As Perlu (mm2) Output
SAP1927
Penulangan 2x2 -
As Pasang (mm2) 1963
Cek OK
Tul. Sengkang
Cek OK
Tul. Bawah
As Perlu (mm2) Output
SAP5081
Penulangan 11 -
As Pasang (mm2) 5400
62
Cek OK
Tul. Atas
As Perlu (mm2) Output
SAP1275
Penulangan 3 -
As Pasang (mm2) 1473
410
b (mm) 1000
h (mm) 800
Potongan Tumpuan
Mpa (Plain <D13)
Mpa (Deform ≥D13)
RING 100 X 80 (BR6)
100
Beton : fc'= 40 Mpa
Tulangan : fy = 240
fy = 400
cover d' = 40 mm
D25
Jarak (mm)
D25
Jarak (mm)
D25
2 x D13 - 100
S MaX (d/2 atau 600) 734,50
Cek OK
As Pasang (mm2/m) 2,65
As Perlu (mm2) Output
SAP2,05
Penulangan
Tul. Torsi
As Perlu (mm2) Output
SAP1927
Penulangan 2x2 -
As Pasang (mm2) 1963
Cek OK
Tul. Sengkang
Cek OK
Tul. Bawah
As Perlu (mm2) Output
SAP5081
Penulangan 11 -
As Pasang (mm2) 5400
62
Cek OK
Tul. Atas
As Perlu (mm2) Output
SAP1275
Penulangan 3 -
As Pasang (mm2) 1473
410
b (mm) 1000
h (mm) 800
Potongan Tumpuan
Mpa (Plain <D13)
Mpa (Deform ≥D13)
RING 100 X 80 (BR6)
101
Tabel 4.48 Perhitungan Penulangan Balok BR7
Beton : fc'= 40 Mpa
Tulangan : fy = 240
fy = 400
cover d' = 40 mm
D25
Jarak (mm)
D25
Jarak (mm)
D25
3 x D13 - 100
S MaX (d/2 atau 600) 734,50
Cek OK
As Pasang (mm2/m) 3,98
As Perlu (mm2) Output
SAP3,75
Penulangan
Tul. Torsi
As Perlu (mm2) Output
SAP2831
Penulangan 2x3 -
As Pasang (mm2) 2945
Cek OK
Tul. Sengkang
Cek OK
Tul. Bawah
As Perlu (mm2) Output
SAP7112
Penulangan 15 -
As Pasang (mm2) 7363
36
Cek OK
Tul. Atas
As Perlu (mm2) Output
SAP1415
Penulangan 4 -
As Pasang (mm2) 1963
260
b (mm) 1000
h (mm) 800
Potongan Tumpuan
RING 100 X 80 (BR7)
Mpa (Plain <D13)
Mpa (Deform ≥D13)
102
Tabel 4.49 Perhitungan Penulangan Balok BR8
Beton : fc'= 40 Mpa
Tulangan : fy = 240
fy = 400
cover d' = 40 mm
D25
Jarak (mm)
D25
Jarak (mm)
D25
3 x D13 - 100
S MaX (d/2 atau 600) 734,50
Cek OK
As Pasang (mm2/m) 3,98
As Perlu (mm2) Output
SAP3,75
Penulangan
Tul. Torsi
As Perlu (mm2) Output
SAP2831
Penulangan 2x3 -
As Pasang (mm2) 2945
Cek OK
Tul. Sengkang
Cek OK
Tul. Bawah
As Perlu (mm2) Output
SAP7112
Penulangan 15 -
As Pasang (mm2) 7363
36
Cek OK
Tul. Atas
As Perlu (mm2) Output
SAP1415
Penulangan 4 -
As Pasang (mm2) 1963
260
b (mm) 1000
h (mm) 800
Potongan Tumpuan
RING 100 X 80 (BR7)
Mpa (Plain <D13)
Mpa (Deform ≥D13)
Beton : fc'= 40 Mpa
Tulangan : fy = 240
fy = 400
cover d' = 40 mm
D25
Jarak (mm)
D25
Jarak (mm)
D25
3 x D13 - 150
S MaX (d/2 atau 600) 734,50
Cek OK
As Pasang (mm2/m) 2,65
As Perlu (mm2) Output
SAP2,43
Penulangan
Tul. Torsi
As Perlu (mm2) Output
SAP1927
Penulangan 2x3 -
As Pasang (mm2) 2945
Cek OK
Tul. Sengkang
Cek OK
Tul. Bawah
As Perlu (mm2) Output
SAP8814
Penulangan 18 -
As Pasang (mm2) 8836
25
Cek OK
Tul. Atas
As Perlu (mm2) Output
SAP963
Penulangan 5 -
As Pasang (mm2) 2454
189
b (mm) 1000
h (mm) 800
Potongan Tumpuan
RING 100 X 80 (BR8)
Mpa (Plain <D13)
Mpa (Deform ≥D13)
103
Tabel 4.50 Perhitungan Penulangan Balok B9
Beton : fc'= 40 Mpa
Tulangan : fy = 240
fy = 400
cover d' = 40 mm
D25
Jarak (mm)
D25
Jarak (mm)
D25
3 x D13 - 150
S MaX (d/2 atau 600) 734,50
Cek OK
As Pasang (mm2/m) 2,65
As Perlu (mm2) Output
SAP2,43
Penulangan
Tul. Torsi
As Perlu (mm2) Output
SAP1927
Penulangan 2x3 -
As Pasang (mm2) 2945
Cek OK
Tul. Sengkang
Cek OK
Tul. Bawah
As Perlu (mm2) Output
SAP8814
Penulangan 18 -
As Pasang (mm2) 8836
25
Cek OK
Tul. Atas
As Perlu (mm2) Output
SAP963
Penulangan 5 -
As Pasang (mm2) 2454
189
b (mm) 1000
h (mm) 800
Potongan Tumpuan
RING 100 X 80 (BR8)
Mpa (Plain <D13)
Mpa (Deform ≥D13)
Beton : fc'= 40
Tulangan : fy = 240 (Plain <D13)
fy = 400 (Deform ≥ D13)
cover d' = 40
D25 D25
Jarak (mm)
D25 D25
Jarak (mm)
D25 D25
2 x D13 - 100 3 x D13 - 100
S MaX (d/2 atau 600)
Potongan Tumpuan Lapangan
RAD 100 X 80 (B9)
Mpa
Mpa
Mpa
mm
b (mm) 1000 1000
h (mm) 800 800
Cek OK OK
Tul. Atas
As Perlu (mm2) Output
SAP7003 2771
Penulangan 16 - 6 -
As Pasang (mm2) 7854 2945
33 146
Cek OK OK
Tul. Bawah
As Perlu (mm2) Output
SAP1303 6418
Penulangan 3 - 14 -
As Pasang (mm2) 1473 6872
410 41
Tul. Torsi
As Perlu (mm2) Output
SAP1927 0
Penulangan 2x2 - 2x2 -
As Pasang (mm2/m) 2,65 3,98
As Pasang (mm2) 1963 1963
Cek OK OK
Tul. Sengkang
As Perlu (mm2) Output
SAP2,60 3,32
Penulangan
734,50 734,50
Cek OK OK
104
4.3.7.2 Desain Skur
Gambar 4.39 Perencanaan Skur
Beton : fc'= 40
Tulangan : fy = 240 (Plain <D13)
fy = 400 (Deform ≥ D13)
cover d' = 40
D25 D25
Jarak (mm)
D25 D25
Jarak (mm)
D25 D25
2 x D13 - 100 3 x D13 - 100
S MaX (d/2 atau 600)
Potongan Tumpuan Lapangan
RAD 100 X 80 (B9)
Mpa
Mpa
Mpa
mm
b (mm) 1000 1000
h (mm) 800 800
Cek OK OK
Tul. Atas
As Perlu (mm2) Output
SAP7003 2771
Penulangan 16 - 6 -
As Pasang (mm2) 7854 2945
33 146
Cek OK OK
Tul. Bawah
As Perlu (mm2) Output
SAP1303 6418
Penulangan 3 - 14 -
As Pasang (mm2) 1473 6872
410 41
Tul. Torsi
As Perlu (mm2) Output
SAP1927 0
Penulangan 2x2 - 2x2 -
As Pasang (mm2/m) 2,65 3,98
As Pasang (mm2) 1963 1963
Cek OK OK
Tul. Sengkang
As Perlu (mm2) Output
SAP2,60 3,32
Penulangan
734,50 734,50
Cek OK OK
105
Gambar 4.40 Hasil Output SAP2000 Skur 80 x 60
Tabel 4.51 Perhitungan Penulangan Skur
Beton : fc'= 40 Mpa
Tulangan : fy = 240 Mpa (Plain <D13)
fy = 400 Mpa (Deform ≥D13)
cover = 40 mm
45 D25
2xD13 -200
Cek OK
SKUR 80 x 60
b (mm) 800
h (mm) 600
Tul. Utama
As Perlu (mm2)
OutPut Sap21762
Penulangan
As Pasang (mm2) 22089
Cek OK
Sengkang
As Perlu (mm2)
OutPut Sap0,000
Penulangan
As Pasang (mm2) 1,33
106
4.3.7.3 Desain Pelat
1. Desain Pelat Lantai Elevasi +5,5
Gambar 4.41 Hasil Output SAP2000 Ast 1 Tumpuan Pelat Lantai
Elevasi +5.50 (dalam satuan mm2/mm)
Beton : fc'= 40 Mpa
Tulangan : fy = 240 Mpa (Plain <D13)
fy = 400 Mpa (Deform ≥D13)
cover = 40 mm
45 D25
2xD13 -200
Cek OK
SKUR 80 x 60
b (mm) 800
h (mm) 600
Tul. Utama
As Perlu (mm2)
OutPut Sap21762
Penulangan
As Pasang (mm2) 22089
Cek OK
Sengkang
As Perlu (mm2)
OutPut Sap0,000
Penulangan
As Pasang (mm2) 1,33
107
Gambar 4.42 Hasil Output SAP2000 Ast 1 Lapangan Pelat
Lantai Elevasi +5.50 (dalam satuan mm2/mm)
108
Gambar 4.43 Hasil Output SAP2000 Ast 2 Tumpuan Pelat
Lantai Elevasi +5.50 (dalam satuan mm2/mm)
Gambar 4.44 Hasil Output SAP2000 Ast 2 Lapangan Pelat
Lantai Elevasi +5.50 (dalam satuan mm2/mm)
109
Tabel 4.52 Perhitungan Penulangan Pelat Lantai Elevasi +5.50
Beton : fc'= 40 Mpa
Tulangan : fy = 240 Mpa (Plain <D13)
fy = 400 Mpa (Deform ≥D13)
cover = 40 mm
1 x D19 1 x D19
1 x D19 1 x D19
PELAT LANTAI ELV. +5,5.00
t (mm) = 250
Tulangan Memanjang
Tumpuan Lapangan
Ast-1 (mm2/mm) 1,7 0,58
As Perlu (mm2/m) 1700 580
Penulangan
Jarak (mm) 125 300
As Pasang (mm2) 2268,229896 945,09579
Cek OK OK
Tulangan Melintang
Tumpuan Lapangan
Ast-2 (mm2/mm) 1,5 1
As Perlu (mm2/m) 1500 1000
Penulangan
Jarak (mm) 125 250
As Pasang (mm2) 2268,229896 1134,114948
Cek OK OK
110
3. Desain Pelat Hooper Elevasi +12.00
Gambar 4.45 Hasil Output SAP2000 Ast 1 Tumpuan Top face
Pelat Hooper Elevasi +12.00 (dalam satuan mm2/mm)
Gambar 4.46 Hasil Output SAP2000 Ast 1 Tumpuan Bottom
Face Pelat Hooper Elevasi +12.00 (dalam satuan mm2/mm)
111
Gambar 4.47 Hasil Output SAP2000 Ast 2 Tumpuan Top Face
Pelat Hooper Elevasi +12.00 (dalam satuan mm2/mm)
Gambar 4.48 Hasil Output SAP2000 Ast 2 Tumpuan Bottom
Face Pelat Hooper Elevasi +12.00 (dalam satuan mm2/mm)
112
Tabel 4.53 Perhitungan Penulangan Tumpuan Pelat Hooper
Elevasi +12.00
Beton : fc'= 40 Mpa
Tulangan : fy = 240 Mpa (Plain <D13)
fy = 400 Mpa (Deform ≥D13)
cover = 40 mm
1 x D29 1 x D29
2 x D29 1 x D29
PELAT HOOPER ELV. +12.00
t (mm) = 800
TumpuanTulangan Tangensial
Tul. Atas Tul. Bawah
Ast-1 (mm2/mm) 4,01 1,4
As Perlu (mm2/m) 4010 1400
Penulangan
Jarak (mm) 100 200
As Pasang (mm2) 6605,198554 3302,599277
Cek OK OK
TumpuanTulangan Radial
Tul. Atas Tul. Bawah
Ast-2 (mm2/mm) 10 0,31
As Perlu (mm2/m) 10000 310
Penulangan
Jarak (mm) 100 200
As Pasang (mm2) 13210,39711 3302,599277
Cek OK OK
113
Gambar 4.49 Hasil Output SAP2000 Ast 1 Lapangan Top Face
Pelat Hooper Elevasi +12.00 (dalam satuan mm2/mm)
Gambar 4.50 Hasil Output SAP2000 Ast 1 Lapangan Bottom
Face Pelat Hooper Elevasi +12.00 (dalam satuan mm2/mm)
114
Gambar 4.51 Hasil Output SAP2000 Ast 2 Lapangan Top Face
Pelat Hooper Elevasi +12.00 (dalam satuan mm2/mm)
Gambar 4.52 Hasil Output SAP2000 Ast 2 Lapangan Bottom
Face Pelat Hooper Elevasi +12.00 (dalam satuan mm2/mm)
115
Tabel 4.54 Perhitungan Penulangan Lapangan Pelat Hooper
Elevasi +12.00
Beton : fc'= 40 Mpa
Tulangan : fy = 240 Mpa (Plain <D13)
fy = 400 Mpa (Deform ≥D13)
cover = 40 mm
1 x D29 2 x D29
1 x D29 1 x D29
PELAT HOOPER ELV. +12.00
t (mm) = 800
LapanganTulangan Tangensial
Tul. Atas Tul. Bawah
8615
Ast-1 (mm2/mm) 0,3 8,615
As Perlu (mm2/m) 300
Penulangan
Jarak (mm)
OK
200 100
As Pasang (mm2) 3302,599277 13210,39711
Cek OK
LapanganTulangan Radial
Tul. Atas Tul. Bawah
4300
Ast-2 (mm2/mm) 0,85 4,3
As Perlu (mm2/m) 850
Penulangan
Jarak (mm)
OK
250 100
As Pasang (mm2) 2642,079422 6605,198554
Cek OK
116
4. Pelat Dinding Elevasi ±0.00 – +12.00
Gambar 4.53 Hasil Output SAP2000 Ast 1 Outer Face Pelat
Dinding Elevasi ±0.00 – +12.00 (dalam satuan mm2/mm)
Gambar 4.54 Hasil Output SAP 2000 Ast 1 Inner Face Pelat
Dinding Elevasi ±0.00 – +12.00 (dalam satuan mm2/mm)
117
Gambar 4.55 Hasil Output SAP2000 Ast 2 Outer Face Pelat
Dinding Elevasi ±0.00 – +12.00 (dalam satuan mm2/mm)
Gambar 4.56 Hasil Output SAP2000 Ast 2 Inner Face Pelat
Dinding Elevasi ±0.00 – +12.00 (dalam satuan mm2/mm)
118
Tabel 4.55 Perhitungan Penulangan Pelat Dinding Elevasi ±0.00 -
+12.00
Beton : fc'= 40 Mpa
Tulangan : fy = 240 Mpa (Plain <D13)
fy = 400 Mpa (Deform ≥ D13)
cover = 40 mm
1 x D32 1 x D29
1 x D16 1 x D32
Cek OK OK
As Pasang (mm2) 2680,825731 10723,30292
Penulangan
Jarak (mm) 75 75
As Perlu (mm2/m) 2500 9500
Ast-2 (mm2/mm) 2,5 9,5
ELV. 0-12Tulangan Horizontal
Outer Face Inner Face
Cek OK OK
As Pasang (mm2) 8042,477193 6605,198554
Penulangan
Jarak (mm) 100 100
As Perlu (mm2/m) 7000 5500
PELAT DINDING ELV. +0.00 - +12.00
t (mm) = 800
Ast-1 (mm2/mm) 7 5,5
ELV. 0-12Tulangan Vertikal
Outer Face Inner Face
119
5. Pelat Dinding Elv. +12.00 – +38.00
Gambar 4.57 Hasil Output SAP2000 Ast 1 Pelat Dinding Elevasi
+12.00 – +19.00 (dalam satuan mm2/mm)
Gambar 4.58 Hasil Output SAP2000 Ast 2 Pelat Dinding Elevasi
+12.00 – +19.00 (dalam satuan mm2/mm)
120
Gambar 4.59 Hasil Output SAP2000 Ast 1 Pelat Dinding Elevasi
+19.00 – +24.00 (dalam satuan mm2/mm)
Gambar 4.60 Hasil Output SAP2000 Ast 2 Pelat Dinding Elevasi
+19.00 – +24.00 (dalam satuan mm2/mm)
121
Tabel 4.56 Perhitungan Penulangan Pelat Dinding Elevasi +12.00
- +24.00
Beton : fc'= 40 Mpa
Tulangan : fy = 240 Mpa (Plain < D13)
fy = 400 Mpa (Deform ≥ D13)
cover = 40 mm
1 x D25 1 x D22
1 x D25 1 x D22
PELAT DINDING ELV. +12.00 - +24.00
t (mm) = 350
Tulangan Vertikal
ELV. 12-19 ELV. 19-24
Ast-1 (mm2/mm) 3,15 2,55
As Perlu (mm2/m) 3150 2550
Penulangan
Jarak (mm) 150 125
As Pasang (mm2) 3272,492347 3041,061689
Cek OK OK
Tulangan Horizontal
ELV. 12-19 ELV. 19-24
Ast-2 (mm2/mm) 2,2 1,8
As Perlu (mm2/m) 2200 1800
Penulangan
Jarak (mm) 200 200
As Pasang (mm2) 2454,369261 1900,663555
Cek OK OK
122
Gambar 4.61 Hasil Output SAP2000 Ast 1 Pelat Dinding Elevasi
+24.00 – +29.00 (dalam satuan mm2/mm)
Gambar 4.62 Hasil Output SAP2000 Ast 2 Pelat Dinding Elevasi
+24.00 – +29.00 (dalam satuan mm2/mm)
123
Gambar 4.63 Hasil Output SAP2000 Ast 1 Pelat Dinding Elevasi
+29.00 – +32.00 (dalam satuan mm2/mm)
Gambar 4.64 Hasil Output SAP2000 Ast 2 Pelat Dinding Elevasi
+29.00 – +32.00 (dalam satuan mm2/mm)
124
Tabel 4.57 Perhitungan Penulangan Pelat Dinding Elevasi +24.00
- +32.00
Beton : fc'= 40 Mpa
Tulangan : fy = 240 Mpa (Plain < D13)
fy = 400 Mpa (Deform ≥ D13)
cover = 40 mm
1 x D19 1 x D16
1 x D19 1 x D16
PELAT DINDING ELV. +24.00 - +32.00
t (mm) = 350
Tulangan Vertikal
ELV. 24-29 ELV. 29-32
1050
Ast-1 (mm2/mm) 2 1,05
As Perlu (mm2/m) 2000
Penulangan
Jarak (mm)
OK
125 125
As Pasang (mm2) 2268,229896 1608,495439
Cek OK
Tulangan Horizontal
ELV. 24-29 ELV. 29-32
650
Ast-2 (mm2/mm) 1,3 0,65
As Perlu (mm2/m) 1300
Penulangan
Jarak (mm)
OK
150 150
As Pasang (mm2) 1890,19158 1340,412866
Cek OK
125
Gambar 4.65 Hasil Output SAP2000 Ast 1 Pelat Dinding Elevasi
+32.00 – +38.00 (dalam satuan mm2/mm)
Gambar 4.66 Hasil Output SAP2000 Ast 2 Pelat Dinding Elevasi
+32.00 – +38.00 (dalam satuan mm2/mm)
126
Tabel 4.58 Perhitungan Penulangan Pelat Dinding Elevasi +32.00
- +38.00
Beton : fc'= 40 Mpa
Tulangan : fy = 240 Mpa (Plain < D13)
fy = 400 Mpa (Deform ≥ D13)
cover = 40 mm
= 350
1 x
1 x
Tul. Vertikal
ELV. 32-38
0,5
150
1340,4129
OK
D16
500
Cek
Penulangan
Jarak (mm)
As Pasang (mm2)
Ast-2 (mm2/mm)
As Perlu (mm2/m)
0,4
D16
150
1340,413
OK
400
Cek
Penulangan
Jarak (mm)
As Pasang (mm2)
Tul. Horizontal
ELV. 32-38
Ast-1 (mm2/mm)
As Perlu (mm2/m)
t (mm)
PELAT DINDING ELV. +32.00 - +38.00
127
4.3.8 Perencanaan Struktur Baja
4.3.8.1 Balok Baja Top of Silo
Direncanakan:
Balok induk HB 1 : H beam 900.400.12.22
Balok anak WF 1 : WF 350.175.6.9
Gambar 4.67 Pembalokan top of silo
Rasio tegangan didapat dari analisa struktur balok
baja top of silo menggunakan SAP2000 yang ditunjukkan
pada gambar Gambar 4.68.
128
Gambar 4.68 Stress ratio tegangan
129
1. Sambungan Balok Baja Top of Silo
a. Sambungan balok HB1
Spesifikasi Baut ASTM A307
Diameter baut db = 19 mm
Luas penampang baut Ab = 2.84 cm2
Tegangan nominal baut Fn = 310 Mpa
= 3100 kg/cm2
(tabel J3.2, SNI BAJA 2015)
Tegangan leleh baut Fy = 2400 kg/cm2
Tegangan dasar baut Fa/σds = 1600 kg/cm2
Spesifikasi Pelat BJ-41
Tegangan leleh pelat σ1 = 2500 kg/cm2
Tegangan dasar pelat σp = 1667 kg/cm2
Tebal pelat s2 = 2 cm
Tebal profil s1 = cm Reaksi yang terjadi
V M3
Kgf Kgf-m
1310.00 63620.0 Kekuatan Baut
Tegangan geser ijin τijin = 0.6 x σds
= 960 kg/cm2
Tegangan tarik ijin σta = 0.7 x σds
= 1120 kg/cm2
Kombinasi tegangan tarik σi = ≤ σb
dan tegangan geser
= 1640.8 kg/cm2
√(�^2+1.56 ^2 )
130
σi ≥ 1600 kg/cm2
maka, σi = 1600 kg/cm2
Tegangan tumpu ijin σtu = 1.2 x σ
untuk e1 = 1.5 d
= 2000 kg/cm2
Gaya pikul geser tarik ijin Ng =
= 2721.9 kg
Gaya pikul tumpuan ijin Ntp = d x s2 x σ tp
= 7600 kg
Jadi, Ng > Ntp N = 2721.9 kg
�
4 . .
Kebutuhan Baut Akibat P
Jumlah baut n = P / N
= 0.48 buah ≈ 1.00 buah
Kebutuhan Baut Akibat M
direncanakan d1 = 1400 mm
n = 28 baut d2 = 1300 mm
d3 = 1200 mm
d4 = 1100 mm
d5 = 1000 mm
d6 = 900 mm
d7 = 800 mm
d8 = 700 mm
d9 = 600 mm
d10 = 400 mm
d11 = 300 mm
d12 = 200 mm
d13 = 100 mm
d14 = mm
d15 = mm
T max = M.d1/Σ(dn2)
T max = 8996.767677 kg
τterjadi = 16.501 kg/cm2
σta terjadi = 1586.571 kg/cm2
σi terjadi = 1586.705 kg/cm2
< 1600 kg/cm2
T1
T2
Tn
dn
d1
131
d15 = mm
T max = M.d1/Σ(dn2)
T max = 8996.768 kg
τterjadi = 16.501 kg/cm2
σta terjadi = 1586.571 kg/cm2
σi terjadi = 1586.705 kg/cm2
< 1600 kg/cm2ok
Jarak Pemasangan Baut
Syarat :
Jarak tepi (s1)
1.25 d ≤ s1 ≤ 12tp
24 ≤ 100 ≤ 240 mm atau 120 mm
Jarak antar baut (s2)
3 d ≤ s2 ≤ 14tp/180mm
48 ≤ 100 ≤ 280 mm atau 280 mm
Gambar 4.69 Sambungan balok HB1
132
b. Sambungan Balok WF1
Spesifikasi Baut ASTM A307
Diameter baut db = 19 mm
Luas penampang baut Ab = 2.84 cm2
Tegangan nominal baut Fn = 310 Mpa
= 3100 kg/cm2
(tabel J3.2, SNI BAJA 2015)
Tegangan leleh baut Fy = 2400 kg/cm2
Tegangan dasar baut Fa/σds = 1600 kg/cm2
Spesifikasi Pelat BJ-41
Tegangan leleh pelat σ1 = 2500 kg/cm2
Tegangan dasar pelat σp = 1667 kg/cm2
Tebal pelat s2 = 1.2 cm
Tebal profil s1 = 1.2 cm
Reaksi yang terjadi
V M3
Kgf Kgf-m
2100 2800
Kekuatan Baut
Tegangan geser ijin τijin = 0.6 x σds
= 960 kg/cm2
Tegangan tarik ijin σta = 0.7 x σds
= 1120 kg/cm2
Kombinasi tegangan tarik σi = ≤ σb
dan tegangan geser
= 1640.8 kg/cm2
√(�^2+1.56 ^2 )
133
maka, σi = 1600 kg/cm2
Tegangan tumpu ijin σtu = 1.2 x σ untuk e1 = 1.5 d
= 2000 kg/cm2
Gaya pikul geser tarik ijin Ng =
= 2721.9 kg
Gaya pikul tumpuan ijin Ntp = d x s2 x σ tp
= 4560 kg
Jadi, Ng > Ntp N = 2721.9 kg
�
4 . .
Kebutuhan Baut Akibat P
Jumlah baut n = P / N
= 0.77 buah ≈ 1.00 buah
Kebutuhan Baut Akibat M
direncanakan
n = 8 baut d1 = 350 mm
d2 = 250 mm
d3 = 150 mm
d4 = mm
d5 = mm
T max = M.d1/Σ(dn2)
T max = 4722.9 kg
τterjadi = 92.583 kg/cm2
σta terjadi = 832.877 kg/cm2
σi terjadi = 840.917 kg/cm2
< 1600 kg/cm2
ok
T1
T2
Tndn
d1
134
Jarak Pemasangan Baut
Syarat :
- Jarak tepi (s1)
1.25 d ≤ s1 ≤ 12tp
24 ≤ 100 ≤ 144 mm atau 72 mm
- Jarak antar baut (s2)
3 d ≤ s2 ≤ 14tp/180mm
48 ≤ 100 ≤ 168 mm atau 168 mm
Gambar 4.70 Sambungan balok WF1
135
2. Perhitungan komposit pelat top of silo
Data Desain :
Panjang bentang L = m
Jarak antar balok s = m
Tebal pelat beton tb = cm
Kuat tekan beton fc' = Mpa
Berat beton W = kg/m3
Tegangan leleh baja fy = Mpa
Modulus elastisitas baja Es = Mpa
Modulus elastisitas beton Ec = Mpa
Beban hidup LL = kg/m2
Data Balok :
H = mm
bf = mm
tw = mm
tf = mm
r = mm
As = cm2
W = kg/m
Ix = cm4
Iy = cm4
Zx = cm3
Zy = cm3
Deck gelombang
Wr = mm
hr = mm
t = mm
Cek kriteria penampang
Flens λ = =
λp = =
λr = =
Termasuk penampang KOMPAK
174
3.2
1.5
20
40
2400
240
200000
29725.4
400
346
1
6
9
14
52,68
41,35
11100
792
689
139
200
53
bf/2tf
0.38 √(Es/fy)
1.0 √(Es/fy)
9.6667
10.97
28.868
136
Web l = =
lp = =
lr = =
Termasuk penampang KOMPAK
Menentukan lebar efektif (bef) Plat beton
Bef1 = mm
Bef2 = mm
jadi dipakai = mm
Menentukan gaya-gaya pada penampang
Ac = mm2
Cc = N
Ts = N
maka ambil C = N
Menentukan jarak dari pusat
a = mm
d1 = mm
d2 = mm
Perhitungan momen positif nominal
Ts = N
Mn = Nmm
fMn= Nmm
Menentukan jumlah stud
d = mm
Asc= mm2
Fu = Mpa
Qn = 0.5 Asc (fc'.Ec)0.5= N
Asc.Fu = N
Qn < Asc.Fu OK
Cek koefisien reduksi rs karena pengaruh geometri gelombang
plat dek gelombang dipasang tegak lurus balok
1264320
3.76 √(Es/fy)
5.7 √(Es/fy)
h/tw 50
108.54
164.54
800
1500
800
160000
5440000
173
1264320
509216036
432833630
1264320
46.4824
229.759
19
283.53
400
109307
113411
137
Cek koefisien reduksi rs karena pengaruh
geometri gelombang
plat dek gelombang dipasang tegak lurus balok
Hs = hr + 40 = 93 mm
Dipasang 1 stud pada setiap gelombang
Nr = 1
rs = ((0.85/√Nr)(Wr/hr))((Hs/hr)-1)
= > 1
jadi, rs = 1
Qn per baris
Qn.rs = N
Vh = Cc = N
jumlah stud
n = 12 bh
jadi jumlah penghubung geser stud dibutuhkan
sepanjang bentang balok,
yaitu 2n = 24 bh
Jika setiap gelombang dipasang 1 stud, maka stud
yang harus dipasang sepanjang bentang adalah
L/2Wr = 8 bh
Beban yang dipikul oleh profil
Beban mati :
qDL pelat beton = kg/m
qDL metal deck = kg/m
qDL balok = kg/m
qDL total = kg/m
Beban hidup :
qLL = kg/m
Beban ultimate :
Mu = 1/8 qu L2 =
fMn = kgm > Mu OK
773.13
600
43283.363
2416.3
41.35
2.4208
109307
1264320
720
11.775
138
Tulangan negatif
fy = 240 Mpa (<D13)
fy = 400 Mpa (≥D13)
d' = 50 mm
d' = 150 mm
tulangan pasang D13 - 150
As = mm2/m
T = N
a = mm
Mu kap = kgm/m
Mu = kgm/m OK
jadi pasang tulangan D13 - 150
10.41037566
4100.042015
2416.32
884.8819308
353952.7723
4.3.8.2 Perhitungan Tangga Baja
Direncanakan:
Kolom tangga : WF 200.200.8.11
Balok bordes : WF 200.150.7,5.11
Balok tangga : UNP 200.80.7,5.11
Gambar 4.71 Denah tangga
139
Rasio tegangan tangga baja didapat dari analisa
struktur menggunakan SAP2000 yang ditunjukkan pada
gambar Gambar 4.68.
Gambar 4.72 Rasio tegangan tangga baja
140
1. Angkur Tangga
Spesifikasi Baut ASTM A307
Diameter baut db = 19 mm
Luas penampang baut Ab = 2.84 cm2
Tegangan nominal baut Fn = 310 Mpa
= 3100 kg/cm2
(tabel J3.2, SNI BAJA 2015)
Tegangan leleh baut Fy = 2400 kg/cm2
Tegangan dasar baut Fa/σds = 1600 kg/cm2
Spesifikasi Pelat BJ-41
Tegangan leleh pelat σ1 = 2500 kg/cm2
Tegangan dasar pelat σp = 1667 kg/cm2
Tebal pelat s2 = 2 cm
Tebal profil s1 = cm
Reaksi yang terjadi (output SAP2000)
V2 V3 M2
Kgf Kgf Kgf-m
1335 570 200
M3
Kgf-m
300
Kekuatan Baut
Tegangan geser ijin τijin = 0.6 x σds
= 960 kg/cm2
Tegangan tarik ijin σta = 0.7 x σds
= 1120 kg/cm2
Kombinasi tegangan tarik σi = ≤ σb
dan tegangan geser
= 1641 kg/cm2
√(�^2+1.56 ^2 )
141
σi = 1600 kg/cm2
Tegangan tumpu ijin σtu = 1.2 x σ untuk e1 = 1.5 d
= 2000 kg/cm2
Gaya pikul geser tarik ijin Ng =
= 2722 kg
Gaya pikul tumpuan ijin Ntp =d x s2 x σ tp
= 7600 kg
Jadi, Ng > Ntp N = 2721.88 kg
�
4 . .
Kebutuhan Baut Akibat Geser
Akibat V2
Jumlah baut n = V2/ N
= 0.49 buah
Akibat V3
Jumlah baut n = V3 / N
Kebutuhan Baut Akibat M
akibat M2
direncanakan
n = 4 baut d1 = 104 mm
T max = M.d1/Σ(dn2)
T max = 1923.08 kg
τterjadi = 117.71 kg/cm2
σta terjadi = 339.13 kg/cm2
σi terjadi = 369.82 kg/cm2
σi terjadi < 1600 kg/cm2
ok
T1
T
dn
142
akibat M3
direncanakan
n = 4 baut d1 = 100 mm
T max = M.d1/Σ(dn2)
T max = 3000 kg
τterjadi = 50.3 kg/cm2
σta terjadi = 529.0 kg/cm2
σi terjadi = 532.8 kg/cm2
σi terjadi < 1600 kg/cm2ok
T1
T2
dn
Jarak Pemasangan Baut
Syarat :
Jarak tepi (s1)
1.25 d ≤ s1 ≤ 12tp
24 ≤ 50 ≤ 240 mm atau 120 mm
Jarak antar baut (s2)
3 d ≤ s2 ≤ 14tp/180mm
48 ≤ 100 ≤ 280 mm atau 280 mm
Gambar 4.73 Detail angkur tangga
143
2. Sambungan Balok Bordes
Spesifikasi Baut ASTM A307
Diameter baut db = 19 mm
Luas penampang baut Ab = 2.84 cm2
Tegangan nominal baut Fn = 310 Mpa
= 3100 kg/cm2
(tabel J3.2, SNI BAJA 2015)
Tegangan leleh baut Fy = 2400 kg/cm2
Tegangan dasar baut Fa/σds = 1600 kg/cm2
Spesifikasi Pelat BJ-41
Tegangan leleh pelat σ1 = 2500 kg/cm2
Tegangan dasar pelat σp = 1667 kg/cm2
Tebal pelat s2 = 1.2 cm
Tebal profil s1 = 1.2 cm
Reaksi yang terjadi
V M3
Kgf Kgf-m
9241.40 3676.1
Kekuatan BautKekuatan Baut
Tegangan geser ijin τijin = 0.6 x σds
= 960 kg/cm2
Tegangan tarik ijin σta = 0.7 x σds
= 1120 kg/cm2
Kombinasi tegangan tarikσi = ≤ σb
dan tegangan geser
= 1641 kg/cm2
σi ≥ 1600 kg/cm2
maka, σi = 1600 kg/cm2
√(�^2+1.56 ^2 )
144
σi ≥ 1600 kg/cm2
maka, σi = 1600 kg/cm2
Tegangan tumpu ijin σtu = 1.2 x σ untuk e1 = 1.5 d
= 2000 kg/cm2
Gaya pikul geser tarik ijin Ng =
= 2721.9 kg
Gaya pikul tumpuan ijin Ntp = d x s2 x σ tp
= 4560 kg
Jadi, Ng < Ntp N = 2721.9 kg
�
4 . .
Kebutuhan Baut Akibat P
Jumlah baut n = P / N
= 3.40 buah ≈ 4.00 buah
Kebutuhan Baut Akibat M
direncanakan d1 = 300 mm
n = 8 baut d2 = 200 mm
d3 = 100 mm
d4 = mm
d5 = mm
T max = M.d1/Σ(dn2)
T max = 7877.35714 kg
τterjadi = 407.428 kg/cm2
σta terjadi = 1389.164 kg/cm2
σi terjadi = 1479.997 kg/cm2
< 1600 kg/cm2ok
T1
T2
Tndn
d1
145
Jarak Pemasangan Baut
Syarat :
Jarak tepi (s1)
1.25 d ≤ s1 ≤ 12tp
23.8 ≤ 100 ≤ 144 mm atau 72 mm
Jarak antar baut (s2)
3 d ≤ s2 ≤ 14tp/180mm
47.5 ≤ 100 ≤ 168 mm atau 168 mm
Gambar 4.74 Detail
4.3.8.3 Metode Slipforming
Pekerjaan pengecoran dinding struktur silo
umumnya menggunakan dua metode bekisting, yaitu slip
form dan jump form. Perbedaan kedua metode ini terletak
pada arah gerakannya. Slip form bergerak kearah vertikal
dan jump form bergerak kearah horisontal. Dalam Proyek
Akhir Terapan ini digunakan metode slip form dengan
pertimbangan bahwa metode bekisting slip form cukup
efektif dalam kecepatan waktu pekerjaan dan efisien
dalam penyiapan peralatan (equipment) perancah atau
biaya. Salah satu kelemahan menggunakan metode slip
form ialah kurang menyatunya penampang (yang dicor)
sebelum proses ektrusi tercapai (Nawy, 2008).
Langkah-langkah pengecoran Silo menggunakan
metode slipforming :
146
1. Perakitan jack stands
2. Persiapan base plate sebagai tumpuan dasar jack
3. Pemasangan horizontal connection straps dan tulangan
4. Pemasangan consoles, formwork, dan hydraulic jack
screws
5. Pengecoran
Gambar 4.75 Detail bagian Slipform
147
Gambar 4.76 Perakitan Jack stands
Gambar 4.77 Perakitan base slab dan pemasangan Jack
148
Gambar 4.78 Pemasangan Horizontal Connection Straps
Gambar 4.79 Pemasangan consoles
149
Gambar 4.80 Pemasangan Consoles
Gambar 4.81 Pemasangan hydraulic jackscrews
150
Gambar 4.82 Persiapan pelat dasar sebagai tempat tumpuan
scafolding
Gambar 4.83 Pemasangan scafolding dan hydraulic jack
Consoles Tulangan
Jack Stands Handrail
151
Gambar 4.84 Pemasangan ConHorizontal Connection Straps,
Tulangan
4.3.8.4 Pemasangan Cone
Berikut merupakan tahapan pemsangan cone.
1. Cone di pabrikasi diluar bangunan
2. Kemudian cone dimasukan melalui top of silo
menggunakan crane
3. Cone diletakkan pada tempat yang ditentukan
Berikut merupakan gambar ilustrasi pemasangan cone
152
(1)
(2)
153
(3)
(4)
154
(5)
(6)
155
(7)
Gambar 4.85 Tahapan pemasangan cone
156
“Halaman ini sengaja dikosongkan”
157
BAB 5 BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil analisis dan perhitungan pada
Bab sebelumnya, diperoleh kesimpulan sebagai berikut:
a. Digunakan beton prategang pada dinding silo dengan
jumlah strand paling banyak berjumlah 19 strand pada
elevasi +14.00 sampai +16.00
b. Penghilangan kolom digantikan dengan adanya skur
berukuran 80x60 cm2 yang bertumpu pada balok ring
berukuran 80x60 cm2 di elevasi +9.00
c. Penggunakan metode pelaksanaan slipforming
memerlukan waktu lebih singkat dan lebih mudah
untuk pengerjaan silo. Selanjutnya, cone yang telah
dipabrikasi di luar silo, di install menggunakan tower
crane dan diangkur pada balok radial di elevasi +12.00
5.2 Saran
Silo didesain menggunakan metode SRPMB
dengan koefisien modifikasi respon (R) = 1 yang
dimaksudkan agar bangunan silo bersifat elastis saat terjadi
gempa sehingga tidak rusak dan roboh. Dalam perencanaan
bangunan silo, perhatian lebih pada beban material sangat
diperlukan karena akan mempengaruhi kebutuhan struktural
bangunan.
158
“Halaman ini sengaja dikosongkan”
159
BAB 6 BAB VI
REVISI
6.1 Efek Temperatur Semen pada Dinding Silo
Gambar 6.1 Tegangan yang terjadi akibat efek temperatur
semen pada dinding prategang silo
Efek temperatur semen pada dinding prategang
silo menimbulkan tekan dan tarik yang lebih besar
dibandingkan dengan tidak ada temperatur.
160
Gambar 6.2 Tegangan yang terjadi pada dinding silo tanpa
adanya efek temperatur semen
6.2 Detail Opening dan Manhole
6.2.1 Detail Opening
Pemberian balok dan kolom diperlukan untuk
mengurangi kebutuhan tulangan tambahan dinding di
sekitar opening. Berikut perhitungan kebutuhan tulangan
balok dan kolom serta gambar detail yang disertakan pada
lampiran.
Tabel 6.1 Perhitungan Penulangan Balok Pintu
161
Beton : fc'= 40
Tulangan : fy = 240 (Plain <D13)
fy = 400 (Deform ≥ D13)
cover d' = 40
D25 D25
Jarak (mm)
D29 D29
Jarak (mm)
D29 D29
6 x D22 - 75 6 x D22 - 75
S MaX (d/2 atau 600) 1423,50 1423,50
Cek OK OK
Tul. Sengkang
As Perlu (mm2) Output
SAP24,69 24,59
Penulangan
As Pasang (mm2/m) 30,41 30,41
As Pasang (mm2) 6605 6605
Cek OK OK
Tul. Torsi
As Perlu (mm2) Output
SAP6156 6156
Penulangan 2x5 - 2x5 -
As Pasang (mm2) 19816 18495
21 25
Cek OK OK
Tul. Bawah
As Perlu (mm2) Output
SAP19183 18308
Penulangan 30 - 28 -
As Pasang (mm2) 9817 7363
52 80
Cek OK OK
Tul. Atas
As Perlu (mm2) Output
SAP8966 6236
Penulangan 20 - 15 -
b (mm) 1700 1700
h (mm) 1500 1500
BALOK PINTU 170 x 150
Mpa
Mpa
Mpa
mm
Potongan Tumpuan Lapangan
162
Tabel 6.2 Perhitungan Penulangan Kolom Opening
Beton : fc'= 40
Tulangan : fy = 240 (Plain <D13)
fy = 400 (Deform ≥ D13)
cover d' = 40
D25 D25
Jarak (mm)
D29 D29
Jarak (mm)
D29 D29
6 x D22 - 75 6 x D22 - 75
S MaX (d/2 atau 600) 1423,50 1423,50
Cek OK OK
Tul. Sengkang
As Perlu (mm2) Output
SAP24,69 24,59
Penulangan
As Pasang (mm2/m) 30,41 30,41
As Pasang (mm2) 6605 6605
Cek OK OK
Tul. Torsi
As Perlu (mm2) Output
SAP6156 6156
Penulangan 2x5 - 2x5 -
As Pasang (mm2) 19816 18495
21 25
Cek OK OK
Tul. Bawah
As Perlu (mm2) Output
SAP19183 18308
Penulangan 30 - 28 -
As Pasang (mm2) 9817 7363
52 80
Cek OK OK
Tul. Atas
As Perlu (mm2) Output
SAP8966 6236
Penulangan 20 - 15 -
b (mm) 1700 1700
h (mm) 1500 1500
BALOK PINTU 170 x 150
Mpa
Mpa
Mpa
mm
Potongan Tumpuan Lapangan
163
6.2.2 Detail Manhole
Momen yang cukup besar pada sekitar lubang
menyebabkan tulangan vertikal dan horisontal terpasang
tidak mampu memenuhi kebutuhan tulangan. Sehingga
diharuskan untuk memberi tulangan tambahan pada daerah
sekitar lubang. Berikut perhitungan tulangan tambahan pada
manhole.
Beton : fc'= 40 Mpa
Tulangan : fy = 240 Mpa (Plain <D13)
fy = 400 Mpa (Deform ≥D13)
cover = 40 mm
48
4 x 16 -100
Cek
7,563
31437
- D29
31705
OK
8,04
OK
Sengkang
As Perlu (mm2)
OutPut Sap
Penulangan
As Pasang (mm2)
As Perlu (mm2)
OutPut Sap
Penulangan
As Pasang (mm2)
Cek
b (mm)
h (mm)
Tul. Utama
KOLOM PINTU 100 x 100
1000
1000
164
Tabel 6.3 Perhitungan Tulangan Tambahan sekitar
Manhole
Dipasang tulangan tambahan sebanyak 8-D22 dengan
dua buah tulangan pada 4 sisi sekitar manhole.
6.3 Pemberian Gaya Prategang
Berdasarkan perhitungan kehilangan gaya prategang,
tendon pada dinding prategang silo dijacking pada sudut
180o (setengah lingkaran) dengan jacking F1 dan F2
sebesar 52,7%.
Gambar 6.3 Ilustrasi jacking tendon
Beton : fc'= 40 Mpa
Tulangan : fy = 240 Mpa (Plain < D13)
fy = 400 Mpa (Deform ≥ D13)
cover = 40 mm
= 350
Ast (mm2/mm) Output SAP
As Tambahan (mm2/mm)
As Tambahan (mm2/m)
8 x D22
Cek OK
t (mm)
5,19
2,5
2,69
Tulangan manhole
As Terpasang (mm2/mm)
2690
Penulangan
As Pasang (mm2) 3041,061689
F1 F2
165
DAFTAR PUSTAKA
Handbook of Concrete Engineering. Second Ed. 1985. U.S of
America: Van Nostrand Reinhold Company Inc.
Lin, T. Y. & Burn, Ned H. 1981. Design of Prestressed Concrete
Structures. Third Ed. Canada: John & Sons, Inc.
Lin, T. Y. & Burn, Ned H., 1993. Desain Struktur Beton
Prategang. Third Ed. Jakarta: Erlangga. Nawy, Edward G. 2000. Design of Prestressed Concrete
Structures Fundamental Approach. Third Ed. Prentice-Hall,
Inc.
Nawy, Edward G. 2001. Desain Beton Prategang – Suatu
Pendekatan Mendasar. Third Ed. Jakarta: Erlangga.
Nawy, Edward G. 2008. Construction Engineering Handbook.
Second Ed. London New York: Taylor & Francis Group.
Priestley, M. J. N. 1985. Analysis and Design of Circular
Prestressed Concrete Storage Tanks. New Zealand.
SNI 1726-2012. Tata Cara Desain Ketahanan Gempa untuk
Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung.
SNI 1727-2013. Beban Minimum untuk Perancangan Bangunan
Gedung dan Struktur Lain.
SNI 2729-2015. Spesifikasi untuk Bangunan Baja Gedung
Struktural.
SNI 2847-2013. Persyaratan Beton Struktural untuk
Bangunan Gedung.
SNI 7833-2012. Tata Cara Perancangan Beton Pracetak dan
Beton Prategang untuk Bangunan Gedung.
166
“Halaman ini sengaja dikosongkan”
167
BAB 7 LAMPIRAN
BIODATA PENULIS
Penulis memiliki nama lengkap
Norma Fatimah Naqiba, dilahirkan
di Tuban pada tanggal 30 April
1996. Penulis merupakan anak
pertama dari dua bersaudara. Penulis
telah menempuh pendidikan formal
di TK Muslimat NU 1 Tuban, SD
Islam Tuban, SMPN 1 Tuban, dan
SMA Darul ‘Ulum 2 Jombang.
Setelah lulus dari SMA Darul ‘Ulum
2 Jombang pada tahun 2013, Penulis
mengikuti ujian masuk Program D4
Teknik Sipil yang diselenggarakan
oleh ITS (Institut Teknologi
Sepuluh Nopember) Surabaya dan diterima di Jurusan D4 Teknik
Sipil FTSP - ITS tahun 2013 dan terdaftar dengan NRP
3113041070. Selama menempuh program studi Diploma IV
Teknik Sipil, penulis pernah aktif dalam beberapa kegiatan
jurusan maupun institut yang diselenggarakan oleh ITS.