perancangan struktur beton perpustakaan 4 lantai

PERANCANGAN STRUKTUR BETON GEDUNG PERPUSTAKAAN 4 LANTAI

Afret Nobel, ST


Oleh:

Afret Nobel, ST feat. Ade Irma Sumantri, ST


www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com

Twitter: @AfretNobel | facebook: http://www.facebook.com/afretnobel

Perancangan Struktur Beton

Page 2 of 68

Contents 1 DATA UMUM STRUKTUR ............................................................................................................... 6

1.1 Data Struktur ............................................................................................................................... 6 1.2 Metode Analisis .......................................................................................................................... 6 1.3 Acuan .......................................................................................................................................... 6 1.4 Spesifikasi Material ..................................................................................................................... 7 1.5 Pembebanan ................................................................................................................................ 7

1.5.1 Beban Gravitasi ....................................................................................................................... 7 1.5.2 Beban Gempa .......................................................................................................................... 8 1.5.3 Kombinasi Pembebanan .......................................................................................................... 8 1.5.4 Dimensioning Stuktur ............................................................................................................. 9

2 PENULANGAN PELAT .................................................................................................................... 17 2.1 Penulangan Pelat Lantai & Atap ............................................................................................... 17

2.1.1 Pelat dua arah ........................................................................................................................ 18 2.1.2 Pelat satu arah ....................................................................................................................... 20

3 ANALISIS GEMPA ........................................................................................................................... 22 3.1 Pemodelan Struktur ................................................................................................................... 22 3.2 Pembebanan Gravitasi Pada Struktur ........................................................................................ 22 3.3 Analisis Gempa ......................................................................................................................... 22 3.4 Displacement Pusat Massa Dan Simpangan Antar Tingkat ...................................................... 27 3.5 Kesimpulan ............................................................................................................................... 29

4 PENULANGAN STRUKTUR ........................................................................................................... 30 4.1 Model struktur ........................................................................................................................... 30 4.2 Perencanaan Balok .................................................................................................................... 31

4.2.1 Perencanaan balok anak arah x ............................................................................................. 31 4.2.2 Beban rencana ....................................................................................................................... 31 4.2.3 Analisis struktur .................................................................................................................... 32 4.2.4 Penulangan lentur.................................................................................................................. 32 4.2.5 Penulangan geser .................................................................................................................. 33

4.3 Perencanaan Portal .................................................................................................................... 34 4.3.1 Rencana portal ...................................................................................................................... 34 4.3.2 Beban rencana ....................................................................................................................... 34 4.3.3 Hasil analisis struktur ............................................................................................................ 38 4.3.4 Analisis beban gravitasi ........................................................................................................ 40 4.3.5 Perhitungan balok ................................................................................................................. 41 4.3.6 Hasil perhitungan penulangan balok portal ........................................................................... 43

4.4 Perencanaan Kolom ................................................................................................................... 44 4.4.1 Beban rencana kolom ............................................................................................................ 44 4.4.2 Kelangsingan kolom ............................................................................................................. 45 4.4.3 Perencanaan lentur kolom untuk kolom pendek ................................................................... 47 4.4.4 Perencanaan geser ................................................................................................................. 53

4.5 Perencanaan Tangga .................................................................................................................. 54 4.5.1 Pemodelan tangga ................................................................................................................. 54




Page 3 of 68

4.5.2 Dimensi & volume tangga .................................................................................................... 54 4.5.3 Pembebanan .......................................................................................................................... 54 4.5.4 Output gaya-gaya dalam ....................................................................................................... 55 4.5.5 Penulangan momen tangga ................................................................................................... 55 4.5.6 Perhitungan Tulangan Geser ................................................................................................. 57

4.6 Perencanaan Pondasi ................................................................................................................. 58 4.6.1 Data perencanaan .................................................................................................................. 58 4.6.2 Dimensi pondasi ................................................................................................................... 58

4.7 Tentang Penulis ......................................................................................................................... 68




Page 4 of 68

Daftar Tabel Tabel 1 Daftar beda elevasi lantai ................................................................................... 6 Tabel 2Koefisien gempa dasar ......................................................................................... 8 Tabel 3Tipe Pelat ............................................................................................................ 17 Tabel 4 Batasan penulangan pelat/m2 (dengan asumsi tulangan 10 mm) ................. 18 Tabel 5 Momen per meter lebar dalam jalur tengah akibat beban terbagi merata ....... 19 Tabel 6 Massa, pusat massa dan pusat kekakuan lantai ................................................ 23 Tabel 7 Mass Participation Factor ................................................................................. 23 Tabel 8 Gaya dinamik pada tiap lantai akibat spektrum gempa-x ................................. 25 Tabel 9 Gaya dinamik pada tiap lantai akibat spektrum gempa-y ................................. 25 Tabel 10 Distribusi gaya geser lantai statik ekivalen ..................................................... 26 Tabel 11 Displacement titik terluar bangunan akibat gempa arah-x (cm) .................... 28 Tabel 12 Displacement titik terluar bangunan akibat gempa arah-y (cm) .................... 28 Tabel 13 Rasio inter story drift-x .................................................................................... 28 Tabel 14 Momen disain balok rangka di muka kolom ................................................... 40 Tabel 15 Resume penulangan balok ............................................................................... 43 Tabel 16 Gaya yang bekerja pada kolom ....................................................................... 45 Tabel 17 I/Lc untuk balok ............................................................................................... 45 Tabel 18 I/Lc untuk kolom sumbu x & y ......................................................................... 45 Tabel 19 Tabel analisis dalam keadaan berimbang ........................................................ 48 Tabel 20 Tabel analisis untuk c = 50 mm ....................................................................... 49 Tabel 21 Tabel analisis untuk c = 100 mm ..................................................................... 49 Tabel 22 Tabel analisis untuk c = 150 mm ..................................................................... 50 Tabel 23 Tabel analisis untuk c = 200 mm ..................................................................... 50 Tabel 24 Tabel analisis untuk c = 250 mm ..................................................................... 50 Tabel 25 Tabel analisis untuk c = 300 mm ..................................................................... 50 Tabel 26 Tabel analisis untuk c = 350 mm ..................................................................... 51 Tabel 27 Tabel analisis untuk c = 400 mm ..................................................................... 51 Tabel 28 Tabel analisis untuk c = 450 mm ..................................................................... 51 Tabel 29 Tabel analisis untuk c = 500 mm ..................................................................... 51 Tabel 30 Tabel analisis untuk kapasitas lentur murni..................................................... 52 Tabel 31 Output ETABS untuk tangga ............................................................................ 55 Tabel 32 Analisis geometri bidang ................................................................................. 59 Tabel 33 Nilai beban merata pada pelat pondasi........................................................... 59 Tabel 34 Tekanan pada pelat pondasi ............................................................................ 61 Tabel 35 Design koefisien momen .................................................................................. 63 Tabel 36 Resume penulangan pelat pondasi .................................................................. 67




Page 5 of 68

Daftar Gambar Gambar 1 Respons spektrum gempa rencana untuk Wilayah Gempa 3 (tanah lunak) .... 8 Gambar 2 Luasan dalam menghitung inersia ................................................................. 12 Gambar 3 Bagian pelat yang ditinjau ............................................................................. 12 Gambar 4 Model struktur 3 dimensi ............................................................................... 22 Gambar 5 Bentuk deformasi struktur akibat ragam pola getar 1 ................................... 24 Gambar 6 Bentuk deformasi struktur akibat ragam pola getar 2 ................................... 24 Gambar 7Bentuk deformasi struktur akibat ragam pola getar 3 .................................... 25 Gambar 8 Selimut gaya geser tingkat untuk gempa arah-x ............................................ 27 Gambar 9 Selimut gaya geser tingkat untuk gempa arah-x ............................................ 27 Gambar 10 Denah balok lantai atap ................................................................................ 30 Gambar 11 Denah balok lantai 2 s/d 4 ............................................................................ 30 Gambar 12 Denah lantai 1 .............................................................................................. 30 Gambar 13 Rencana balok anak arah x .......................................................................... 31 Gambar 14 Gambar diagram momen dan geser balok anak (AS 2-3) ............................ 32 Gambar 15 Rencana portal arah melintang ..................................................................... 34 Gambar 16 Rencana portal arah memanjang .................................................................. 34 Gambar 17 Respon spectrum gempa (wilayah gempa 3) ............................................... 35 Gambar 18 Input beban mati pada lantai (kg/m2) ........................................................... 35 Gambar 19 Input beban hidup pada lantai (kg/m2) ......................................................... 36 Gambar 20 Input beban mati pada balok (kg/m) ............................................................ 36 Gambar 21 Distribusi beban dari pelat ke balok (kg/m) ................................................. 36 Gambar 22 Input respon spektrum gempa ...................................................................... 37 Gambar 23 Respon spektrum case gempa arah x dan arah y ......................................... 37 Gambar 24 Diagram momen portal melintang akibat beban mati (kN.m) ..................... 38 Gambar 25 Diagram momen portal melintang akibat beban hidup (kN.m) ................... 38 Gambar 26 Diagram momen portal melintang akibat beban gempa ex (kN.m) ............. 39 Gambar 27 Diagram gaya lintang portal melintang akibat beban mati (kN) .................. 39 Gambar 28 Diagram gaya lintang portal melintang akibat beban hidup (kN) ................ 39 Gambar 29 Diagram gaya lintang portal melintang akibat beban gempa ex (kN) ......... 40 Gambar 30 Momen Rencana kolom ................................................................................ 44 Gambar 31 Gaya Aksial kolom ....................................................................................... 44 Gambar 32 Kondisi pengekangan kolom (a) arah sumbu x; (b) arah sumbu y .............. 45 Gambar 33 Nomogram untuk kolom arah x ................................................................... 46 Gambar 34 Nomogram kolom untuk arah y ................................................................... 47 Gambar 35 Rencana penampang kolom ......................................................................... 48 Gambar 36 Tegangan regangan pada kolom dalam keadaan berimbang ....................... 49 Gambar 37 Diagram interaksi kolom.............................................................................. 52 Gambar 38 Pemodelan tangga 3 dimensi ....................................................................... 54 Gambar 39 Layout pondasi rakit (mat foundation) ........................................................ 58 Gambar 40 Area geser pada pelat pondasi .................................................................... 62




Page 6 of 68

1 DATA UMUM STRUKTUR

1.1 Data Struktur 1. Fungsi bangunan : Gedung Perpustakaan 2. Struktur : Struktur beton bertulang dengan balok kolom 3 dimensi 3. Jumlah lantai : 4 lantai + 1 lantai atap

4. Elevasi lantai :

Tabel 1 Daftar beda elevasi lantai Lantai Beda Elevasi (m)

Lantai Dasar + 0.51Lantai 2 + 4.59Lantai 3 + 8.67Lantai 4 + 12.75

Lantai atap + 16.83

5. Luas bangunan (per lantai) Lantai dasar : 754 m2

Lantai 2 ~ 4 : 672 m2

Lantai atap : 720 m2

6. Tebal pelat beton :12 cm & 10 cm 7. Tipe kolom : 50x50 cm2 8. Tipe balok : TB1 30x60 cm2, TB2 30x50 cm2, B1 30x65 cm2, B2

30x50 cm2, B3 25x50 cm2, 25x35 cm2 9. Lokasi : Universitas Indonesia - Depok 10. Pemilik proyek : Universitas Indonesia 11. Pemberi Tugas : Elly Tjahjono 12. Konsultan struktur : PT. A2 Consultant

1.2 Metode Analisis Analisis struktur portal utama : metode kekakuan tiga dimensi dengan bantuan

program ETABS

1.3 Acuan 1. Tata cara perencanaan struktur beton untuk bangunan gedung (SNI 03-2847-

2002) 2. Pedoman perencanaan pembebanan untuk rumah dan gedung (PPIUG-1983) 3. Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk bangunan gedung (SNI 03-1726-

2002)




Page 7 of 68

4. American Concrete Institute Building Code (ACI 318-99)

1.4 Spesifikasi Material 1. Mutu Baja :

Tulangan : fy = 400 MPa (BJTD 40), untuk > 10 mm; : fy = 240 MPa (BJTP 24), untuk < 10 mm.

2. Mutu Beton :

Pondasi telapak : K-200 (fc=25 MPa) Pelat, Balok, Kolom : K-200 (fc=25 MPa)

1.5 Pembebanan

1.5.1 Beban Gravitasi

1.5.1.1 Beban mati Roof (atap)

1. Screed + water proofing (5 cm) = 0,05 x 2100 kg/m3 = 105 kg/m2 2. Mechanical / Electrical = 15 kg/m2 3. Ducting + Lighting + Ceiling = 30 kg/m2 +

Beban mati total (qSDL) = 150 kg/m2 Lantai tipikal perpustakaan

1. Screed (2 cm) = 0,02m x 2100 kg/m3 = 42 kg/m2 2. Mechanical / Electrical = 15 kg/m2 3. Finishing (keramik 1 cm) = 24 kg/m2 4. Ducting + Lighting + Ceiling = 30 kg/m2+

Beban mati total (qSDL) = 111 kg/m2 Lantai dasar

1. Screed (2 cm) = 0,02m x 2100 kg/m3 = 42 kg/m2 2. Finishing (keramik1 cm) = 24 kg/m2 3. Mechanical / Electrical = 15 kg/m2+

Beban mati total (qSDL) = 81 kg/m2

1.5.1.2 Beban hidup 1. Lantai atap = 100 kg/m2

2. Lantai perpustakaan = 400 kg/m2




Page 8 of 68

1.5.2 Beban Gempa Adapun parameter-parameter pembebanan gempa yang akan digunakan dalam analisis struktur adalah sebagai berikut:

Lokasi struktur berada di wilayah gempa : 3

Analisis yang digunakan : analisis respon dinamik

Koefisien gempa dasar (terlampir dalam tabel & grafik); struktur berada di atas tanah lunak.

Tabel 2Koefisien gempa dasar Waktu Getar Alami Koefisien Gempa

T (Detik) Dasar0 0.3

0.2 0.751 0.75

> 1.0 0.75/T

Gambar 1 Respons spektrum gempa rencana untuk Wilayah Gempa 3 (tanah lunak) Faktor keutamaan struktur (I) (Pasal 4.1.2, hal 7, Acuan 3) Fungsi gedung umum = 1,00

Daktilitas struktur (R) (Pasal 4.3, hal 9-13, Acuan 3) Jenis struktur : rangka gedung beton bertulang R=8,5

Tinjauan arah gempa = 0o dan 90o (bolak-balik)

1.5.3 Kombinasi Pembebanan Kombinasi yang dilakukan untuk gaya-gaya dalam pada struktur adalah:

1. U = 1,4 qDL

(Statik) 2. U = 1,2 qDL + 1,6 qLL

(Statik)

R es pon S pektrum

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6

P eriode (T )

Ko

efi

sie

n G

em

pa

Da

sa

r (C

)




Page 9 of 68

3. U = 0,9 qDL + 0,3 . 1,0 EQx + 1,0 EQy (Dinamik 90o) 4. U = 0,9 qDL - 0,3 . 1,0 EQx + 1,0 EQy (Dinamik 90o) 5. U = 0,9 qDL + 0,3 . 1,0 EQx - 1,0 EQy (Dinamik 90o) 6. U = 0,9 qDL - 0,3 . 1,0 EQx - 1,0 EQy (Dinamik 90o) 7. U = 0,9 qDL + 1,0 EQx + 0,3 . 1,0 EQy (Dinamik 0o) 8. U = 0,9 qDL - 1,0 EQx + 0,3 . 1,0 EQy (Dinamik 0o) 9. U = 0,9 qDL + 1,0 EQx - 0,3 . 1,0 EQy (Dinamik 0o) 10. U = 0,9 qDL - 1,0 EQx - 0,3 . 1,0 EQy (Dinamik 0o) 11. U = 1,2 qDL + 1,0 qLLr + 0,3 . 1,0 EQx + 1,0 EQy (Dinamik 90o) 12. U = 1,2 qDL + 1,0 qLLr - 0,3 . 1,0 EQx + 1,0 EQy (Dinamik 90o) 13. U = 1,2 qDL + 1,0 qLLr + 0,3 . 1,0 EQx - 1,0 EQy (Dinamik 90o) 14. U = 1,2 qDL + 1,0 qLLr - 0,3 . 1,0 EQx - 1,0 EQy (Dinamik 90o) 15. U = 1,2 qDL + 1,0 qLLr + 1,0 EQx + 0,3 . 1,0 EQy (Dinamik 0o) 16. U = 1,2 qDL + 1,0 qLLr - 1,0 EQx + 0,3 . 1,0 EQy (Dinamik 0o) 17. U = 1,2 qDL + 1,0 qLLr + 1,0 EQx - 0,3 . 1,0 EQy (Dinamik 0o) 18. U = 1,2 qDL + 1,0 qLLr - 1,0 EQx - 0,3 . 1,0 EQy (Dinamik 0o)

1.5.4 Dimensioning Stuktur

1.5.4.1 Balok

TB1 (sloof); L = 8000 mm h = L/12 = 8000/12 = 666,67 ~ 600 mm b = 2/3 x 666,67 = 444,45 ~ 300 mm Jadi, dimensi TB1 (sloof) = 300 x 600 mm

TB2 (sloof); L = 6000 mm h = L/12 = 6000/12 = 500 mm b = 2/3 x 500 = 333,33 ~ 300 mm Jadi, dimensi TB2 (sloof) = 300 x 500 mm

B1 (Balok induk); L= 8000 mm h = L/12 = 8000/12 = 666,67 ~ 650 mm b = 2/3 x 666,67 = 444,45 ~ 300 mm Jadi, dimensi B1 (balok induk) = 300 x 650 mm

B2 (Balok induk); L= 6000 mm h = L/12 = 6000/12 = 500 mm b = 2/3 x 500 = 333,33 ~ 300 mm




Page 10 of 68

Jadi, dimensi B2 (balok induk) = 300 x 500 mm B3 (Balok anak); L= 6000 mm

h = L/12 = 6000/12 = 500 mm b = 2/3 x 500 = 333,33 ~ 250 mm Jadi, dimensi B3 (balok anak) = 250 x 500 mm

B4 (Balok anak); L= 4000 mm h = L/12 = 4000/12 = 333,33 ~ 350 mm b = 2/3 x 333,33 = 222,22 ~ 250 mm Jadi, dimensi B4 (balok anak) = 250 x 350 mm

1.5.4.2 Pelat

1.5.4.2.1 Tebal pelat minimum dengan balok yang menghubungkan tumpuan pada semua sisinya:

a) Untuk m 0,2 < Pelat tanpa penebalan = 120 mm

Pelat dengan penebalan = 100 mm

b) Untuk m0.2 2

( )y

n

m

0.81500

12036 5 0.2

fl

h mm

+

=

+

c) Untuk m 2 >

yn 0.8 1500 90

36 9

fl

h mm

+

=

+

1.5.4.2.2 Definition of Beam-to-Slab Stiffness Ratio,

flexural stiffnessof beamflexural stiffness of slab =

cb b cb b

cs s cs s

4E / E4E / E

I l II l I

= =




Page 11 of 68

cb

sb

b

s

E Modulus of elasticity of beam concreteE Modulus of elasticity of slab concrete

I Moment of inertia of uncracked beamI Moment of inertia of uncracked slab

=

=

=

=

1.5.4.2.3 Luasan yang diperhitungkan dalam menghitung inersia balok dan pelat




Page 12 of 68

Gambar 2 Luasan dalam menghitung inersia

1.5.4.2.4 Perhitungan preliminary

fc= 25 Mpa, fy = 400 Mpa

Gambar 3 Bagian pelat yang ditinjau Untuk mencari h, dibutuhkan nilai Ib, Islab dan untuk balok dan pelat pada

pinggir-pinggir pelat yang ditinjau. Asumsikan tebal pelat h = 100 mm. Balok Potongan b-b




Page 13 of 68

b h Ai (mm2) yi (mm) yiAi (mm3) I (mm4) d (mm) d2A (mm4)Flange 700 100 70000 50 3500000 58333333 -126.32 1116897507Beam 300 400 120000 250 30000000 1600000000 73.68 651523546

190000 33500000 1658333333 1768421053

ybar = 176 mmI = 3426754386.0 mm4

3 3 41 1 2000 100 16666666612 12slab

I bh x x mm= = =

beam

slab

3426754386 20,56166666666

EIEI

= = =

Balok Potongan a-a


205000 30250000 1420833333 2048780488

ybar = 148 mmI = 3469613821.1 mm4

3 3 41 1 4000 100 33333333312 12slab

I bh x x mm= = =

beam

slab

3469613821 10,41333333333

EIEI

= = =

Balok Potongan d-d




Page 14 of 68


305000 60625000 4276041667 5727663934

ybar = 199 mmI = 10003705601.1 mm4

3 3 41 1 3000 100 25000000012 12slab

I bh x x mm= = =

beam

slab

10003705601 40.01250000000

EIEI

= = =

Balok Potongan c-c


137500 14687500 388020833 532670455

ybar = 107 mmI = 920691287.9 mm4

3 3 41 1 3000 100 25000000012 12slab

I bh x x mm= = =

beam

slab

920691287.9 3.68250000000

EIEI

= = =

Menghitung nilai dan

long

short

4000 1,333000

ll

= = =

Nilai rata-rata = (20.56+10.41+40.01+3.68)/4 = 18.67, oleh karena itu > 2,0, sehingga tebal pelat minimum adalah:

yn

4000.8 4000 0.81500 1500 88,94 9036 9 36 (9 1,33)

fl

h mm mmx

+ +

= = = + +

Maka, ketebalan minimum pelat adalah 90 mm




Page 15 of 68

1.5.4.3 Dimensi Kolom Menurut SNI 03-2847-2002 pasal 25.3.1.3 hal 243, persyaratan dimensi kolom dapat dihitung menggunakan rumus sebagai berikut :

0,30. ' PfcA

= (2.5)

dimana P = Berat total yang dipikul oleh kolom A = Luas Penampang kolom

fc = kuat tekan beton karakteristik Berat total yang dipikul oleh kolom (P) dapat dihitung dengan menggunakan cara tributary area sehingga didapat dimensi kolom. Kolom yang ditinjau adalah kolom pada lantai 1 yang menerima beban terbesar karena menahan beban yang berada lantai diatasnya.

Beban Mati : a. Lantai atap

Slab = 8 x 6 x 0,10 x 2400 = 11520 kg Balok 30 x 65 cm2 = 8 x 0,30 x 0,65 x 2400 = 3744 kg Balok 30 x 50 cm2 = 6 x 0,30 x 0,50 x 2400 = 2160 kg Waterproofing = 8 x 6 x 15 = 720 kg Ducting + Lighting + Ceiling = 8 x 6 x 50 = 2400 kg + = 20544 kg

b. Lantai 1-3 (lantai tipikal) Slab = 8 x 6 x 0,12 x 2400 x 3 = 41472 kg Balok 30 x 65 cm2 = 8 x 0,30 x 0,65 x 2400 x 3 = 11232 kg Balok 30 x 50 cm2 = 4 x 0,30 x 0,50) x 2400 x 3 = 4320 kg Screed (2 cm) = 8 x 6 x 42 x 3 = 6048 kg Ducting + Lighting + Ceiling = 8 x 6 x 50 x 3 = 7200 kg Finishing (keramik 1 cm) = 8 x 6 x 24 x 3 = 3456 kg+ = 73728 kg

Beban mati seluruh bangunan = 20544 + 73728 = 94272 kg

Beban Hidup Beban hidup lantai atap = 8 x 6 x 100 = 4800 kg Beban hidup lantai 1 ~ lantai 3 (tipikal) = 8 x 6 x 400 x 3 = 57600 kg

Beban hidup seluruh bangunan = 4800 + 57600 = 62400 kg




Page 16 of 68

Menurut Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung 1983 (PPIUG 1983), beban hidup harus direduksi untuk perencanaan portal. Beban hidup tersebut direduksi sebesar 10 % untuk penggunaan gedung sebagai gedung perpustakaan sehingga koefisien reduksi beban hidup = 0,8. Beban hidup lantai 1 ~ atap setelah direduksi menjadi = 62400 x 0,8 = 49920 kg. Dari kedua perhitungan beban tersebut, maka harus dilakukan kombinasi pembebanan tetap yaitu 1,2 DL + 1,6 LL untuk mendapatkan beban ultimate yang akan dipikul kolom. P = 1,2 DL + 1,6 LL = 1,2 . 94272 + 1,6 . 49920 = 192998,40 kg fc = 25 Mpa = 250 kg/cm

A = 250.30,0

40,192998'.30,0=fc

P= 2573,31 cm

jika A = b x h, dimana b = h, maka b = h = 31,2573 = 50,73 cm

maka dimensi kolom yang digunakan adalah kolom 50/50 cm. Alasannya adalah dalam tahap preliminary design ini, beban lateral akibat gempa belum diperhitungkan dan prinsip dasar dalam perencanaan bangunan tahan gempa adalah strong column weak beam (kolom kuat balok lemah).




Page 17 of 68

2 PENULANGAN PELAT

2.1 Penulangan Pelat Lantai & Atap Pelat lantai menggunakan baja tulangan deform dengan mutu fy = 400 MPa

untuk D10. Selimut beton diambil 20 mm untuk pelat lantai dan 40 mm untuk pelat atap (berhubungan dengan cuaca). Dari hasil perancangan didapatkan beberapa tipe pelat sesuai dengan kondisi jepitan pada ke empat sisinya dan beban-beban kerja yang harus diakomodir di atasnya. Jenis pelat tersebut disajikan pada tabel berikut:

Tabel 3Tipe Pelat Nama pelat Tebal pelat (mm) Lokasi

S1 120 Lt. 2, Lt. 3 & Lt.4S2 120 Lt. 2, Lt. 3 & Lt.5S3 120 Lt. 2, Lt. 3 & Lt.6S4 120 Lt. 2S5 120 Lt. AtapS6 120 Lt. AtapS7 120 Lt. Atap

Syarat batas

0,85 = 1 23500*4700 ' == cc fE MPa

3E 905,1210000

400===

s

yy E

f

Berdasarkan SNI 03-2847-2002 pasal 9.12 butir (2) mengenai tulangan susut dan suhu, rasio tulangan susut dan suhu terhadap luas bruto penampang beton untuk pelat yang menggunakan batang tulangan deform mutu 400 adalah 0,0018.

0018,0min =

0030

0030850 1, +

Ef

,

f'f

. . , =

s

yy

c

b

600600

1850 + yf

yf'cf

. , =

600400600

40025850850

+ . ,. , =




Page 18 of 68

= 0,0271

b 0,75. = maks

= 0,0203 . .

min minA b ds =

maks maksA . b . ds =

Tabel 4 Batasan penulangan pelat/m2 (dengan asumsi tulangan 10 mm) Nama pelat h (mm) Arah d (mm) As min (mm2) As max (mm2)

Arah x 100 180 2030Arah y 90 162 1827Arah x 100 180 2030Arah y 90 162 1827Arah x 100 180 2030Arah y 90 162 1827Arah x 100 180 2030Arah y 90 162 1827Arah x 100 180 2030Arah y 90 162 1827Arah x 100 180 2030Arah y 90 162 1827Arah x 100 180 2030Arah y 90 162 1827S7

120

120

120

120

120

120

120

S1

S2

S3

S4

S5

S6

Syarat 1 : ys

Syarat 2 : maksmin sss AAA

2.1.1 Pelat dua arah Lantai dengan perbandingan panjang dan lebar kurang dari 2,5 perencanaannya menggunakan sistem pelat dua arah.




Page 19 of 68

Tabel 5 Momen per meter lebar dalam jalur tengah akibat beban terbagi merata




Page 20 of 68

2.1.2 Pelat satu arah Bila perbandingan panjang dan lebar pelat lebih dari 2,5 maka analisa pelat tersebut dilakukan sebagai pelat satu arah. Penulangan pada arah memanjang pelat dipakai tulangan bagi.

Sesuai dengan SNI 03-2847-2002 pasal 9.12 butir (2) dalam arah tegak lurus terhadap tulangan lentur harus disediakan tulangan penahan susut dan suhu (tulangan pembagi).

Contoh perhitungan:

Pelat Tipe S3

lx

lyslab

Lx = 3000 mm

Ly = 4000 mm = Ly/Lx = 1,33 2.5, maka termasuk kedalam pelat dua arah

Pembebanan - Beban Mati

Berat sendiri pelat = 0.12 x 24 = 2.88 kN/m2 Waterproofing = 1.00 x 0.15 = 0.15 kN/m2 Ducting + Ceiling = 1.00 x 0.30 = 0.30 kN/m2 = 3.33 kN/m2

- Beban hidup = 4 kN/m2

Beban terfaktor qu = 1.2D + 1.6L = 1.2 (3.33) + 1.6 (4) = 10.40 kN/m2

Perhitungan momen

Tebal pelat = 120 mm Selimut beton = 20 mm tulangan = 10 mm dx = h selimut beton - tulangan/2 = 120 20 10/2 = 95 mm




Page 21 of 68

dy = h sel. beton - tulangan - tulangan/2 = 120 20 10/2 = 95 mm = 1.33, sehingga diperoleh nilai sebagai berikut: Mlx = 0.001 qu Lx2 x = 3.84 kNm Mly = 0.001 qu Ly2 x = 1.87 kNm

Mtx = - 0.001 qu Lx2 x = -6.83 kNm Mty = - 0.001 qu Ly2 x = -5.15 kNm

Batas rasio tulangan

1 = 0.85 minimum untuk pelat = 0.0018

10.85 ' 600600bal

f cfy fy

= +

balance = 0.0271 maksimum = 0.75 balance = 0.0203

Penulangan pelat

Tulangan tumpuan, Mtx = 6.83 kNm Mntx = Mtx/ = Mtx/0.8 = 8.54 kNm As perlu = Mntx/(fy 0.8 dx) = 280.85 mm2 As min = min b dx = 171 mm2 As max = max b dx = 1930.43 mm2 10 mm, As = 78.53 mm2 S = 1000/(280.85/78.53) = 279.62 mm Gunakan 10-250 mm

Untuk selanjutnya, perhitungan menggunakan tabel dan disajikan pada lampiran.




Page 22 of 68

3 ANALISIS GEMPA

3.1 Pemodelan Struktur Struktur gedung Perpustakaan ini terdiri dai 4 lantai. Struktur dimodelisasi

sebagai portal ruang 3-D dengan 6 derajat kebebasan (degree of freedom / DOF) pada tiap nodal. Pelat lantai dimodelisasi sebagai elemen membran.

Gambar 4 Model struktur 3 dimensi

3.2 Pembebanan Gravitasi Pada Struktur Beban gravitasi didefinisikan sesuai dengan besarnya beban pada Bab Data

Umum Struktur (Bab 1.5.1.1). Besarnya berat sendiri struktur dapat dihitung langsung oleh program ETABS dengan memasukkan massa jenis material elemen struktur. Beban gravitasi yang bekerja pada pelat lantai didistribusikan ke balok-balok keliling pelat sesuai dengan tributari areanya. Beban dinding dan partisi bekerja langsung pada balok sebagai beban garis.

3.3 Analisis Gempa Analisis dinamik yang digunakan adalah analisis ragam spektrum respons, yakni

dengan memberlakukan suatu spektrum respons gempa rencana pada suatu model Finite Element dari struktur dan dari situ ditentukan respons struktur terhadap gempa rencana tersebut melalui superposisi dari respons masing-masing ragamnya.




Page 23 of 68

Jumlah ragam yang ditinjau tidak boleh kurang dari 5 dan tidak perlu lebih dari jumlah tingkat bangunannya. Pada dasarnya jumlah ragam yang ditinjau adalah sedemikian rupa sehingga sudah mengandung paling sedikit 90% dari energi gempa. Jumlah ragam struktur yang ditinjau adalah 5 ragam. Kombinasi respons dari semua ragam yang berperan dilakukan dengan metode complete quadratic combination (CQC) yaitu mengevaluasi respons total maksimal dari tiap ragam respons yang terbesar.

Analisis Respons Spektrum ini dilakukan dengan menggunakan bantuan program komputer ETABS. Data koefisien gempa dasar dimasukkan pada file input yang dibaca langsung oleh program ETABS, dengan demikian dapat diperoleh waktu getar alami struktur.

Besarnya massa tiap-tiap lantai yang diperhitungkan dalam analisis dinamik serta pusat massa dan kekakuan dapat dilihat pada Tabel 3.1 berikut ini:

Tabel 6 Massa, pusat massa dan pusat kekakuan lantai Story Diaphragm MassX MassY XCCM YCCM XCR YCRROOF D1 37,252.08 37,252.08 20.08 12.94 20.00 12.82 STORY3 D1 42,489.69 42,489.69 20.04 12.97 20.00 12.72 STORY2 D1 42,913.87 42,913.87 20.02 12.98 20.00 12.53 STORY1 D1 44,684.63 44,684.63 20.02 12.86 20.00 12.15

Berdasarkan SNI 03-1726-2002, Eksentrisitas rencana untuk gedung dengan nilai e < 0,3 b perlu ditinjau sebesar nilai yang paling menentukan berikut ini :

ed = 1,5 e + 0,05 b atau ed = e 0,05 b

dengan e = eksentrisitas teori, b = lebar denah gedung dalam arah tinjauan. Sesuai SNI 03-1726-2002 Pasal 7.2.1, jumlah pola getar yang ditinjau dalam

penjumlahan respon ragam harus mencakup partisipasi massa sekurang-kurangnya 90%. Dalam analisis dinamik yang dilakukan, digunakan 5 pola ragam getar dan partisipasi massa yang disumbangkan oleh masing-masing pola getar dapat dilihat pada Tabel 3.2 berikut :

Tabel 7 Mass Participation Factor

Mode Period UX UY SumUX SumUY RZ SumRZ1 0.91 0.00 82.08 0.00 82.08 0.00 0.002 0.85 83.21 0.00 83.21 82.08 0.97 0.983 0.77 0.79 0.00 84.00 82.09 81.94 82.924 0.30 0.00 12.19 84.00 94.28 0.00 82.925 0.28 10.85 0.00 94.85 94.28 0.05 82.97




Page 24 of 68

Dari Tabel 3.2 di atas terlihat bahwa 90% massa sudah tercakup dalam 5 modes untuk arah-X dan 4 modes pertama untuk arah-Y.

Gambar 5 Bentuk deformasi struktur akibat ragam pola getar 1

Gambar 6 Bentuk deformasi struktur akibat ragam pola getar 2




Page 25 of 68

Gambar 7Bentuk deformasi struktur akibat ragam pola getar 3 Untuk mensimulasikan arah pengaruh gempa rencana yang sembarang terhadap

struktur gedung, dalam analisis dinamik yang dilakukan ini, pengaruh pembebanan gempa dalam arah utama dianggap efektif 100% dan dianggap terjadi bersamaan dengan pengaruh pembebanan gempa dalam arah tegak lurusnya, tetapi dengan efektifitas hanya 30%.

Dari analisis dinamik yang dilakukan didapat gaya geser pada tiap-tiap lantai seperti yang ditampilkan pada Tabel 3.3 di bawah ini (satuan kg-m):

Tabel 8 Gaya dinamik pada tiap lantai akibat spektrum gempa-x Story Load P VX VY T MX MY

ROOF EX - 62,773.98 53.24 912,469.72 217.20 256,117.84 STORY3 EX - 115,558.89 118.10 1,678,666.65 691.74 723,570.64 STORY2 EX - 152,420.73 162.40 2,226,156.53 1,337.02 1,327,861.26 STORY1 EX - 172,268.16 184.81 2,529,849.57 2,070.67 2,008,500.12

Tabel 9 Gaya dinamik pada tiap lantai akibat spektrum gempa-y Story Load P VX VY T MX MY

ROOF EY - 72.31 66,115.85 1,463,562.27 269,752.67 295.01 STORY3 EY - 134.82 117,271.33 2,601,444.97 742,362.90 841.42 STORY2 EY - 177.96 152,572.17 3,412,541.34 1,341,091.62 1,552.20 STORY1 EY - 200.19 172,123.15 3,866,302.02 2,015,162.41 2,349.66




Page 26 of 68

Gaya geser dasar hasil analisis dinamik perlu dikoreksi dengan suatu faktor skala terhadap gaya geser dasar statik yang diperoleh dari ragam getar pertama struktur apabila nilainya kurang dari 0,8 kali gaya geser dasar statik tersebut. Pada hasil analisis dinamik struktur ini, diperoleh besar gaya geser dasarnya lebih kecil daripada 0,8 kali gaya geser dasar analisis statik. Dengan demikian, diperlukan koreksi gaya geser dasar hasil analisis dinamik.

Adapun besarnya gaya geser dasar, V menurut analisis statik ekivalen adalah :

tWRICV = 1

dimana C1 adalah nilai Faktor Respons Gempa yang didapat dari Spektrum Respons Gempa Rencana menurut Gambar 1.1 untuk waktu getar alami fundamental T1. Dalam kasus ini, T1 adalah 0,9145 detik. Dari hasil perhitungan ETABS didapat Wt = 3,140,524.45 kgf, dan untuk R = 8,0 maka akan didapat nilai gaya geser dasar gempa statik ekivalen sebesar Vst = 215,911.06 kgf.

Selanjutnya distribusi gaya geser ini pada masing-masing lantai ditampilkan pada Tabel 3.5. berikut ini :

Tabel 10 Distribusi gaya geser lantai statik ekivalen Lantai - ke hi(m) wi (kg) Wixhi Fi x-y ViRoof 16.32 613,328.66 10,009,523.73 70,713.18 70,713.18 Lt 3 12.24 840,543.23 10,288,249.14 72,682.26 143,395.43 Lt 2 8.16 829,195.86 6,766,238.22 47,800.70 191,196.13 Lt 1 4.08 857,456.70 3,498,423.34 24,714.93 215,911.06

= 3,140,524.45 30,562,434.42 - 215,911.06

Selanjutnya untuk mendapatkan distribusi gaya geser tingkat nominal akibat pengaruh gempa rencana sepanjang tinggi struktur gedung yang lebih konservatif, karena dalam kasus ini gaya geser dasar untuk arah x dan y dari analisis dinamik lebih kecil dari 80% hasil analisis statik, maka analisis perlu dihitung ulang dengan memperhitungkan faktor skala 0,8Vst/Vx (untuk gempa arah-x) dan 0,8Vst/Vy (untuk gempa arah-y). Distribusi gaya geser tingkat dari hasil analisis dinamik dan statik ekivalen digambarkan dalam satu grafik.




Page 27 of 68

Gambar 8 Selimut gaya geser tingkat untuk gempa arah-x

Gambar 9 Selimut gaya geser tingkat untuk gempa arah-x

3.4 Displacement Pusat Massa Dan Simpangan Antar Tingkat Simpangan antar tingkat dari suatu titik pada suatu lantai ditentukan sebagai

simpangan horisontal titik tersebut relatif terhadap titik yang sesuai pada lantai di bawahnya.

Hasil displacement pada pusat massa struktur dan nilai simpangan antar lantai diperoleh setelah dilakukan analisis struktur untuk beban gempa terkoreksi (beban gempa rencana). Tabel 3.6 ~ 3.7 di bawah ini menunjukkan nilai displacement struktur

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

50,000.00 100,000.00 150,000.00 200,000.00

Flo

or

Story shear, V (kg)

Vx

dinamik_x 100% 80%

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

50,000.00 100,000.00 150,000.00 200,000.00

Flo

or

Story shear, V (kg)

Vy

Series2 100% 80%




Page 28 of 68

pada setiap pusat massa lantainya dan nilai simpangan antar lantai untuk beban gempa arah-X dan arah-Y dengan satuan centimeter.

Kinerja batas layan struktur gedung ditentukan oleh simpangan antar tingkat akibat pengaruh gempa rencana, yaitu untuk membatasi terjadinya peretakan beton yang berlebihan, disamping untuk mencegah kerusakan non-struktural dan ketidaknyamanan penghuni. Simpangan antar tingkat ini harus dihitung dari simpangan struktur gedung tersebut akibat pengaruh gempa nominal yang telah dibagi faktor skala.

Tabel 11 Displacement titik terluar bangunan akibat gempa arah-x (cm) Story Point Load UX UY

ROOF 19.00 EX 2.83 0.63 STORY3 19.00 EX 2.41 0.53 STORY2 19.00 EX 1.66 0.37 STORY1 19.00 EX 0.69 0.18

Tabel 12 Displacement titik terluar bangunan akibat gempa arah-y (cm) Story Point Load UX UY

ROOF 19.00 EY 0.27 3.92 STORY3 19.00 EY 0.22 3.24 STORY2 19.00 EY 0.15 2.16 STORY1 19.00 EY 0.06 0.89

Tabel 3.8 ~ 3.9 menunjukkan rasio inter story-drift (simpangan antar tingkat) yang didapat dari beban gempa arah-X dan arah-Y.

Tabel 13 Rasio inter story drift-x Story Point Load UX DriftX

ROOF 19.00 EX 0.0283 0.0011 STORY3 19.00 EX 0.0241 0.0019 STORY2 19.00 EX 0.0166 0.0024 STORY1 19.00 EX 0.0069 0.0017

Tabel 3.9. Rasio inter story drift y Story Point Load UY DriftY

ROOF 19.00 EY 0.0392 0.0018 STORY3 19.00 EY 0.0324 0.0027 STORY2 19.00 EY 0.0216 0.0031 STORY1 19.00 EY 0.0089 0.0022

Dari hasil analisis simpangan akibat pembebanan gempa, diperoleh hasil simpangan maksimum terjadi di lantai 2

Untuk memenuhi kinerja batas layan struktur gedung, dimana peretakan beton dan deformasi lateral yang berlebihan dapat dibatasi, simpangan antartingkat (i) menurut SNI 03-1726-2002 Pasal 8.1.2 harus memenuhi syarat:




Page 29 of 68

ii hxR03,0


Page 30 of 68

4 PENULANGAN STRUKTUR

4.1 Model struktur Struktur dimodelkan seperti pada gambar berikut:

Gambar 10 Denah balok lantai atap

Gambar 11 Denah balok lantai 2 s/d 4

Gambar 12 Denah lantai 1




Page 31 of 68

4.2 Perencanaan Balok

4.2.1 Perencanaan balok anak arah x

Gambar 13 Rencana balok anak arah x

4.2.2 Beban rencana

4.2.2.1 Beban mati Beban trapesium:

Berat sendiri pelat tebal 12 cm = 0.12 m x 2400 kg/m3 = 288 kg/m2 Langit-langit dan penggantung = 17 kg/m2 Adukan dari semen tebal 2 cm = 0.02 m x 2100 kg/m3 = 42 kg/m2 Penutup lantai dari keramik = 24 kg/m2 Partisi = 100 kg/m2+ Jumlah = 471 kg/m2

Beban merata (lebar 3,725 m) = 1754.48 kg/m Berat sendiri balok = 0.25 m x 0.23 m x 2400 kg/m3 = 138 kg/m

4.2.2.2 Beban hidup Lanti tipikal 2 s/d 4 = 400 kg/m2 Beban merata (lebar 3,725 m) = 1490 kg/m

4.2.2.3 Kombinasi beban 1.2 D + 1.6L = 1.2 (1892.48) + 1.6 (1490) = 4654.98 kg/m




Page 32 of 68

4.2.3 Analisis struktur

Gambar 14 Gambar diagram momen dan geser balok anak (AS 2-3)

4.2.4 Penulangan lentur Perencanaan tulangan tumpuan balok anak B4-250 x 350 mm

Jarak dari beton tertekan ke tulangan tarik (d) = 310 mm Momen rencana balok(Mu) = 82.33 kNm Faktor reduksi momen ( ) = 0,80

'. '/ )( '. '/ ) ' '( ')1,7 ' .

As As fs fy fyMn As As fs fy fy d As fs d df c b

= +

Tulangan tarik, As = 4 D 16, AS = 804.25 mm2 Tulangan tekan, As = 2 D 16, AS = 402.12 mm2 84.61 kNm > 82.33 kNm Mn > Mu OK

Tulangan minimum :

Terkecil dari ' 1, 4

;4

c

w w

y y

fb d b df f




Page 33 of 68

Terkecil dari 25 1, 4250 310; 250 3104 400 400

= 242.19 mm2

As > As min OK Tulangan maksimum:

( )( )

'

max 1

0,85 6000,75600

c

s w

y y

fA b df f= +

( )( )max 1

0,85 25 6000,75 250 310400 600 400s

A = +

= 1574.83 mm2

As < As max OK Maka dipakai tulangan tumpuan 4D16, dengan prosedur yang sama dapat

dihitung tulangan balok untuk tipe balok yang lainya.

4.2.5 Penulangan geser Geser rencana balok sejarak d dari muka kolom (Vu) = 60.05 kN Faktor reduksi geser ( ) = 0,75 Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

' 25 250 3106 6

c

c

fV bd= =

= 64.58 kN

Kuat geser yang disumbangkan oleh tulangan geser 212 104vA pi= = 157.08 mm2

dipakai jarak 100 157.08 400 310

100v ys

s

A f dV

s

= =

= 194.77 kN

'

min75 75 25 250 1001200 1200 400

c

v

y

f bsA f

= =

= 19.53 mm2

Av min< Av OK

( )c sV V + = 194.51 Kg ( )c s uV V V + > OK

Maka dipakai tulangan geser 10 150

Jarak maksimum sengkang :

a. d/2 = 310/2 = 155 mm b. 8 x diameter tulangan pokok = 8 x 16 = 128 mm c. 24 x diameter sengkang = 24 x 10 = 240 mm




Page 34 of 68

d. 300 mm

4.3 Perencanaan Portal

4.3.1 Rencana portal

Gambar 15 Rencana portal arah melintang

Gambar 16 Rencana portal arah memanjang 4.3.2 Beban rencana

4.3.2.1 Beban mati Berat sendiri pelat tebal 12 cm = 0.12 m x 2400 kg/m3 = 288 kg/m2 Langit-langit dan penggantung = 17 kg/m2 Adukan dari semen tebal 2 cm = 0.02 m x 2100 kg/m3 = 42 kg/m2 Penutup lantai dari keramik = 24 kg/m2 Partisi = 100 kg/m2 Dinding setengah bata = 250 kg/m2



4.3.2.2 Beban hidup Lanti tipikal 2 s/d 4 Lantai atap

4.3.2.3 Beban gempa Wilayah gempa

Jenis tanah

Faktor keutamaan gedungFaktor reduksi gempa (R)Waktu getar alami struktur (Dari grafik wilayah gempa diperoleh

Gambar 17

Gambar


= 400 kg/m

= 100 kg/m

= 3

= Lunak

tor keutamaan gedung (I) = 1.0 Faktor reduksi gempa (R) = 8.5 Waktu getar alami struktur (0.18 n = 0.18 x 4) = 0.72 Dari grafik wilayah gempa diperoleh = 0.55

Respon spectrum gempa (wilayah gempa 3)

Gambar 18 Input beban mati pada lantai (kg/m2)


Page 35 of 68

kg/m2

100 kg/m2

Lunak



Gambar

Gambar

Gambar 21


Gambar 19 Input beban hidup pada lantai (kg/m2)

Gambar 20 Input beban mati pada balok (kg/m)

21 Distribusi beban dari pelat ke balok (kg/m)


Page 36 of 68



Gambar

Gambar 23 Respon


Gambar 22 Input respon spektrum gempa

Respon spektrum case gempa arah x dan arah y


Page 37 of 68

spektrum case gempa arah x dan arah y



4.3.3 Hasil analisis strukturDari output program ETABS didapat gaya rencana untuk masing

balok dari kombinasi beban yang menentukan dalam perencanaan:

Gambar 24 Diagram momen portal melintang akibat beban mati (kN.m)

Gambar 25 Diagram momen portal melintang akibat beban hidup (kN.m)


Hasil analisis struktur Dari output program ETABS didapat gaya rencana untuk masing-masing tipe

balok dari kombinasi beban yang menentukan dalam perencanaan:

Diagram momen portal melintang akibat beban mati (kN.m)

Diagram momen portal melintang akibat beban hidup (kN.m)


Page 38 of 68

masing tipe

Diagram momen portal melintang akibat beban mati (kN.m)

Diagram momen portal melintang akibat beban hidup (kN.m)



Gambar 26 Diagram momen portal melintang akibat beban gempa ex (kN.m)

Gambar 27 Diagram gaya lintang portal melintang akibat beban mati (kN)

Gambar 28 Diagram gaya lintang portal melintang akibat beban hidup (kN)


Diagram momen portal melintang akibat beban gempa ex (kN.m)

Diagram gaya lintang portal melintang akibat beban mati (kN)

Diagram gaya lintang portal melintang akibat beban hidup (kN)


Page 39 of 68

Diagram momen portal melintang akibat beban gempa ex (kN.m)

Diagram gaya lintang portal melintang akibat beban mati (kN)

Diagram gaya lintang portal melintang akibat beban hidup (kN)



Gambar 29 Diagram gaya lintang p

4.3.4 Analisis beban gravitasi

4.3.4.1 Beban di lantai dan balok

Momen-momen di balok akibat beban gravitasi ditaksir dengan menggunakan nilai momen pendekatan. Untuk balokgeometris dan batasan beban tersebut di pasal 10.3 (3), akan dipakai momen pendekatan di pasal 10.3 sebagaimana tercantum pada tabel berikut:

Tabel 14 Momen disain balok rangka di muka kolomMomen positif pada bentang

Tumpuan ujung menyatu dengan struktur pendukung

Momen positif pada bentang

Momen negatif pada sisi luar tumpuan dalam pertama:

Lebih dari dua bentang

Momen negatif pada sisi

Gaya geser pada sisi dari tumpuan dalam pertama

Gaya geser pada sisi dari semua tumpuan


Diagram gaya lintang portal melintang akibat beban gempa ex (kN)Analisis beban gravitasi

Beban di lantai dan balok

momen di balok akibat beban gravitasi ditaksir dengan menggunakan nilai momen pendekatan. Untuk balok-balok rangka ini, yang memenuhi semua syarat geometris dan batasan beban tersebut di pasal 10.3 (3), akan dipakai momen pendekatan di pasal 10.3 sebagaimana tercantum pada tabel berikut:

Momen disain balok rangka di muka kolom Momen positif pada bentang-bentang ujung: Tumpuan ujung menyatu dengan struktur pendukung

.lnWu

Momen positif pada bentang-bentang dalam .lnWu

Momen negatif pada sisi luar tumpuan dalam pertama:

.lnWu

Momen negatif pada sisi-sisi lain dari tumpuan-tumpuan dalam .lnWu

Gaya geser pada sisi dari tumpuan dalam pertama 1,15 .ln

Gaya geser pada sisi dari semua tumpuan-tumpuan lainnya .lnWu


Page 40 of 68

ortal melintang akibat beban gempa ex (kN)

momen di balok akibat beban gravitasi ditaksir dengan menggunakan balok rangka ini, yang memenuhi semua syarat

geometris dan batasan beban tersebut di pasal 10.3 (3), akan dipakai momen pendekatan

2.ln

14Wu

2.ln

16Wu

2.ln

10Wu

2.ln

11Wu

1,15 .ln2

Wu

.ln2

Wu




Page 41 of 68

4.3.5 Perhitungan balok

Perhitungan penulangan dijelaskan satu contoh perhitungan, diambil balok B1- 300 x 650 mm untuk tumpuan negatif terbesar. 1. Data kekuatan bahan

Kuat beton (fc) = 25 Mpa Kuat tarik baja untuk tulangan lentur (fy) = 400 Mpa Kuat tarik baja untuk tulangan geser (fys) = 400 Mpa

2. Penampang

Lebar balok = 300 mm Tinggi balok = 650 mm Selimut beton = 40 mm Diameter tulangan sengkang = 13 mm Jarak tepi tertekan ke tulangan tarik (d) = 589 mm Jarak tepi tertekan ke tulangan tekan (d) = 61 mm

3. Beban rencana Gaya lentur rencana (Mu) = -438.73 kNm Gaya geser rencana (Vu) , dua kali gaya gempa = 500.10 kN

4. Perencanaan lentur

Balok menggunakan tulangan rangkap

Digunakan tulangan tekan 2D22, As = 760,28 mm2

Digunakan tulangan tarik 6D22, As = 2280.80 mm2

a. Kuat lentur penampang

'. '/ )( '. '/ ) ' '( ')1,7 ' .

= +

As As fs fy fyMn As As fs fy fy d As fs d df c b

' 600 '/ *(600 )= + fs d d fy fy

nM

= 518,81 kNm > gaya lentur rencana OK

b. Tulangan lentur maksimum

b = ,

10.85 600

600c

y

ffy f +

b = 0.85 25 6000.85400 600 400

+

b = 0.0271




Page 42 of 68

0.75 b = 0.02030

' = 0.00430

max 0.75 '( '/ )b fs fy = +

max = 0,02462

Asmaks = max.b.d = 4350,86 mm2 > As terpakai OK

c. Tulangan lentur minimum

Amin = '

4c

y

fbdf

Amin = 25 300 589

4 400

= 552,19 mm2 < As rencana OK

5. Tulangan geser Kuat geser rencana berdasarkan kapasitas

2 . 2 518.81 8.57 8 164.002 8 2

nbu

b

M Wu lV kNl

= + = + =

Dipakai kuat geser rencana berdasarkan gaya geser rencana dua kali beban gempa

karena lebih besar dari gaya geser berdasarkan kapasitas.

Digunakan Tulangan geser dia 10 dengan 2 kaki, Av = 157.08 mm2

Jarak maksimum tulangan geser d/4, smaks = 147.25 mm2 Dipakai jarak, S = 50 mm

a. Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

Vc = '

6cf bd

=

25 300 5896

= 147,25 kN b. Kuat geser yang disumbangkan oleh tulangan geser

Vs = v ysA f d

s

=

157,08 400 58950

= 740.16 kN




Page 43 of 68

c. Kuat geser rencana balok

nV = 0.75 (147,25+ 740.16) = 665.56 kN > Vu (OK) Digunakan tulangan geser 10-50

4.3.6 Hasil perhitungan penulangan balok portal Dari contoh perhitungan di atas balok balok selanjutnya dihitungan dengan mengunakan program, dan didapat tulangan lentur dan geser yang dapat dilihat pada tabel berikut :

Tabel 15 Resume penulangan balok Balok Tumpuan Lapangan

B1-350/650 Mu (kNm) 359.34 222.83 Tulangan Lentur 5D22 4D22 Vu (kN) 418.28 Tulangan geser 10-50 10-100









Page 44 of 68

4.4 Perencanaan Kolom Untuk perencanaan kolom diambil yang terbesar karena dimensi kolom yang sama untuk semua lantai.

4.4.1 Beban rencana kolom

Gambar 30 Momen Rencana kolom

Gambar 31 Gaya Aksial kolom




Page 45 of 68

Tabel 16 Gaya yang bekerja pada kolom Momen DL LL E 1,2D+1,6L 1,2D+L+E 1,2D+L-E

Atas 84.83 54.04 191.29 188.26 347.126 -35.454Bawah -100.49 -36.19 0.053 -178.492 -156.725 -156.831Aksial -1516.74 -584.86 200.9 -2755.864 -2204.048 -2605.848

4.4.2 Kelangsingan kolom

Gambar 32 Kondisi pengekangan kolom (a) arah sumbu x; (b) arah sumbu y

Tabel 17 I/Lc untuk balok

nama b h lc I I/lcb1 300 650 8000 6.87E+09 858203.1b2 300 500 6000 3.13E+09 520833.3

Tabel 18 I/Lc untuk kolom sumbu x & y

Kolom b h lc I I/lcatas 500 500 4080 5.21E+09 1276552rencana 500 500 4080 5.21E+09 1276552bawah 500 500 1500 5.21E+09 3472222

1. Arah sumbu x

1276552 2 1.49858203,1 2

c

cA

b

b

EIl

EIl

= = =




Page 46 of 68

1276552 3472222 2.77858203,1 2

c

cB

b

b

EIl

EIl

+ = = =

Gambar 33 Nomogram untuk kolom arah x k = 0.845 klu/r = 0.845 (4080-650) / (0.3*500) = 19,32 < 40 Kolom pendek

2. Arah sumbu y

1276552 2 2,45520833,33 2

c

cA

b

b

EIl

EI xl

= = =

1276552 3472222 1.56520833,33 2

c

cB

b

b

EIl

EI xl

+ = = =




Page 47 of 68

Gambar 34 Nomogram kolom untuk arah y k = 0.84 klu/r = 0.84 (4080-650) / (0.3*500) = 19,21 < 40 Kolom pendek

4.4.3 Perencanaan lentur kolom untuk kolom pendek

1. Data kekuatan bahan Kuat beton (fc) = 25 Mpa Kuat tarik baja untuk tulangan lentur (fy) = 400 Mpa Kuat tarik baja untuk tulangan geser (fys) = 400 Mpa

2. Penampang

Lebar kolom, B = 500 mm Tinggi kolom, H = 500 mm Selimut beton = 40 mm Diameter tulangan sengkang = 10 mm Jarak tepi tertekan ke tulangan tarik (dx) = 439 mm Jarak tepi tertekan ke tulangan tarik (dy) = 439 mm Jari tepi tertekan ke tulangan tekan (d) = 62 mm




Page 48 of 68

Gambar 35 Rencana penampang kolom 1. Mencari nilai Pn0

Luas bruto penampang, Ag = b x h = 500 x 500 = 250,000.00 mm2 Dicoba tulangan 20 D 22, As = 7,602.65 mm2 Rasio tulangan terhadap penampang = (7,602.65/250,000.00) x 100% = 3 % (sesuai dengan persyaratan yaitu 1% - 4% Kuat aksial nominal penampang:

0 ' ( ')Pn fc Ag Ast fy fc = +

0 0.85 25 250,000 7,602.65(400 0.85 25) 8,192,005.29Pn N= + = 2. Mencari Pnb dan Mnb

600 600 439 263.40600 600 400

Cb d mmfy= = =+ + 0.85 0.85 263.40 223.89ab Cb mm= = =

Tabel 19 Tabel analisis dalam keadaan berimbang

Tabel analisis untuk Cb= 263.40 mm (Pnb & Mnb)n x D As Tegangan gaya Internal Lengan ke o Momen internal, Mn

(mm) (mm) (mm2) (f),Mpa (N) (mm) (N.mm)-21.25 -2378831.25 138 -328409548.22

6 62 22 2281 -0.00229 -378.75 -863851.59 188 -162404098.162 137 22 760 -0.00144 -287.47 -218554.66 113 -24652965.792 212 22 760 -0.00058 -116.17 -88322.41 38 -3320922.492 288 22 760 0.00028 55.13 41909.85 38 1575810.282 363 22 760 0.00113 226.42 172142.10 113 19417629.156 438 22 2281 0.00199 397.72 907123.07 188 170539137.33

total 2,428,385 327,254,958




Page 49 of 68

Gambar 36 Tegangan regangan pada kolom dalam keadaan berimbang

3. Mencari Pn dan Mn untuk nilai CCb Perhitungan disajikan dalam bentuk tabel-tabel berikut:

Tabel 20 Tabel analisis untuk c = 50 mm Lapis n x D As Tegangan gaya Internal Lengan ke o Momen internal, Mn

(mm) (mm) (mm2) (f),Mpa (N) (mm) (N.mm)beton -21.25 -451562.50 229 -103294921.88

6 6 62 22 2281 0.00072 144.00 328434.66 188 61745716.535 2 137 22 760 0.00523 400.00 304106.17 113 34303175.854 2 212 22 760 0.00974 400.00 304106.17 38 11434391.953 2 288 22 760 0.01426 400.00 304106.17 38 11434391.952 2 363 22 760 0.01877 400.00 304106.17 113 34303175.851 6 438 22 2281 0.02328 400.00 912318.51 188 171515879.24

total 2,005,615 221,441,809



6 6 62 22 2281 -0.00114 -228.00 -520021.55 188 -97764051.175 2 137 22 760 0.00112 223.20 169691.24 113 19141172.124 2 212 22 760 0.00337 400.00 304106.17 38 11434391.953 2 288 22 760 0.00563 400.00 304106.17 38 11434391.952 2 363 22 760 0.00788 400.00 304106.17 113 34303175.851 6 438 22 2281 0.01014 400.00 912318.51 188 171515879.24

total 571,182 37,333,478




Page 50 of 68

Tabel 22 Tabel analisis untuk c = 150 mm Tabel analisis untuk Cb= 150.00 mmLapis n x D As Tegangan gaya Internal Lengan ke o Momen internal, Mn


6 6 62 22 2281 -0.00176 -352.00 -802840.29 188 -150933973.735 2 137 22 760 -0.00026 -51.20 -38925.59 113 -4390806.514 2 212 22 760 0.00125 249.60 189762.25 38 7135060.583 2 288 22 760 0.00275 400.00 304106.17 38 11434391.952 2 363 22 760 0.00426 400.00 304106.17 113 34303175.851 6 438 22 2281 0.00576 400.00 912318.51 188 171515879.24

total 486,160 183,246,820



6 6 62 22 2281 -0.00207 -378.75 -863851.59 188 -162404098.165 2 137 22 760 -0.00094 -188.40 -143234.01 113 -16156795.824 2 212 22 760 0.00019 37.20 28281.87 38 1063398.453 2 288 22 760 0.00131 262.80 199797.75 38 7512395.512 2 363 22 760 0.00244 400.00 304106.17 113 34303175.851 6 438 22 2281 0.00357 400.00 912318.51 188 171515879.24

total 1,368,831 262,197,295



6 6 62 22 2281 -0.00226 -378.75 -863851.59 188 -162404098.165 2 137 22 760 -0.00094 -188.40 -143234.01 113 -16156795.824 2 212 22 760 0.00019 37.20 28281.87 38 1063398.453 2 288 22 760 0.00131 262.80 199797.75 38 7512395.512 2 363 22 760 0.00244 400.00 304106.17 113 34303175.851 6 438 22 2281 0.00357 400.00 912318.51 188 171515879.24

total 1,820,394 288,726,592



6 6 62 22 2281 -0.00238 -378.75 -863851.59 188 -162404098.165 2 137 22 760 -0.00163 -325.60 -247542.42 113 -27922785.144 2 212 22 760 -0.00088 -175.20 -133198.50 38 -5008263.673 2 288 22 760 -0.00012 -24.80 -18854.58 38 -708932.302 2 363 22 760 0.00063 125.60 95489.34 113 10771197.221 6 438 22 2281 0.00138 276.00 629499.77 188 118345956.68

total 3,247,833 398,825,363




Page 51 of 68



6 6 62 22 2281 -0.00247 -378.75 -863851.59 188 -162404098.165 2 137 22 760 -0.00182 -364.80 -277344.83 113 -31284496.374 2 212 22 760 -0.00118 -235.89 -179335.75 38 -6743024.283 2 288 22 760 -0.00053 -106.97 -81326.68 38 -3057883.102 2 363 22 760 0.00011 21.94 16682.40 113 1881774.221 6 438 22 2281 0.00075 150.86 344074.41 188 64685988.74

total 4,202,040 456,966,661



6 6 62 22 2281 -0.00254 -378.75 -863851.59 188 -162404098.165 2 137 22 760 -0.00197 -394.20 -299696.63 113 -33805779.804 2 212 22 760 -0.00141 -281.40 -213938.69 38 -8044094.743 2 288 22 760 -0.00084 -168.60 -128180.75 38 -4819596.212 2 363 22 760 -0.00028 -55.80 -42422.81 113 -4785293.031 6 438 22 2281 0.00029 57.00 130005.39 188 24441012.79

total 5,030,585 478,417,849



6 6 62 22 2281 -0.00259 -378.75 -863851.59 188 -162404098.165 2 137 22 760 -0.00209 -378.75 -287950.53 113 -32480819.634 2 212 22 760 -0.00158 -316.80 -240852.09 38 -9056038.423 2 288 22 760 -0.00108 -216.53 -164622.81 38 -6189817.512 2 363 22 760 -0.00058 -116.27 -88393.53 113 -9970789.781 6 438 22 2281 -0.00008 -16.00 -36492.74 188 -6860635.17

total 5,746,226 465,725,871



6 6 62 22 2281 -0.00263 -378.75 -863851.59 188 -162404098.165 2 137 22 760 -0.00218 -378.75 -287950.53 113 -32480819.634 2 212 22 760 -0.00173 -345.12 -262382.80 38 -9865593.373 2 288 22 760 -0.00127 -254.88 -193776.45 38 -7285994.552 2 363 22 760 -0.00082 -164.64 -125170.10 113 -14119187.181 6 438 22 2281 -0.00037 -74.40 -169691.24 188 -31901953.54

total 6,418,448 427,393,584




Page 52 of 68

4. Mencarai nilai Mn0 (kapasitas lentur murni) Dengan bantuan software excel, maka diperoleh C = 127.04 mm. Kemudian ditabelkan sebagai berikut :

Tabel 30 Tabel analisis untuk kapasitas lentur murni Lapis n x D As Tegangan gaya Internal Lengan ke o Momen internal, Mn


6 6 62 22 2281 -0.00154 -307.19 -700628.00 188 -131718063.635 2 137 22 760 0.00024 47.97 36469.71 113 4113783.384 2 212 22 760 0.00202 400.00 304106.17 38 11434391.953 2 288 22 760 0.00379 400.00 304106.17 38 11434391.952 2 363 22 760 0.00557 400.00 304106.17 113 34303175.851 6 438 22 2281 0.00734 400.00 912318.51 188 171515879.24

total 13,122 123,806,117

5. Membuat diagram interaksi

0.00

1,000.00

2,000.00

3,000.00

4,000.00

5,000.00

6,000.00

7,000.00

8,000.00

9,000.00

0.00 100.00 200.00 300.00 400.00 500.00 600.00

Pn

(k

N)

Mn (kNm)

Diagram Interaksi

Gambar 37 Diagram interaksi kolom

Kesimpulan: Berdasarkan gambar diagram interaksi, makadapat diketahui kekuatan kolom ukuran 500x500 mm dengan tulangan 20D22 tersebut. Dan hasilnya lebih besar dari gaya-gaya yang bekerja yaitu Pu max = 2,755.87 kN dan Mu max = 347,13 kNm, sehingga kolom aman.




Page 53 of 68

4.4.4 Perencanaan geser

Kuat geser maksimum = 79.85 kN a. Kuat geser yang disumbang kan oleh beton

'

114 6

cuc w

g

fNV b dA

= +

2755,87 251 500 43814 500 500 6c

V

= +

182,64 kNcV =

b. Kuat geser yang disumbangkan oleh tulangan geser Av = 157.08 (diameter 10 dengan 2 kaki) s = 100

157.08 400 438 275, 20100

v ys

A f dV

s

= = =

c. Kuat geser kolom

( ) ( )0.75 0.75 182,64 275,20 343,38 kNn c sV V V = + = + = > Vu OK

Kesimpulan : Kolom yang digunakan adalah dimensi 500 x 500 mm dengan tulangan pokok 20D22 dan tulangan sengkang 10-100 mm.




Page 54 of 68

4.5 Perencanaan Tangga

4.5.1 Pemodelan tangga

Tangga dimodelkan secara 3 dimensi, tumpuan-tumpuan tangga dianggap sendi, sehingga tidak menimbulkan momen punter pada balok pendukungnya. seperti gambar berikut:

Gambar 38 Pemodelan tangga 3 dimensi

4.5.2 Dimensi & volume tangga o Dimensi anak tangga

Uptrede (langkah naik) = 17 cm Antrede (langkah datar) = 30 cm

o Volume anak tangga = jumlah anak tangga x dimensi = 36 x (0.17 x 0.30) = 1.8360 m3

o Volume pelat tangga

Pelat 1 = p x l x t = 2 2 34,00 +2,04 2,000,15=1,3471m

Pelat 2 & 3 = p x l x t = 2 2 32 4,00 +2,04 2,000,15=2,6941m

Pelat 4 = p x l x t = 2 x 2 x 0.17 = 0,68 m3

o Total volume beton tangga = 6.5572 m3

o Volume spesi dan keramik = luas tangga x (tebal spesi + keramik) = (36 (0.17 x 2 + 0.30 x 2) + (2 x 2)) x 0.03 = 1,1352 m3

4.5.3 Pembebanan o Beban mati

1

2

4

3




Page 55 of 68

- Beton bertulang = 6.5572 m3 x 24 kN/m3 = 157.373 kN - Beton polos = 1.1352 m3 x 2.1 kN/m3 = 23.839 kN +

= 181.212 kN o Beban tangga/m2

- Luas total tangga = 30.94 m2 - Beban/m2 akibat beban mati = 181.21 / 30.94 = 5.8569 kN/m2 o Beban/meter akibat beban hidup = 3.00 kN/m2 o Beban terfaktor = 1.2 DL + 1.6 LL = 1.2 (5.8569) + 1.6 (3.00)

= 11.8283 kN/m2

4.5.4 Output gaya-gaya dalam Berdasarkan pemodelan dan analisis yang dilakukan dengan program software

ETABS maka diperoleh output sebagai berikut :

Tabel 31 Output ETABS untuk tangga

Load Loc P V2 V3 T M2 M3COMB1 0.00 -11.79 -24.22 0.00 0.00 0.00 -26.43COMB1 2.25 -3.42 -7.82 0.00 0.00 0.00 9.54COMB1 4.49 4.94 8.58 0.00 0.00 0.00 8.70COMB2 0.00 -17.00 -34.94 0.00 0.00 0.00 -38.12COMB2 2.25 -4.94 -11.28 0.00 0.00 0.00 13.77COMB2 4.49 7.13 12.37 0.00 0.00 0.00 12.54COMB1 0.00 48.09 -11.85 -0.25 -2.17 -1.51 -6.75COMB1 1.81 56.45 0.45 -0.25 -2.17 -1.06 3.58COMB1 3.63 64.81 12.75 -0.25 -2.17 -0.60 -8.40COMB2 0.00 69.37 -17.09 -0.36 -3.13 -2.18 -9.74COMB2 1.81 81.43 0.65 -0.36 -3.13 -1.52 5.17COMB2 3.63 93.49 18.40 -0.36 -3.13 -0.86 -12.11COMB1 0.00 48.09 -11.85 0.25 2.17 1.51 -6.75COMB1 1.81 56.45 0.45 0.25 2.17 1.06 3.58COMB1 3.63 64.81 12.75 0.25 2.17 0.60 -8.40COMB2 0.00 69.37 -17.09 0.36 3.13 2.18 -9.74COMB2 1.81 81.43 0.65 0.36 3.13 1.52 5.17COMB2 3.63 93.49 18.40 0.36 3.13 0.86 -12.11

4.5.5 Penulangan momen tangga o fc = 25 MPa o fy = 300 MPa

o tulangan = 10 mm o tulangan geser = 10 mm




Page 56 of 68

o selimut beton = 20 mm o d = 150 20 10/2 = 125 mm

Mu maksimum = 38.11 KN.m

Mu = 38.11 kNm, Mn = Mu/0.8 = 47.63 kNm

.

. . 11,7 '

As fyMn As fy dbdfc

=

6 .400(47.63 10 ) .400.125 11,7 1000 125 25

Asx As

x x x

=

6 2(47.63 10 ) 50,000 3.7647x As As=

Sehingga diperoleh As = 1032.94 mm2 Cek Daktilitas min = 0.0018

31032.94 8.30 101000 125

Asx

b d = = =

1max

0.85 ' 6000.75600

fcfy fy

= +

max

0.85 25 0.75 6000.75400 600 400

= +

karena memenuhi syarat daktilitas, min < < max, maka As dapat digunakan.

Banyak Tulangan:

max 2 2

1032.94 7.78 8 13( . )1 1 104 4tulanganAs

tul tarik pi pi= = =

As = As = 813 tulangan tekan

Maka digunakan jarak = lebar balok / jumlah tulangan = 1000 / 8 = 125 mm

Tulangan tangga menggunakan 13-125 mm




Page 57 of 68

4.5.6 Perhitungan Tulangan Geser Vu = 34.94 KN

2 2 21 12 2 10 157.084 4Av v mmpi pi= = =

1 1' 25 1000 125 104.166 6Vc fc bw d kN= = =

0.75 104.16 78.12Vc kN kN = =

78.121 39.062 2Vc kN = = Karena

1, ,2karena Vc Vu makatidak diperlukantulangan geser >

Tulangan susut tangga = 20% tulangan pokok

= 0.20 x 8 = 1.6 2 buah

Digunakan tulangan susut 13 250 mm




Page 58 of 68

4.6 Perencanaan Pondasi

4.6.1 Data perencanaan Kuat tekan beton (fc) = 25 mPa Kuat tarik baja tulangan (fy) = 400 mPa Daya dukung tanah () = 60 kN/m2 Berat jenis tanah() = 18 kN/m2

4.6.2 Dimensi pondasi Pondasi yang digunakan adalah pondasi rakit (mat foundation). Kedalaman pondasi (z) = 1,50 m Tegangan efektif tanah () = z = 40,20 kN/m2

Gambar 39 Layout pondasi rakit (mat foundation)

4.6.2.1 Mencari tekanan tanah, lokasi resultan reaksi tanah dan eksentrisitas dalam arah x dan y.

PDL = 25133.71 kN, PLL = 7080.41 kN Service Load = PDL + PLL = 32,214.12 kN Momen inersia pondasi rakit terhadap arah x dan y adalah:




Page 59 of 68

Tabel 32 Analisis geometri bidang # Analisis geometri bidang

# LX LY A X Y SMY SMX Ixo Iyo IX IY

1.00 42.00 20.00 840.00 21.00 10.00 17,640.00 8,400.00 28,000.00 123,480.00 28,249.92 123,480.00

2.00 10.00 4.00 40.00 21.00 22.00 840.00 880.00 53.33 333.33 5,301.60 333.33

880.00 18,480.00 9,280.00 33,551.52 123,813.33

Eksentrisitas terhadap sumbu x:

0

032,214.12 x 526,322 x = 21,29 mX = SMY/A =18,480/880 = 21m

ex = 21,29 - 21,00 = 0,29 m

My ==

Eksentrisitas terhadap sumbu y:

0

032,214.12 x 203,105 x = 9,98mX = SMX/A =9,280/880 = 10,55m

ey = 10,55 - 9,98 = 0,57 m

Mx ==

4.6.2.2 Langkah 2: Mencari tekanan reaksi tanah Mx = Re y = 32,214.12 (0,57) = 18,362.05 kNm My = Re x = 32,214.12 (0.29) = 9,342.09 kNm

Tabel 33 Nilai beban merata pada pelat pondasi




Page 60 of 68

# Output dari software EtabsV MX MY

X (m) Y (m) (kN) (kN) (kN)1.00 1.00 1.00 1.00 708.55 15.56 28.172.00 9.00 1.00 2.00 1,237.62 26.39 0.513.00 17.00 1.00 3.00 1,267.96 29.04 0.504.00 25.00 1.00 4.00 1,258.81 29.06 -0.165.00 33.00 1.00 5.00 1,279.10 28.19 2.836.00 41.00 1.00 6.00 756.19 17.34 -30.937.00 1.00 7.00 7.00 1,201.15 -1.37 46.328.00 9.00 7.00 8.00 1,987.47 -2.32 -0.469.00 17.00 7.00 9.00 1,759.90 -13.59 -13.91

10.00 25.00 7.00 10.00 1,754.78 -13.48 14.5511.00 33.00 7.00 11.00 2,047.01 0.16 0.2612.00 41.00 7.00 12.00 1,195.01 -2.34 -45.3613.00 1.00 13.00 13.00 1,116.63 -0.35 40.9514.00 9.00 13.00 14.00 1,748.25 -1.69 -3.5315.00 17.00 13.00 15.00 1,527.46 9.99 -8.1916.00 25.00 13.00 16.00 1,551.65 9.93 8.8817.00 33.00 13.00 17.00 2,005.71 0.86 8.3418.00 41.00 13.00 18.00 1,198.47 1.19 -46.1819.00 1.00 19.00 19.00 708.78 -16.17 28.1620.00 9.00 19.00 20.00 1,167.58 -23.87 -3.2421.00 17.00 19.00 21.00 1,257.81 -18.36 11.0922.00 25.00 19.00 22.00 1,248.82 -18.37 -10.6823.00 33.00 19.00 23.00 1,297.55 -30.81 6.7224.00 41.00 19.00 24.00 760.74 -18.38 -31.6825.00 17.00 23.00 25.00 85.63 -7.74 25.7426.00 25.00 23.00 26.00 85.49 -7.69 -25.22

jarak titik terhadap titik acuanPoint Point

.. 32, 214.12 9,342( ) 18,362( )

880.00 123,813 33,551y x

M x M yR x yqA Iy Ix

= =

36,61 0.08 0.55q x y=




Page 61 of 68

4.6.2.3 Menggunakan persamaan untuk q, menyiapkan tabel nilai pada titik-titik 1 s/d 26

Tabel 34 Tekanan pada pelat pondasi # Tekanan pada titik

NOMOR NOMOR QTITIK 0.08x -0.55x TITIK MY MX (KN/M2)1.00 0.08 -0.55 1.00 708.55 708.55 -36.602.00 0.68 -0.55 2.00 11,138.58 1,237.62 -36.653.00 1.29 -0.55 3.00 21,555.32 1,267.96 -36.814.00 1.89 -0.55 4.00 31,470.25 1,258.81 -37.075.00 2.50 -0.55 5.00 42,210.30 1,279.10 -37.446.00 3.10 -0.55 6.00 31,003.79 756.19 -37.377.00 0.08 -3.83 7.00 1,201.15 8,408.05 -35.658.00 0.68 -3.83 8.00 17,887.23 13,912.29 -35.129.00 1.29 -3.83 9.00 29,918.30 12,319.30 -35.5110.00 1.89 -3.83 10.00 43,869.50 12,283.46 -35.8811.00 2.50 -3.83 11.00 67,551.33 14,329.07 -36.3412.00 3.10 -3.83 12.00 48,995.41 8,365.07 -36.8813.00 0.08 -7.11 13.00 1,116.63 14,516.19 -33.5314.00 0.68 -7.11 14.00 15,734.25 22,727.25 -31.8815.00 1.29 -7.11 15.00 25,966.82 19,856.98 -32.6716.00 1.89 -7.11 16.00 38,791.25 20,171.45 -32.9317.00 2.50 -7.11 17.00 66,188.43 26,074.23 -32.4218.00 3.10 -7.11 18.00 49,137.27 15,580.11 -34.5419.00 0.08 -10.39 19.00 708.78 13,466.82 -32.4420.00 0.68 -10.39 20.00 10,508.22 22,184.02 -29.8021.00 1.29 -10.39 21.00 21,382.77 23,898.39 -29.4322.00 1.89 -10.39 22.00 31,220.50 23,727.58 -29.7423.00 2.50 -10.39 23.00 42,819.15 24,653.45 -29.8424.00 3.10 -10.39 24.00 31,190.34 14,454.06 -32.9125.00 1.29 -12.57 25.00 1,455.71 1,969.49 -35.8826.00 1.89 -12.57 26.00 2,137.25 1,966.27 -35.90

685,867.08 321,371.76

jarak terhadap resultan beban MOMEN TERPAKAI

Dari perhitungan di atas, diperoleh Q maksimum = 37,44 kN/m2 yaitu lebih besar dari tegangan efektif tanah = 40,20 kN/m2, oleh karena itu pondasi aman.

4.6.2.4 Menentukan tinggi efektif (d) dan tebal (H) pondasi Ln = 8000 500 = 7500 mm

7500ln 25030 30h mm= = =

Tebal minimum pondasi telapak adalah 300 mm, oelh karena itu, coba h = 400 mm Selimut beton = 75 mm d =400 75 = 325 mm

Qu maks = 37,44 kN/m2 Kekuatan geser penampang pondasi




Page 62 of 68

Gambar 40 Area geser pada pelat pondasi - Cek geser satu arah (one way shear)

Vu = 37,44 x (8/2 - c1/2 - d) x 6 = 37,44 x (4 - 0,5/2 - 0,325) x 6 = 769,40 kN 0,75 1/ 6 ' . 0,75 1/ 6 25 6000 325 1218,75Vc x fc bwd x x x kN = = =

Vc > Vu (OK)

- Cek geser dua arah (two way shear) Keliling kritis keruntuhan geser

b0 = 2 x (c1 + d + c2 + d) = 2 x (0.5 + 0.325 + 0.5 +0.325) b0 = 3,30 m Rasio sisi panjang/sisi pendek kolom (c=c1/c2) = 0.5/0.5 = 1

s untuk kolom tengah = 40

Kuat geser dua arah diambil tidak boleh lebih besar dari :

'2 011 6

f b dcV

cc

= +

2 25 3300 32511 1 6V

c

= +

= 2681,25 kN

' 022 120

d f b ds cV

c b

= +

40 325 25 3300 32522 3300 12V

c

= +

= 2654,17 kN

1/ 3 '3 0V f cb dc =

1/ 3 25 3300 3253Vc =

= 1787,50 kN




Page 63 of 68

dipakai Vc min = 1787,50 kN

Vc = 0,75 x 1787,50 = 1340,63 kN > Vu (OK)

4.6.2.5 Menentukan tekanan tanah rata-rata pada pondasi Total momen terfaktor per span

1/8 . 2.ln 1/8(37,44) 6 7,5 210,60Mo xqul x x kNm= = =

Tabel 35 Design koefisien momen

Mo = 210.60 kNm

End span ;Eksterior negatif 0.26 54.76 0.26 54.76 0.00 0.00Eksterior positif 0.52 109.51 0.31 65.29 0.21 44.23Interior negatif 0.70 147.42 0.53 111.62 0.17 35.80

Interior span ;Positif 0.35 73.71 0.21 44.23 0.14 29.48Negatif 0.65 136.89 0.49 103.19 0.16 33.70

Total moment Column strip Middle Strip

4.6.2.6 Penulangan pelat pondasi

b = ,

10.85 600

600c

y

ffy f +

b = 0.85 25 6000.85400 600 400

+

b = 0.02710

0.75 b = 0.02030

' = 0.00430

max 0.75 '( '/ )b fs fy = +

max = 0,02462 min = 0,0018

As min = min b d = 0,0018 x 1000 x 325 = 585 mm2

S max (jarak antar tulangan maksimum) = 2 h = 2 x 400 = 800 mm

Interior span in column strip




Page 64 of 68

- Penulangan momen positif

Mu = 44.23 kNm, Mn = Mu/0.8 = 55.28 kNm

.

. . 11,7 '

As fyMn As fy dbdfc

=

6 .400(55,28 10 ) .400.325 11,7 1000 325 25

Asx As

x x x

=

6 2(55,28 10 ) 130,000 3.7647x As As=

Sehingga diperoleh As = 430,60 mm2 (Gunakan As minimum = 585 mm2) Gunakan tulangan 13 mm, As = 132.73 mm2

132.73 1000 226,88 200585

xS mm= =

13 200 mm

- Penulangan momen negatif

Mu = 103.19 kNm, Mn = Mu/0.8 = 128.98 kNm

.

. . 11,7 '

As fyMn As fy dbdfc

=

6 .400(128.98 10 ) .400.325 11,7 1000 325 25

Asx As

x x x

=

6 2(128.98 10 ) 130,000 3.7647x As As=

Sehingga diperoleh As = 1022.43 mm2 Gunakan tulangan 13 mm, As = 132.73 mm2

132.73 1000 129,81 1251022,43

xS mm= =

13 125 mm

Interior span in middle strip

- Penulangan momen positif

Mu = 29.48 kNm, Mn = Mu/0.8 = 36.85 kNm

.

. . 11,7 '

As fyMn As fy dbdfc

=

6 .400(36,85 10 ) .400.325 11,7 1000 325 25

Asx As

x x x

=




Page 65 of 68

6 2(36,85 10 ) 130,000 3.7647x As As=


132.73 1000 226,88 200585

xS mm= =

13 200 mm

- Penulangan momen negatif

Mu = 33.70 kNm, Mn = Mu/0.8 = 42,13 kNm

.

. . 11,7 '

As fyMn As fy dbdfc

=

6 .400(42.13 10 ) .400.325 11,7 1000 325 25

Asx As

x x x

=

6 2(42.13 10 ) 130,000 3.7647x As As=


132.73 1000 226,88 200585

xS mm= =

13 200 mm

End span in column strip

- Penulangan momen eksterior positif

Mu = 65.29 kNm, Mn = Mu/0.8 = 81,62 kNm

.

. . 11,7 '

As fyMn As fy dbdfc

=

6 .400(81.62 10 ) .400.325 11,7 1000 325 25

Asx As

x x x

=

6 2(81,62 10 ) 130,000 3.7647x As As=

Sehingga diperoleh As = 639,70 mm2 Gunakan tulangan 13 mm, As = 132.73 mm2

132.73 1000 207,48 200639,70

xS mm= =

13 200 mm




Page 66 of 68

- Penulangan momen eksterior negatif

Mu = 54,76 kNm, Mn = Mu/0.8 = 68,45 kNm

.

. . 11,7 '

As fyMn As fy dbdfc

=

6 .400(68,45 10 ) .400.325 11,7 1000 325 25

Asx As

x x x

=

6 2(68,45 10 ) 130,000 3.7647x As As=


132.73 1000 226,88 200585

xS mm= =

13

perancangan struktur beton perpustakaan 4 lantai

Documents