laporan str om riyanto
DESCRIPTION
laporan struktur gapura SAPdesain civil engineeringbuildingklampis surabayajawa timurindonesiaTRANSCRIPT
GAPURA MUSOLLAH
0
2015
GAPURA MUSOLLAH
GAPURA MUSOLLAH
1
2015
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI ................................................................................................................................................. 1
BAB I DATA DATA PERENCANAAN DAN PEMBEBANAN .............................................................................. 2
2.1 Data Perencanaan ............................................................................................................................ 2
2.1.1 Data Bangunan .......................................................................................................................... 2
2.2.2 Spesifikasi Material Beton Dan Baja Struktur ........................................................................... 2
2.2 Pembebanan dan Kombinasi Pembebanan ..................................................................................... 2
2.2.1 Beban Mati ................................................................................................................................ 3
2.2.2 Beban Hidup .............................................................................................................................. 3
BAB II PERHITUNGAN STRUKTUR ............................................................................................................... 4
BAB III KESIMPULAN ................................................................................................................................. 15
,
GAPURA MUSOLLAH
2
2015
BAB I DATA DATA PERENCANAAN DAN PEMBEBANAN
2.1 Data Perencanaan 2.1.1 Data Bangunan
Lokasi Bangunan : Mosullah Pak Riyanto
Fungsi Bangunan : Tempat Ibadah
Struktur Bangunan : Kontruksi Beton
Struktur Pondasi : Pondasi Strouss
2.2.2 Spesifikasi Material Beton Dan Baja Struktur Material yang digunakan dalam perencanaan ini dibagi menjadi dua jenis material yaitu
material beton dan material baja, spesifikasi secara detil dapat dilihat sebagai berikut :
a. Material Beton Mutu fc’=20 MPa (K250)
Spesifikasi material ini digunakan dalam perencanaan elemen struktur lentur seperti balok,
pelat lantai, pilecap serta pelat tribun yang di cor secara monolit.
b. Material Baja Mutu ASTM A53M Grade B (Kuat Leleh fy = 2400 kg/cm2 dan Kuat Putus fu =
4150 kg/cm2).
Spesifikasi material ini digunakan dalam perencanaan elemen struktur rangka atap yang
terbuat dari pipa baja yang menggunakan sistem space frame.
c. Material Baja Tulangan BJTP U-24 (Kuat Leleh fy = 240 MPa)
Spesifikasi material ini digunakan dalam perencanaan elemen struktur beton bertulang
sebagai tulangan tulangan lentur maupun geser dengan diameter ≤ 12mm.
d. Material Baja Tulangan BJTD U-32 (Kuat Leleh fy = 320 MPa)
Spesifikasi material ini digunakan dalam perencanaan elemen struktur beton bertulang
sebagai tulangan lentur maupun geser dengan diameter > 12mm.
2.2 Pembebanan dan Kombinasi Pembebanan Terdiri dari beban mati (berat sendiri dan beban mati tambahan), beban hidup, beban angin,
dan beban gempa. Untuk kombinasi pembebanan mengacu pada beberapa peraturan yaitu SNI
2847-2002, ACI 318-02, UBC 1997 dan SNI 1729-2002.
GAPURA MUSOLLAH
3
2015
2.2.1 Beban Mati Beban mati pada perencanaan ini meliputi berat sendiri dari masing – masing elemen
struktur seperti berat pelat, balok dan kolom serta struktur atap. Besarnya beban – beban mati
tersebut secara otomatis langsung diperhitungkan didalam permodelan struktur berdasarkan
berat jenis masing – masing materialnya. Sedangkan terdapat juga beban mati tambahan yang
berupa beban finishing, dan dinding yang besarnya:
Beban mati Lantai Atap:
- Berat instalasi ME = 50 kg/m2
Spesi tebal 2 cm = 21 kg/m2
Air hujan = 50 kg/m2
= 121 kg/m2 x 5,8 m = 701,8 Kg/m
2.2.2 Beban Hidup Beban hidup lantai yang bekerja dalam struktur ini berupa beban terbagi rata sesuai fungsi
ruangannya, yang besarnya diambil sebesar:
a. Beban hidup lantai atap : 100 kg/m2 x 5,8 m = 580 Kg/m
Koefisien reduksi beban hidup untuk beban gempa diambil sebesar 0.5.
GAPURA MUSOLLAH
4
2015
BAB II PERHITUNGAN STRUKTUR
GAPURA MUSOLLAH
5
2015
A. DATA BALOK LANTAIFrame 1
BAHAN STRUKTUR
Kuat tekan beton, fc' = 20 MPa
Tegangan leleh baja (deform) untuk tulangan lentur, fy = 320 MPa
Tegangan leleh baja (polos) untuk tulangan geser, fy = 240 MPa
DIMENSI BALOK
Lebar balok b = 250 mm
Tinggi balok h = 500 mm
Diameter tulangan (deform) yang digunakan, D = 13 mm
Diameter sengkang (polos) yang digunakan, Ø = 8 mm
Tebal bersih selimut beton, ts = 25 mm
MOMEN DAN GAYA GESER RENCANA
Momen rencana positif akibat beban terfaktor, Mu+ = 36,98 kNm
Momen rencana negatif akibat beban terfaktor, Mu - = 50,85 kNm
Gaya geser rencana akibat beban terfaktor, Vu = 60,57 kN
B. PERHITUNGAN TULANGAN
Untuk : fc' ≤ 30 MPa, b1 = 0,85
Untuk : fc' > 30 MPa, b1 = 0.85 - 0.05 * ( fc' - 30) / 7 = -
Faktor bentuk distribusi tegangan beton, b1 = 0,85
Rasio tulangan pada kondisi balance ,
rb = b1* 0.85 * fc’/ fy * 600 / ( 600 + fy ) = 0,0294
Faktor tahanan momen maksimum,
Rmax = 0.75 * rb * fy * [1 – ½*0.75* rb * fy / ( 0.85 * fc’ ) ] = 5,5986
Faktor reduksi kekuatan lentur, f = 0,80
Jarak tulangan terhadap sisi luar beton, ds = ts + Ø + D/2 = 39,50 mm
Jumlah tulangan dlm satu baris, ns = ( b - 2 * ds) / ( 25 + D ) = 4,50
Digunakan jumlah tulangan dalam satu baris, ns = 4 bh
Jarak horisontal pusat ke pusat antara tulangan,
x = ( b - ns * D - 2 * ds ) / ( ns - 1 ) = 39,67 mm
Jarak vertikal pusat ke pusat antara tulangan, y = D + 25 = 38,00 mm
PERHITUNGAN BALOK LANTAI (BEAM ) BALOK B1 25/50
GAPURA MUSOLLAH
6
2015
1. TULANGAN MOMEN POSITIF
Momen positif nominal rencana, Mn = Mu+
/ f = 46,225 kNm
Diperkirakan jarak pusat tulangan lentur ke sisi beton, d' = 70 mm
Tinggi efektif balok, d = h - d' = 430,00 mm
Faktor tahanan momen, Rn = Mn * 106 / ( b * d2 ) = 1,0000
Rn < Rmax ® (OK)
Rasio tulangan yang diperlukan :
r = 0.85 * fc’ / fy * [ 1 - √ * [1 – 2 * Rn / ( 0.85 * fc’ ) ] = 0,00322
Rasio tulangan minimum, rmin = √ fc' / ( 4 * fy ) = 0,00349
Rasio tulangan minimum, rmin = 1.4 / fy = 0,00438
Rasio tulangan yang digunakan, ® r = 0,00438
Luas tulangan yang diperlukan, As = r * b * d = 470 mm2
Jumlah tulangan yang diperlukan, n = As / ( p / 4 * D2 ) = 3,543
Digunakan tulangan, 5 D 13
3 D 13
Luas tulangan terpakai, As = n * p / 4 * D2 = 664 mm2
Jumlah baris tulangan, nb = n / ns = 1,25
nb < 3 ® (OK)
Baris Jumlah Jarak Juml. Jarak
ke ni yi ni * yi
1 4 39,50 158,00
2 2 77,50 155,00
3 0 0,00 0,00
n = 6 S [ ni * yi ] = 313
Letak titik berat tulangan, ® d' = S [ ni * yi ] / n = 52,17 mm
52,17 < 70 ® perkiraan d' (OK)
Tinggi efektif balok, d = h - d' = 447,83 mm
a = As * fy / ( 0.85 * fc' * b ) = 49,970 mm
Momen nominal, Mn = As * fy * ( d - a / 2 ) * 10-6 = 89,801 kNm
Tahanan momen balok, f * Mn = 71,841 kNm
Syarat : f * Mn ≥ Mu+
71,841 > 36,980 ® AMAN (OK)
2. TULANGAN MOMEN NEGATIF
Momen negatif nominal rencana, Mn = Mu- / f = 63,562 kNm
Diperkirakan jarak pusat tulangan lentur ke sisi beton, d' = 50 mm
Tinggi efektif balok, d = h - d' = 450,00 mm
Faktor tahanan momen, Rn = Mn * 106 / ( b * d2 ) = 1,2555
Rn < Rmax ® (OK)
GAPURA MUSOLLAH
7
2015
Rasio tulangan yang diperlukan :
r = 0.85 * fc’ / fy * [ 1 - √ * [1 – 2 * Rn / ( 0.85 * fc’ ) ] = 0,00408
Rasio tulangan minimum, rmin = √ fc' / ( 4 * fy ) = 0,00349
Rasio tulangan minimum, r min = 1.4 / fy = 0,00438
Rasio tulangan yang digunakan, ® r = 0,00438
Luas tulangan yang diperlukan, As = r * b * d = 492 mm2
Jumlah tulangan yang diperlukan, n = As / ( p / 4 * D2 ) = 3,708
Digunakan tulangan, 5 D 13
3 D 13
Luas tulangan terpakai, As = n * p / 4 * D2 = 664 mm2
Jumlah baris tulangan, nb = n / ns = 1,25
nb < 3 ® (OK)
Baris Jumlah Jarak Juml. Jarak
ke ni yi ni * yi
1 4 39,50 158,00
2 2 77,50 155,00
3 0 0,00 0,00
n = 6 S [ ni * yi ] = 313
Letak titik berat tulangan, ® d' = S [ ni * yi ] / n = 52,17 mm
52,17 > 50 ® perkirakan lagi d' (NG)
Tinggi efektif balok, d = h - d' = 447,8 mm
a = As * fy / ( 0.85 * fc' * b ) = 49,970 mm
Momen nominal, Mn = As * fy * ( d - a / 2 ) * 10-6 = 89,801 kNm
Tahanan momen balok, f * Mn = 71,841 kNm
Syarat : f * Mn ≥ Mu-
71,841 > 50,849 ® AMAN (OK)
3. TULANGAN GESER
Gaya geser ultimit rencana, Vu = 60,572 kN
Faktor reduksi kekuatan geser, f = 0,60
Tegangan leleh tulangan geser, fy = 240 MPa
Kuat geser beton, Vc = (√ fc') / 6 * b * d * 10-3 = 80,126 kN
Tahanan geser beton, f * Vc = 48,075 kN
® Perlu tulangan geser
Tahanan geser sengkang, f * Vs = Vu - f * Vc = 12,496 kN
Kuat geser sengkang, Vs = 20,827 kN
Digunakan sengkang berpenampang : 1 Ø 8
Luas tulangan geser sengkang, Av = ns * p / 4 * P2 = 50,27 mm2
Jarak sengkang yang diperlukan : s = Av * fy * d / ( Vs * 103 ) = 249,07 mm
Jarak sengkang maksimum, smax = d / 2 = 223,92 mm
Jarak sengkang maksimum, smax = 250,00 mm
Jarak sengkang yang harus digunakan, s = 223,92 mm
Diambil jarak sengkang : ® s = 220 mm
Digunakan sengkang, 1 Ø 8 100
1 Ø 8 150
GAPURA MUSOLLAH
8
2015
GAPURA MUSOLLAH
9
2015
PENULANGAN KOLOM K1 (40x40)
Dari hasil out-put SAP 2000 diperoleh
P = kg
M = kg.m
panjang tekuk = cm
b = cm
ht = cm
`
M 31,4
P
1 40
30 30
eo = eo1 + eo2 = 32,7 cm
eo 32,7
ht 40
dari tabel PBI'71 10.6.2 , untuk baja keras -----> C2 =
C1 = 1 2
e1 = C1 C2 ( lk / 100.ht )2 . ht
= 1 ( / )2
= cm
e2 = 0.15 ht = cm
eu = eo + e1 + e2
= + + = cm
eau = eu + ( 1/2 ht )
= + 20,0
= cm
8.020,66
2.519,60
400
40
40
8.020,66
eo2 = ht = = 1,33
eo1 = =2.519,60
7,67
= 0,31 = cm
3,069
cm
= = 0,8187 cm
7,67 400 100 40 40
6,00
32,7 3,069 6 41,82
41,82
61,82
No. Doc : BTN/PBI&SKSNI/TS/05Judul Dokument Penulangan Kolom
GAPURA MUSOLLAH
10
2015
P . eau = x = kg.cm
= kg.m
Pembesian kolom :
- lebar kolom = mm
- beton decking = mm
- tebal efektif d = mm
- Mutu beton fc' = K-250 Mpa
- Mutu baja fy = U-320 MPa
m = fY / (0,85 .fC)
= 320 / (0.85 . 20)
=
Rn = M / (f b d2)
= 49.580.517/(0.85.400.380,380)
=
r = (1/m) * (1 - ( 1 - ((2 Rn m)/fy)) )
= (1/18,82)*(1- ( 1 - ((2 . 1,010.18,82)/320)))
=
Aperlu = r .b .d = = mm2
Dipasang tulangan 8 d - 19 (Aact = 12 D 13 ( Aact = mm2)
Pembesian begel :
Dsengkang - mm
S1 = 48x8 = mm
S2 = 12x13 = mm
S3 = mm
Smin mm
495.805,17
4.958,05
400
18,82
1,010
8.020,66 61,82
1592
20
380
20
320
0,00326
0,00326 400 380 494,85
d8 100
384
156
400
156
GAPURA MUSOLLAH
11
2015
GAPURA MUSOLLAH
12
2015
A. DATA BALOK LANTAIFrame 6
BAHAN STRUKTUR
Kuat tekan beton, fc' = 25 MPa
Tegangan leleh baja (deform) untuk tulangan lentur, fy = 320 MPa
Tegangan leleh baja (polos) untuk tulangan geser, fy = 240 MPa
DIMENSI BALOK
Lebar balok b = 200 mm
Tinggi balok h = 400 mm
Diameter tulangan (deform) yang digunakan, D = 13 mm
Diameter sengkang (polos) yang digunakan, Ø = 8 mm
Tebal bersih selimut beton, ts = 25 mm
MOMEN DAN GAYA GESER RENCANA
Momen rencana positif akibat beban terfaktor, Mu+ = 3,17 kNm
Momen rencana negatif akibat beban terfaktor, Mu - = 6,33 kNm
Gaya geser rencana akibat beban terfaktor, Vu = 6,55 kN
B. PERHITUNGAN TULANGAN
Untuk : fc' ≤ 30 MPa, b1 = 0,85
Untuk : fc' > 30 MPa, b1 = 0.85 - 0.05 * ( fc' - 30) / 7 = -
Faktor bentuk distribusi tegangan beton, b1 = 0,85
Rasio tulangan pada kondisi balance ,
rb = b1* 0.85 * fc’/ fy * 600 / ( 600 + fy ) = 0,0368
Faktor tahanan momen maksimum,
Rmax = 0.75 * rb * fy * [1 – ½*0.75* rb * fy / ( 0.85 * fc’ ) ] = 6,9983
Faktor reduksi kekuatan lentur, f = 0,80
Jarak tulangan terhadap sisi luar beton, ds = ts + Ø + D/2 = 39,50 mm
Jumlah tulangan dlm satu baris, ns = ( b - 2 * ds) / ( 25 + D ) = 3,18
Digunakan jumlah tulangan dalam satu baris, ns = 3 bh
Jarak horisontal pusat ke pusat antara tulangan,
x = ( b - ns * D - 2 * ds ) / ( ns - 1 ) = 41,00 mm
Jarak vertikal pusat ke pusat antara tulangan, y = D + 25 = 38,00 mm
PERHITUNGAN SLOOFSLOOF S1 20/40
GAPURA MUSOLLAH
13
2015
1. TULANGAN MOMEN POSITIF
Momen positif nominal rencana, Mn = Mu+
/ f = 3,958 kNm
Diperkirakan jarak pusat tulangan lentur ke sisi beton, d' = 70 mm
Tinggi efektif balok, d = h - d' = 330,00 mm
Faktor tahanan momen, Rn = Mn * 106 / ( b * d2 ) = 0,1817
Rn < Rmax ® (OK)
Rasio tulangan yang diperlukan :
r = 0.85 * fc’ / fy * [ 1 - √ * [1 – 2 * Rn / ( 0.85 * fc’ ) ] = 0,00057
Rasio tulangan minimum, rmin = √ fc' / ( 4 * fy ) = 0,00391
Rasio tulangan minimum, rmin = 1.4 / fy = 0,00438
Rasio tulangan yang digunakan, ® r = 0,00438
Luas tulangan yang diperlukan, As = r * b * d = 289 mm2
Jumlah tulangan yang diperlukan, n = As / ( p / 4 * D2 ) = 2,175
Digunakan tulangan, 3 D 13
3 D 13
Luas tulangan terpakai, As = n * p / 4 * D2 = 398 mm2
Jumlah baris tulangan, nb = n / ns = 1,00
nb < 3 ® (OK)
Baris Jumlah Jarak Juml. Jarak
ke ni yi ni * yi
1 3 39,50 118,50
2 0 0,00 0,00
3 0 0,00 0,00
n = 3 S [ ni * yi ] = 118,5
Letak titik berat tulangan, ® d' = S [ ni * yi ] / n = 39,50 mm
39,50 < 70 ® perkiraan d' (OK)
Tinggi efektif balok, d = h - d' = 360,50 mm
a = As * fy / ( 0.85 * fc' * b ) = 29,982 mm
Momen nominal, Mn = As * fy * ( d - a / 2 ) * 10-6 = 44,026 kNm
Tahanan momen balok, f * Mn = 35,221 kNm
Syarat : f * Mn ≥ Mu+
35,221 > 3,167 ® AMAN (OK)
2. TULANGAN MOMEN NEGATIF
Momen negatif nominal rencana, Mn = Mu- / f = 7,916 kNm
Diperkirakan jarak pusat tulangan lentur ke sisi beton, d' = 50 mm
Tinggi efektif balok, d = h - d' = 350,00 mm
Faktor tahanan momen, Rn = Mn * 106 / ( b * d2 ) = 0,3231
Rn < Rmax ® (OK)
GAPURA MUSOLLAH
14
2015
Rasio tulangan yang diperlukan :
r = 0.85 * fc’ / fy * [ 1 - √ * [1 – 2 * Rn / ( 0.85 * fc’ ) ] = 0,00102
Rasio tulangan minimum, rmin = √ fc' / ( 4 * fy ) = 0,00391
Rasio tulangan minimum, r min = 1.4 / fy = 0,00438
Rasio tulangan yang digunakan, ® r = 0,00438
Luas tulangan yang diperlukan, As = r * b * d = 306 mm2
Jumlah tulangan yang diperlukan, n = As / ( p / 4 * D2 ) = 2,307
Digunakan tulangan, 3 D 13
3 D 13
Luas tulangan terpakai, As = n * p / 4 * D2 = 398 mm2
Jumlah baris tulangan, nb = n / ns = 1,00
nb < 3 ® (OK)
Baris Jumlah Jarak Juml. Jarak
ke ni yi ni * yi
1 5 39,50 197,50
2 0 0,00 0,00
3 0 0,00 0,00
n = 5 S [ ni * yi ] = 197,5
Letak titik berat tulangan, ® d' = S [ ni * yi ] / n = 39,50 mm
39,50 < 50 ® perkiraan d' (OK)
Tinggi efektif balok, d = h - d' = 360,5 mm
a = As * fy / ( 0.85 * fc' * b ) = 29,982 mm
Momen nominal, Mn = As * fy * ( d - a / 2 ) * 10-6 = 44,026 kNm
Tahanan momen balok, f * Mn = 35,221 kNm
Syarat : f * Mn ≥ Mu-
35,221 > 6,333 ® AMAN (OK)
3. TULANGAN GESER
Gaya geser ultimit rencana, Vu = 6,551 kN
Faktor reduksi kekuatan geser, f = 0,60
Tegangan leleh tulangan geser, fy = 240 MPa
Kuat geser beton, Vc = (√ fc') / 6 * b * d * 10-3 = 55,000 kN
Tahanan geser beton, f * Vc = 33,000 kN
® Hanya perlu tul.geser min
Tahanan geser sengkang, f * Vs = Vu - f * Vc = - kN
Kuat geser sengkang, Vs = 6,551 kN
Digunakan sengkang berpenampang : 1 Ø 8
Luas tulangan geser sengkang, Av = ns * p / 4 * P2 = 50,27 mm2
Jarak sengkang yang diperlukan : s = Av * fy * d / ( Vs * 103 ) = 607,65 mm
Jarak sengkang maksimum, smax = d / 2 = 180,25 mm
Jarak sengkang maksimum, smax = 250,00 mm
Jarak sengkang yang harus digunakan, s = 180,25 mm
Diambil jarak sengkang : ® s = 180 mm
Digunakan sengkang, 1 Ø 8 100
1 Ø 8 150
GAPURA MUSOLLAH
15
2015
BAB III KESIMPULAN
Dari Hasil Perhitungan Didapatkan
1. Dimensi Balok 25/50 cm dengan Penulangan sebagai berikut
Tulangan Tumpuan : Atas 5 D 13 Bawah 3 D 13 Begel Ø 8 – 100
Tulangan Laapangan : Atas 3 D 13 Bawah 5 D 13 Begel Ø 8 – 150
2. Dimensi Kolom 40/40 cm dengan Penulangan sebagai berikut
Tulangan Utama 12 D 13 Begel Ø 8 – 100
3. Dimensi Sloof 20/40 cm dengan Penulangan sebagai berikut
Tulangan Tumpuan : Atas 3 D 13 Bawah 3 D 13 Begel Ø 8 – 100
Tulangan Laapangan : Atas 3 D 13 Bawah 5 D 13 Begel Ø 8 – 150