re design gedung
Post on 16-Oct-2015
121 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
-
Re-DESIGN GEDUNG ASRAMA KALIMANTAN RUHUI RAHAYU TIPE C
TUGAS AKHIR
Diajukan sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana S1 Pada Jurusan Teknik Sipil
oleh :
Nama : Zuhriyadi No. Mhs. : 99 511 258
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN
UNIVERSITAS ISLAM INDONESIA YOGYAKARTA
2008
-
KATA PENGANTAR
Assalamualaikum Wr.Wb.,
Alhamdulillah, dengan memanjatkan puji syukur kehadirat ALLAH SWT
karena berkat rahmat dan hidayah-Nya lah sehingga Laporan Tugas Akhir ini dapat
diselesaikan. Sholawat dan salam senantiasa kita limpahkan kepada junjungan kita
Nabi Muhammad SAW, beserta keluarga, para sahabat, dan pengikutnya sampai
akhir zaman.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa Laporan Tugas Akhir ini masih
memiliki kelemahan dan kekurangan. Untuk itu penulis mengharapkan saran dan
kritik yang membangun agar menjadi lebih baik.
Selama dalam pelaksanaan pembuatan laporan tugas akhir ini, penulis telah
mendapat bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak sehingga penulis merasa perlu
untuk memberikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Bapak Dr Ir. Ruzardi, MS., selaku Dekan Fakultas Teknik Sipil dan
Perencanaan.
2. Bapak Ir. Faisol, MS., selaku ketua Jurusan Teknik Sipil.
3. Bapak Ir. Suharyatmo, MT., selaku dosen pembimbing.
4. Orang Tua dan seluruh keluarga yang telah memberikan doa restu dan
dukungan.
5. Teman-teman yang selalu membantu, mendoakan dan memberikan
dukungan kepada kami.
-
6. Serta berbagai pihak yang tidak mungkin penulis sebutkan satu persatu.
Semoga Laporan Tugas Akhir ini dapat memberikan manfaat. Amien.
Wassalamualaikum Wr.Wb
Yogyakarta, Oktober 2008
Zuhriyadi
-
HALAMAN PERSEMBAHAN
Alhamdulillahi Rabbilalamin,
Segala puji hanyalah milik Allah swt, atas segala limpahan kasih sayang-Nya yang
tiada henti. Shalawat serta salam semoga senantiasa tercurah kepada Nabi
Muhammad SAW, keluarga, sahabat serta orang-orang yang istiqomah meniti jalan
petunjuk-Nya.
Kupersembahkan karya ini kepada semua yang telah menghiasi dan memberi arti
dalam kehidupanku.
Terima kasih untuk segala cinta, perhatian, doa dan dukungannya.
Kedua orang tuaku Sudirman dan Rokibah
Atas doa, pengorbanan dan kasih sayang abadi
yang tak terbalas oleh apapun.
Kakakku Susroyani dan Haris serta Adikku Urik.
Serta keponakanku Haidar
Atas segala dukungan, perhatian, nasehat, semangat dan doanya
Sohib-sohibku, Erick, Wahyu dan Si Ben.
Atas kebersamaan yang kita rasakan dan terimakasih buangeeet atas semua yang
kalian lakukan.
Serta Tyas Anggraini yang tersayang
Atas segala dukungan, perhatian, nasehat, semangat dan doanya
Semua pihak yang belum disebutkan yang berjasa dalam penyusunan karya ini.
-
MOTTO
Sungguh bersama kesukaran pasti ada kemudahan. Dan bersama kesukaran
pasti ada kemudahan
(Asy Syarh 5 - 6)
Dan Kami ( Allah SWT ) pasti menguji kamu sekalian dengan sedikit rasa
takut, lapar, berkurangnya harta atau keluarga dan buah-buahan.
Sampaikanlah kabar gembira kepada mereka yang sabar menghadapinya
(Al Baqarah 155)
Apakah manusia mengira bahwa mereka dibiarkan mengatakan, Kami telah
beriman dan mereka belum pernah diuji. Sungguh Kami ( Allah SWT ) telah
menguji orang-orang sebelum mereka agar Allah mengetahui siapa yang
benar-benar beriman dan siapa yang berdusta
(Al Ankabut 2 - 3)
-
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL i
LEMBAR PENGESAHAN ii
KATA PENGANTAR iii
LEMBAR PERSEMBAHAN v
MOTTO vi
DAFTAR ISI vii
DAFTAR TABEL viii
DAFTAR GAMBAR xi
DAFTAR NOTASI xiv
ABSTRAKSI xxvi
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang 1
1.2 Maksud dan Tujuan 2
1.3 Batasan Perencanaan 2
1.4 Lokasi Proyek 4
1.5 Metode Perencanaan 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pendahuluan 6
2.2 Struktur Bawah 7
2.2.1 Pondasi 7
2.3 Struktur Atas 8
2.3.1 Atap 8
2.3.2 Pelat 8
2.3.2.1 Pelat Satu Arah 9
2.3.2.2 Pelat Dua Arah 9
-
2.3.3 Kolom 10
2.3.4 Balok 10
2.4 Pembebanan 11
2.4.1 Macam-macam Pembebanan 11
2.4.2 Kombinasi Pembebanan 13
2.4.3 Faktor Reduksi Kekuatan 15
2.5 Dasar-dasar Perencanaan 16
BAB III LANDASAN TEORI
3.1 Perencanaan Pelat Dua Arah 17
3.1.1 Menentukan Tebal Minimum Pelat (h) 17
3.1.2 Menentukan Momen Lentur Pelat Yang Terjadi 18
3.1.3 Menentukan Tinggi Manfaat (d) Arah x dan y 19
3.1.4 Menentukan Luas Tulangan (As) Arah x dan y 19
3.1.5 Kontrol Kapasitas Lentur Pelat Yang Terjadi 20
3.2 Perencanaan Balok 21
3.2.1 Perencanaan Balok Penampang Persegi Menahan Lentur
Dengan Tulangan Sebelah 23
3.2.2 Perencanaan Balok Penampang Persegi Menahan Lentur
Dengan Tulangan Rangkap 24
3.2.3 Perencanaan Geser Balok 27
3.2.4 Perencanaan Geser dan Torsi Balok 29
3.3 Perencanaan Kolom 33
3.3.1 Perencanaan Kolom Pendek 33
3.3.2 Perencanaan Kolom Panjang 36
3.4 Perencanaan Beban Gempa 42
3.4.1 Perencanaan Struktur Portal dengan Daktilitas Penuh 42
3.4.2 Waktu Getar Struktur 42
3.4.3 Koefisien Gempa Dasar (C) 43
-
3.4.4 Keutamaan Gedung (I) 43
3.4.5 Faktor Jenis Bangunan (K) 43
3.5 Perencanaan Balok dan Kolom Portal 43
3.5.1 Perencanaan Balok Portal Terhadap Beban Lentur 43
3.5.2 Perencanaan Balok Portal Terhadap Beban Geser 45
3.5.3 Perencanaan Kolom Portal Terhadap Beban Lentur dan
Aksial 45
3.5.4 Perencanaan Kolom Portal Terhadap Beban Geser 47
3.5.5 Perencanaan Panel Pertemuan Balok dan Kolom 48
3.6 Pondasi 53
3.6.1 Perencanaan Dimensi Penampang Pondasi 53
3.6.2 Perencanaan Geser Pondasi 57
3.6.2.1 Geser Satu Arah 57
3.6.2.2 Geser Dua Arah/Pons 58
3.6.3 Perencanaan Tulangan Lentur Pondasi 59
3.7 Perencanaan Tangga 61
3.7.1 Perencanaan Dimensi Tangga 61
3.7.2 Perencanaan Tulangan Tangga 63
BAB IV ANALISIS DAN PERHITUNGAN
4.1 Gambar Perencanaan Gedung Asrama 64
4.1.1 Denah Gedung Asrama 64
4.2 Perencanaan Pelat Lantai dan Pelat Atap 69
4.2.1 Perencanaan Pelat Lantai 69
4.2.1.1 Pembebanan Pelat Lantai 70
4.2.1.2 Perhitungan Tulangan Pelat Lantai 71
4.2.2 Perencanaan Pelat Atap (dak) 78
4.2.2.1 Pembebanan Pelat Atap 78
4.2.2.2 Perhitungan Tulangan Pelat Atap 79
-
4.3 Perhitungan Gaya Geser Dasar Horizontal Total Akibat Gempa 85
4.3.1 Berat Total Bangunan 86
4.3.2 Waktu Getar Bangunan 90
4.3.3 Koefisien Getar Bangunan 90
4.3.4 Faktor Keutamaan I dan Faktor Jenis Struktur K 90
4.3.5 Gaya Geser Horizontal Akibat Gempa 91
4.3.6 Distribusi Gaya Horizontal Total Akibat Gempa
Kesepanjang Tinggi Gedung 91
4.4 Desain Balok 93
4.4.1 Desain Tulangan Lentur Balok 93
4.4.1.1 Desain Balok Ukuran 250/450 93
4.4.1.2 Perencanaan Tulangan Geser Balok 99
4.4.1.3 Desain Balok Ukuran 350/700 101
4.4.1.4 Perencanaan Tulangan Geser Balok 112
4.4.1.5 Perencanaan Tulangan Torsi 115
4.5 Perencanaan Kolom 116
4.5.1 Perhitungan Momen dan Gaya Aksial Rencana 116
4.5.2 Kriteria dan Pembesaran Kolom 118
4.5.3 Analisis Gaya Aksial dan Momen Akibat Balok 124
4.5.4 Perencanaan Tulangan Lentur Kolom 128
4.5.5 Perencanaan Tulangan Geser Kolom 134
4.5.6 Pertemuan Balok Kolom 137
4.6 Perencanaan Pondasi 142
4.6.1 Perencanaan Pondasi Telapak Setempat 142
4.7 Perencanaan Tangga 152
-
4.7.1 Spesifikasi Struktur 152
4.7.2 Pembebanan 155
4.7.3 Penulangan Tangga 156
4.7.4 Perencanaan Balok Bordes 161
4.7.5 Perencanaan Pondasi Tangga 165
BAB V PEMBAHASAN
5.1 Umum 167
5.2 Pelat 167
5.3 Balok 168
5.4 Kolom 168
5.5 Pondasi 168
5.6 Tangga 169
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN
6.1 Kesimpulan 170
6.2 Saran 171
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
-
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Faktor Reduksi Kekuatan 15
Tabel 3.1 Nilai Faktor Daya Dukung dan Nilai Sudut Geser Dalam 56
Tabel 4.1 Distribusi Gaya Geser Dasar Horizontal Total Akibat Gempa 90
Tabel 4.2 Penulangan Pelat Lantai Lampiran II-1
Tabel 4.3 Penulangan Pelat Atap Lampiran II-6
Tabel 4.4 Kombinasi Momen Untuk Balok Anak (Arah x) Lampiran II-11
Tabel 4.5 Kombinasi Momen Untuk Balok Anak (Arah y) Lampiran II-23
Tabel 4.6 Kombinasi Momen Rencana Balok Portal Arah x
Dan Arah y Lampiran II-35
Tabel 4.7 Perhitungan Tulangan Balok Anak Arah x Lampiran II-52
Tabel 4.8 Perhitungan Tulangan Balok Anak Arah y Lampiran II-112
Tabel 4.9 Perhitungan Tulangan Rangkap Portal Arah x Lampiran II-169
Tabel 4.10 Perhitungan Tulangan Rangkap Portal Arah y Lampiran II-184
Tabel 4.11 Perhitungan Tulangan Tulangan Sebelah Portal
Arah x dan Arah y Lampiran II-189
Tabel 4.12 Perhitungan Tulangan Rangkap Balok Anak Arah x
Dan Arah y Lampiran II-254
Tabel 4.13 Perhitungan Tulangan Geser Balok Anak Arah x Lampiran II-255
Tabel 4.14 Perhitungan Tulangan Geser Balok Anak Arah y Lampiran II-267
Tabel 4.15 Perhitungan Tulangan Geser Portal Arah x dan y Lampiran II-278
Tabel 4.16 Mn-Pn Kolom Lampiran II-315
Tabel 4.17 Perhitungan Momen Rencana Kolom Arah x Lampiran II-327
Tabel 4.18 Perhitungan Momen Rencana Kolom Arah y Lampiran II-332
Tabel 4.19 Perhitungan Gaya Aksial Rencana Kolom Lampiran II-338
Tabel 4.20 Penentuan Kriteria Kolom (Arah x) Lampiran II-341
Tabel 4.21 Penentuan Kriteria Kolom (Arah y) Lampiran II-346
-
Tabel 4.22 Momen Rencana Kolom Mux Lampiran II-351
Tabel 4.23 Momen Rencana Kolom Muy Lampiran II-356
Tabel 4.24 Analisis Gaya Aksial dan Momen Kolom Akibat
Momen Kapasitas Balok Arah x Lampiran II-361
Tabel 4.25 Analisis Gaya Aksial dan Momen Kolom Akibat
Momen Kapasitas Balok Arah y Lampiran II-366
Tabel 4.26 Perencanaan Tulangan Memanjang Kolom Lampiran II-371
Tabel 4.27 Perencanaan Tulangan Geser Kolom Lampiran II-404
Tabel 4.28 Perencanaan Pondasi Lampiran II-409
Tabel 4.29 Perencanaan Tulangan Bordes dan Tangga Lampiran II-414
Tabel 4.30 Perencanaan Tulangan Tie Beam Lampiran II-415
Tabel 4.31 Rekapitulasi Tulangan Balok Anak Terpasang Lampiran II-422
Tabel 4.32 Rekapitulasi Tulangan Balok Induk Terpasang Lampiran II-425
Tabel 4.33 Rekapitulasi Tulangan Kolom Terpasang Lampiran II-429
Tabel 4.34 Rekapitulasi Tulangan Pondasi Terpasang Lampiran II-432
Tabel 4.35 Rekapitulasi Tulangan Tie Beam Terpasang Lampiran II-433
-
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Denah Lokasi 4
Gambar 1.2 Flow Chart Perencanaan 5
Gambar 3.1 Diagram Mn-Pn 36
Gambar 3.2 Panel Pertemuan Balok dan Kolom 49
Gambar 3.3 Pondasi Dengan Geser Satu Arah 58
Gambar 3.4 Pondasi Dengan Geser Dua Arah 59
Gambar 4.1 Denah Lantai Basement 63
Gambar 4.2 Denah Lantai 1 64
Gambar 4.3 Denah Lantai 2 65
Gambar 4.4 Denah Pelat Atap 66
Gambar 4.5 Portal Gedung Asrama dan Rencana Perletakan Pondasi 67
Gambar 4.6 Tipe Pelat 68
Gambar 4.7 Tulangan Pelat Lantai 76
Gambar 4.8 Tulangan Pelat Atap 84
Gambar 4.9 Distribusi Beban Gempa Arah x 91
Gambar 4.10 Distribusi Beban Gempa Arah y 91
Gambar 4.11 Tulangan Tumpuan Kiri 94
Gambar 4.12 Tulangan Lapangan 97
Gambar 4.13 Tulangan Tumpuan Kanan 99
Gambar 4.14 Diagram Tegangan Geser Balok Anak 100
Gambar 4.15 Penulangan Balok Anak 102
Gambar 4.16 Momen Gempa Kiri 102
Gambar 4.17 Momen Gempa Kanan 103
Gambar 4.18 Momen Rencana Penulangan Balok 103
-
Gambar 4.19 Tulangan Tumpuan Kiri 105
Gambar 4.20 Tulangan Lapangan 107
Gambar 4.21 Tulangan Tumpuan Kanan 109
Gambar 4.22 Diagram Tegangan Geser Balok 112
Gambar 4.23 Penulangan Balok Induk 114
Gambar 4.24 Grafik Mn-Pn Kolom 700 x 700 128
Gambar 4.25 Tulangan Kolom 133
Gambar 4.26 Sengkang Kolom 136
Gambar 4.27 Join Balok Kolom Dalam 136
Gambar 4.28 Pondasi Telapak Setempat 141
Gambar 4.29 Pondasi Dengan Geser Satu Arah 144
Gambar 4.30 Pondasi Dengan Geser Dua Arah 146
Gambar 4.31 Dimensi Tangga 153
Gambar 4.32 Momen Tangga 155
Gambar 4.33 Diagram Geser Balok Bordes 162
-
DAFTAR NOTASI
1. Perencanaan Pelat (Atap dan Lantai)
As : Luas tulangan
a : Tinggi blok tegangan persegi ekuivalen
b : Panjang memanjang pelat
clx : Koefisien momen lapangan arah x
cty : Koefisien momen tumpuan arah y
d : Tinggi efektif pelat
fc : Kuat desak beton
fy : Kuat tarik baja
h : Tinggi pelat
ly : Panjang pelat arah panjang
lx : Panjang pelat arah pendek
m : Perbandingan isi dari tulangan memanjang dari bentuk tertutup
Mulx : Momen rencana arah lapangan x
Mutx : Momen rencana arah tumpuan x
Muly : Momen rencana arah lapangan y
Muty : Momen rencana arah tumpuan y
Mu : Momen rencana
Mn : Momen nominal
-
qD : Beban mati merata
qL : Beban hidup merata
qU : Beban merata rencana
Rn : Koefisien tahanan untuk perencanaan kuat
: Rasio tulangan
b : Rasio tulangan pada keadaan seimbang
: Koefisien reduksi kekuatan
2. Perencanaan Balok
As : Luas tulangan tarik
As : Luas tulangan desak
b : Lebar balok
d : Tinggi efektif tulangan tarik
d : Tinggi efektif tulangan desak
E : Modulus elastisitas beton
fc : Kuat tekan beton
fy : Kuat tarik baja
h : Tinggi balok
I : Momen inersia balok
L : Panjang penampang
m : Perbandingan isi dari tulangan memanjang dari bentuk tertutup
-
Mn : Momen nominal balok
Mu : Momen rencana balok
: Beban mati terpusat
P : Beban hidup terpusat
Pu : Beban ultimit terpusat
Rn : Koefisien tahanan untuk tahanan perencanaan kuat
Vu : Gaya geser rencana
Vc : Kuat geser beton
Vs : Tegangan geser nominal yang disebabkan oleh tulangan
: Konstanta yang berdasarkan mutu beton
: Rasio tulangan tarik
: Rasio tulangan desak
: Faktor reduksi kekuatan
3. Perencanaan Kolom
a : Tinggi blok tegangan persegi ekuivalen
As : Luas tulangan tarik
As : Luas tulangan desak
Ast : Luas tulangan total
Ag : Luas bruto penampang
b : Lebar penampang kolom
-
Cc : Gaya tekan pada beton
Cs : Gaya pada tulangan tekan
Cm : Faktor untuk pembesaran momen
d : Jarak dari sisi tekan terluar ke pusat tulangan tarik
d : Jarak dari sisi tekan terluar ke pusat tulangan tekan
e : Eksentrisitas aktual
eb : Eksentrisitas pada keadaan seimbang
Ec : Modulus elastisitas beton
Eg : Modulus elastisitas balok
Es : Modulus elastisitas baja tulangan
fc : Kuat desak beton
fy : Tegangan leleh baja yang disyaratkan
h : Tinggi penampang kolom
hn : Panjang bersih kolom
Ic : Momen inersia kolom
Icr : Momen inersia balok
Ig : Momen inersia dari penampang bruto balok
k : Paktor panjang efektif
L : Panjang balok
ln : Panjang bersih balok
m : Perbandingan isi dari tulangan memanjang dari bentuk tertutup
-
: Momen akibat beban tetap
: Momen faktor terbesar pada ujung komponen akibat beban tetap
: Momen faktor terbesar pada ujung komponen akibat beban sementara
: Momen akibat beban mati
: Momen akibat beban hidup
Mn : Momen nominal
Mnx : Momen nominal yang bekerja pada sumbu x
Mny : Momen nominal yang bekerja pada sumbu y
Ms : Momen akibat beban sementara
Mu : Momen ultimit kolom
Mu,kx : Momen ultimit kolom arah x
Mu,ky : Momen ultimit kolom arah y
Pc : Beban tekuk euler
: Gaya tekan akibat beban mati
P : Gaya tekan akibat beban hidup
P : Gaya tekan akibat beban gempa
Pn : Gaya tekan nominal
Pu,k : Gaya tekan ultimit kolom
r : Jari-jari girasi penampang
Ts : Gaya pada tulangan tarik
-
b : Faktor pembesaran momen untuk rangka yang ditahan terhadap
goyangan ke samping
s : Faktor pembesaran momen untuk rangka yang tidak ditahan terhadap
goyangan ke samping
: Rasio tulangan kolom
: Faktor tinggi blok tekanan ekuivalen
: Nilai perbandingan momen beban mati rencana terhadap momen total
rencana yang besarnya kurang atau sama dengan satu
: Faktor kekangan ujung
: Faktor reduksi kekuatan
Pc : Penjumlahan beban tekuk euler pada kolom satu tingkat/lantai
Pu : Penjumlahan beban tekuk ultimit pada kolom/tingkat
4. Perencanaan Gempa
Ag : Luas penampang bruto
Ajh : Luas tulangan total efektif tulangan geser horizontal
Ajv : Luas tulangan geser join vertikal
Asc : Luas tulangan longitudinal tarik
Asc : Luas tulangan longitudinal tekan
bj : Lebar efektif join
C : Koefisien gempa dasar
-
Cki : Gaya tekan tulangan arah kiri
Fx : Beban horizontal tiap lantai pada arah x
fy : Tegangan leleh baja
fc : Kuat tekan beton
Fy : Beban horizontal tiap lantai pada arah y
hx : Tinggi gedung arah x
hy : Tinggi gedung arah y
hk : Tinggi kolom bruto
hk : Tinggi kolom netto
hc : Tinggi total penampang kolom dalam arah geser yang ditinjau
hw : Tinggi bangunan
I : Faktor keutamaan gedung
K : Faktor jenis struktur
Lb : Panjang balok
Lki : Panjang balok bruto sebelah kiri kolom yang ditinjau
Lki : Panjang balok netto sebelah kiri kolom yang ditinjau
Lka : Panjang balok bruto sebelah kanan kolom yang ditinjau
Lka : Panjang balok netto sebelah kanan kolom yang ditinjau
Ln : Bentang bersih balok
Lw : Lebar balok
M, : Momen lentur balok portal akibat beban mati tak berfaktor
-
M, : Momen lentur kolom portal akibat beban mati tak berfaktor
M, : Momen lentur balok portal akibat beban gempa tak berfaktor
M, : Momen lentur kolom portal akibat beban gempa tak berfaktor
M, : Momen lentur balok portal akibat beban hidup tak berfaktor
M, : Momen lentur kolom portal akibat beban hidup tak berfaktor
Mkap, b : Momen kapasitas balok
Mnak,b : Momen nominal aktual balok
Mkap : Momen kapasitas di sendi plastis pada satu ujung atau bidang muka
kolom
Mkap : Momen kapasitas pada ujung lainnya
Mu,b : Momen rencana balok
Mu,k : Momen rencana kolom
n : Jumlah lantai tingkat di atas kolom yang ditinjau
N, : Gaya akibat beban gempa pada pusat kolom
N, : Gaya aksial akibat beban gravitasi terfaktor pada pusat join
Nu, k : Gaya aksial rencana kolom
Pcs : Gaya permanen prategang yang terletak pada sepertiga bagian tengah
tinggi kolom
q : Beban terbagi merata
Rv : Faktor reduksi berdasarkan banyak tingkat
T : Gaya tarik yang terjadi
-
Vb : Gaya gempa dasar
Vbx : Gaya gempa dasar arah x
Vby : Gaya gempa dasar arah y
Vch : Gaya geser strat beton diagonal yang melewati daerah tekan ujung
join arah horizontal
Vcv : Gaya geser strat beton diagonal yang melewati daerah tekan ujung
join arah vertikal
V : Gaya geser balok akibat beban mati
V, : Gaya geser kolom akibat beban mati
V : Gaya geser balok akibat beban gempa
V, : Gaya geser kolom akibat beban gempa
Vg : Gaya geser balok akibat berat sendiri dan beban gravitasi
Vjh : Gaya geser dasar horizontal
V : Gaya geser balok akibat beban hidup
V, : Gaya geser kolom akibat beban hidup
Vkol : Gaya geser kolom
Vsh : Gaya geser pada daerah tarik join dengan mekanisme panel arah
horizontal
Vsv : Gaya geser pada daerah tarik join dengan mekanisme panel arah
vertikal
Vu,b : Gaya geser rencana balok
-
Vu,k : Gaya geser rencana kolom
Wt : Berat total keseluruhan gedung
Wy : Berat tiap lantai arah y
Wx : Berat tiap lantai arah x
Zka : Lengan momen kanan
Zki : Lengan momen kiri
: Rasio tulangan tarik
: Rasio tulangan desak
: Rasio tulangan dalam keadaan seimbang
d : Koefisien pembesaran dinamis
k : Faktor distribusi momen dari kolom yang ditinjau
5. Perencanaan Pondasi
a : Tinggi blok tekan
bk : Lebar penampang kolom
bo : Keliling penampang kritis pada pelat dan pondasi
Bx : Panjang pondasi telapak
By : Lebar pondasi telapak
d : Jarak pusat tulangan tarik ke serat tekan beton terluar
ex : Eksentrisitas gaya terhadap sumbu x
ey : Eksentrisitas gaya terhadap sumbu y
-
fc : Kuat tekan beton
fy : Tegangan luluh baja
h : Tebal pondasi
hk : Panjang penampang kolom
Mx : Momen terhadap sumbu x
My : Momen terhadap sumbu y
Mu : Momen rencana
Mn : Momen nominal
m : Jarak geser dan tepi pondasi terhadap sumbu x
m : Perbandingan isi dari tulangan memanjang dari bentuk tertutup
n : Jarak geser dan tepi pondasi terhadap sumbu y
P : Gaya tekan yang bekerja
Pb : Selimut beton
Pn : Gaya tekan nominal
q : Tegangan kontak yang terjadi di dasar pondasi
Rn : Koefisien tahanan untuk perencanaan kuat
Vc : Kuat beton menahan geser
x : Panjang bidang geser kritis
y : Lebar bidang geser kritis
: Rasio tulangan
b : Rasio tulangan dalam keadaan seimbang
-
: Rasio antara sisi panjang terhadap sisi pendek pondasi
: Rasio sisi panjang terhadap sisi pendek dari beban terpusat
-
ABSTRAKSI
Untuk mempersiapkan diri menjadi seorang sarjana teknik sipil berkualitas yaitu sarjana yang memiliki kemampuan teoritis dan mampu mengaplikasikan ilmunya di lapangan maka penyusun mengambil tugas akhir tentang perencanaan ulang (Redesign) struktur gedung Asrama Kalimantan Timur Ruhui Rahayu Yogyakarta sebagai penerapan ilmu yang didapat di bangku kuliah. Desain struktur beton bertulang menggunakan metode kuat ultimit berdasarkan SK SNI T-15-1991-03. Analisis struktur menggunakan program SAP 2000 versi 9 (3 dimensi). Hasil perhitungan pada Redesign ini adalah sebagai berikut : 1. Pelat
a. Pelat Atap Metode yang digunakan metode koefisien momen mengacu pada PBI 1971 Spesifikasi bahan, fy = 240 Mpa, fc = 25 Mpa Tebal plat atap h = 100 mm Hasil perencanaan dapat dilihat pada lampiran II-6
b. Pelat Lantai Metode yang digunakan metode koefisien momen mengacu pada PBI 1971 Spesifikasi bahan, fy = 240 Mpa, fc = 25 Mpa Tebal plat atap h = 120 mm Hasil perencanaan dapat dilihat pada lampiran II
2. Balok dan Kolom Metode yang digunakan mengacu pada SNI T-15-1991-03 Spesifikasi bahan, tulangan ulir (fy = 400 Mpa), tulangan polos (fy = 240 Mpa), Untuk balok fc = 25 Mpa dan kolom fc = 25 Mpa. Hasil perencanaan dapat dilihat pada lampiran II
3. Pondasi Metode yang digunakan mengacu pada SNI T-15-1991-03 Spesifikasi bahan, tulangan ulir (fy = 400 Mpa), tulangan polos (fy = 240 Mpa), fc = 25 Mpa Hasil perencanaan dapat dilihat pada lampiran II
-
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi sekarang ini merupakan
salah satu hasil kreatifitas manusia yang diiringi dengan kemajuan dalam dunia
pendidikan. Pengetahuan yang tinggi dan tingkat penalaran yang baik akan
memberikan produk berupa kualitas manusia yang tinggi. Perguruan Tinggi sebagai
pusat penelitian dan pengembangan ilmu pengetahuan merupakan salah satu tempat
untuk mencetak manusia-manusia yang tanggap terhadap tuntutan pembangunan dan
kemajuan zaman yaitu dengan cara membekali mahasiswanya dengan ilmu
pengetahuan sehingga dengan bekal ilmu pengetahuan tersebut diharapkan
mahasiswa apabila kelak terjun di dalam masyarakat dapat mengembangkan ilmu
yang dimilikinya demi kemajuan kita bersama terutama bagi bangsa dan negara.
Oleh karena itu, untuk mewujudkan Sumber Daya Manusia yang siap pakai
diperlukan sarana dan prasarana yang memiliki situasi yang cocok untuk menuju
proses kegiatan belajar seperti yang diharapkan diantaranya berupa pembangunan
Gedung Asrama Kaltim Ruhui Rahayu ini.
Selain itu juga, diharapkan kepada mahasiswa yang menempati Asrama
Kaltim Ruhui Rahayu ini dapat lebih disiplin dalam menjalani perkuliahan dan untuk
-
membantu mahasiswa yang kurang mampu dari segi ekonomis karena jika
menempati asrama Kaltim ini biayanya relatif lebih murah.
Dari latar belakang tersebut perlu kiranya direncanakan suatu gedung untuk
memenuhi kebutuhan yang mendesak ini yang sesuai dengan ketentuan-ketentuan
dan syarat-syarat yang berlaku dalam perencanaan pembangunan gedung.
1.2 Maksud Dan Tujuan
Adapun maksud dan tujuan dari perencanaan ulang (redisain) pembangunan
gedung Asrama Kaltim Ruhui Rahayu sebagai penulisan tugas akhir ini adalah
sebagai berikut :
1. Untuk mendapatkan alternatif disain lain yang efektif dan efisien dengan
tingkat keamanan sesuai yang disyaratkan.
2. Untuk mengaplikasikan ilmu ketekniksipilan yang telah diperoleh, sehingga
dapat dijadikan bekal dalam dunia kerja dibidang konstruksi.
1.3 Batasan Perencanaan
Ruang lingkup yang diperhitungkan dalam perencanaan ulang gedung
Asrama Kaltim Ruhui Rahayu pada penyusunan tugas akhir ini adalah :
1. Obyek perencanaan ulang adalah gedung Asrama Kaltim Ruhui Rahayu
Yogyakarta, meliputi :
- Perencanaan pelat atap
-
- Perencanaan pelat lantai
- Perencanaan balok, balok anak dan kolom
- Perencanaan tangga
- Perencanaan pondasi
2. Perencanaan ulang (redisain) ini meliputi perhitungan struktur bangunan dari
atas sampai bawah, tidak termasuk Rencana Anggaran Biaya (RAB).
3. Perencanaan atap menggunakan pelat beton dengan tebal 10 cm dan
perencanaan lantai menggunakan pelat beton dengan tebal 12 cm.
4. Perencanaan struktur menggunakan mutu beton dengan kuat desak rencana
(fc) = 25 Mpa.
5. Perencanaan struktur menggunakan baja tulangan polos (BJTP) untuk 12
mm dengan tegangan leleh (fy) = 240 Mpa, sedangkan untuk baja tulangan
ulir (BJTD) untuk 13 mm dengan tegangan leleh (fy) = 400 Mpa.
6. Perencanaan pondasi diperhitungkan berdasarkan data karakteristik tanah
yang ada dengan menggunakan jenis foot plate (telapak).
7. Analisa mekanika struktur menggunakan program SAP 2000 3D versi 9.
8. Kombinasi beban yang diperhitungkan adalah beban mati, beban hidup dan
beban horizontal gempa mengambil gempa wilayah 3 (DIY dan sekitarnya).
9. Secara keseluruhan struktur beton direncanakan menggunakan tingkat
daktilitas penuh dengan nilai K = 1.
-
b = rumah penduduk
a = rumah penduduk
b
a
jln. Argolobang
jln. m
enur
jln. gambir
jln. k
antil
jln. kantil no.10 gedung Asrama Kaltim Ruhui Rahayu
UWisma Arga Jasa
jln. m
awar
jln. kenongo
1.4 Lokasi Proyek
Gedung Asrama Kaltim Ruhui Rahayu ini dibangun di kota Yogyakarta,
yaitu di jalan Kantil no.10 Kelurahan Baciro Kecamatan Gondokusuman Kodya
Yogyakarta Propinsi Daerah Istimewa Yogyakarta. Hal-hal yang menjadi
pertimbangan dibangunnya Asrama Kaltim tersebut di lokasi ini adalah :
Lokasi tersebut terletak di tengah kota. Suasana untuk belajar cukup tenang. Mudah dicapai dengan sarana kendaraan. Lokasi tersebut mudah untuk memperoleh persediaan air, listrik dan telpon.
Dengan demikian diharapkan lokasi tersebut cocok untuk Gedung Asrama
Kaltim Ruhui Rahayu ini. Untuk lebih jelasnya lokasi proyek ini dapat dilihat pada
gambar 1.1.
Gambar 1.1 Denah Lokasi Proyek
-
Sebagaimana terlihat pada gambar 1.1 secara rinci letak proyek tersebut
dibatasi oleh:
1. Sebelah Utara : Jalan Gambir
2. Sebelah Selatan : Rumah Penduduk
3. Sebelah Barat : Jalan Kantil
4. Sebelah Timur : Rumah Penduduk
1.5 Metode Perencanaan
Dalam perencanaan gedung Asrama Kaltim Ryhui Rahayu dapat dibuat
menjadi beberapa langkah sesuai dengan gambar 1.2 yaitu flow chart sebagai berikut
Gambar 1.2 Flow Chart Perencanaan
Mulai
Pembebanan
Penentuan Dimensi
Memasukkan rumus-rumus yang ada
No
Yes Gambar struktur
Cek Keamanan
-
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pendahuluan
Disain struktur merupakan salah satu bagian dari keseluruhan proses
perencanaan bangunan. Proses disain tersebut merupakan gabungan antara unsur seni
dan sains yang membutuhkan keahlian dalam mengolahnya. Proses ini dibedakan
dalam dua bagian :
1. Tahap pertama
Disain umum yang merupakan peninjauan umum dari garis besar
keputusan-keputusan disain. Tipe struktur dipilih dari berbagai allternatif
yang memungkinkan. Tata letak struktur, geometri atau bentuk bangunan,
jarak antar kolom, tinggi lantai dan material bangunan telah ditetapkan
dengan pasti pada tahap ini.
2. Tahap kedua
Disain terinci yang antara lain meninjau tentang penentuan besar
penampang lintang balok, kolom, tebal pelat dan elemen struktur lainnya.
Kedua proses disain ini saling mengait. (Wahyudi dan Rahim,1997:2)
-
2.2 Struktur Bawah
Yang dimaksud dengan struktur bawah (sub structure) adalah bagian
bangunan yang berada di bawah permukaan. Dalam proses perencanaan ulang
(redisain) gedung Asrama Kaltim Ruhui Rahayu ini hanya meliputi pondasi.
2.2.1 Pondasi
Pondasi adalah suatu konstruksi yang berfungsi untuk meneruskan beban-
beban bangunan atas ke tanah yang mampu mendukungnya. (Sidharta dkk,1999 :
347)
Pondasi umumnya berlaku sebagai komponen struktur pendukung bangunan
yang terbawah dan telapak pondasi berfungsi sebagai elemen terakhir yang
meneruskan beban ke tanah, sehingga telapak pondasi harus memenuhi persyaratan
untuk mampu dengan aman menyebarkan beban-beban yang diteruskan sedemikian
rupa sehingga kapasitas atau daya dukung tanah tidak terlampaui. Perlu diperhatikan
bahwa dalam merencanakan pondasi harus memperhitungkan keadaan yang
berhubungan dengan sifat-sifat mekanika tanah. Dasar pondasi harus diletakkan di
atas tanah kuat pada keadaan cukup tertentu, bebas dari lumpur, humus dan pengaruh
perubahan cuaca. (Dipohusodo, 1994 : 342)
-
2.3 Struktur Atas
Struktur atas atau upper structure adalah elemen bangunan yang berada di atas
permukaan tanah. Dalam proses perencanaan ulang (redisain) gedung Asrama Kaltim
Ruhui Rahayu meliputi : atap, plat lantai, kolom, balok, balok anak dan tangga.
2.3.1 Atap
Atap adalah elemen struktur yang berfungsi melindungi bangunan beserta apa
yang ada di dalamnya dari pengaruh panas dan hujan. Bentuk atap tergantung dari
beberapa faktor, misalnya : iklim, arsitektur, modelitas bangunan dan sebagainya dan
menyerasikannya dengan rangka bangunan atau bentuk daerah agar dapat menambah
indah dan anggun serta menambah nilai dari harga bangunan itu.
2.3.2 Pelat
Pelat merupakan panel-panel beton bertulang yang mungkin tulangannya dua
arah atau satu arah saja, tergantung sistem strukturnya. Kontinuitas penulangan pelat
diteruskan ke dalam balok-balok dan diteruskan ke dalam kolom. Dengan demikian
sistem pelat secara keseluruhan menjadi satu-kesatuan membentuk rangka struktur
bangunan kaku statis tak tentu yang sangat kompleks. Perilaku masing-masing
komponen struktur dipengaruhi oleh hubungan kaku dengan komponen lainnya.
Beban tidak hanya mengakibatkan timbulnya momen, gaya geser, dan lendutan
langsung pada komponen struktur yang menahannya, tetapi komponen-komponen
-
struktur lain yang berhubungan juga ikut berinteraksi karena hubungan kaku antar
komponen. (Dipohusodo, 1994:207)
Berdasarkan perbandingan antara bentang panjang dan bentang pendek pelat
dibedakan menjadi dua, yaitu pelat satu arah dan pelat dua arah.
2.3.2.1 Pelat satu arah
Pelat satu arah adalah pelat yang didukung pada dua tepi yang berhadapan
saja sehingga lendutan yang timbul hanya satu arah saja yaitu pada arah yang tegak
lurus terhadap arah dukungan tepi. Dengan kata lain pelat satu arah adalah pelat yang
mempunyai perbandingan antara sisi panjang terhadap sisi pendek yang saling tegak
lurus lebih besar dari dua dengan lendutan utama pada sisi yang lebih pendek
(Dipohusodo, 1994:45).
2.3.2.2 Pelat dua arah
Pelat dua arah adalah pelat yang didukung sepanjang keempat sisinya dengan
lendutan yang akan timbul pada dua arah yang saling tegak lurus atau
perbandinganantara sisi panjang dan sisi pendek yang saling tegak lurus kurang dari
dua (Dipohusodo, 1994:45).
-
2.3.3 Kolom
Definisi kolom menurut SNI-T15-1991-03 adalah komponen struktur
bangunan yang tugas utamanya menyangga beban aksial desak vertikal dengan
bagian tinggi yang tidak ditopang paling tidak tiga dimensi lateral terkecil.
Kolom adalah batang tekan vertikal dari rangka (frame) struktur yang
memikul beban dari balok induk maupun balok anak. Kolom meneruskan beban dari
elevasi atas ke elevasi yang lebih bawah hingga akhirnya sampai ke tanah melalui
pondasi. Keruntuhan pada suatu kolom merupakan lokasi kritis yang dapat
menyebabkan runtuhnya (collapse) lantai yang bersangkutan dan juga runtuh total
(total collapse) seluruh struktur.
Kolom adalah struktur yang mendukung beban dari atap, balok dan berat
sendiri yang diteruskan ke pondasi. Secara struktur kolom menerima beban vertikal
yang besar, selain itu harus mampu menahan beban-beban horizontal bahkan momen
atau puntir/torsi akibat pengaruh terjadinya eksentrisitas pembebanan. Untuk
menentukan dimensi penampang yang diperlukan, hal yang perlu diperhatikan adalah
tinggi kolom perencanaan, mutu beton dan baja yang digunakan dan eksentrisitas
pembebanan yang terjadi.
2.3.4 Balok
Balok adalah bagian struktur yang berfungsi sebagai pendukung beban
vertikal dan horizontal. Beban vertikal berupa beban mati dan beban hidup yang
-
diterima plat lantai, berat sendiri balok dan berat dinding penyekat yang di atasnya.
Sedangkan beban horizontal berupa beban angin dan gempa.
Balok merupakan bagian struktur bangunan yang penting dan bertujuan untuk
memikul beban tranversal yang dapat berupa beban lentur, geser maupun torsi. Oleh
karena itu perencanaan balok yang efisien, ekonomis dan aman sangat penting
(Sudarmoko, 1996). Yang dimaksud balok induk adalah balok yang menumpu pada
kolom, sedangkan balok anak adalah balok yang menumpu pada balok induk.
2.4 Pembebanan
2.4.1 Macam-macam Pembebanan
Beban-beban yang bekerja pada struktur, pada umumnya dapat digolongkan
menjadi 5 (lima) macam (PPIUG, 1983)
1. Beban Mati
Beban mati adalah berat dari semua bagian dari suatu gedung yang
bersifat tetap, termasuk segala unsur tambahan, penyelesaian- penyelesaian,
mesin-mesin serta peralatan tetap yang merupakan bagian yang tak
terpisahkan dari gedung itu.
2. Beban Hidup
Beban hidup adalah seua beban yang terjadi akibat
penghunian/penggunaan suatu gedung dan kedalamnya termasuk beban-beban
pada lantai yang berasal dari barang yang dapat berpindah, mesin-mesin serta
-
peralatan yang merupakan bagian gedung yang tidak terpisahkan dari gedung
dan dapat diganti selama masa hidup dari gedung itu, sehingga
mengakibatkan perubahan dalam pembebanan lantai dan atap tersebut.
Khusus pada atap kedalam beban hidup dapat termasuk beban yang berasal
dari air hujan, baik akibat genangan maupun akibat tekan jatuh (energi
kinetik) butiran air. Kedalam beban hidup tidak termasuk beban angin, beban
gempa dan beban khusus.
3. Beban Angin
Beban angin adalah semua beban yang bekerja pada gedung atau
bagian gedung yang disebabkan oleh selisih dalam tekanan udara.
4. Beban Gempa
Beban gempa adalah semua beban statik ekuivalen yang bekerja pada
gedung atau bagian gedung yang meneruskan pengaruh dari gerakan tanah
akibat gempa itu. Dalam hal pengaruh gempa pada struktur gedung
ditentukan berdasarkan suatu analisa dinamik, maka yang diartikan dengan
beban gempa disini adalah gaya-gaya di dalam struktur tersebut yang terjadi
oleh gerakan tanah akibat gempa itu.
5. Beban Khusus
Beban khusus adalah semua beban yang bekerja pada gedung atau
bagian gedung yang terjadi akibat selisih suhu, pengangkatan dan
pemasangan, penurunan pondasi, susut, gaya-gaya tambahan yang berasal dari
-
beban hidup seperti gaya rem yang berasal dari crane, gaya sentripetal dan
gaya dinamis yang berasal dari mesin-mesin serta pengaruh-pengaruh khusus
lainnya.
2.4.2 Kombinasi Pembebanan
Provisi keamanan yang disyaratkan dalam SNI-T15-1991-03 dapat dibagi
dalam dua bagian yaitu : provisi faktor beban dan provisi faktor reduksi kekuatan.
Kuat perlu (U) adalah kekuatan suatu komponen struktur atau penampang
yang diperlukan untuk menahan beban terfaktor atau momen dan gaya dalam yang
berkaitan dengan beban tersebut dalam suatu kombinasi seperti yang ditetapkan
dalam tata cara ini. (SNI-T15-1991-03)
Kuat perlu (U) dari suatu struktur harus dihitung dengan beberapa kombinasi
beban yang bekerja pada struktur tersebut (pasal 3.2.2. SNI-T15-1991-03).
1. Untuk kondisi beban mati (D) dan beban hidup (L)
U = 1,2 D + 1,6 L .(2.1)
2. Bila beban angin (W) turut diperhitungkan maka pengaruh kombinasi beban
mati (D), beban hidup (L) dan beban angin (W). Berikut ini harus dipilih
untuk menentukan nilai kuat perlu (U) terbesar.
U = 0,75 (1,2 D + 1,6 L + 1,6 W) .(2.2)
-
Dengan beban hidup (L) yang penuh dan kosong untuk mendapatkan kondisi
yang berbahaya sehingga :
U = 0,9 D + 1,3 W...(2.3)
Dengan catatan bahwa untuk setiap kombinasi beban D, L dan W akan
diperoleh kekuatan U yang tidak kurang dari persamaan 2.1
3. Bila ketahanan struktur terhadap beban gempa (E) turut diperhitungkan
U = 1,05 (D + LR + E) (2.4)
Atau
U = 0,9 (D + E) .(2.5)
Dengan LR = beban hidup yang telah direduksi sesuai dengan ketentuan SNI
1726-1989-F tentang Tata Cara Perencanaan Untuk Rumah dan Gedung. Nilai
beban gempa (E) ditetapkan berdasarkan ketentuan SNI 1726-1989-F.
4. Bila tekanan horizontal tanah (H) turut diperhitungkan kuat perlu (U)
minimum harus sama dengan :
U = 1,2 D + 1,6 L + 1,6 H .....(2.6)
Untuk keadaan dimana pengaruh beban mati (D), beban hidup (L)
mengurangi efek dari tekanan horizontal tanah (H), koefisien beban mati (D)
berubah menjadi 0,9 dan beban hidup (L) menjadi 0 sehingga :
U = 0,9 D + 1,6 H ..(2.7)
Nilai persamaan 2.6 dan 2.7 tidak boleh lebih kecil dari persamaan 2.1
-
5. Bila pengaruh structural (T) seperti akibat perbedaan penurunan (differensial
settlement), rangka, susut atau perubahan suhu cukup menentukan dalam
perencanaan, kuat perlu (U) harus diambil sebagai berikut :
U = 0,75 ( 1,2 D + 1,2 T + 1,6 L) ..(2.8)
Tetapi nilai kuat perlu (U) ini tidak boleh kurang dari :
U = 1,2 (D + T) ..(2.9)
2.4.3 Faktor Reduksi Kekuatan
Ketidakpastian kekuatan bahan terhadap pembebanan dianggap sebagai factor
reduksi kekuatan menurut SNI-T15-1991-03, faktor reduksi ditentukan sebagai
berikut :
No Gaya yang bekerja Nilai
1 Lentur tanpa beban aksial 0,8
2 Aksial tarik dan aksial dengan lentur 0,8
3 Aksial tekan dan aksial tekan dengan lentur :
Dengan tulangan spiral
Dengan tulangan sengkang ikat
0,7
0,65
4 Geser dan torsi 0,6
5 Tumpuan pada beton 0,7
Tabel 2.1. Faktor Reduksi kekuatan
-
2.5 Dasar-dasar Perencanaan
Peraturan-peraturan atau standarisasi yang digunakan dalam
perencanaan ulang (redesain) Gedung Asrama Kalimantan Timur Ruhui Rahayu :
Peraturan Perencanaan Gempa Indonesia Untuk Gedung (PPTGIUG) 1983. SK SNI T-15-1991-03. Peraturan Beton Bertulang Indonesia (PBBI) 1971 NI-2. Pedoman Perencanaan untuk Struktur Beton Bertulang Biasa dan Struktur
Tembok Bertulang untuk Gedung 1983.
-
BAB III
LANDASAN TEORI
3.1 PERENCANAAN PELAT 2 ARAH
3.1.1 Menentukan Tebal Minimum Pelat ( h )
Pada SK SNI T-15-1991-03 pasal 3.2.5 butir 3.3 memberikan pendekatan
empiris mengenai batasan defleksi dilakukan dengan tebal pelat minimum
sebagai berikut :
,
, ........................................................... (3.1)
tetapi tidak boleh kurang dari :
,
............................................................. (3.2)
dan tidak perlu lebih dari :
,
............................................................. (3.3)
Dalam segala hal tebal minimum pelat tidak boleh kurang dari harga sebagai
berikut :
Untuk m < 2,0 digunakan nilai h minimal 120 mm
Untuk m 2,0 digunakan nilai h minimal 90 mm
-
Dengan : Ln = Bentang bersih terkecil pada pelat dihitung dari muka kolom
(mm)
m = Rasio kekuatan balok terhadap pelat
= Rasio panjang terhadap lebar pelat
3.1.2 Menentukan Momen Lentur Pelat yang Terjadi
Perencanaan dan analisis dilakukan dengan menggunakan konsep beban
Amplop yaitu dengan menggunakan koefisien momen.
Besar momen lentur adalah :
0,001 x ctx ................................................................ (3.4)
0,001 x clx ................................................................ (3.5)
0,001 x cty ................................................................ (3.6)
0,001 x cly ............................................................... (3.7)
Dengan :
qu = Beban merata
Lx = Panjang bentang pendek
Ctx = Koefisien momen tumpuan arah x
Clx = Koefisien momen lapangan arah x
Cty = Koefisien momen tumpuan arah y
Cly = Koefisien momen lapangan arah y
Nilai koefisien momen (c) diambil dari tabel 13.31 dan 13.32 PBBI 1971
-
3.1.3 Menentukan Tinggi Manfaat (d) arah x dan y
,
........................................................ (3.8)
, ....................................................... (3.9)
, ..................................................... (3.10)
Pada pelat dua arah, tulangan momen positif untuk kedua arah dipasang
saling tegak lurus. Karena momen positif arah bentang pendek (x) lebih besar
dari bentang panjang (y), maka tulangan bentang pendek diletakkan pada lapis
bawah agar memberikan d (tinggi manfaat) yang lebih besar.
1 2 ................................................ (3.11)
1 2 ................................................ (3.12)
dy untuk tulangan tumpuan arah y (ty) sama dengan dx.
3.1.4 Menentukan Luas Tulangan (As) arah x dan y
................................................ (3.13)
,
................................................ (3.14)
1 1 .............................................. (3.15)
-
Jika maka tebal minimun (h) harus diperbesar Jika dipakai nilai : Jika dan:, dipakai nilai :
, dipakai nilai : , Setelah didapatkan nilai ,maka :
= bagi/susut=0,002 .......................... (3.16)
Nilai berat pelat (b) diambil tiap 1 meter (1000 mm).
Jarak antar tulangan :
............................................................................... (3.17)
2 ................................................................................ (3.18)
250 ................................................................................ (3.19)
Diambil nilai jarak tulangan (s) yang terkecil, sehingga didapatkan nilai
,yaitu :
............................................................................ (3.20)
3.1.5 Kontrol Kapasitas Lentur Pelat yang Terjadi
,
.................................................... (3.21)
2
........................................ (3.22)
Bila 1,33 ,maka :
-
2 1,33
......................................... (3.23)
3.2 PERENCANAAN BALOK
Langkah-langkah perencanaan balok :
1. Menentukan mutu beton dan baja tulangan :
Faktor blok tegangan beton (1) menurut SK SNI T-15-1991-03 Pasal
3.3.2 butir 7.3 adalah :
fc 30Mpa maka 1=0,85 Mpa ............................ (3.24)
fc > 30Mpa maka 1=0,850,008(fc 30) 0,65 ............. (3.25)
2. Menentukan nilai rasio tulangan () :
,
........................................ (3.26)
0,75 ............................................. (3.27)
1,4 .............................................. (3.28)
disyaratkan :
b = Rasio tulangan terhadap luas beton efektif dalam
kondisi
seimbang
= Rasio tulangan maksimum
= Rasio tulangan yang dipakai dalam perencanaan
= Rasio tulangan minimum
-
3. Menentukan tinggi efektif (d) dan lebar (b) penampang beton
,
................................................. (3.29)
1 1 2 ...................................... (3.30)
.......................................................... (3.31)
tentukan b, sehingga didapat dperlu ,maka :
Jika nilai ddiketahui dperlu maka digunakan tulangan sebelah Jika nilai ddiketahui dperlu maka digunakan tulangan rangkap
1 2 .
Dengan :
m = Perbandingan isi dari tulangan memanjang dari bentuk yang
tertutup
Rn = Koefisien ketahanan untuk perencanaan kuat
d = Tinggi efektif penampang, diukur dari serat atas ke pusat
tulangan tarik
Mu = Momen lentur ultimet akibat beban luar (Nmm)
= Faktor reduksi kekuatan, diambil 0,80 (lentur tanpa axial)
h = Tinggi total penampang beton (mm)
-
3.2.1 Perencanaan Balok Penampang Persegi Menahan Lentur Dengan
Tulangan Sebelah
Balok lentur dengan tulangan sebelah direncanakan jika :
Langkah-langkah perencanaannya sebagai berikut :
1. Menentukan pada :
............................................................. (3.32)
....................................................... (3.33)
2. Menentukan luas tulangan (As)
.................................................. (3.34)
........................................................... (3.35)
......................................................... (3.36)
Dengan :
As = Luas tulangan tarik diagonal (mm2)
n = Jumlah tulangan yang dipakai
Asada = Luas tulangan longitudinal yang ada (mm2)
ada = Rasio tulangan terhadap luas penampang beton
A1 = Luas satu buah penampang (mm2)
Rnada = Koefisien perencanaan kekuatan
-
Kontrol kapasitas lentur yang terjadi
.
................................................ (3.37)
2
................................ (3.38)
Dengan :
a = Tinggi balok tegangan persegi ekivalen (mm)
Mn = Kapasitas lentur nominal yang terjadi (Nmm)
3.2.2 Perencanaan Balok Penampang Persegi Menahan Lentur Dengan
Tulangan Rangkap
Balok lentur tulangan rangkap direncanakan jika :
ddiketahui < dperlu
Langkah-langkah penyelesaiannya sebagai berikut :
1. Menentukan As1 dan Mn1
................................................... (3.39)
Diambil 1 = awal = 0,5 maks
,
............................................. (3.40)
2
.................................. (3.41)
2. Menentukan Mn2
.......................................................... (3.42)
................................................................ (3.43)
-
Dengan :
Mn1 = kuat momen pasangan kopel gaya beton tekan dan
tulangan tarik
(Nmm)
Mn2 = kuat momen pasangan kopel tulangan baja tekan dan
baja tarik
tambahan (Nmm)
3. Menentukan As = As2 dan As (kondisi dimana tulangan desak dan
tulangan tarik mencapai leleh secara bersamaan)
Tegangan desak baja :
600 1 .
.......................... (3.44)
Jika fs fy,maka baja desak sudah leleh sehingga dipakai fy Jika fs < fy,maka baja desak belum leleh sehingga dipakai fs
........................................ (3.45)
; n bilangan bulat
n 2 batang
As = As1 + As ; As = As2 ....................................... (3.46)
; n bilangan bulat
n 2 batang
-
Dengan :
= Rasio tulangan tekan yang dipakai dalam perencanaan
As1 = Luas penampang tulangan baja tarik (mm2)
As2 = Luas penampang tulangan baja tarik tambahan (mm2)
As = Luas tulangan baja tekan (mm2)
n = Jumlah tulangan desak yang dipakai
n = Jumlah tulangan tarik yang dipakai
4. Kontrol kapasitas lentur yang terjadi
........................................................................ (3.47)
........................................................................ (3.48)
Tegangan tulang desak :
600 1 ,
............... (3.49)
,
.................................... (3.50)
= 2
-
3.2.3 Perencanaan Geser Balok
Langkah-langkah perencanaan tulangan geser balok :
1. Menentukan tegangan geser beton (Vc)
Tegangan geser beton biasanya dinyatakan dalam fungsi dari dan
kapasitas beton dalam menerima geser menurut SK SNI-T15-1991-03
adalah sebesar :
(Newton) .......................................... (3.51)
2. Menentukan jarak sengkang
Berdasarkan kriteria jarak sengkang pada SK SNI-T15-1991-03 adalah
sebesar :
Bila , .................................................. (3.52) Geser tidak diperhitungkan.
Bila , ................................................... (3.53)
Perlu tulangan geser kecuali : struktur pelat (lantai,atap,pondasi) balok
h 25cm atau h 2,5hf
Adapun jarak tulangan geser menurut SK SNI-T15-1991-03 :
...................................................... (3.54)
2 ....................................................... (3.55)
600 ......................................................... (3.56)
-
Bila .................................................. (3.57)
Maka diperlukan tulangan geser dengan jarak :
.................................................... (3.58)
2 .................................................... (3.59)
600 .................................................... (3.60)
Bila .................................................. (3.61)
Maka diperlukan tulangan geser dengan jarak :
.................................................... (3.62)
2 .................................................... (3.63)
600 .................................................... (3.64)
Bila .................................................. (3.65)
Maka diperlukan tulangan geser dengan jarak :
.................................................... (3.66)
4 ..................................................... (3.67)
300 ..................................................... (3.68)
-
Bila ...........................................(3.69)
Maka dimensi balok diperbesar.
Dengan :
Vsmin = Kuat geser nominal tulangan geser minimal (N)
Vc = Tegangan geser ijin beton (Mpa)
Vu = Gaya geser berfaktor akibat beban luar (N)
= Faktor reduksi kekuatan, diambil nilai 0,6 (geser & torsi)
Va = Luas penempang tulangan geser (mm)
3.2.4 Perencanaan Geser dan Torsi Balok
Langkah-langkah penyelesaian geser dan torsi balok adalah :
1. Identifikasi jenis torsi
Untuk struktur statis tertentu (torsi keseimbangan),pengaruh torsi
diperhitungkan apabila momen torsi terfaktor :
................................... (3.70)
Untuk struktur statis tak tentu (torsi kompabilitas),pengaruh torsi
diperhitungkan apabila momen torsi terfaktor :
................................................... (3.71)
2. Menentukan kuat momen torsi nominal (Tn)
Kontrol kuat momen torsi yang terjadi :
Tn = Tc+Ts ................................................ (3.72)
-
Bila puntir murni :
1 15 .................................................... (3.73)
Bila puntir murni + geser :
, ................................................ (3.74)
Dengan :
................................................ (3.75)
, ............................................... (3.76)
Bila puntir murni + geser + gaya aksial
, 1 0,3
.................... (3.77)
, 1 0,3 ........ (3.78)
Jika maka torsi diabaikan
Jika maka diperlukan tulangan torsi
Untuk torsi keseimbangan :
..(3.78) ........................................... (3.79)
-
Untuk torsi kompabilitas :
1 9 1 3 ......................................... (3.80)
Jika maka tampang balok diperbesar
Dengan :
Tn = Kekuatan nominal tampang torsi (Nmm)
Tu = Kekuatan torsi terfaktor akibat beban geser (Nmm)
Ts = Kekuatan baja normal menahan torsi (Nmm)
Tc = Kekuatan beton nominal menahan torsi (Nmm)
Nu = Gaya aksial terfaktor,(+) untuk tekan dan (-) untuk
tarik
Ag = Luas tampang beton (mm2)
3. Menghitung perbandingan luas tulangan torsi dan jarak sengkang.
................................................. (3.81)
1 3 2 1,5 .................................................... (3.82)
4. Menentukan tulangan geser + torsi
Bila , maka diperlukan tulangan geser
................................................... (3.83)
-
5. Perbandingan antara luas tulangan geser dan jarak :
.................................................. (3.84)
Luas tulangan sengkang (tulangan torsi + geser) :
.................................................. (3.85)
6. Menentukan luas torsi memanjang
2
atau .............................................. (3.86)
,
2 2
.................. (3.87)
Nilai Al1diambil yang terbesar, tetapi tidak lebih dari :
,
..................... (3.88)
Dengan :
Av = Luas sengkang menahan geser (mm2)
At = Luas sengkang menahan torsi (mm2)
Al = Luas tulangan memanjang tambahan pada torsi (mm2)
7. Kriteria tulangan geser dan torsi
Jarak tulangan sengkang :
....................................................... (3.89)
3
-
Dengan :
Tulangan memanjang disebar merata ke semua sisi dengan jarak tulangan
memanjang 300 mm
tulangan torsi memanjang 12 mm
fy tulangan torsi 400 Mpa
Tulangan torsi harus ada paling tidak sejauh (b+d) dari titik ujung teoritis
torsi yang diperlukan.
3.3 PERENCANAAN KOLOM
3.3.1 Perencanaan Kolom Pendek
Langkah-langkah :
1. Menentukan properties penampang kolom (b,h,fc,fy,d,d)
2. Menghitung beban kapasitas kolom pendek
0,85 .................................. (3.90)
3. Menentukan sengkang
Untuk sengkang biasa : 0,80 0,85 ......................... (3.91)
Karena , maka :
,, ............................ (3.92)
Untuk sengkang spiral : 0,85 0,85 ........................... (3.93)
-
Karena , maka :
,, .......................... (3.94)
Sehingga setelah nilai Ag perlu diperoleh, panjang dan lebar sisi kolom
persegi atau diameter kolom bulat dapat ditentukan.
1 4 .................................................... (3.95)
% ; ................................................. (3.96)
2 ................................................... (3.97)
Dengan :
Pn = Kuat desak aksial nominal pada kolom konsentris (N)
Pu = Gaya aksial terfaktor
Ast = Luas tulangan total pada kolom (mm2)
As = Luas tulangan desak pada kolom (mm2)
As = Luas tulangan tarik pada kolom (mm2)
Kapasitas kolom dengan beban eksentris
.............................................................................. (3.97)
600 ........................................................................... (3.98)
600 ............................................................................. (3.99)
Jika fs> fy, maka fs=fy
Jika fs< fy, maka fs=fs
-
0,85 ....................................................................... (3.100)
.......................................................................... (3.101)
........................................................................... (3.102)
Dengan : a = .c = Tinggi blok tekan beton (mm)
Tentukan nilai C yang digunakan :
Jika C > Cb, terjadi keruntuhan tekan
Jika C = Cb, terjadi keruntuhan balance
Jika C < Cb, terjadi keruntuhan tarik
Syarat kegagalan : a. Keruntuhan tekan
C > Cb; Pn > Pb; Mn > Mnb
b. Keruntuhan balanced
C = Cb; Pn = Pb; Mn = Mnb
c. Keruntuhan tarik
C < Cb; Pn < Pb; Mn < Mnb
Dari persamaan keseimbangan = 0 pada diagram tegangan regangan,
diperoleh :
.................................................................. (3.103)
0,85 .................... (3.104)
2 .................................... (3.105)
0,85 2
-
Sehingga diperoleh :
...................................................................................... (3.106)
Gambar 3.1 Diagram Momen Nominal (Mn) dan Gaya Desak Nominal (Pn)
(Ast=1%Ag;Ast=2%Ag;Ast=3%Ag;Ast=4%Ag)
3.3.2 Perencanaan Kolom Panjang
Salah satu ragam keruntuhan kolom adalah kehilangan stabilitas lateral
akibat tekuk. Apabila panjang kolom bertambah (kolom langsing) maka
kemungkinan kolom runtuh karena tekuk akan semakin besar.
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
18000
20000
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
Pn(K
N)
Mn(KNm)
1%
2%
3%
4%
-
Adapun tahap-tahap perencanaan kolom langsing adalah sebagai berikut :
Menentukan tingkat kelangsingan kolom
Untuk komponen struktur tekan yang ditahan terhadap goyangan ke samping
34 12
.................................................................. (3.107)
Untuk komponen struktur tekan yang tidak ditahan terhadap goyangan ke
samping
22 ......................................................................... (3.108)
M1b dan M2b adalah momen pada ujung-ujung yang berlawanan pada
kolom, dengan M2b adalahmomen yang lebih besar dan M1b adalah momen
yang lebih kecil. Sedangkan lu merupakan panjang tak tertumpu kolom, k
adalah faktor panjang efektif yang ditentukan berbagai kondisi pengekangan
ujung terhadap rotasi dan translasi, sedangkan r adalah jari-jari girasi kolom.
Nilai M1b/M2b adalah positif untuk kelengkungan tunggal (single curvature)
dan negatif untuk kelengkungan ganda (double curvature).
Nilai k untuk berbagai kondisi ujung pada kolom :
Kedua ujung sendi, tidak bergerak lateral k = 1,0
Kedua ujung sendi k = 0,5
Satu ujung jepit, ujung yang lain bebas k = 2,0
Kedua ujung jepit, ada gerak lateral k = 1,0
-
Untuk kolom yang erupakan bagian dari portal, dalam SNI (1991) belum
mengatur secara jelas cara menentukan besarnya nilai faktor panjang efektif K
(Sudarmoko). Menurut Wang (1986), prosedur yang paling umum digunakan
untuk mendapatkan faktor panjang efektif adalah dengan menggunakan grafik
alinyemen dari Structural Stability Research Council Guide yaitu diagram
Jackson dan Moreland.
Faktor panjang efektif merupakan fungsi dari factor kekangan ujung
A dan B untuk masing-masing titik ujung atas dan bawah yang didefinisikan
sebagai :
=
. ..(3.109)
Untuk mendapatkan nilai jari-jari girasi r :
Untuk kolom persegi dengan lebar b dan tinggi h, yaitu :
r =
= .
. = 0,288.h 3h ..(3.110)
Untuk kolom bundar dengan diameter D yaitu :
r = .
.
= 0,25D ..(3.111)
-
Menganalisis kekuatan kolom panjang
Apabila angka kelangsingan Klu/r melebihi persyaratan seperti yang
tercantum dalam persamaan 3.107 dan 3.108, maka digunakan dua metode
stabilitas, yaitu :
A. Metode Pembesaran Momen (Momen Magnification Method)
Metode analisis ini didasarkan atas momen yang diperbesar yang
dinyatakan sebagai :
Mc = M2 = bM2b + sM2s ..(3.112)
Dengan :
.
..(3.113)
.
..(3.114)
Pu dan Pc adalah penjumlahan gaya tekan dari semua kolom dalam
satu tingkat.
1. Untuk rangka yang tidak tahan terhadap goyangan kesamping, nilai b
dan s harus dihitung, serta nilai k harus lebih besar dari 1.
2. Sedangkan untuk rangka yang ditahan terhadap goyangan kesamping,
nilai s harus diambil sebesar 0 dan nilai k lebih kecil dari satu.
3. Untuk komponen struktur yang ditahan terhadap goyangan kesamping
dan tanpa beban transversal diantara tumpuannya, Cm boleh diambil
-
Cm = 0,6 + 0,4.
0,4 ..(3.115)
4. Untuk kasus lain Cm harus diambil sebesar :
Menurut SNI-1991, bila perhitungannya menunjukkan bahwa pada
kedua ujung suatu komponen struktur tekan yang tidak tertahan tidak
terdapat momen atau bahwa eksentrisitas ujung yang diperoleh dari
perhitungan kurang dari
(15 + 0,03.h) mm, M2b dalam persamaan 3.112 harus didasarkan pada
suatu eksentrisitas minimum (15 + 0,03.h) mm, Rasio dari M1b/M2b
dalam persamaan 3.115 harus ditentukan dari salah satu ketentuan
sebagai berikut :
a. Bila eksentrisitas ujung yang didapat dari perhitungan kurang dari
(15 + 0,03.h) mm, momen ujung yang didapat dari perhitungan
boleh digunakan untuk menghitung M1b/M2b dalam persamaan
3.113.
b. Bila perhitungan menunjukkan bahwa pada dasarnya dikedua ujung
dari suatu komponen struktur tekan tidak terdapat momen, rasio
M1b/M2b harus diambil sama dengan 1.
Sedangkan bila perhitungan menunjukkan bahwa pada kedua
ujung dari suatu komponen struktur tekan yang tidak tertahan
terhadap goyangan kesamping tidak terdapat momen atau bahwa
eksentrisitas ujung yang diperoleh dari perhitungan kurang dari
-
(15 + 0,03.h) mm, maka M2b dalam persamaan 3.112 harus
didasarkan pada suatu eksentrisitas minimum sebesar (15 + 0,003.h)
mm.
Untuk mendapatkan nilai EI digunakan hitungan yang lebih
konservatif :
EI = ./,
..(3.116)
Dengan :
Ec = 4700. ..(3.117)
Es = 2.10 Mpa ..(3.118)
Ig =
bh .......(3.119)
d =
= , ,,
.(3.120)
B. Analisis Orde Kedua
Pendekatan analisis orde kedua diperlukan apabila angka
kelangsingan K.lu/r melebihi 100. Pada analisis ini efek defleksi
harus diperhitungkan. Menurut pengamatan Nawy (1990), bahwa
kebanyakan kolom pada bangunan beton bertulang tidak
memerlukan analisis orde kedua karena biasanya kolom-kolo
tersebut mempunyai angka kelangsingan di bawah 100
-
3.4 PERENCANAAN BEBAN GEMPA
3.4.1 Perencanaan Struktur Portal dengan Daktilitas Penuh
Untuk menentukan gaya gempa pada tiap tingkat, perencanaan ini
menggunakan Metode Ekuivalen Statik. Menurut Pedoman Pembebanan
Ketahanan Gempa Untuk Rumah Dan Gedung (PPKGURDG, 1987) gaya
geser dasar (V) dinyatakan dalam :
V = C.I.K.Wt ..(3.121)
Gaya geser yang harus dibagi pada setiap tingkat dihitung dengan rumus :
.
.. ..........................................(3.122)
Dengan : V = Gaya geser dasar horizontal akibat beban gempa (ton)
C = Koefisien gempa dasar
I = Faktor keutamaan struktur
K = Faktor jenis struktur
Wi = Berat bangunan pada tingkat-i
Hi = Tinggi tingkat-i
Fi = Gaya geser dasar pada tingkat-i (ton)
3.4.2 Waktu Getar Struktur (T)
T = 0,06. ..(3.123)
-
3.4.3 Koefisien Gempa Dasar (C)
Dalam perencanaan ulang ini bangunan berada di wilayah gempa tiga
(3) daerah Yogyakarta, pada kondisi tanah sedang.
3.4.4 Faktor Keutamaan Gedung (I)
Nilai (I) diambil dari table 2.4 buku beton seri 3 Gideon Kusuma. Dalam
perencanaan ulang ini digunakan nilai I = 1
3.4.5 Faktor Jenis Bangunan (K)
Dalam perencanaan ulang ini bangunan direncanakan dengan
daktilitas tingkat III (penuh), dengan nilai K=1
3.5 PERENCANAAN BALOK DAN KOLOM PORTAL
3.5.1 Perencanaan Balok Portal Terhadap Beban Lentur
Kuat lentur perlu balok portal (Mu,b) harus ditentukan berdasarkan
kombinasi pembebanan tanpa atau dengan beban gempa, sebagai berikut :
Mu,b = 1,2MD,b + 1,6ML,b ..(3.124)
Mu,b = 1,05.(MD,b + ME,bR + ME,b) ..(3.125)
Mu,b = 0,9 MD,b + ME,b ..(3.126)
Dengan :
MD,b = Momen lentur balok portal akibat beban mati tak berfaktor
ML,b = Momen lentur balok portal akibat beban hidup tak berfaktor
-
ME,b = Momen lentur balok portal akibat beban gempa tak berfaktor
Dalam perencanaan kapasitas balok portal, omen tumpuan negatif
akibat kombinasi beban gravitasi dan beban gempa balok boleh
diredistribusikan dengan menambah atau mengurangi dengan persentase
yang tidak melebihi :
30 1
% .(3.127)
Dengan syarat apabila tulangan balok portal telah direncanakan
sehingga (-) tidak boleh melebihi 0,5b. Momen lapangan dan tumpuan
pada bidang muka kolom yang diperoleh dari hasil redistribusi momen
selanjutnya digunakan untuk menghitung penulangan lentur yang
diperlukan. Untuk portal dengan daktilitas penuh perlu dihitung kapasitas
lentur sendi plastis yang besarnya ditentukan sebagai berikut :
Mkap,b = . , (3.128)
Dengan :
Mkap,b : Kapasitas lentur actual balok pada pusat pertemuan balok kolom
dengan memperhitungkan luas tulangan sebenarnya terpasang.
Mnak,b : Kuat lentur nominal balok berdasarkan luas tulangan yang
terpasang sebenarnya.
: Faktor pertambahan kekuatan yang ditetapkan sebesar 1,25 untuk
fy < 400 Mpa dan 1,4 untuk fy > 400 Mpa.
-
3.5.2 Perencanaan Balok Portal Terhadap Beban Geser
Kuat geser balok portal yang dibebani oleh beban gravitasi sepanjang
bentangnya harus dihitung dalam kondisi terjadi sendi-sendi plastis pada
kedua ujung balok portal tersebut dengan tanda yang berlawanan (positif,
negatif), menurut persamaan berikut :
Vu,b = 0,7
+ 1,05Vg ..(3.129)
Teatapi tidak perlu lebih besar dari :
Vu,b = 1,05. , , ,
.(3.130)
Dengan :
Mkap : Momen kapasitas balok berdasarkan tulangan yang sebenarnya
terpasang pada salah satu ujung balok atau bidang muka kolom
Mkap : Momen kapasitas balok berdasarkan tulangan yang sebenarnya
terpasang pada ujung balok atau bidang muka kolom yang lain
, : Gaya geser balok akibat beban mati
, : Gaya geser balok akibat beban hidup
, : Gaya geser balok akibat beban gempa
: Bentang bersih balok
3.5.3 Perencanaan Kolom Portal Terhadap Beban Lentur dan Aksial
Kuat lentur kolom portal dengan daktilitas penuh yang ditentukan
pada bidang muka balok Mu,k harus dihitung berdasarkan terjadinya
-
kapasitas lentur sendi pada kedua ujung balok yang bertemu dengan kolom
tersebut yaitu :
, 0,7. . , ....(3.131)
:
, 0,7. . . , , ..(3.132)
Tetapi dalam segala hal tidak perlu lebih besar dari :
Mu,b = 1,05.(, ,
, ..(3.133)
Sehingga : Mu,k = Mkap,ki + Mkap,ka ..(3.134)
Dengan :
d : Faktor pembesar dinamis yang memperhitungkan pengaruh
terjadinya sendi plastis pada struktur secara keseluruhan, diambil
nilai d = 1,3
k : Faktor distribusi momen kolom portal yang ditinjau sesuai dengan
kekakuan relatif kolom atas dan bawah
Mkap,ki : Momen kapasitas lentur balok disebelah kiri bidang muka kolom
Mkap,ka : Momen kapasitas lentur balok disebelah kanan bidang muka
kolom
Sedangkan beban aksial rencana Nu,k yang bekerja pada kolom portal
dengan daktilitas penuh dihitung dengan :
Nu,k = ,..,
+ 1,05 Ng,k ..(3.135)
-
Tetapi dalam segala hal tidak perlu lebih besar dari :
Nu,k = 1,05.(Ng,k +
. Ng,k) ..(3.136)
Dengan : Rn = Faktor reduksi yang ditentukan sebesar :
1,0 untuk 1 < n < 4
1,1-0,024 untuk 4 < n < 20
0,6 untuk n > 20
Dengan : n = Jumlah lantai diatas kolom yang ditinjau
lb = Bentang balok dari as ke as kolom
Ng,k = Gaya aksial kolom akibat beban gravitasi
, = Gaya aksial kolom akibat beban gempa
3.5.4 Perencanaan Kolom Portal Terhadap Beban Geser
Kuat geser kolom portal dengan daktilitas penuh berdasarkan sendi-
sendi plastis pada ujung-ujung balok yang bertemu pada kolom tersebut
harus dihitung dengan cermat sebagai berikut :
Vu,k = , ,
..(3.137)
Dan dalam segala hal tidak perlu lebih besar dari :
Vu,k = 1,05.(, , ,
...(3.138)
Kapasitas lentur sendi plastis kolom dapat dihitung :
Mkap,kbawah =. ,
-
Dengan :
Mu,k atas = momen rencana kolom ujung atas dihitung pada muka balok
Mu,k bawah = momen rencana kolom ujung bawah dihitung pada muka
balok
hk = tinggi bersih kolom
, = Gaya geser kolom akibat beban mati
, = Gaya geser kolom akibat beban hidup
, = Gaya geser kolom akibat beban gempa
Mkap,k bawah = Kapasitas lentur ujung dasar kolom lantai dasar
Mkap,k atas = Kapasitas lentur nominal aktual ujung dasar kolom lantai
dasar
3.5.5 Perencanaan Panel Pertemuan Balok-Kolom
Panel pertemuan balok kolom portal harus diproporsikan sedemikian
rupa, sehingga memenuhi persyaratan kuat geser horizontal perlu (Vu,h) dan
kuat vertical perlu (Vu,v) yang berkaitan dengan terjadinya momen kapasitas
pada sendi plastis pada kedua ujung balok yang bertemu dengan kolom. Gaya-
gaya yang membentuk keseimbangan pada join rangka,dimana gaya geser
horizontal
Vjh = Cki + Tka Vkol ..(3.139)
Ck = Tki = 0,7.,
..(3.140)
-
Tk = Cka = 0,7.,
..(3.141)
Vkol = ,. ,
,
,,
.....(3.142)
Gambar 3.2 Panel pertemuan balok dan kolom dalam kondisi terjadinya
sendi-sendi plastis pada kedua ujung balok
Tegangan horizontal nominal dalam joint adalah :
Vjhaktual = .
1,5 (Mpa) ...(3.143)
Dengan : bj = Lebar efektif joint (mm)
hc = Tinggi total penampang kolom dalam arah geser yang ditinjau
(mm)
Vjv
Vjh
Vjv
Vjh
C ka
T ka
T ki
C ki
Vkol
Vkol
0,70 Mkap.ka
0,70 Mkap.ki
hc
bjZ kaZ ki
-
Gaya geser horizontal Vjh ini ditahan oleh dua mekanisme kuat geser
inti joint, yaitu :
Strat beton diagonal yang melewati daerah ujung tekan joint yang
memikul gaya geser Vch.
Mekanisme panel rangka yang terdiri dari sengkang horizontal dan strat
beton diagonal daerah tarik joint yang memikul gaya geser Vsh.
Sehingga : Vsh + Vch = Vjh ..(3.144)
Besarnya Vch yang dipikul oleh strat beton harus sama dengan nol kecuali
bila :
1. Tegangan tekan minimal rata-rata minimal pada penampang bruto
kolom diatas join, terasuk tegangan prategang (apabila ada), melebihi
nilai 0,1 fc maka :
Vch =
,
- 0,1.fc.bj.hj ....(3.145)
2. Balok diberi gaya prategang yang melewati join, maka :
Vch = 0,7.Pcs . (3.146)
Dengan Pcs adalah gaya permanen prategang yang terletak di sepertiga
bagian tinggi kolom.
3. Seluruh balok pada join dirancang sehingga penampang kritis dari sendi
plastis terletak pada jarak yang lebih kecil dari tinggi penampang balok
yang diukur dari muka kolom, maka :
-
Vch = 0,5.
. . 1 ,,..
.(3.147)
Dimana rasio
tidak boleh lebih besar dari satu (1)
Dengan memindahkan lokasi sendi plastis agak jauh dari muka kolom,
maka kemampuan strat tekan tidak berkurang akibat beban bolak-balik
dimana sebagian besar tegangan akan dipindahkan ke tulangan tekan.
Pelelehan tulangan dapat juga mengakibatkan penetrasi kerusakan ikatan
yang masuk ke inti join, sehingga ikatan antara tulangan dan strat tekan
berkurang. Akibat kedua fenomena ini serta tekan pada join, sendi
plastisnya terletak bersebelahan dengan muka kolom, tidak bekerja sehingga
seluruh gaya geser Vjh dipikul oleh Vsh.
Bila tegangan rata-rata minimum pada penampang bruto kolom diatas
join kurang dari 0,1.fc (c < 0,1.fc), maka :
Vsh = Vjh -
,
- (0,1.fc).bjh ....(3.148)
Pada join rangka dengan melakukan relokasi sendi plastis :
Vsh = Vjh 0,5.
.Vjh.(1 + ,
,.. ) ..(3.149)
Luas total efektif dari tulangan geser horizontal yang melewati bidang
kritis diagonal dengan yang diletakkan di daerah tekan join efektif (bj) tidak
boleh kurang dari :
Ajh =
..(3.150)
-
Kegunaan sengkang horizontal ini harus didistribusikan secara merata
diantara tulangan balok longitudinal atas dan bawah.
Geser join vertikal (Vjv) dapat dihitung dengan rumus :
Vjv = Vjh.
..(3.151)
Tulangan join geser vertikal didapat dari :
Vsv = Vjv Vcv ..(3.152)
Menjadi :
Vcv = Asc.
.0,6 ,.
.....(3.153)
Dengan : Asc = Luas tulangan longitudinal tekan
Asc = Luas tulangan longitudinal tarik
Sehingga luas tulangan join vertikal :
Ajv =
...(3.154)
Persyaratan perencanaan proporsi rangka beton bertulang penahan
gaya gempa dengan daktilitas 3 (penuh) dapat dilihat pada SK-SNI T-15-
1991-03 pasal 3.14.2 sampai dengan 3.14.8, sedangkan persyaratan untuk
tingkat daktilitas 2 (terbatas) dapat dilihat pada pasal 3.14.9
-
3.6 PONDASI
3.6.1 Perencanaan Dimensi Penampang Pondasi
Langkah-langkah perencanaan pondasi adalah sebagai berikut :
1. Menentukan data mutu beton, baja tulangan, ukuran kolom dan data tanah.
2. Menentukan dimensi luas telapak pondasi.
Dalam perencanaan yang digunakan sebagai acuan untuk memperoleh
dimensi pondasi adalah daya dukung tanah ijin (qall) yang besarnya :
Qall = ,
(3.155)
Dengan : SF = Safety factor (faktor keamanan), diambil nilai : 1,5-3
Dalam hal ini nilai yang digunakan untuk qall diambil dari besarnya
tahanan conus (qc) dari data sondir.
1. Untuk beban aksial sentries (e = 0)
..(3.156)
2. Untuk beban aksial dan momen eksentris (e0)
qall max =
. 1 .
..(3.157)
qall min =
. 1 .
..(3.158)
pada kondisi dimana e < 1/6.b qall min bernilai negatif (-).
pada kondisi dimana e = 1/6.b qall min bernilai nol (0).
-
pada kondisi dimana e > 1/6.b qall netto min bernilai positif
Eksentrisitas kolom menyebabkan tegangan tanah dibawah
pondasi tidak merata, tetapi diasumsikan berubah secara linier
sepanjang tapak, sehingga :
qall rata-rata = .(qall max + qall min) ..(3.159)
Sehingga untuk dimensi penampang tapak, digunakan nilai qall
terbesar :
Aperlu =
. 1 .
.(3.160)
Setelah Aperlu diketahui lebar (B) dan panjang (N) sisi tapak
pondasi bisa dicari dan diperoleh nilai Aada, sehingga tegangan
kontak yang terjadi didasar pondasi adalah :
.(3.161)
3. Kontrol kapasitas daya dukung tanah (
Kapasitas daya dukung tanah yang terjadi di dasar pondasi adalah :
..(3.162)
Dengan : q = h. ..(3.163)
Untuk memperoleh qult bruto digunakan rumus mayerhorf
(1963) karena akan didapat nilai qult yang lebih besar, sehingga
dimensi tapak akan lebih kecil disamping untuk kondisi dimana
-
kedalaman pondasi lebih besar dari lebar pondasi. Df > b rumus ini
lebih tepat
qult bruto = C.Nc.Sc.dc.ic + q.(Nq-1).Sq.dq.iq + 0,5.B.N.S.d.i(3.164)
dengan mensubsidi persamaan, maka diperoleh
qult netto = C.Nc.Sc.dc.ic + q.(Nq-1).Sq.dq.iq + 0,5.B.N.S.d.i(3.165)
sehingga didapatkan tegangan ijin tanah dengan rumus mayerhorf (1963) :
qall =
= .... .... ,.....
..(3.166)
Dengan : Nq = . 45
...(3.167)
Qult bruto = Kapasitas daya dukung kotor tanah (kg/cm)
Qult netto = Kapasitas daya dukung bersih tanah (kg/cm)
B = Lebar efektif pondasi (m)
Q = Beban merata tanah di atas pondasi permukaan tanah (kg/cm)
= Berat volume tanah (kg/cm)
h = Kedalaman tanah di atas pondasi (m)
Df = Kedalaman pondasi (m)
Nc,Nq,N = Faktor daya dukung tanah (depth faktor)
Sc,Sq,S = Faktor untuk pondasi (shape factor)
dc,dq,d = Faktor kemiringan beban (inclination factor)
-
Untuk masing-masing nilai faktor daya dukung, bentuk pondasi dan
kemiringan beban tergantung dari nilai sudut geser dalam () adalah sebagai
berikut :
Nilai sudut geser
dalam ()
Faktor bentuk
(shape factor)
Faktor kedalaman
(depth factor)
Faktor kemiringan
(inclination factor)
= 0 Sq = S = 1,0 Dq = d = 1,0 I = 1,0
0 < < 10 Sc = 1 + 0,2Kp.
B/L
Dc = 1 + 0,2.
x D/B
Ic = (1 /90)
10 Sc = S = 1 +
0,2Kp.B/L
Dq = D +
0,2. x D/B
I = (1-/90)
Tabel 3.1 Nilai faktor daya dukung dan nilai sudut geser dalam
Dengan nilai koefisien pasif tanah (Kp) adalah :
Kp = tan.(45 + /2) ..(3.168)
Kontrol tegangan ijin yang terjadi :
qu qall Mayerhorf ..(3.169)
-
3.6.2 Perencanaan Geser Pondasi
3.6.2.1 Geser Satu Arah
Tebal pelat (h) diasumsikan terlebih dahulu, sehingga nilai d dapat dicari :
d = h Penutup beton (Pb) tulangan ..(3.170)
Gaya geser akibat beban luar (Vu) yang bekerja pada penampang kritis :
Vu = m.L.qu pada arah x ..(3.171)
Dengan : m =
..(3.172)
Vu = n.P.qu pada arah y ..(3.173)
Dengan : n =
...(3.174)
Kekuatan beton menahan gaya geser (Vc) :
Arah x : Vcx = 1/6 L.d
...(3.175)
Arah y : Vcy = 1/6 P.d
..(3.176)
-
Gambar 3.3 Pondasi dengan geser satu arah
3.6.2.2 Geser Dua Arah / Pons
Gaya geser akibat beban luar yang bekerja pada penampang kritis :
Vu = qu.((P.L) (x.y)) ..(3.177)
x = hk + d ..(3.178)
y = bk + d ..(3.179)
Kekuatan beton menahan gaya geser (Vc), diambil nilai terbesar diantara :
Vc = 4..bo.D ...(3.180)
Atau : Vc = (1 +
).(2.).bo.D ..(3.181)
bo = 2.(x+y) = 2.((hk + d) + (bk + d)) (3.182)
c = . .
1,0 .(3.183)
Dengan : bo = keliling penampang kritis (mm)
c = rasio sisi panjang dengan sisi pendek
-
kontrol gaya geser yang terjadi
bila V, ,
, maka tegangan geser aman
bila , ,
, maka tebal pelat perlu diperbesar
Gambar 3.4 Pondasi dengan geser dua arah
3.6.3 Perecanaan Tulangan Lentur Pondasi
Diambil nilai lebar (b) pondasi tiap 1 meter = 1000 mm
Tulangan arah x : = (P hk) ..(3.184)
= qu. ..(3.185)
Tulangan arah y : = (P bk) ..(3.186)
= qu. ..(3.187)
-
Diambil nilai atau yang terbesar. Untuk Mu yang besar
letak tulangan di bawah sedangkan Mu yang kecil letak tulangan di atas.
Untuk pondasi diambil nilai penutup beton (Pb) 70 mm.
D = h + Pb tulangan bawah untuk tulangan bawah
D = h + Pb tul.bawah tul atas untuk tulangan atas
M =
,. ...(3.188)
.....(3.189)
1 .. ..(3.190)
min ,
..(3.191)
Persyaratan : 1. Bila > min digunakan perlu =
2.Bila < min, 1,33. < min digunakan perlu = 1,33
3. Bila < min, 1,33. > min digunakan perlu = min
Luas tulangan perlu : Asperlu = perlu.b.d ..(3.192)
Luas tulangan susut : .= 0,002.b
top related