modifikasi perancangan struktur yang baikdan efisien ... · tinggi antar lantai panjang tangga...

1

MODIFIKASI PERANCANGAN STRUKTUR KOMPOSIT BAJA DAN BETON PADA GEDUNG

RSUD KEPANJEN – MALANG Zainul arifin Nrp : 3107 100 619

LATAR BELAKANG

Berdasarkan PP No. 18 Tahun 2008, Kota Kepanjen ditetapkan sebagai ibukota Kabupaten Malang dengan Luas wilayah administasi 4.576 km² dan Dengan jumlah penduduk pada Tahun 2003 sebanyak 2,239 Juta jiwa serta Kepadatan Penduduk 511 Jiwa/Km². Maka Pemerintah Kab. Malang segera membenahi diri dalam banyak aspek yang menyangkut penyelenggaraan pemerintahan & pelayanan terhadap masyarakat. Dan salah satunya adalah penyelenggaraan pelayanan kesehatan kepada masyarakat. Guna menunjang aktivitas pelayanan kesehatan di Kota Kepanjen, maka diperlukan pembangunan Rumah Sakit Umum Daerah (RSUD) yang diharapkan dapat memberikan pelayanan kesehatan secara menyeluruh bagi segenap masyarakat Kabupaten malang yang khususnya masyarakat yang tinggal di sekitar Kota Kepanjen. Proyek pembangunan gedung RSUD Kepanjen berlokasi di Jalan Panggung No. 1 Kepanjen – Malang yang memiliki Ukuran Bangunan 18 m x 30 m (540 m2) adalah proyek milik Dinas Pemukiman, Kebersihan & Pertamanan Kabupaten Malang, merupakan gedung berlantai 2 yang direncanakan oleh Karya Nugraha Consultant. Perencanaan ulang diajukan karena struktur yang direncanakan sebelumnya masih menggunakan metode konvensional yaitu pelat dua arah dengan balok-balok penumpu. Pada tugas akhir ini bangunan gedung RSUD Kepanjen tersebut direncanakan ulang dengan menggunakan perencanaan struktur komposit di wilayah gempa menengah. Dengan memperhatikan kemungkinan penambahan kapasitas ruang pelayanan di kemudian hari, maka diperlukan juga modifikasi bangunan yang semula 2 lantai menjadi 10 lantai dengan ukuran bangunan hasil modifikasi 18 m x 30 m. Struktur komposit terbukti mampu memberikan kinerja yang lebih baik dibandingkan dengan struktur biasa menjadi makin populer dalam rekayasa struktur (Rinaldi dan Ruslailang, 2005).

Balok komposit merupakan campuran beton dengan baja profil, dimana pada beton bertulang gaya-gaya tarik yang dialami suatu elemen struktur dipikul oleh besi tulangan tapi pada beton komposit ini gaya-gaya tarik yang terjadi pada suatu elemen struktur di pikul oleh profil baja. Komposit balok baja dan pelat adalah suatu usaha dalam mendapatkan suatu konstruksi

yang baik dan efisien. Keistimewaan yang nyata dalam sistem adalah:

(1) Penghematan berat baja, (2) Penampang balok baja dapat lebih rendah, (3) Kekakuan lantai meningkat, (4) Panjang bentang untuk batang tertentu dapat

lebih besar, (5) Kapasitas pemikul beban meningkat. (Salmon,

1991). Pada tugas akhir ini penulis merencanakan

struktur komposit sehingga nantinya dapat diperoleh hasil yang efisien tanpa mengabaikan faktor keselamatan dan fungsi bangunan tersebut. Penulis menggunakan SNI 03-2847-2002 tentang tata cara perhitungan beton untuk bangunan gedung dan SNI 03-1726-2002 tentang tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk bangunan gedung, dan SNI-03-1729-2002 tentang tata cara perhitungan baja.

Kriteria Desain

Pokok-pokok pedoman atau syarat umum analisa dan desain bangunan yang terkena beban gempa sesuai dengan SNI 03-2847-2002 : 1. Mutu bahan

Kuat tekan beton (f’c) sesuai SNI 03-2847-2002 dilengkapi Ps. 23.2.4.1 tidak boleh kurang dari 20 Mpa, dan sesuai SNI 03-2487-2002 dilengkapi penjelasan Ps. 23.2.4.2 idealnya tidak boleh melebihi 30 Mpa. Untuk perencanaan gedung ini digunakan kuat tekan beton (f’c) sebesar 25 Mpa = 250 kg/cm2,+ Sedangkan untuk mutu baja (fy) digunakan 250 Mpa = 2500 kg/cm2 Data-data bondek: Pelat bordes menggunakan pelat bondek. Data-data perencanaan berdasarkan brosur PT.PLANTECH HOKAYU INDONESIA (PHI) – Steel. Dipakai pelat komposit bondek

dengan tebal pelat = 0,85 mm 2. Wilayah Gempa

Wilayah gempa untuk perancangan gedung ini berada pada wilayah gempa 4.

3. Jenis Tanah Setempat Menurut data tanah, tanah tergolong tanah sedang

4. Kategori Gedung Menurut SNI 03-1726-2002 tabel 1, gedung Rumah Sakit mempunyai faktor keutamaan I = 1,4

5. Konfigurasi Struktur gedung Tinggi gedung 10 lantai ini adalah 40 m, sehingga menurut SNI 03-1726-2002 Ps.4.2.2 analisa gempa yang digunakan yaitu analisis respons dinamik diatur SNI 03-1726-2002 Ps 7.1.1.

6. Sistem Struktur

2

Sesuai SNI 03-1726-2002 tabel 3 termasuk SRPMT dengan nilai R = 6 Nilai C = 0,31 didapat dari grafik Respon Spektrum Gempa Rencana di wilayah gempa 4 pada tanah sedang

7. Eksentrisitas Rencana (ed) Menentukan Eksentrisitas Rencana Bangunan (ed) Berdasarkan SNI 03-1726-2002 Ps. 5.4.3, bahwa antara pusat massa dan pusat rotasi lantai tingkat harus ditinjau suatu eksentrisitas rencana ed

8. Syarat Kekakuan Komponen Struktur (Syarat Pemodelan) Pengaruh akibat beban gempa juga harus diperhitungkan pada analisa struktur untuk distribusi beban, dan memperhitungkan Kinerja Batas Layan (Δs).

9. Waktu Getar Alami Fundamental(Ti) T dihitung dengan menggunakan rumus empiris dengan tinggi gedung 40 meter. Pada arah X Tx = Cc x (hn)3/4 = 0,0853 (40)3/4 = 1,36 detik Pada arah Y Ty = Cc x (hn)3/4 = 0,0853 (40)3/4 = 1,36 detik Untuk mencegah penggunaan struktur gedung yang terlalu fleksibel, nilai waktu getar alami fundamental (T) dari struktur gedung harus dibatasi dengan nilai ζ dari tabel 8 SNI 03-1726-2002 dan n adalah jumlah lantai gedung yang akan ditinjau, maka kontrol waktu getar alami fundamental (T) menjadi, T < ζ n Untuk WG 4 maka nilai ζ= 0,17 nilai n = 10

tingkat jadi, T = 1,36 detik < 0,17 x 10

T = 1,36 detik < 1,7 detik..(ok) Sehingga, berdasarkan waktu getar alami fundamental struktur gedung masih memenuhi batas kontrol waktu getar alami.

10. Batasan Penyimpangan Lateral

Simpangan antar lantai dihitung berdasarkan respons simpangan inelastis, maksimum, Δm, dihitung sebagai berikut: Δm = 0,7 R.Δs Dengan R adalah factor modifikasi respons Δs adalah respons statis simpangan elastic struktur yang terjadi dititik-titik kritis akibat beban gempa horisontal rencana. Simpangan elastic struktur dihitung menggunakan analisa dinamis. Batasan simpangan antar lantai Simpangan antar lantai yang dihitung berdasarkan persamaan diatas tidak boleh melebihi 2,5% dari

jarak lantai untuk struktur dengan waktu getar dasar lebih kecil daripada atau sama dengan 0,7 detik, sedangkan untuk struktur bangunan dengan waktu getar dasar lebih besar daripada 0,7 detik, simpangan antar lantai tidak boleh melebihi 2,0% dari jarak antar lantai, secara singkat batasan simpangan antar lantai dapat dituliskan: T < 0,7 detik, maka Δm < 2,5

100𝑥𝑥ℎ

T > 0,7 detik, maka Δm < 2,0100

𝑥𝑥ℎ Simpangan elastis struktur Berdasarkan SNI 03-1726-2002 Ps 8.1.2 simpangan antar tingkat yang dihitung dari simpangan struktru gedung tidak boleh melampaui 0,03

𝑅𝑅 dikalikan tinggi

antar tingkat atau dibatasi sebesar 30mm diambil nilai yang terkecil.

11. Pengaruh Arah Pembebanan Gempa Beban gempa yang bekerja pada struktur bangunan terjadi dalam arah sembarang (tidak terduga) baik dalam arah x dan y secara bolak-balik dan periodikal. Menurut SNI 03-1726-2002 ps 5.8.2. untuk mensimulisasikan arah pengaruh gempa rencana yang sembarang terhadap struktur gedung, pengaruh pembebanan gempa rencana dalam arah utama harus dianggap efektif 100% dan harus dianggap terjadi bersamaan dengan pengaruh pembebanan gempa yang arahnya tegak lurus dengan arah utama dengan efektifitas 30%. Gempa respons spektrum X :

100% efektifitas untuk arah X dan 30% efektifitas arah Y

Gempa respons spektrum Y : 100% efektifitas untuk arah Y dan 30% efektifitas arah X

3

METODOLOGI Bagan Alir Penyelesaian Tugas Akhir :

Gambar 1. Sistematika Metodologi Penulisan Tugas Akhir

DATA GEDUNG

• Data umum bangunan sebelum dimodifikasi 1. Nama Gedung : Gedung RSUD

Kepanjen Malang 2. Lokasi : Kabupaten Malang 3. Fungsi : Rumah sakit 4. Jumlah lantai : 2 lantai 5. Panjang bangunan : 30 m 6. Lebar bangunan : 18 m 7. Struktur gedung menggunakan beton

bertulang • Data umum bangunan setelah dimodifikasi

1. Nama Gedung : Gedung RSUD Kepanjen Malang

2. Lokasi : Kabupaten Malang 3. Fungsi : Rumah Sakit 4. Jumlah lantai : 10 lantai 5. Panjang bangunan : 30 m 6. Lebar bangunan : 18 m 7. Struktur gedung menggunakan komposit

baja dan beton

Hasil Perencanaan A. Struktur Sekunder

1. Tangga Tinggi antar lantai = 400 cm Tinggi bordes = 200 cm Panjang tangga = 360 cm Panjang bordes = 300 cm Lebar bordes = 153 cm Tebal Bordes = 10 cm Lebar injakan trap tangga = 30 cm Tinggi injakan trap tangga = 16,67 cm Tebal Plat trap tangga = 10 cm Mutu Beton (fc’) = 25 Mpa = 250 kg/cm2 Mutu Baja (fy) = 250 Mpa = 2500 kg/cm2

α = 29,05º Pelat bordes menggunakan pelat bondek. Data-data perencanaan berdasarkan brosur PT. PLANTECH HOKAYU INDONESIA (PHI) – Steel. Berdasarkan tabel perencanaan praktis untuk bentang tunggal tanpa penyangga dengan beban berguna = 300 kg/m2 didapatkan data-data sebagai berikut:

Dipakai pelat komposit bondek dengan tebal pelat = 0,85 mm

Bentang 1,5 m, tanpa penyangga Bentang menerus dengan tulangan negatif, tebal pelat

beton =10 cm, tulangan negatif = 0,26 cm2/m Direncanakan memakai tulangan dengan Ø = 8 mm

Dipasang tulangan Ø8 – 200 mm Balok Tangga digunakan profil WF 200.100.5,5.8 Balok Tumpuan Tangga profil WF 200.100.5,5.8

505

300

87

30303030303030303030360153

0103040506070809101112

14 15 16 17 18 19 20 21

A

22 23

30

600

8

02

24

30

13

Naik

140

140

5

8

8

285

Gambar 2 Denah Tangga

Mulai

Pengumpulan Data

Studi Literatur

Preliminary Desain dan Pembebanan

Perencanaan Struktur Sekunder

Pemodelan dan Analisa Struktur

Kontrol Desain

Penggambaran Hasil Perencanaan

Selesai

Perencanaan Pondasi

Ok

Not Ok

Perencanaan Sambungan

4

+4,00

±0,00

+2,00

200

200

30 3030 3030 3030 3030 30145

400

30

16.6716.6716.6716.6716.6716.6716.6716.6716.6716.6716.6716.67

16.6716.6716.6716.6716.6716.6716.67

16.6716.6716.6716.6716.6716.6716.6716.6716.6716.6716.6716.67

36030

29.05°

Gambar 3 Potongan tangga

2. Pelat Lantai Atap Berdasarkan tabel perencanaan praktis untuk bentang menerus dengan tulangan negatif dengan satu baris penyangga didapatkan data-data sebagai berikut : Bentang (span) = 3 m Tebal pelat beton = 10 cm Tulangan negatif = 0,69 cm2/m Dipasang tulangan negatif Ø 8 mm – 200 mm

100

Plat Bondek t 0,85Tulangan Ø8-200

Gambar 4 Potongan plat lantai atap

3. Pelat Lantai 1-9

Berdasarkan tabel perencanaan praktis untuk bentang menerus dengan tulangan negatif dengan satu baris penyangga didapatkan data-data sebagai berikut : Bentang (span) = 3 m Tebal pelat beton = 10 cm Tulangan negatif = 1,8 cm2/m

Dipasang tulangan negatif Ø 10 mm – 200 mm

100

Plat Bondek t 0,85Tulangan Ø10-200

Gambar 4 Potongan plat lt. 1-9

4. Perencanaan Balok Anak

26.00

3 4 5

B

C

D

A

6.00

6.00

6.00

18.00

6.00 6.00

Balok

Ana

k

Balok

Indu

k

Gambar 5 Denah Pembalokan Balok Anak

Menggunakan profil WF 300.150.6,5.9 dengan data sebagai berikut: BJ – 41 : fy = 2500 kg/cm2 fu = 4100 kg/cm2 f’c = 250 kg/cm2 Panjang balok span (span) L = 6000 mm = 6,00 m

5. Balok Lift AM =600AH = 565

BS=1

78,5

BH =

230

BM =

300

OP=110

BN=1

60

AN=215

AS=224A=25,5 A=25,5

BR=40

S=15

OP=110

BN=1

60AN=215

AS=224A=25,5A=25,5

Balok Penggantung Balok Penumpu

Gambar 6 Denah Lift

Balok Penggantung Lift Digunakan profil WF 350.175.7.11 BJ-41 : fy = 2500 kg/cm2 fu = 4100 kg/cm2 Balok Penumpu Lift Digunakan Profil WF 400.200.8.13 BJ-41 : fy = 2500 kg/cm2 fu = 4100 kg/cm2

5

B. Struktur Utama - Mutu baja : Bj 41- Mutu beton (fc') : 25 Mpa- Tinggi tipikal lantai : 4 m- Tebal pelat lantai 1-9 : 10 cm- Tebal pelat lantai atap : 10 cm- Profil balok induk : WF 500x200x10x15- Profil balok anak : WF 300x150x6,5x9- Profil kolom lantai 1-4 : KC600x200x11x17- Profil kolom lantai 5-7 : KC500x200x10x15- Profil kolom lantai 8-10 : KC 450x200x9x14- Wilayah gempa : WG4- Kategori tanah : Tanah sedang- Faktor keutamaan (I) : 1,4 Pembebanan gempa secara dinamis menggunakan bantuan program SAP 2000 dengan analisa dinamis respons spektrum. Sebelumnya dilakukan permodelan 3D struktur terlebih dahulu, bentuk pemodelan sebagai berikut :

Gambar 7Permodelan Struktur

Kontrol waktu getar alami fundamental (T) T dihitung dengan menggunakan rumus empiris Method A dari UBC 1997 section 1630.2.2 dengan tinggi gedung 40 meter. Pada arah X T1x = Ct x (hn)3/4 = 0,0853 (40)3/4 = 1,36 detik Pada arah Y T1y = Ct x (hn)3/4 = 0,0853 (40)3/4 = 1,36 detik Untuk mencegah penggunaan struktur gedung yang terlalu fleksibel, nilai waktu getar alami fundamental (T)

dari struktur gedung harus dibatasi dengan nilai ζ dari tabel 8 SNI 03-1726-2002 dan n adalah jumlah lantai gedung yang akan ditinjau, maka kontrol waktu getar alami fundamental (T) menjadi, T < ζ n Untuk WG 4 maka nilai ζ= 0,17 nilai n = 10 tingkat jadi, T = 1,36 detik < 0,17 x 10 T = 1,36 detik < 1,7 detik.........(ok) Sehingga, berdasarkan waktu getar alami fundamental struktur gedung masih memenuhi batas kontrol waktu getar alami. Kontrol Gaya Geser Dasar (Base shear) Nilai akhir respons dinamik struktur gedung terhadap pembebanan gempa nominal akibat gempa rencana dalam suatu arah tertentu, tidak boleh diambil kurang 80% nilai respons ragam yang pertama, sesuai SNI 03-1726-2002 Ps. 7.1.3 dengan nilai waktu getar alami fundamental (T) perkiraan awal dengan rumus empiris sebagai berikut; T= 1,36 detik dari gambar diagram 5.3 didapat nilai C = 0,31 (kondisi tanah sedang) nilai berat total bangunan Wt = 7.455.910,44 kg Untuk arah x/y V1 = 𝐶𝐶𝑥𝑥 .𝐼𝐼

𝑅𝑅𝑊𝑊𝑡𝑡 = 0,31 𝑥𝑥 1,4

6 x 7.455.910,44 kg = 559.193,28

kg Setelah dilakukan analisa struktur dengan asumsi-asumsi yang telah dijelaskan diatas, maka didapatkan output untuk nilai gaya geser dasar (base shear) sebagai berikut: Vtx = 485.780,89 kg Vty = 474.811,71 kg Maka untuk arah x, Vtx > 0,8.V1x 485.780,89 kg > 0,8 x 559.193,28 kg............(Ok) 485.780,89 kg > 447.354,62 kg......................(Ok) Maka untuk arah y, Vty > 0,8.Vys 474.811,71 kg > 447.354,62 kg ......................(Ok) Kontrol Partisipasi Massa Sesuai dengan SNI 03-1726-2002 Ps 7.2.1 jumlah ragam vibrasi (jumlah mode shape) yang ditinjau dalam penjumlahan respons ragam harus sedemikian rupa sehingga partisipasi massa (modal participating mass ratio) dalam menghasilkan respons total harus mencapai sekurang-kurangnya 90%.

6

TABLE: Modal Participating Mass RatiosMode Period UX UY UZ SumUX SumUY SumUZ

1 2,29031 2,55E-06 7,57E-01 2,14E-09 2,5E-06 0,75700 2,14E-092 2,00804 7,61E-01 3,33E-06 1,37E-09 0,76100 0,75700 3,51E-093 1,77809 2,05E-05 9,72E-04 1,01E-11 0,76100 0,75800 3,52E-094 1,52429 2,28E-05 1,10E-01 3,65E-09 0,76100 0,86800 7,16E-095 1,32693 1,09E-01 2,38E-05 1,38E-08 0,87000 0,86800 2,09E-086 1,14738 4,66E-06 3,77E-04 5,84E-09 0,87000 0,86800 2,68E-087 0,99116 1,19E-04 4,70E-02 4,40E-09 0,87000 0,91500 3,12E-088 0,87038 4,60E-02 1,19E-04 1,61E-08 0,91700 0,91500 4,72E-089 0,75169 5,53E-06 2,54E-04 4,36E-08 0,91700 0,91500 9,09E-0810 0,66172 2,15E-04 3,00E-02 8,56E-05 0,91700 0,94500 8,57E-05

Dari tabel diatas didapatkan bahwa dalam penjumlahan respons ragam menghasilkan respons total mencapai 91,x% untuk arah X dan 94,5% untuk arah Y. Dengan demikian ketentuan menurut SNI 03-1726-2002 Ps 7.2.1 dapat dipenuhi. Metode Penjumlahan Respons Ragam Menurut SNI 03-1726-2002 Ps 7.2.2 untuk struktur gedung tidak beraturan yang memiliki waktu getar alami yang berdekatan yaitu apabila selisih nilainya kurang dari 15%, harus dilakukan dengan metoda Kombinasi Kuadratik Lengkap (CQC). Untuk struktur gedung yang memiliki waktu getar alami yang berjauhan, penjumlahan respons ragam dapat dilakukan dengan metoda Akar Jumlah Kuadrat (SRSS).

Tabel Selisih Periode Antar Mode yang Berdekatan Mode Selisih %

1 2,29030,28227 12,32457

2 2,00800,3900 19,4196

3 1,61810,8938 55,2380

4 0,72430,0974 13,4420

5 0,62690,0796 12,6895

6 0,54740,0662 12,0963

7 0,48120,0708 14,7110

8 0,41040,0487 11,8637

9 0,36170,0445 12,3060

10 0,3172

Karena selisih waktu getar alami dominan kurang dari 15% maka metoda penjumlahan ragam respons menggunakan metoda CQC. Simpangan Antar Lantai Simpangan antar lantai dihitung berdasarkan respons simpangan inelastis, maksimum, Δm, dihitung sebagai berikut:

Δm = 0,7 R.Δs Dengan R adalah factor modifikasi respons (tabel 12.2-1) Δs adalah respons statis simpangan elastic struktur yang terjadi dititik-titik kritis akibat beban gempa horisontal rencana. Simpangan elastic struktur dihitung menggunakan analisa dinamis. Batasan simpangan antar lantai Simpangan antar lantai yang dihitung berdasarkan persamaan diatas tidak boleh melebihi 2,5% dari jarak lantai untuk struktur dengan waktu getar dasar lebih kecil daripada atau sama dengan 0,7 detik, sedangkan untuk struktur bangunan dengan waktu getar dasar lebih besar daripada 0,7 detik, simpangan antar lantai tidak boleh melebihi 2,0% dari jarak antar lantai, secara singkat batasan simpangan antar lantai dapat dituliskan: T < 0,7 detik, maka Δm < 2,5

100𝑥𝑥ℎ

T > 0,7 detik, maka Δm < 2,0100

𝑥𝑥ℎ Berdasarkan SNI 03-1726-2002 Ps 8.1.2 simpangan antar tingkat yang dihitung dari simpangan struktur gedung tidak boleh melampaui 0,03

𝑅𝑅 dikalikan tinggi

antar tingkat atau dibatasi sebesar 30mm diambil nilai yang terkecil.Nilai R didapatkan sebesar 6 sehingga batasan simpangan elastis struktur gedung didapat : Untuk h = 4 m : Δs = 0,03

𝑅𝑅 . hi = 0,03

6 x 4.000 = 20 mm

Nilai simpangan struktur gedung didapat dari hasil running SAP 2000 dengan memilih satu titik pada setiap gedung yang direncanakan. Sedangkan nilai simpangan antar tingkat diambil dari selisih nilai simpangan antar gedung yang terjadi. Nilai simpangan gedung yang terjadi dapat dilihat pada tabel :

Tabel Simpangan Lantai ∆x (cm) ∆y (cm)

10 13,341 14,2299 12,771 13,5908 11,909 12,6477 10,745 11,3876 9,360 9,8925 7,765 8,1784 5,983 6,2763 4,145 4,3242 2,324 2,4101 0,769 0,791

Setelah didapat nilai simpangan gedung, ditinjau nilai Δs (batas layan) antar tingkat arah X dan arah Y dapat diperoleh pada tabel berikut :

7

Arah X Tabel Analisa Δs akibat gempa arah x

Lantai drift Δs drift Δs Syarat tiap tingkat antar tingkat Drift

(m) (cm) (cm) (cm)10 40 13,34070 0,90100 2 ok9 36 12,77140 1,89310 2 ok8 32 11,90860 1,80140 2 ok7 28 10,74510 1,69720 2 ok6 24 9,36020 1,88750 2 ok5 20 7,76480 1,75790 2 ok4 16 5,98310 1,70670 2 ok3 12 4,14510 1,64790 2 ok2 8 2,32440 1,80330 2 ok1 4 0,76850 0,67620 2 ok

hxKeterangan

Ke

Arah Y

Tabel Analisa Δs akibat gempa arah y Lantai drift Δs drift Δs Syarat

tiap tingkat antar tingkat Drift(m) (cm) (cm) (cm)

10 40 14,22940 0,63900 2 ok9 36 13,59040 0,94300 2 ok8 32 12,64740 1,26020 2 ok7 28 11,38720 1,49560 2 ok6 24 9,89160 1,71380 2 ok5 20 8,17780 1,90210 2 ok4 16 6,27570 1,95130 2 ok3 12 4,32440 1,91420 2 ok2 8 2,41020 1,61930 2 ok1 4 0,79090 0,79090 2 ok

hyKeterangan

Ke

Dari tabel tersebut dapat dilihat nilai simpangan antar tingkat dalam arah X maupun arah Y tidak ada yang melebihi syarat batas yang telah ditentukan. Simpangan Antar Lantai Maksimum Sesuai SNI 1729 Ps 15.4.1 simpangan antar lantai dihitung berdasarkan respons simpangan inelastis maksimum, Δm (batas layan ultimate), dihitung sebagai berikut: Δm = 0,7 R.Δs Dengan batasan simpangan antar lantai: Waktu getar dasar yang terjadi T = 1,36 detik T > 0,7 detik, maka Δm < 2

100. ℎ

Δm < 2,0100

. 4.000 = 80 mm

Nilai simpangan antar tingkat dapat diperoleh pada tabel berikut: Arah X

Tabel Analisa Δm akibat gempa arah x Lantai drift Δs drift ΔM Syarat

antar tingkat antar tingkat Drift ΔM(m) (cm) (cm) (cm)


hxKeterangan

Ke

Arah Y

Tabel Analisa Δm akibat gempa arah y Lantai drift Δs drift ΔM Syarat

antar tingkat antar tingkat Drift ΔM(m) (cm) (cm) (cm)


hyKeterangan

Ke

Dari tabel tersebut dapat dilihat nilai simpangan Δm antar tingkat dalam arah X maupun arah Y tidak ada yang melebihi syarat batas yang telah ditentukan.

1. Perencanaan Balok Induk Balok induk direncanakan dengan profil WF 500x200x10x16. Penghubung geser yang dipakai adalah tipe stud dengan :ds = 16 mm Asc = 201,06 mm2 fu = 410 Mpa Setiap gelombang deck dipasang 1 stud dipasang sejarak 29 cm sebanyak 22 buah.

2. Kolom Komposit Kolom komposit menggunakan profil

KC 600.200.11.17 (digunakan pada lantai 1,2,3 dan 4 BJ – 41 : fy = 2500 kg/cm2 fu = 4100 kg/cm2 Beton : fc’ = 25 Mpa = 250 kg/cm2

8

800

800

KC 600.200.11.17

TulanganLongitudinal 4Ø16

Tulangan GeserØ8-300

Selimut Beton 4cm

Cor Beton

Gambar 8 Detail Kolom Komposit Lantai 1-4

700

700

KC 500.200.10.16



Selimut Beton 4cm

Cor Beton


650

650

KC 450.200.9.14



Selimut Beton 4cm

Cor Beton


C. SAMBUNGAN 1. Sambungan Balok-Kolom

1 2 3 4 5 6

Gambar 11 Sambungan Balok – Kolom yang direncanakan

Sambungan antara balok induk (B-5) dengan kolom direncanakan dengan menggunakan baut (rigid connection). Berdasarkan LRFD Pasal 15.9.2.1 tentang persyaratan untuk sambungan balok ke kolom disebutkan bahwa sambungan kaku yang merupakan bagian dari sistem pemikul beban gempa harus mempunyai kuat lentur perlu Mu yang besarnya paling tidak sama dengan yang terkecil dari :

a) 1,1.Ry.Mp balok atau gelagar, atau b) Momen terbesar yang dapat disalurkan oleh sistem

rangka pada titik tersebut. Mp = Zx. fy = 2096 . 2500 = 5240000 kgcm Mu = 1,1.1,5. Mp = 1,1.1,5. 5240000 = 8646000 kgcm

Untuk sambungan kaku, gaya geser terfaktor Vu pada sambungan balok ke kolom harus ditetapkan berdasarkan kombinasi pembebanan 1,2 D + 0,5 L ditambah gaya geser yang berasal dari Mu seperti yang ditentukan pada butir 15.9.2.1(a). Vu = 25647,11kg (kombinasi 1,2 D + 0,5 L)

Momen lentur rencana sambungan berdasarkan kemampuan balok. Elemen – elemen sambungan : • Balok melintang menggunakan profil WF

500.200.10.16

9

• Kolom menggunakan profil K 450.200.9.14 Gaya geser terfaktor V pada sambungan

kaku harus diambil berdasarkan kombinasi pembebanan 1,2D + 0,5L ditambah gaya geser yang berasal dari Mu diatas (LRFD ps 15.9.2.2), sehingga besarnya :

Vutambah = 600

86460008646000+= 28820 Kg

Vutotal = 25647,11 Kg + 28820 Kg = 54 467,11 Kg

65

170

65

300

3570

70

7035

280

70

70

70

70

280 Balok Induk WF 500.200.10.16

Potongan WF 500.200.10.16

Balok T 456.302.18.34

Baut Ø34mm

Baut Ø31mm

Dobel Siku 80x80x8

Plat Rib

Baut Ø22mm

Plat Beton

100

500

350

850

Shear ConnectorPlat Combidex50 100 50

200

Gambar 7.2 Sambungan Balok – Kolom A. Sambungan geser pada badan balok

• Pada bidang geser baut tidak ada ulir (r1 = 0,5) • Mutu profil BJ41 (fu = 4100 Kg/cm2) • Baut tipe A325 ; mutu 825 MPa

∅ = 7/8“ = 22,22 mm fub = 8250 kg/cm2 Ag = 3,87 cm2

• Direncanakan memakai : pelat siku 80x80x8

n = 4 buah baut B. Sambungan geser pada sayap kolom

• Pada bidang geser baut tidak ada ulir (r1 = 0,5) • Mutu profil BJ41 (fu = 4100 Kg/cm2) • Baut tipe A325, mutu 825 MPa

∅ = 7/8“ = 22,22 mm fub = 8250 kg/cm2 Ag = 3,87 cm2

Dipasang pada setiap sisi 3 buah baut

C. Kontrol siku penyambung fu = 4100 Kg/cm2. Ølubang = 22,22 mm + 1,5 mm (lubang dibuat dengan bor)

= 23,72 mm Anv = Lnv.t = (L – n. Ølubang).t = (28 – 4.2,37).0,8 = 14,82 cm2 φPn = φ(0,6.fu.Anv) = 0,75.0,6.4100 Kg/cm2. 14,82 cm2 = 27335,52 Kg

Karena ada 2 siku, maka ; 2 φPn > Vu 2 . 27335,52 > 54467,11 kg 54671,04 kg > 54467,11 kg ......OK

D. Sambungan pada sayap profil T dengan sayap kolom

Direncanakan : Baut Ø 5/4“ = 31,75 mm (fu = 8250 kg/cm2) Ab = 7,91 cm2 Menggunakan Profil T 456.302.18.34

E. Sambungan pada badan profil T dengan sayap balok Kontrol Kekuatan Baut

• Pada bidang geser baut tidak ada ulir (r1 = 0,5) • Direncanakan : Baut Ø 11/8“ = 34,93 mm (fu =

8250 kg/cm2) Ab = 9,58 cm2

Kuat Geser (φRn) = 0,75. r1. fu. Abaut. m = 0,75 x 0,5 x 8250 x 9,58 x 1 = 29622,9 kg (menentukan) Kuat Tumpu (φRn) = 0,75. 2,4. db. tp. fu (tebal pelat terkecil dipakai tp = 11 mm) = 0,75 x 2,4 x 3,49 x 1,1 x 5100 = 35267,27 kg

Jumlah baut yang diperlukan :

n = φRn2T

= 29622,9

82,085852× = 3,4 ~ sehingga

dipasang 4 buah baut pada 2 sisi, sehingga pada 1 sisi menjadi 2 baut.

10

Sambungan Kolom – Kolom

Plat t = 12mmBaut Ø22 mm

Baut Ø22mmPlat t= 12mm

100

50

50

100

100

100

100

100

5050

100

100

1000

Baut Ø22mmBaut Ø22mm

Plat t=12mmPlat t=12mm

VIew A

50 100 50200

100

100

100

5050

100

100

1000

A

A

Baut Ø22mm

Baut Ø22mm

Plat t=12mmPlat t=12mm

VIew A

50 100 50200

100

50

100

100

50

Gambar 12 Detail sambungan kolom – kolom Pada Sayap Kolom

Dipakai tebal pelat penyambung 12 mm • Mutu profil BJ41 (fu = 4100 Kg/cm2) • Baut tipe A325, mutu 825 Mpa

∅ 7/8“ = 22,22 mm fub = 8250 kg/cm2 Ag = 3,88 cm2

Pada badan Kolom • Mutu profil BJ41 (fu = 4100 Kg/cm2) • Baut tipe A325, mutu 825 MPa

∅ 7/8“ = 22,22 mm fub = 8250 kg/cm2 Ag = 3,88 cm2

3. Sambungan Kolom dengan Base Plate

Direncanakan B = 85 cm H = 85 cm f’c = 25 MPa fy = 250 MPa Vu = 21527,58 kg e = 𝑀𝑀𝑀𝑀𝑥𝑥

𝑃𝑃𝑀𝑀 = 12.908320 ,23

466528 ,1 = 27,46 cm > 1/6.H

= 13,33 cm eksentrisitas besar

d = 60 cm direncanakan diameter baut : Ø31,75 mm h’ > we + c1 we = jarak baut ke tepi = 1,75.db

= 1,75.2,86 = 5,6 cm, dipakai 6,5 cm c1 = jarak minimum untuk kunci = 27/16.db= 5,36 cm, dipakai 6 cm h' > 6,5 + 6 = 12,5 cm h = H – 0,5h’ = 85 – 0,5. 12,5 = 78,75 cm dimensi beton : panjang = 90 cm lebar = 90 cm

fcu = 0,85. f'c. �𝐴𝐴2𝐴𝐴1

= 0,85. 250. �(90𝑥𝑥90)(85𝑥𝑥85)

= 225

kg/cm2

Vu

Mu

Tu ah

h' d h'H

Kolom

Gambar 7.10 Desain Base Plate

a = ( )

Bfcu'c2MuH2hPuhh 2

××+−

−−ϕ

= ( )852256,0

1290832028575,782 466528,175,7875,78 2

×××+−×

−−

a = 47,06 cm Tu = (0,6. f'cu. B. a) - Pu = (0,6. ,225. 90. 47,06) – 466528,1 = 105264,88 kg

t > 2,108 �𝑇𝑇𝑀𝑀 .(ℎ′ −𝑤𝑤𝑤𝑤 )𝑓𝑓𝑓𝑓 .𝐵𝐵

;

> 2,108 �105264 ,88 (10−5)2500. 80

> 3,63 cm

11

Maka base plate dengan ukuran 85 x 85 cm dengan tp = 3,8 cm dapat digunakan sebagai alas kolom KC600.200.11.27

600 65 2560012525850900

60

182.5

60

182.5

182.5

182.5

60

Base Plate t=38 mmAngker Ø31,8mm

18mm

KC 600.200.11.17

Gambar 14 Detail Base Plate

60

70

KC 600.200.11.17

Selubung Beton

Base Plate t = 30mm

Angker Ø 31,8-750 mm

KC 600.200.11.17

Selubung Beton

Base Plate t = 38mm

12060

50

Gambar 15 Detail Base Plate

Data Tiang Pancang Kekuatan dan Dimensi Tiang

- Dipakai tiang pancang beton pratekan (Prestressed Concrete Pile) dengan bentuk penampang bulat berongga (Round Hollow).

- Mutu beton tiang pancang K-600 (concrete cube compressive strength is 600 kg/cm2 at 28 days).

- Tiang pancang yang direncanakan adalah menggunakan alternatif jenis tiang dengan spesifikasi WIKA Pile sebagai berikut : • Diameter : 400 mm • Tebal : 75 mm • Type : A3 • Luas : 766 cm2 • Allowable axial : 117,60 ton • Momen Crack : 6,5 ton

6012060

120

360

240

40

120

60

60

Gambar 16 Susunan Tiang Pada poer

Data perancangan poer : Dimensi poer (B x L) = 240 x 360 cm Dimensi kolom = 800 × 800 mm ∑ tiang pancang group = 6 buah Diameter tulangan = 25 mm Selimut beton = 50 mm Tebal poer = 70 cm Tinggi effektif balok poer : dx = 700 – 50 – (½ × 25) = 637,5 mm dy = 700 – 50 – 25 – (½ × 25) = 612,5 mm f’c = 25 Mpa = 250 Kg/cm2

12

1 2 3 4 5 6

C

B

A

D

6.00

6.00

6.00

18.0

0

6.00 6.00 6.00 6.00 6.00

30.00

240

360

60 60120

6060

120

120

PANCANG Ø40cm-800cm

Gambar 17 Denah Pondasi

360

240

Ø25-200

Ø19-200

Ø25

-120

Ø19

-120

240

70

Ø19-120

360

70

Skala 1 : 50

DENAH PENULANGAN POER

Skala 1 : 50

POTONGAN A-A

Skala 1 : 50

POTONGAN B-B

B03

A02 Ø25-120

Ø19-200

Ø25-200

Gambar 18 Penulangan Poer

1 2 3 4 5 6

C

B

A

D

6.00

6.00

6.00

18.0

0

6.00 6.00 6.00 6.00 6.00

30.00

POER240X360

SLOOF35X50

Gambar 19 Denah Sloof

350

500

6Ø22

Ø10-200

Gambar 20 Penulangan Sloof

modifikasi perancangan struktur yang baikdan efisien ... · tinggi antar lantai panjang tangga...

Documents