20180913231642.pdf

PERHITUNGAN ULANG STRUKTUR BANGUNAN GEDUNG SMK MEDIKA SAMARINDA

TUGAS AKHIR

Disusun Oleh : MUHAMMAD RIZALDI NIM. 15613029

KEMENTERIAN RISET, PENDIDIKAN DAN PENDIDIKAN TINGGI POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA JURUSAN TEKNIK SIPIL PROGRAM STUDI DIII TEKNIK SIPIL 2018

PERHITUNGAN ULANG STRUKTUR BANGUNAN GEDUNG SMK MEDIKA SAMARINDA

Diajukan sebagai pernyataan untuk syarat Ahli Madya (A.Md) pada Program Studi Teknik Sipil D III Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Samarinda

Disusun Oleh : MUHAMMAD RIZALDI NIM. 15613029

KEMENTERIAN RISET, PENDIDIKAN DAN PENDIDIKAN TINGGI POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA JURUSAN TEKNIK SIPIL PROGRAM STUDI DIII TEKNIK SIPIL 2018

Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

ABSTRAK Tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah menghitung beban – beban yang bekerja serta menganalisa penulangan struktur element pelat, balok dan kolom pada gedung SMK MEDIKA SAMARINDA. Perhitungan pembebanan dan analisa struktur menggunakan SAP 2000 versi 14 dan didapatkan gaya – gaya dalam yaitu bidang momen (M), gaya lintang (D) dan gaya normal (N). Kemudian nilai hasil yang didapat dari analisa tersebut dihitung dengan menggunakan metode SNI 03-2847-2002 yang juga mengacu pada PPIUG 1983. Dari perhitungan itu diketahui hasil As tulangan manual pada balok 25 x 50 sebesar 5,5 cm2 dan As dari SAP 2000 versi 14 sebesar 4,8 cm2 maka didapat selisih sebesar 11,4 %.

Kata kunci : Penulangan struktur, gaya – gaya dalam, SAP 2000 Versi 14.

ABSTRACT The purpose of this thesis is to calculate the loads and to analysis element structure plates, beam, and coloumn in SMK MEDIKA SAMARINDA building. The calculate of load and analysis structure using SAP 2000 versi 14 and obtained forces in the form of the momen (M), style latitude (D), and the force (N). Then the result of that analysis calculate using metode SNI 03-2847-2002 and refers PPIUG 1983. From the calculate as known that As frame at beam 25 x 50 is 5,5 cm2 and As from SAP 2000 versi 14 is 4,8 cm2 so the quarrel is 11,4 %. Keywords : Structure framework, obtained forces, SAP 2000 versi 14

KATA PENGANTAR

Segala Puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas rahmat dan karunia-Nya yang tidak terhingga, sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan Tugas Akhir ini dengan baik. Dalam penulisan Tugas Akhir ini tidak sedikit bantuan dan bimbingan yang penulis dapatkan dari berbagai pihak,secara langsung maupun tidak langsung. Dengan selesainya Tugas Akhir ini, penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesarbesarnya kepada yang terhormat :

1. Bapak Ir. H. Ibayasid, Msc. Selaku Direktur Politeknik Negeri Samarinda. 2. Bapak Rafian Tistro ST, MT., Selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Samarinda. 3. Ibu Daru Purbaningtyas, ST, MT, Selaku Ketua Program Studi DIII Teknik Sipil Politeknik Negeri Samarinda. 4. Bapak M.Ridwan, ST, MSc Eng,

selaku dosen pembimbing I dalam

penyusunan Laporan Tugas Akhir ini. 5. Bapak Ir. Hendro Wardono, MT, selaku dosen pembimbing II dalam penyusunan Laporan Tugas Akhir ini. 6. Bapak dan Ibu Dosen pengajar khususnya Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Samarinda yang telah memberikan ilmu pegetahuannya kepada penulis. 7. Orang Tua tercinta, saudara, dan saudara-saudara seperjuangan penulis yang memberikan dukungan dan doa restunya hingga selesainya penyusunan Laporan Tugas Akhir ini.

v

8. CV. PUSAKA DIGJAYA dan pihak-pihak yang telah membantu dalam mengumpulkan data dan informasi yang tidak dapat disebutkan penulis satu persatu. Kami menyadari bahwa dalam penyusunan Tugas Akhir ini banyak sekali kekurangannya. Untuk itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun dan bisa menunjang kemajuan Tugas Akhir ini. Sehingga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi pembaca dimasa mendatang. Akhir kata semoga semua pihak yang terlibat secara langsung maupun tidak langsung mendapatkan balasan dari Allah SWT, Amin.

Samarinda,9 Juli 2018

Muhammad Rizaldi

vi

DAFTAR ISI Halaman Judul .................................................................................................. i Lembar Pengesahan Pembimbing .................................................................... iii Lembar Pengesahan Penguji............................................................................ iv Kata Pengantar ................................................................................................................... v Daftar Isi .......................................................................................................................... vii Daftar Gambar ..................................................................................................................ix Daftar Notasi ...................................................................................................................... xi Abstrak ................................................................................................................................ xiii Abstract ............................................................................................................................... xiv Bab I Pendahuluan ............................................................................................................ 1 1.1

Latar Belakang ........................................................................................ 1

1.2

Permasalahan........................................................................................... 2

1.3

Maksud dan Tujuan ............................................................................... 3

1.4

Batasan Masalah ..................................................................................... 4

Bab II Dasar Teori............................................................................................................. 5 2.1

Pengertian Dasar Struktur..................................................................... 5

2.2

Tumpuan .................................................................................................. 7

vii

2.3

Pembebanan............................................................................................. 7

2.4

Analisa Struktur SAP 2000 Versi 14.................................................. 14

2.5

Presentase Tulangan ............................................................................. 29

2.6

Perencanaan Struktur .............................................................................30

Bab III Data Lapangan ..................................................................................................... 41 3.1

Metodologi............................................................................................... 41

3.2

Lokasi Proyek .......................................................................................... 42

3.3

Data Gambar ............................................................................................ 42

3.4

Data Struktur ........................................................................................ 43

Bab IV Pembahasan....................................................................................................... 49 4.1

Umum .................................................................................................... 49

4.2

Pembebanan.............................................................................................. 52

4.3

Perhitungan Struktur dengan Menggunakan SAP 2000 Versi 14 60

4.4

Perhitungan Penulangan Pelat Lantai.............................................. 88

4.5

Perhitungan Penulangan Balok ........................................................... 108

4.6

Perhitungan Penulangan Kolom ........................................................ 137

Bab V Penutup .................................................................................................................. 167 5.1

Kesimpulan ............................................................................................ 167

5.2

Saran .........................................................................................................171

Daftar Pustaka ................................................................................................................... 172 Lampiran ............................................................................................................................ 174

viii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Berat Sendiri Bahan Bangunan Komponen Gedung ............................. 8 Tabel 2.2. Berat Komponen gedung ............................................................................. 9 Tabel 2.3. Beban Hidup pada Lantai Bangunan ......................................................11 Tabel 2.4. Koefisien Angin untuk Gedung ...............................................................12 Tabel 2.5. Kombinasi Pembebanan ............................................................................13 Tabel 2.6. Tebal Selimut Minimum ...........................................................................28 Tabel 2.7. Momen Per Meter Lebar ...........................................................................32 Tabel 4.1. Hasil perhitungan beban mati dan hidup ...............................................59 Tabel 4.2. Hasil perhitungan beban angin Tekan dan hisap ..................................60 Tabel 4.3. Data grid struktur pada SAP 2000...........................................................62 Tabel 4.4. Hasil perhitungan tulangan pelat 2 arah .............................................. 104 Tabel 4.5. Hasil perhitungan momen pelat 2 arah pada dak .............................. 105 Tabel 4.6. Hasil perhitungan tulangan pelat lantai 2 arah .................................. 106 Tabel 4.7. Hasil perhitungan tulangan pelat 2 arah pada dak ............................ 107 Tabel 4.8. Hasil perhitungan tulangan tumpuan balok portal X ........................ 119 Tabel 4.9 Hasil perhitungan tulangan lapangan balok portal X ........................ 121 Tabel 4.10. Cek kapasitas momen tulangan tumpuan portal X ......................... 123 Tabel 4.11 Cek kapasitas momen tulangan lapangan portal X .......................... 124 Tabel 4.12. Kontrol As tulangan tumpuan balok X ............................................. 125 Tabel 4.13. Kontrol As tulangan lapangan balok X ............................................. 126

vii

Tabel 4.14 Hasil perhitungan tulangan geser portal X ........................................ 127 Tabel 4.15. Hasil perhitungan tulangan tumpuan balok portal Y ..................... 129 Tabel 4.16. Hasil perhitunga tulangan lapangan balok portal Y ....................... 130 Tabel 4.17. Cek kapasitas momen tulangan tumpuan portal Y ......................... 131 Tabel 4.18 Cek kapasitas momen tulangan lapangan portal Y .......................... 132 Tabel 4.19. Kontrol As tulangan tumpuan balok Y ............................................. 133 Tabel 4.20. Kontrol As tulangan lapangan balok Y ............................................. 134 Tabel 4.21. Hasil perhitungan tulangan geser portal Y ....................................... 135 Tabel 4.22. Hasil perhitungan tulangan kolom portal Y ..................................... 143 Tabel 4.23 Hasil perhitungan tulangan geser kolom portal Y ........................... 144 Tabel 4.24. Kontrol hasil luas tulangan kolom portal Y ..................................... 145

viii

DAFTAR LAMPIRAN Gambar site plan gedung Gambar denah lantai 1 Gambar denah lantai 2 Gambar denah lantai 3 Gambar denah lantai 4 Gambar tampak gedung Gambar potongan gedung Gambar rencana pembalokan Gambar rencana kolom Gambar penulangan pelat lantai Gambar penulangan balok Gambar penulangan kolom

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Berat Sendiri Bahan Bangunan Komponen Gedung ............................. 8 Tabel 2.2. Berat Komponen gedung ............................................................................. 9 Tabel 2.3. Beban Hidup pada Lantai Bangunan ......................................................11 Tabel 2.4. Koefisien Angin untuk Gedung ...............................................................12 Tabel 2.5. Kombinasi Pembebanan ............................................................................13 Tabel 2.6. Tebal Selimut Minimum ...........................................................................28 Tabel 2.7. Momen Per Meter Lebar ...........................................................................32 Tabel 4.1. Hasil perhitungan beban mati dan hidup ...............................................59 Tabel 4.2. Hasil perhitungan beban angin Tekan dan hisap ..................................60 Tabel 4.3. Data grid struktur pada SAP 2000...........................................................62 Tabel 4.4. Hasil perhitungan tulangan pelat 2 arah .............................................. 104 Tabel 4.5. Hasil perhitungan momen pelat 2 arah pada dak .............................. 105 Tabel 4.6. Hasil perhitungan tulangan pelat lantai 2 arah .................................. 106 Tabel 4.7. Hasil perhitungan tulangan pelat 2 arah pada dak ............................ 107 Tabel 4.8. Hasil perhitungan tulangan tumpuan balok portal X ........................ 119 Tabel 4.9 Hasil perhitungan tulangan lapangan balok portal X ........................ 121 Tabel 4.10. Cek kapasitas momen tulangan tumpuan portal X ......................... 123 Tabel 4.11 Cek kapasitas momen tulangan lapangan portal X .......................... 124 Tabel 4.12. Kontrol As tulangan tumpuan balok X ............................................. 125 Tabel 4.13. Kontrol As tulangan lapangan balok X ............................................. 126

vii

Tabel 4.14 Hasil perhitungan tulangan geser portal X ........................................ 127 Tabel 4.15. Hasil perhitungan tulangan tumpuan balok portal Y ..................... 129 Tabel 4.16. Hasil perhitunga tulangan lapangan balok portal Y ....................... 130 Tabel 4.17. Cek kapasitas momen tulangan tumpuan portal Y ......................... 131 Tabel 4.18 Cek kapasitas momen tulangan lapangan portal Y .......................... 132 Tabel 4.19. Kontrol As tulangan tumpuan balok Y ............................................. 133 Tabel 4.20. Kontrol As tulangan lapangan balok Y ............................................. 134 Tabel 4.21. Hasil perhitungan tulangan geser portal Y ....................................... 135 Tabel 4.22. Hasil perhitungan tulangan kolom portal Y ..................................... 143 Tabel 4.23 Hasil perhitungan tulangan geser kolom portal Y ........................... 144 Tabel 4.24. Kontrol hasil luas tulangan kolom portal Y ..................................... 145

viii

DAFTAR LAMPIRAN Gambar site plan gedung Gambar denah lantai 1 Gambar denah lantai 2 Gambar denah lantai 3 Gambar denah lantai 4 Gambar tampak gedung Gambar potongan gedung Gambar rencana pembalokan Gambar rencana kolom Gambar penulangan pelat lantai Gambar penulangan balok Gambar penulangan kolom

BAB I PENDAHULUAN

1.1

LATAR BELAKANG Pada saat ini pembangunan terjadi sangat pesat di mana-mana, terutama di kota Samarinda dan sekitarnya baik secara persatuan maupun secara masal. Seperti bangunan-bangunan baru perumahan, pembangunan sarana pendidikan dan belajar yang berada di kota Samarinda. Salah satu bangunan gedung belajar tersebut ialah SMK Medika Samarinda, yang berlokasi di Jl. Padat karya Bengkuring Samarinda. Bangunan ini memiliki 3 lantai dengan luas gedung 835 𝑚2 . Di lantai satu terdapat 4 ruang kelas dan dilantai dua serta 3 juga ditemui 4 ruang kelas. Gedung belajar ini menggunakan kontruksi beton bertulang. Untuk dimensi balok dan kolom mempunyai ukuran yang bervariasi dengan bentang antar kolom paling panjang adalah 4 meter dan paling pendek adalah 0,8 meter. Konstruksi atap menggunakan baja ringan dengan atap setengah kuda-kuda profil I dan gording baja ringan profil C. Didalam perencanaan gedung SMK MEDIKA Samarinda, sangat diperlukan perhitungan kekuatan struktur agar kita dapat mengetahui keamanan gedung tersebut serta perhitungan bagian-bagian gedung tersebut seperti : pelat, balok dan kolom .

1

2

Pembebanan yang harus diperhatikan ialah pengaruh terhadap beban mati, beban hidup, beban angin, dan beban lainnya. Perhitungan pembebanan harus disesuaikan agar tidak terjadi hal-hal yang dapat merugikan dan membahayakan baik dari segi material maupun non material. Sehingga dalam perencanaan suatu bangunan diperlukan perhitungan struktur yang benarbenar akurat dan tepat, khususnya pada perencanaan struktur bangunan gedung SMK Medika Samarinda yaitu pelat lantai, balok, dan kolom. Cara perhitungan struktur pada gedung SMK MEDIKA ini menggunakan aplikasi SAP 2000 versi 14 di mana didalam aplikasi SAP 2000 versi 14 ini berbasis pada metode Matrix.

1.2

PERMASALAHAN Dalam perhitungan ulang struktur bangunan gedung SMK Medika Samarinda Kalimantan Timur rumusan masalahnya adalah:

1. Bagaimana menghitung besar pembebanan pada struktur gedung SMK Medika Samarinda Kalimantan Timur ? 2. Bagaimana menghitung penulangan pelat, balok, dan kolom beton bertulang ?

3

1.3

MAKSUD DAN TUJUAN

Maksud dari penyusunan Tugas Akhir ini adalah untuk menghitung ulang struktur dari bangunan gedung SMK Medika Samarinda Kalimantan Timur. Tujuan dari penyusunan Tugas Akhir ini antara lain adalah : 1. Menghitung beban-beban yang bekerja pada gedung SMK Medika Samarinda Kalimantan Timur berdasarkan Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung (PPIUG) 1983. 2. Menghitung penulangan pelat, balok, dan kolom beton bertulang.

4

1.4

BATASAN MASALAH Dalam tugas akhir ini penulis membatasi analisa perhitungan sebagai berikut: 1. Perhitungan pembebanan mengacu pada Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung (PPIUG) 1983 dengan kombinasi pembebanan yang digunakan adalah beban mati, beban hidup dan beban angin dengan tidak memasukan beban gempa. 2. Perhitungan atap diasumsikan sebagai atap dak. 3. Tidak menghitung Tangga 4. Tidak menghitung pondasi 5. Perhitungan analisa struktur dan penulangan menggunakan SAP 2000 versi 14. 6. Dalam penggunaan program SAP 2000 versi 14, balok dan kolom dimodelkan sebagai frame sedangkan pelat dimodelkan sebagai shell. 7. Perhitungan struktur beton bertulang meliputi pelat, balok dan kolom berdasarkan pada SNI-03-2847-2002. 8. Menggunakan mutu beton sebesar f’c 25 MPa. 9. Menggunakan mutu baja fy 400 MPa untuk tulangan utama dan fy 250 MPa untuk tulangan geser.

5 BAB I............................................................................................................................................... 1 PENDAHULUAN .......................................................................................................................... 1 1.1

LATAR BELAKANG .................................................................................................... 1

1.2

PERMASALAHAN ........................................................................................................ 2

1.3

MAKSUD DAN TUJUAN ............................................................................................. 3

1.4

BATASAN MASALAH ................................................................................................. 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Umum Bangunan adalah sebuah struktur yang memiliki tumpuan dan diberi beban dari atas yaitu beban hidup, mati dan angin. Beban tersebut memiliki kombinasi pembebanan dan koefisien penjumlaha yang mengacu pada Pedoman Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah dan Gedung (PPPURG) 1987 dan SNI 2847-2013 tentang Persyaratan Beton Struktural Untuk Bangunan Gedung. Setelah mendapatkan nilai pembebanan maka nilai tersebut akan diolah dengan menggunakan aplikasi SAP 2000 versi 14, yang nantinya akan menghasilkan dimensi beton dan jumlah tulangan yang aman dan efisien untuk digunakan.

2.2. Pengertian Dasar Struktur 2.2.1. Pengertian Struktur Kata Struktur berarti suatu susunan yang diatur dengan mengikuti suatu cara tertentu. Struktur berarti bagian-bagian pokok bangunan yang tersusun menjadi kekokohan bangunan yang menentukan. Pada bangunan, kita telah mengenal struktur dengan sistem susunan batu, sistem rangka dengan tiang dan balok, dan sistem dinding pemikul. Maka struktur adalah himpunan atau kumpulan elemen-elemen yang tersusun secara teratur, yang berfungsi untuk memikul dan meneruskan beban-beban yang ditanggungnya dengan aman ke tanah.

5

6

2.2.2. Elemen Struktur Elemen Struktur adalah bagian dari struktur yang memiliki fungsinya masing-masing. Berdasarkan fungsi beban yang dipikul, elemen struktur dibedakan menjadi 2, yaitu : 

Kolom adalah elemen struktur yang berfungsi penerima axial tekan kemudian menyalurkan ke pondasi.



Balok dan pelat adalah elemen struktur lentur.

2.2.3. Jenis-jenis Struktur Berdasarkan penyelesaian persamaan keseimbangan gaya, jenis struktur dapat dibedakan menjadi dua, yaitu : 

Struktur Statis Tertentu (Determinate Structure). Struktur-struktur yang keseimbangan gayanya dapat disebabkan dengan menggunakan persamaan keseimbangan statis.



Struktur Statis Tak Tentu (Indeterminate Structure) Struktur-struktur yang keseimbangan gaya tidak dapat diselesaikan hanya berdasarkan pada persamaan keseimbangan statis.

2.2.4. Tumpuan Tumpuan merupakan tempat perletakan atau dukungan bagi konstruksi dalam meneruskan gaya–gaya yang bekerja ke pondasi. Ada tiga jenis tumpuan, yaitu :

7

a. Tumpuan Sendi Tumpuan sendi dapat bergerak dan mampu menahan gaya vertikal dan gaya horizontal. Tumpuan sendi ini tidak dapat menahan momen.

R v R h

Gambar 2.1. Tumpuan Sendi

b. Tumpuan Rol Tumpuan rol adalah tumpuan yang dapat bergeser ke arah horizontal sehingga tumpuan ini tidak dapat menahan gaya horizontal. Tumpuan rol hanya dapat menahan gaya vertikal dan tidak dapat pula menahan momen.

Rv

Gambar 2.2. Tumpuan Rol c. Tumpuan Jepit Tumpuan jepit berupa balok yang terjepit pada tiang. Tumpuan ini

mampu

memberikan

reaksi

terhadap

gaya horizontal

bahkan mampu memberikan reaksi terhadap putaran momen.

8

Rv RH

M

Gambar 2.3. Tumpuan Jepit

2.2.5. Gaya Dalam Struktur Ada dua gaya internal yang timbul di dalam struktur sebagai aksi gaya eksternal, yaitu tarik dan tekan. Apabila sistem gaya eksternal benarbenar bekerja disepanjang sumbu memanjang batang, maka akan timbul gaya tekan atau tarik merata di dalam batang, tergantung pada gaya luar yang bekerja. Aksi umum gaya-gaya ini menyebabkan terputusnya atau hancurnya material, bergantung pada apakah gaya yang ada berupa tarik atau tekan. Ada jenis keadaan gaya lain yang melibatkan kombinasi gaya tarik dan tekan internal. Apabila suatu elemen struktur memikul beban eksternal yang bekerja transversal terhadap sumbu memanjang elemen tersebut, aksi gaya-gaya eksternal yang menyebabkan terjadinya lenturan. Dengan demikian adanya gaya tarik dan tekan internal pada penampang yang sama disebut momen lentur (bending), elemen struktur ini yang mengalami lentur umumnya disebut balok.

9

Batang tarik

Batang tekan pendek

Batang tekan panjang : fenomena tekuk (buckling)

Balok yang mengalami lentur; dalam keadaan melendut. Tepi atas mengalami tekan dan tepi bawah mengalami tarik

Gambar 2.4. Kondisi balok yang mengalami tarik dan tekan

2.2.6. Idealisasi Bentuk Beban Dalam idealisasi dan perhitungan struktur, terdapat bermacammacam bentuk beban yang merupakan idealisasi dari faktor beban yang ada di sekitar kita. Komponen beban yang ada di sekitar kita tersebut, kemudian

diformulasikan

dalam

bentuk-bentuk

beban

untuk

mempermudah proses perhitungan dan distribusinya dalam analisis struktur. Adapun bentuk-bentuk beban, antara lain :

10

a. Beban Titik. Beban titik atau beban terpusat adalah beban yang terkonsentrasi pada satu titik atau satu area. Contohnya : beban roda, beban manusia. b. Beban terbagi merata. Beban terbagi merata adalah beban yang terdistribusi secara merata sepanjang batang. Contohnya : berat sendiri struktur. c. Beban Segitiga. Beban segitiga adalah beban yang berbentuk segitiga. Contoohnya : penyebaran beban pada plat lantai. d. Beban Trapesium Beban trapesium adalah beban yang berbentuk trapesium. Contohnya : penyebaran beban pada plat lantai. e. Beban merata yang besarnya berubah-ubah pada setiap titik. Beban merata yang besernya berubah-ubah pada setiap titik dalam fungsi jarak.

b. Beban titik a. Beban terbagi rata c. Beban segitiga

d. Beban trapesium e. Beban merata yang besarnya berubah-ubah

Gambar 2.5. Idealisasi Bentuk Beban

11

2.3. Pembebanan Pada Struktur Pembebanan merupakan salah satu faktor yang sangat penting dalam perhitungan analisis ataupun perancangan sebuah struktur. Dalam peraturan untuk struktur baja dan beton, sudah menggunakan metode ultimit untuk analisis dan perancangan, sedangkan analisis dan perancangan dengan metode elastis hanya sebagai pilihan saja. Pada dasarnya agar suatu struktur dan komponen dapat memenuhi syarat-syarat keamanan dan kelayakan pakai terhadap bermacammacam kombinasi beban yang ada, maka harus diperhitungkan faktor-faktor beben tersebut, sesuai dengan sifat dan kebutuhan dari setiap faktor-faktor tersebut, sehingga untuk setiap perhitungan faktor beban, mempunyai persamaan tersendiri sesuai dengan Starndar Nasional Indonesia (SNI) 2847-2013. Secara umum struktur disebut sebagai himpunan dari elemen-elemen bahan yang berfungsi menyalurkan beban dan gaya dengan aman, sehingga dalam proses perencanaan suatu struktur, perhitungan akan kombinasi beban dan gaya yang bekerja dalam suatu struktur menjadi hal yang sangat penting. Adapun jenis-jenis beban yang bekerja pada struktur sesuai dengan Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung (PPIUG) 1987, antara lain: Beban Mati (dead loads). Beban yang merupakan berat sendiri dari suatu struktur atau elemen-elemen struktur yang sifatnya tetap dan merupakan bagian yang terpisah dari struktur tersebut, termasuk segala unsur-unsur yang ada di dalamnya. Beban mati terdiri dari berat sendiri bangunan termasuk bagian-bagian atau pelengkap bangunan yang melekat permanen terhadap bangunan seperti berat rangka, dinding, plat lantai, atap, plumbing dan lain-lain. Beban mati pelat dilengkapi dengan material pelapis, langit-

12

langit, pelat atap, dinding partisi yang menetap, serta beban mati lain yang bekerja pada lantai. Beban mati material yang biasa dipakai dapat diperoleh dari PPIUG atau dapat pula dihitung sendiri berdasarkan nilai-nilai satuan beratnya atau koefisiennya. Contoh beban-beban mati pada bangunan: -

Beban material beton bertulang, kolom, balok, plat lantai

-

Plafond dan penggantungnya Untuk besaran nilai beban-beban berat sendiri bahan bangunan

komonen dalam gedung dapat dilihat pada Tabel 2.1 dan berat komponen gedung dapat dilihat pada Tabel 2.2 Tabel 2.1 Berat sendiri bahan bangunan komponen gedung Bahan Bangunan Baja Batu alam Batu belah, batu bulat, batu gunung Batu karang Batu pecah Besi tuang Beton Beton bertulang Kayu kelas I Kerikil, koral kering udara sampai lembab Pasangan batu merah Pasangan batu belah, batu bulat, batu gunung Pasangan batu cetak Pasangan batu karang Pasir kering udara sampai lembab Pasir jenuh air Pasir koral, kerikil kering udara sampai lembab Tanah, lempung dan lanau kering udara sampai lembab Tanah, lempung dan lanau basah Timah hitam Sumber : PPIUG 1987

Berat Isi 7850 kg/m3 2600 kg/m3 1500 kg/m3 0700 kg/m3 1450 kg/m3 7250 kg/m3 2200 kg/m3 2400 kg/m3 1000 kg/m3 1650 kg/m3 1700 kg/m3 2200 kg/m3 2200 kg/m3 1450 kg/m3 1600 kg/m3 1800 kg/m3 1850 kg/m3 1700 kg/m3 2000 kg/m3 11400 kg/m3

13

Tabel 2.2 Berat sendiri komponen gedung Material Adukan per cm tebal : - dari semen - dari kapur, semen merah/tras

21 kg/m2 17 kg/m2

Aspal, per cm tebal :

14 kg/m2

Dinding pasangan bata merah : - Satu batu - Setengah batu

450 kg/m2 250 kg/m2

Dinding pasangan batako : Berlubang : - Tebal dinding 20 cm (HB 20) - Tebal dinding 10 cm (HB 10) Tanpa Lubang : - Tebal dinding 15 cm - Tebal dinding 10 cm Langit-langit dan dinding, terdiri : - Semen asbes (eternit dan bahan lainnya), dengan tebal maks 4 mm - Kaca, tebal 3-5 mm

Berat

200 kg/m2 120 kg/m2 300 kg/m2 200 kg/m2

11 kg/m2 10 kg/m2

Lantai kayu sederhana dengan balok kayu

40 kg/m2

Penggantung langit-langit (kayu)

7 kg/m2

Penutup atap genteng

50 kg/m2

Penutup atap sirap

40 kg/m2

Penutup atap seng gelombang (BJLS-25)

10 kg/m2

Penutup lantai ubin / cm tebal Semen asbes gelombang (5 mm) Sumber : PPIUG 1987

24 kg/m2 11 kg/m2

Beban Hidup (live loads). Beban yang sifatnya tidak tetap dan dapat bergerak yang terjadi akibat kegiatan penghunian atau penggunaan gedung tersebut baik beban yang berasal dari barang-barang yang dapat berpindah dan tidak bersifat permanen, sehingga mengakibatkan perubahan dalam pembebanan lantai

14

dan atap tersebut. Khusus pada atap yang termasuk beban hidup yaitu berasal dari air hujan, baik genangan maupun akibat tekanan jatuh butiran air. Menurut PPIUG 1987 menentukan besarnya nilai dari beban hidup pada bangunan dapat dilihat dari kegunaan bangunan tersebut dapat dilihat pada Tabel 2.3. Tabel 2.3. Beban hidup pada lantai bangunan Point

Bahan Bangunan

Berat

a

Lantai dan tangga rumah tinggal kecuali yang disebut dalam point b.

250 kg/m2

b

Lantai dan tangga rumah tinggal sederhana dan gudang-gudang tidak penting bukan untuk toko, pabrik atau bengkel.

125 kg/m2

c

Lantai sekolah, ruang kuliah, kantor, toko, toserba, restoran, hotel, asrama dan rumah sakit.

250 kg/m2

d

Lantai ruang olah raga

400 kg/m2

e

Lantai ruang dansa

500 kg/m2

f

Lantai dan balkon dalam dari ruang-ruang untuk pertemuan seperti masjid, gereja, ruang pagelaran, ruang rapat, bioskop, panggung penonton dengan tempat duduk tetap.

400 kg/m2

g

Panggung penonton dengan tempat duduk tidak tetap atau penonton berdiri.

500 kg/m2

h

Tangga, bordes tangga dan gang dari yang disebut dalam c.

300 kg/m2

i

Tangga, bordes tangga dan gang dari yang disebut dalam d, e, f dan g.

500 kg/m2

j

Lantai dari ruang pelengkap dari yang disebut dalam c, d, e, f dan g.

250 kg/m2

k

Lantai untuk pabrik, bengkel, gudang, perpustakaan, ruang arsip, toko buku, toko besi, ruang alat-alat dan ruang mesin, harus direncanakan dengan beban hidup yang tersendiri dengan nilai minimum.

400 kg/m2

l

Lantai gedung parkir bertingkat untuk lantai bawah

800 kg/m2

15

Lantai gedung parkir bertingkat untuk tingkat selanjutnya m

400 kg/m2

Balkon-balkon yang menjorok bebas keluar harus direncanakan terhadap beban hidup dari lantai ruang yang berbatasan dengan nilai minimum.

300 kg/m2

Sumber : PPIUG 1987

Beban angin (wind loads). Beban yang bekerja pada suatu struktur atau gedung yang diakibatkan oleh tekanan ataupun pergerakan udara. Menurut PPIUG 1987 menentukan besarnya nilai dari beban akibat angin dapat dilihat dari daerah dimana bangunan itu didirikan. Besaran tekanan tiup tersebut dapat dilihat sebagai berikut : -

Tekanan tiup harus diambil minimun 25 kg/m2 .

-

Tekanan tiup di laut dan tepi laut sampai sejauh 5 km dari pantai harus diambil minimun 40 kg/m2 .

Besarnya nilai koefisien angin dapat dilihat pada tabel 2.4. Tabel 2.4. Koefisien angin untuk gedung No

Jenis Gedung/Struktur

1

Gedung Tertutup : Dinding Vertikal

Gedung Terbuka Sebelah : Dinding Dalam Sumber : PPIUG 1987 2

Posisi Tinjauan  Di pihak angin  Dibelakang angin  Sejajar arah angin Sama dengan No.1 dengan tambahan  Dipihak angin  Dibelakang angin

Koefisien + 0,9 - 0,4 - 0,4 + 0,6 - 0,3

Kombinasi Beban Agar suatu struktur dan komponen dapat memenuhi syarat-syarat keamanan dan kelayakan pakai terhadap bermacam-macam kombinasi

16

beban yang ada, maka harus diperhitungkan faktor-faktor beban tersebut, sehingga untuk setiap perhitungan faktor beban, mempunyai persamaan tersendiri sesuai dengan SNI 2847-2013. Adapun persamaan tersebut yaitu: a. Kuat Perlu Agar suatu struktur dan komponen dapat memenuhi syarat-syarat keamanan dan kelayakan pakai terhadap bermacam-macam kombinasi beban yang ada, maka harus diperhitungkan faktor-faktor beban tersebut, sehingga untuk setiap perhitungan faktor beban, mempunyai persamaan tersendiri sesuai dengan SNI

2847-2013.

persamaan tersebut yaitu : 

U = 1,4 DL



U = 1,2 DL + 1,6 LL + 0,5(Lr atau R)



U = 1,2 DL + 1,6(Lr atau R) + (1,0L atau 0.5W)



U = 1,2 DL + 1,0W + 1,0L + 0,5(Lr atau R)



U = 1,2 DL + 1,0E + 1,0 L



U = 0,9 DL + 1,0W



U = 0,9 DL + 1,0E Keterangan :



D : beban mati



L : beban hidup



Lr : beban hidup atap



R : beban hujan



E : beban gempa

Adapun

17

b. Kuat Desain Kuat desain suatu komponen struktur, sambungannya dengan komponen struktur lain, dan penampangnya sehubungan dengan lentur, beban normal, geser atau torsi yang diambil sebesar kekuatan nominal dihitung sesuai dengan persyaratan dan asumsi pada SNI 2487-2013 yang dikalikan dengan faktor reduksi kekuatan (Ф) dalam pasal 9.3.2, 9.3.4, dan 9.3.5. Adapun nilai dari faktor reduksi ditentukan dalam pasal 9.3.3.1 sampai 9.3.2.7 yaitu : Tabel 2.5. Nilai Reduksi Penampang terkendali tarik

0,90

Penampang terkendali tekan : 

Komponen struktur dengan tulangan spiral.

0,75



Komponen struktur bertulang lainnya.

0,65

Geser dan torsi Tumpuan pada beton (kecuali untuk daerah angkur pasca tarik dan model strat dan pengikat) Daerah angkur pasca tarik Model strat dan pengikat, dan strat, pengikat, daerah pertemuan (nodal), dan daerah tumpuan dalam model tersebut

0,75 0,65 0,85 0,75

Penampang lentur dalam komponen struktur pratarik dimana penanaman strand kurang dari panjang penyaluran seperti yang diberikan dalam 12.9.1.1.: 

Dari ujung komponen struktur ke ujung panjang transfer



Dari ujung panjang transfer ke ujung panjang penyaluran (Ф) boleh ditingkatkan secara linier dari

Sumber : SNI 2847-2013

0,75 0,75-0,9

18

2.4. Analisa Struktur SAP 2000 versi 14 SAP 2000 versi 14 merupakan program yang dapat digunakan adalah untuk beberapa hal, diantaranya untuk membuat struktur baru, memodifikasi dan mendesain elemen struktur. Kelebihan dari program ini adalah kemampuan dan kelengkapannya dalam memadukan modul analisis struktur dengan modul untuk perancangan elemen struktur, modul perancangan yang disediakan adalah untuk struktur beton dan baja. Program ini dirancang sangat interaktif, sehingga beberapa hal dapat dilakukan, misalnya mengontrol kondisi tegangan pada elemen struktur, mengubah dimensi batang dan mengganti peraturan perancangan tanpa harus mengulang analisis struktur. Model geometri pada SAP 2000 versi 14 terbagi menjadi 2 yaitu template dan koordinat. Model geometri template digunakan apabila semua jarak adalah sama untuk sumbu X dan sumbu Z. Sedangkan model geometri koordinat digunakan apabila jarak tidak sama baik dalam arah X maupun arah Z. Beberapa hal dalam menginput data sebagai proses awal menggunakan program SAP 2000 versi 14, antara lain: 

Memilih templat permodelan sesuai struktur yang akan direncanakan.



Memasukan ukuran panjang, lebar dan tinggi bangunan.



Input jenis beban yang digunakan.



Memasukkan nilai karakteristik bahan meliputi berat jenis beton, modulus elastisitas, angka poison, nilai f’c, nilai fy, nilai fys dan faktor reduksi.



Memasukkan dimensi kolom dan balok serta tebal selimut beton yang akan diperhitungkan.

19



Membuat frame/element struktur.



Memasukan jenis perletakan.



Memasukkan pembebanan yang telah dihitung.



Mendefinisikan

kombinasi

pembebanan

yang

akan

dipakai

dalam

perencanaan penampang menganalisa struktur. 

Menganalisa hasil data yang telah dibuat (analyze-run) Setelah proses input selesai, kemudian adalah proses analisis perhitungan

struktur. Sehingga akan diperoleh data output berupa momen (M), gaya lintang (D), dan gaya normal (N). Proses perhitungan struktur dengan program SAP 2000 versi 14 adalah sebagai berikut:

1. Membuka aplikasi SAP 2000 versi 14, kemudian membuat file baru dengan cara klik File > New Model, lalu pilih blank Pilih satuan Kgf.m.C

`

Pilih Blank

Gambar 2.6. Input model 2. Pada kotal dialog berikutnya (coordinat/grid system)

20

- Klik kanan > edit grid data > modify/show system > Pada isian Grid Data isikan ukuran sesuai data bangunan > Klik Ok Setelah klik kanan terlihat tampak seperti dibawah, kemudian isilah gridnya sesuai dengan yang direncanakan setelah itu kemudian klik Ok dua kali.

Gambar 2.7. Grid Data

Gambar 2.8. Contoh hasil input Model gedung 2.4.1

Tipe Bahan Material

21

Gambar 2.9. Input Material

Memasukkan tipe bahan dan material yang digunakan kedalam aplikasi SAP 2000 versi 14 dengan menggunkan perintah Define > Material. 

Material data beton Material Name

: f’c 25

Material Type

: Concrete

Modulus of Elasticity, E

: 4700 √𝑓′𝑐

Specified Concrete Compressive Strenght : 25 Mpa

Gambar 2.10. Input material beton

22



Pada material besi tulangan Material Name

: fy 240 dan fy 400

Material Type

: Rebar

Minimum Yield Stress, fy

: 240 Mpa dan 400 Mpa

Gambar 2.11. Input material tulangan 2.4.2

Mendefinisikan Elemen Struktur Memasukkan dimensi elemen struktr seperti kolom, balok, dan pelat lantai yang digunakan kedalam aplikasi SAP 2000 versi 14 dengan menggunakan perintah Define > Section Properties > Frame Section/Area Section.

23

Gambar 2.12. input data element -

Mengisi format frame yang digunakan kedalam aplikasi SAP 2000 versi 14, contoh B2 (Balok 2) 30x60 : 

Section Name

: B2 30x60



Material

: f’c 25



Depth

: 60 cm



Width

: 30 cm

Concrete Reinforcement masukkan nilai:  Longitudinal Bars

: fy 400

 Confinement Bars

: fy 240

 Design Type

: Beam

 Top

: 3 cm

 Bottom

: 3 cm

`

Gambar 2.13. input data element balok

24

-

Mengisi format frame yang digunakan kedalam aplikasi SAP 2000 versi 14, Contoh K1 (Kolom 1) 50x50 :  Section Name

: K1 50x50

 Material

: f’c 25

 Depth

: 50 cm

 Width

: 50 cm

Concrete Reinforcement masukkan nilai: 

Longitudinal Bars

: fy 400



Confinement Bars

: fy 240



Longitudinal Bars Size

: 16 d



Confinement Bars Size

: 10 d



Design Type

: Coloum



Cover Bars

: 3 cm

Gambar 2.14. input data element kolom Mengisi format Area Section yang digunakan kedalam aplikasi SAP 2000 versi 14, contoh pelat lantai: -

Section Name

: Pelat Lantai

-

Type

: shell-Thin

-

Material Name

: f’c 25

25

-

Membrane

: 12 cm

-

Bending

: 12 cm

Gambar 2.15. input data area section

2.4.3

Membuat Frame/element struktur -

Gunakan tool bar Draw element garis

-

Sebelum membuat garis tentukan dimensi balok dan kolom agar mempermudah pekerjaan.

Element frame kolom dan balok Rectanguler, Area pelat lantai

Gambar 2.16. Input elemet garis

26

2.4.4

Menentukan Tumpuan Tumpuan yang digunakan yaitu tumpuan jepit yang pada aplikasi SAP menggunakan perintah Assign > Joint > Restraints :

Tumpuan Jepit

Gambar 2.17. Perletakan Joint Restraints

2.4.5

Input Tipe Beban Memasukkan tipe-tipe

beban

yang

akan digunakan dalam

pembebanan pada aplikasi SAP 2000 versi 14. Yaitu beban mati, beban hidup, dan beban angin. -

Define > Load Pattern

-

Pilih type dan sesuaikan load pattern name dengan type

-

Klik Add New Load Pattern

-

Klik ok

27

Gambar 2.18. Contoh Load Pattern data 2.4.6

Input Tipe Kombinasi Pembebanan Memasukkan kombinasi beban pada aplikasi SAP menggunakan perintah Define dan Load Combinations. Kombinasi pembebanan yang digunakan dalam menghitung pembebanan gedung pada aplikasi SAP yaitu: 1. COMB1

= 1,4 DL

2. COMB 2

= 1,2 DL + 1,6 LL

3. COMB 3

= 1,2 DL + 1,0 LL

4. COMB 4

= 1,2 DL + 1,0 WL + 1,0 LL

- Define > Load Combination > Add New Combo > memasukkan nilai kombinasi > Add > Ok

28

Gambar 2.19. Contoh Load Combination data

Gambar 2.20. Contoh hasil Load Combination data

2.4.7

Memberi Pembebanan Pada Struktur Memasukkan beban-beban yang digunakan pada aplikasi SAP 2000 versi 14 dengan perintah Assign > Frame Load > Distribute, seperti:

Jenis beban

Load beban Gambar 2.21. Contoh Input beban merata pada balok

-

Untuk beban trapesium dan segitiga pada distribusi beban lantai ke balok teah secara otomatis terhitung pada program SAP 2000 versi 14

29

dengan satuan beban/luas, sehingga dilakukan penginputan data seberapa besar pembebanan dengan satuan beban/area. Dengan perintah Assign > Area Loads > Uniform to Frame (Shell).

Jenis beban Load beban Jenis pelat lantai

Gambar 2.22. Contoh input beban area pada shell

-

Untuk beban angin diinput sebagai beban terpusat pada pertemuan kolom dan balok dengan nilai yang sudah dihitung sesuai dengan PPIUG 1987, beban angin dimasukkan kedalam aplikasi SAP 2000 dengan perintah Assign > Joint > Joint Load > Force, seperti:

Jenis beban Load beban sesuai arah beban

Gambar 2.23. Contoh input beban area pada shell

2.4.8

Menentukan Peraturan Faktor Reduksi Sesuai SNI 2847-2013

30

Merubah dan menentukan faktor reduksi agar sesuai dengan SNI pada aplikasi SAP 2000 versi 14 yaitu dengan perintah Design > Concrete Frame Design > View/Resive Preverences.

Gambar 2.24. Contoh input beban area pada shell

2.4.9

Analisis Dengan perintah analyze pada aplikasi SAP 2000 versi 14 dapat melihat lendutan yang terjadi pada bangunan dan pergerakan bangunan akibat gaya yang terjadi. Dengan perintah Analyze > Run Analysis/F5 > Analysis Case yang akan di Running > Run Now.

Gambar 2.25. Contoh input beban area pada shell

2.4.10 Menampilkan Deform

31

Menampilkan deform yang terjadi pada aplikasi SAP 2000 versi 14 dengan perintah Display > Show Deformed Shape > pilih Case/Combo Name, seperti:

Gambar 2.26. Contoh menampilkan gaya deform

Gambar 2.27. Contoh hasil data deform pada gedung

2.4.11 Menampilkan Gaya-Gaya Dalam Frame -

Klik Display > pilih Show Forces/Stress > pilih Frame/Cables > Case/Combo Name > pilih Components > Scalling > Option > Ok.

Jenis beban kombinasi M, D, N Penayangan grafis Penayangan deformasi Gambar 2.28. Contoh menampilkan gaya dan momen

32

33

-

Pilih Comb 3 untuk mengetahui nilai M, D dan N pada beban dead load, live load dan wind load.

Gambar 2.29. Contoh gambar dari hasil momen 3-3 diagram (comb3)

2.4.12 Design Sebelum melakukan proses design, terlebih dahulu harus mengecek kembali nilai faktor reduksi kekuatan struktur apakah sudah berdasarkan peraturan yang dipakai. -

Klik Design > pilih Concrete Frame Design > pilih View/Revise Preferences > cek nilai faktor reduksi pada kotak dialog Concrete Frame Design Preferences For > Klik ok. Tabel 2.6. Faktor reduksi kekuatan struktur Penampang terkendali tarik

0,9

Komponen struktur dengan tulangan spiral

0,75

Komponen struktur dengan tulangan lainnya

0,65

Geser dan torsi

0,75

34

-

Pilih Jenis Kombinasi Beban

-

Klik Design > pilih Frame Concrete Design > pilih Select Design Combos > pindahkan kombinasi beban yang dipilih dari List of Combo ke Design Combos > Ok.

 Proses Design -

Klik Design > Frame Concrete > Start Design/Check os Structure.

Catatan: 1.

Bila penampang tidak cukup maka ditandai dengan O/S (Over Stress).

2.

Luas tulangan longitudinal dalam satuan yang telah ditetapkan.

3.

Luas tulangan geser dalam satuan yang telah ditetapkan.

2.4.13 Menampilkan Hasil Design Balok dan Kolom (Beton Bertulang) Hasil analisis program akan menunjukkan deformasi struktur akibat beban. Untuk mengecek struktur apakah desain sebelumnya sudah memenuhi persyaratan (Aman) maka satuan diganti (N.mm.C). -

Klik Design > Concrete Frame Design > Strart Design/Check of Structure.

-

Pada hasil pengecekan terdapat warna-warna sebagai parameter pada setiap elemen, jika hasilnya terdapat garis yang berwarna merah maka menunjukkan bahwa kekuatan elemen tersebut hampir tidak memenuhi.

-

Untuk melihat hasil desain balok dan kolom dari program, pada mouse klik kanan terhadap garis yang hendak ditinjau, setelah itu carilah momen dengan gaya yang maksimum (comb4 untuk dead

35

load, live load, dan wind load) setelah itu klik Summary maka akan tampak hasil resume design pada kolom maupun balok.

Gambar 2.30. Contoh rasio penulangan

2.4.14 Menampilkan Hasil Perhitungan Dalam Format Excel Untuk mempermudah pengecekan nilai dari gaya-gaya yang ada dapat menggunakan fasilitas Export File baik Ms.Excel maupum Ms.Access dengan langkah sebagai berikut: a.

Klik file > Export All Table > to Excel atau to Access maka akan muncul pada layar kotak dialog sebagai berikut.

Gambar 2.31. Contoh menampilkan kontak pilihan output tabel

36

b.

Pada kotak dialog pilih Analysis Results > Element Output > Frame Output > Table : Element Forces-Frames > Ok.

c.

Kemudian

muncul

kotak

dialog

yang

mengarahkan

untuk

menyimpan, lalu tentukan nama filenya kemudian klik save.

Gambar 2.32. Contoh hasil fasilitas export pada SAP 2000 versi 14 Selanjutnya dari tabel tabulasi nilai-nilai gaya-gaya tersebut kemudian pilih nilai maksimum berdasarkan elemen-elemen yang akan ditinjau penulangannya secara manual kemudian dibuat rekapitulasi.

2.5. Perhitungan Dasar Beton Bertulang Beton bertulang menurut SNI 2847-2013 adalah beton struktural yang ditulangi dengan tidak kurang dari jumlah baja prategang atau tulangan nonprategang minimum yang ditetapkan dalam Pasal 1 sampai 21. Beton (Concrete) menurut SNI 2847-2013 adalah campuran semen portland atau semen hidrolis lainnya, agregat halus, agregat kasar, dan air dengan atau tanpa bahan campuran tambahan (admixture).

37

Tulangan (Reinforcement) menurut SNI 2847-2013 material yang memenuhi pasal 3.5 merupakan tulangan baja berbentuk polos atau berbentuk ulir yang berfungsi untuk menahan gaya tarik pada komponen struktur beton. Tidak termasuk baja prategang kecuali bila secara spesifik disertakan. Tulangan sengkang (Stirrup) menurut SNI

2847-2013 pasal adalah

tulangan yang digunakan untuk menahan tegangan geser dan torsi dalam komponen struktur, umumnya batang, kawat, atau tulangan kawat las baik kaki tunggal atau dibengkok menjadi L, U atau bentuk persegi dan ditempatkan tegak lurus terhadap atau bersudut terhadap tulangan longitudinal. (Istilah “sengkang” biasanya diberikan pada tulangan transversal dalam komponen struktur lentur dan istilah “pengikat” pada tulangan transversal dalam komponen struktur tekan). 2.5.1

Penutup Beton Dalam perencanaan baik itu pelat, balok dan kolom harus menentukan terlebih dahulu besarnya penampang beton yang akan digunakan. Penentuan suatu penampang terdapat dua poin penting, yaitu tinggi total penampang (h) dan tinggi efektif (d).

Gambar 2.33. Tinggi Balok dan Tinggi Efektif Untuk sebuah pelat, ditentukan oleh :

hubungan antara h dan d secara umum

38

Gambar 2.34. Tebal Pelat dan Tinggi Efektif Arah X(dx) (Gambar a) dan y(dy) (Gambar b)

1.

Untuk arah y dx = h – p – 1⁄2 ∅ tul x ......................................................... (2.1)

2.

Untuk arah x dy = h – p – 1⁄2 ∅ tul y - ∅ tul x ............................................... (2.2) Dimana : dx/dy

: tinggi efektif pelat lantai arah x dan y

p

: tebal selimut beton (cm)

h

: tinggi total penampang (cm)

Ø

: diameter tulangan arah x dan arah y

Untuk beton bertulang, tebal selimut minimum yang harus disediakan untuk tulangan harus memenuhi ketentuan berikut yang dapat dilihat pada Tabel 2.6.

39

Tabel 2.6. Tebal Selimut Minimum Tebal selimut minimum (mm) a) Beton yang dicor langsung diatas tanah dan selalu berhubungan dengan tanah b) Beton yang berhubungan dengan tanah atau cuaca: Batang D-19 hingga D-57 Batang D-16, kawat M-16 ulir atau polos, dan yang lebih kecil c) Beton yang tidak berhubungan dengan cuaca atau berhubungan dengan tanah : Slab, dinding, pelat usuk: Batang D-44 dan D-57 Batang D-36 dan yang lebih kecil Balok, Kolom : Tulangan utama, pengikat, sengkang, spiral Komponen struktur cangkang, pelat lipat : Batang D-19 dan yang lebih besar Batang D-16, kawat M-16 ulir atau polos dan yang lebih kecil

2.5.2

75 50 40

40 20 40 20 13

Batasan Spasi Tulangan Dalam perencanaan balok, kolom dan pelat dalam pemasangan tulangan memiliki jarak maksimum dalam pemasangannya dan menurut SNI 2847-2013. a.

Tulangan Pokok Jarak maksimum tulangan pokok telah dibahas pada pasal 7.6 yaitu jarak maksimum tulangan pokok tidak boleh kurang dar 25 mm dan apabila tulangan terdiri dar dua lapis dan jarak antar lapis harus lebih dari 25 mm dan harus sejajar dengan lapis pertama.

b.

Tulangan Geser Tulangan geser diperlukan untuk elemen balok dan kolom dan hal ini telah diatur pada SNI 2847-2013 pasal 7.10.5.1 dan 7.10.5.2

40

yang isinya semua batang tulangan non-prategang harus dilingkupi oleh pengikat transversal, paling sedikit ukuran D-10 untuk batang tulangan longitudinal D-32 atau lebih kecil, dan paling sedikit ukuran D-13 untuk D-36, D-43, D-57, dan tulangan longitudinal yang dibundel. Kawat ulir atau kawat las dengan luas penampang ekivalen diizinkan. Jarak minimum pengikat tidak boleh melebihi 16 kali diameter batang tulangan longitudinal, 48 kali diameter batang tulangan atau kawat pengikat, atau ukuran terkecil komponen struktur tekan. c.

Tulangan Puntir Tulangan longitudinal yang dibutuhkan untuk menahan puntir harus memiliki diameter tidak kurang dari 10 mm. Tulangan puntir harus dipasang melebihi jarak minimal (bt + d).

2.5.3

Persentase Tulangan a.

Persentase tulangan seimbang (𝝆 balance) Untuk setiap kombinasi f’c dan fy terdapat rasio tulangan dalam kombinasi yang seimbang. Persentase tulangan seimbang ini dapat dilihat dalam bentuk persamaan seperti di bawah ini : 𝜌b = 0,85 . 𝛽

600 .(𝑓′𝑐 ).(600+𝑓𝑦 ).................................. (2.3) 𝑓𝑦

b. Persentase tulangan minimum (𝝆 min) Persentase tulangan minimum ini dapat dilihat dalam bentuk seperti berikut: 𝜌min =

1,4 𝑓𝑦

................................................................. (2.4)

41

c.

Persentase tulangan maksimum (𝝆 maks) Dengan memperhatikan rasio tulangan yang lebih rendah dari 𝜌 maks akan menghasilkan struktur berkapasitas deformasi yang cukup. Persentase tulangan maksimum ini dapat dilihat dalam bentuk seperti dibawah ini:

𝜌maks = 0,75 . 𝜌𝑏 ......................................................... (2.5) 2.6. Perencanaan Struktur 2.6.1.

Perencanaan Pelat Pelat lantai merupakan struktur bidang atau permukaan yang lurus, datar dan melengkung dengan ketebalan yang jauh lebih kecil dibanding dengan dimensi yang lain, pelat lantai juga berfungsi sebagai struktur horizontal yang menyalurkan beban ke struktur pendukung vertikal. Pelat dibagi menjadi dua jenis, yaitu: 

Pelat satu arah (one way slab) yaitu pelat yang ditahan pada sisi satu arah saja atau dua sisi pelat. Jika Ly/Lx > 3 perhitungan menggunakan pelat satu arah (one way slab).



Pelat dua arah (two way slab) yaitu pelat yang ditahan pada kedua arah atau pada empat sisinya. Jika Ly/Lx < 3 perhitungan menggunaka pelat dua arah (two way slab). Sistem pelat yang digunakan pada perencanaan ini adalah pelat dua

arah. Berikut urutan perhitungan tulangan pelat : a. Menentukan syarat-syarat batas dan panjang bentang 𝑙𝑦

Sebagai bentang dianggap = 𝑙𝑥 ........................................... (2.6) b. Menentukan tebal pelat (h)

42

c. Menghitung beban-beban yang bekerja, seperti beban mati, berat sendiri yang kemudian dihitung beban rencana total: Qu = 1,2 DL + 1,6 LL ......................................................... (2.7) d. Menghitung tinggi efeltif pelat lantai 

Dalam arah sumbu x:dx = h – p - 1⁄2 ∅ tul x ; ................ (2.8)



Dalam arah sumbu y dy = h – p - 1⁄2 ∅ tul y - ∅ tul x ; ...................................... (2.9)

Dimana dx/dy

= tinggi efektif plat lantai arah x dan y

p

= tebal selimut beton (cm)

h

= tinggi total penampang (cm)

Ø

= diameter tulangan arah x dan arah y

e. Menghitung besarnya momen-momen yang menentukan, baik dari pelat 1 arah (momen tumpuan dan lapangan) maupun pelat dua arah yaitu Mlx, Mly, Mtx, Mty, Mtix, dan Mtiy. Pada pelat satu secara umum untuk menghitung momen yang terjadi dapat menggunakan rumus: MuLap = 1/8 . Wu . I2 ......................................................(2.10) MuTum = 1/24 . Wu . I2 ...................................................(2.11) Sedangkan untuk pelat dua arah dapat ditentukan berdasarkan tabel 2.7 :

43

Tabel 2.6. Momen yang menentukan per meter lebar dalam jalur tengah pada pelat dua arah akibat beban terbagi rata

Dimana : Mlx : momen lapangan maksimum per meter lebar arah x Mly : momen lapangan maksimum per meter lebar arah y Mtx : momen tumpuan maksimum per meter lebar arah x Mty : momen tumpuan maksimum per meter lebar arah y Mtix

: momen jepit tak terduga per meter lebar arah x

Mtiy

: momen jepit tak terduga per meter lebar arah y

44

f. Menentukan rasio penulangan pelat lantai (𝜌) dengan persamaan : 𝑀𝑢 𝐵𝑑2

𝑓𝑦

= 𝜌 . 0,8 . fy (1 – 0,588 𝜌 . 𝑓′𝑐 ) .................................(2.12)

Dimana: Mu

: momen ultimit (ton.m)

b

: lebar tinjauan per 1 meter (m)

d

: tinggi efektif pelat lantai (m)

𝜌

: rasio tulangan terhadap penampang efektif

Fy

: tegangan leleh baja (kg/m2)

f’c

: kuat tekan beton (kg/m2)

g. Menghitung batasan 𝜌min dan 𝜌maks : 𝜌𝑏 = 0,85 . 𝛽. ( 𝑓𝑦 ). 𝑓′𝑐

600 (600+𝑓𝑦 ) .......................................(2.13)

𝜌max = 0,75 . 𝜌𝑏 ................................................................(2.14) 𝜌min =

1,4 𝑓𝑦

..........................................................................(2.15)

Catatan : f’c ≤ 30 Mpa, maka 𝛽 = 0,85 Mpa f’c > 30 Mpa, maka 𝛽 = 0,85 –

0,05 7

. (f’c – 30)

= 0,85 – 0,007 . (f’c – 30)..............(2.16) h. Memeriksa rasio penulangan 𝜌min < 𝜌 < 𝜌maks 𝜌min < 𝜌 < 𝜌maks = dapat dilanjutkan dengan mendesain (memilih tulangan yang diinginkan) 𝜌min < 𝜌 > 𝜌maks = dicek ulang dengan memperbesar penampang atau memperkecil beban rencana 𝜌min > 𝜌 < 𝜌maks = maka yang digunakan untuk mendesain 𝜌min

45

i.

Menghitung luas tulangan dengan persamaan: As = 𝜌 . b . d ....................................................................(2.17)

j.

Menghitung jumlah tulangan dengan persamaan : Jumlah tulangan (n) = 1

𝐴𝑠

⁄4∗ 𝜋∗𝐷2

.........................................(2.18)

Dimana D

: diameter tulangan

k. Memeriksa jarak tulangan (s) S=

2.6.2.

100

.............................................................................(2.19)

𝑛+1

Perencanaan Balok Balok adalah bagian dari struktur yang berfungsi untuk menopang beban lantai diatasnya. Selain itu juga digunkaan sebagai dudukan lantai dan pengikat horizontal bangunan terhadap beban-beban. Dalam perencanaan penampang persegi dengan tulangan tunggal, diagram distribusi regangan dan tegangan yang terjadi yaitu sebagai berikut pada Gambar 2.35 :

Gambar 2.35. Diagram tegangan penampang balok (a) penampang melintang ; (b) diagram regangan; (c) diagram tegangan; (d)

46

Adapun rumus-rumus yang digunakan dalam perhitungan tulangan balok sesuai dengan urutan kegiatan, yaitu: Dalam SNI 2847-2013 memberikan nilai: 𝛽 = 0,85 untuk f’c ≤ 30 Mpa 𝛽 = 0,85 – 0,007 (f’c – 30) untuk f’c > 30 Mpa a. Menghitung Cc Cc = b . a . 0,85 . f’c Cc = 0,85 . f’c. b . 𝛽 . c ....................................................(2.20) b. Menghitung As As = 𝜌 . b . d ....................................................................(2.21) c. Menghitung Ts Ts = fy . As Ts = fy . 𝜌 . b . d ..............................................................(2.22) d. Perbandingan diagram tegangan 𝑐 𝑑

𝜀′𝑐𝑢

= 𝜀′ 𝑐𝑢+ 𝜀𝑦 =

0,003 0,003+

𝑓𝑦 2.105

600

= 600+𝑓𝑦 ...........................................(2.23)

e. Kesimbangan gaya Cc = Ts Cc = Ts 0,85 . f’c . b . 𝛽 . c = fy . 𝜌 . b . d 0,85 . f’c . 𝛽 . c = fy . 𝜌 . d 𝜌b =

0,85 .𝑓′ 𝑐.𝛽 .𝑐 𝑓𝑦 .𝑑

=

0,85 .𝑓′ 𝑐 .𝛽 𝑓𝑦

600

x 600+𝑓𝑦

f. Menghitung batasan 𝜌min dan 𝜌maks 𝑓′𝑐

𝜌𝑏 = 0,85 . 𝛽 . ( 𝑓𝑦 )

600 . (600+𝑓𝑦 ) ..............................................(2.24)

𝜌maks = 0,75 . 𝜌𝑏 ......................................................................(2.25)

47 1,4

𝜌min = 𝑓𝑦 .................................................................................(2.26) g. Nilai 𝜌 aktual diperoleh dari pola diagram regangan tegangan dan gayagaya dalam. 0,85 . f’c . b . a = 𝜌 . b . d . fy

Dari Cc = Ts

Maka a =

𝜌 .𝑑.𝑓𝑦 0,85 .𝑓′𝑐

.......................... (2.27)

Dari momen dalam diperoleh : z=d–½a

Mn = Cc . z = Ts . z

= 𝜌 . b . d . fy (d – ½ a) Subtitusi nilai a dalam persamaan 1

𝜌 .𝑑.𝑓𝑦

Mn = 𝜌 . b . d . fy [d - 2 . 0,85 .𝑓′𝑐 ] Mn = 𝜌 . b . d2 . fy [1 – 0,588 . 𝜌

𝑓𝑦 𝑓′𝑐

] ....................................(2.28)

h. Menghitung rasio penulangan pelat balok (𝜌) dengan persamaan: Mu = 𝜌 . 0,8 . fy [1 – 0,588 . 𝜌

𝑓𝑦 𝑓′𝑐

] .......................................(2.29)

Dimana:

i.

Mu

: momen ultimit (ton.m)

b

: lebar balok (m)

d

: tinggi efektif balok (m)

𝜌

: rasio tulangan terhadap penampang efektif

fy

: rasio tulangan terhadap penampang efektif

f’c

: rasio tulangan terhadap penampang efektif

Menghitung jumlah tulangan dengan persamaan : Jumlah tulangan (n) = 1⁄

𝐴𝑠

2 4∗𝜋∗𝐷

................................................(2.30)

48

Dimana: D = diameter tulangan (SNI 2847-2013)

2.6.3.

Perencanaan Kolom Kolom adalah bagian struktur yang menerima beban axial tekan atau tarik dan momen secara bersamaan. Jadi reduksi untuk penulangan kolom adalah reduksi beban axial atau tarik dan momen. Persamaan yang digunakan untuk menghitung luas tulangan yang diperlukan dari diagram pada gambar berikut:

Gambar 2.36. Diagram tulangan regangan penampang kolom Langkah-langkah dalam perhitungan penulangan kolom, yaitu: a.

Menentukan syarat batas yang ditentukan.

b.

Menentukan tinggi efektif (d) dan (d’).

c.

Menghitung besar momen (Mu), beban (Pu) dan gaya lintang (Vu).

d.

Menentukan diameter tulangan.

e.

Menghitung nilai a dari persamaan rumus.

f.

Menghitung nilai as dari persamaan rumus.

g.

Menghitung jumlah tulangan.

49

Dapat dihitung keperluan penulangan dengan rumus-rumus berikut: Berdasarkan keseimbangan gaya-gaya ΣV = 0 Pn + Ts = Cc + Cs atau Pn = Cc + Cs – Ts Keterangan : Pn = Beban aksial nominal pengaruh pembebanan luar Cc = Compression concrete / tekan beton = 0,85 . f’c . b . a Cs = Compression stell / tekan baja = As’ . fy = As’ . 𝜀′𝑠 . 𝜀𝑠 Ts = Tensile stell / tarik baja = As. fy Dengan memasukkan reduksi ∅, maka : Pu =

𝑃𝑛 ∅

atau Pu = ∅ (0,85 . f’c . b . a + As’ . fy – As . fy) .....(2.31)

Karena tegangan tekan dan tegangan tarik baja adalah sama, didapat : Pu = ∅ . 0,85 . f’c . b . a .........................................................(2.32) Diperoleh garis netral a = 𝛽 . c................................................(2.33) Dari keseimbangan momen ΣM = 0 Mn = Cc [(d-0,5a) + Cs (d-d’) + Ts (ds – 0,25a

+ 0,5 d’)]..(2.34)

Dengan reduksi ∅ Mu = ∅ [Cs (d-ds’) + Cc (c - 0,5

a)

+ Ts (ds – 0,25a

+

0,5a)]

....................................................................................(2.35) Karena As’ = As dan fy’ = fy

50

Mu = ∅ [0,85 . f’c . b. 0,25a

a (d – 0,5a) + (As’ – fy . (d-d’) + (As . fy . (d –

+ -,5d’)]........................................................(2.36)

Mu = ∅ [0,85 . f’c . b.

a (d – 0,5a) + 2 . As . fy . (2d – 0,25 a +

0,5d’)] .........................................................................(2.37)

2.6.4.

Tulangan Geser Tulangan geser pada struktur beton diperhitungkan akibat adanya gaya geser pada beton. Dalam perhitungannya dapat dijabarkan langkahlangkah perhitungan sebagai berikut: a. Gaya lintang (Vu) didapat pada perhitungan yang sudah dilakukan dengan program SAP 2000 versi 14. b. Menghitung nilai d’ dan d. Vu

c. Menghitung 𝜏u = b.h dalam satuan Mpa. √𝑓′𝑐

d. Menghitung ϕτc min = ϕ. (

6

) dalam satuan Mpa.

e. Menghitung ϕτu maks = ϕ.0,33.√𝑓′𝑐 dalam satuan Mpa. f. Mengecek jika ϕτc min < τu maka diperlukan tulangan sengkang. g. Jika diperlukan tulangan sengkang maka dilanjutkan dengan menghitung As =

(τu− ϕτc min). b . y ϕ𝑓𝑦

h. Menghitung jumlah tulangan (n)= 1 4

i.

Menghitung jarak tulangan (s) = (SNI 2847-2013)

As π D2

y n+1

51

BAB III DATA LAPANGAN

3.1.

Metodologi Untuk menganalisa perhitungan struktur pada gedung SMK Medika Samarinda Kalimantan Timur , proses yang akan dilakukan dijelaskan ialah sebagai berikut: melakukan studi pustaka dengan mempelajari referensi yang akan mendukung proses perhitungan seperti: SNI 03-2847-2002, PPIUG (Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung) 1983 serta bukubuku referensi yang akan mendukung dalam proses perhitungan nantinya dan proses pengumpulan data-data mulai dari data gambar, data konstruksi, mutu beton dan mutu baja. Mulai menghitung pembebanan yang direncanakan pada gedung tersebut menurut PPIUG (Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung) 1983 lalu dilanjutkan dengan memasukan model struktur bangunan kedalam SAP 2000 versi 14 dan dilanjutkan dengan input pembebanan dan input data-data di mana pada bagian ini hal yang dilakukan adalah input jenisjenis material yang akan digunakan dan input ukuran penampang pada tiap elemen didalam program SAP 2000 versi 14. Setelah itu dilakukan proses running pada program SAP 2000 versi 14 yang menghasilkan gaya-gaya dalam bidang M, D dan N. Dan jika terjadi overstress maka dilakukan lagi proses penginputan jenis-jenis material dan ukuran penampang elemen yang akan digunakan pada tiap

51

52

elemen. Jika sudah tidak terjadi overstress maka dilanjutkan lagi dengan melakukan perhitungan pelat, balok dan kolom.

3.2. Lokasi Proyek Lokasi proyek yang sedang diambil untuk penyelesaian Tugas Akhir yaitu berada di Jl. Padat Karya Bengkuring Samarinda

3.3 Data Gambar Data yang diperoleh berupa data dalam bentuk gambar kerja yang nantinya akan dilampirkan. Adapun data gambar kerja tersebut antara lain adalah sebagai berikut: 1. Gambar site plan gedung 2. Gambar denah gedung lantai 1, lantai 2, dan lantai 3 3. Gambar tampak gedung

53

4. Gambar potongan gedung 5. Gambar rencana pembalokan 6. Gambar rencana kolom

3.4. Data Struktur Adapun data struktur yang terdapat di dalam bangunan SMK MEDIKA adalah sebagai berikut: 1. Mutu beton

: f”c = 25 MPa.

2. Mutu baja tulangan

: fy = 240 MPa untuk mutu baja tulangan polos; fy = 400 MPa untuk mutu baja tulangan Deform/ulir.

3. Sloof

: 20/40 cm, dan 30/60 cm

4. Balok Lantai

: 25/50 cm

5. Balok Anak

: 20/40 cm, 15/30 cm

6. Ring Balk

: 15/25 cm

7. Kolom

: 40/40 cm, 30/30 cm, 15/15 cm, Dan 15/15

8. Tebal Pelat Lantai

: 12 cm

9. Tebal Pelat Atap

: 12 cm

54

Mulai



Pengumpulan Data  Data Gambar  Data Konstruksi

Memasukkan model struktur gedung ke SAP 2000 versi 14

Perhitungan pembebanan tiap lantai

Memasukkan data pembebanan

Input data SAP 2000 versi 14

Run SAP 2000 versi 14 Ya Output data SAP 2000 versi 14 : Gaya bidang M,D,N

Overstress Tidak Perhitungan penulangan pelat, balok dan kolom

Kesimpulan dan saran

Selesai Gambar 3.2 Diagram alir metodologi penulisan tugas akhir

55

Mulai

 

Menentukan syarat :  Mutu beton  Mutu tulangan  Menghitung Ly/Lx Menghitung beban yang bekerja

Menentukan tebal pelat lantai

Menghitung tinggi efektif plat Menghitung moment permeter lebar Menghitung rasio penulangan (ρ) c

Menghitung batasan ρmin dan ρmax

ρ > ρmax

ρ min <ρ<ρmax

ρmin > ρ

Gunakan ρ

Gunakan ρmin

Hitung luas tulangan

Hitung jarak tulangan (s)

Tulangan dan tebal plat memadai

Selesai Gambar 3.3 Diagram alir perhitungan tulangan pada plat

56

Mulai



Menentukan syarat :  Mutu beton  Mutu tulangan

Mengitung moment SAP 2000

Menentukan dimensi balok Menghitung rasio penulangan ρ, ρmin dan ρmax

Memeriksa rasio penulangan ρmin<ρ<ρmax

ρ > ρmax

ρ min <ρ<ρmax

ρ min > ρ

Gunakan ρ

Gunakan ρ min

Hitung luas tulangan

Hitung jumlah tulangan

Tulangan dan dimensi balok memadai

Selesai Gambar 3.4 Diagram alir perhitungan tulangan pada balok

57

Mulai

 

  

Menentukan syarat batas Mutu beton Mutu tulangan Dimensi kolom Hasil momen (Mu), beban (Pu) dan gaya lintang (Vu) . dari SAP 2000 SAP 2000 versi 14

Menentukan tinggi efektif

Menentukan diameter tulangan

Menghitung nilai a dari persamaan Pu = ø . 0,85 . f’c . b . a Hitung As dari persamaan Mu= ø[0,85.f’c.b.a (d- 0,5a) + 2.As.fy.(2d-0,25a + 0,5d’)] Menghitung jumlah tulangan

Jumlah tulangan memadai

Selesai

Gambar 3.5 Diagram alir perhitungan tulangan pada kolom

58

Mulai

 

  

Menentukan syarat batas Mutu beton Mutu tulangan Dimensi kolom Menentukan tinggi efektif

Menghitung Hasil dan gaya lintang (Vu) dari SAP 2000 SAP 2000 versi 14

Memeriksa gaya ϕτc < τu Ya Diperlukan tulangan sengkang

Hitung jumlah tulangan

Menentukan jarak tulangan

Selesai

Gambar 3.6 Diagram alir perhitungan tulangan geser

Tidak diperlukan tulangan sengkang / gunakan tulangan praktis

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1

Umum

Perhitungan Ulang Struktur Bangunan Gedung SMK MEDIKA Samarinda Kalimantan Timur dimulai dari perhitungan pembebanan, menganalisa struktur dengan aplikasi SAP 2000 versi 14, perhitungan penulangan pelat lantai, perhitungan penulangan balok disertai perhitungan penulangan geser, perhitungan penulangan kolom disertai perhitungan penulangan geser. Bangunan 3 lantai dengan luas bangunan 1.122 m2 ini menggunakan konstruksi beton bertulang dan pada atap diasumsikan sebagai atap dak.

Gambar 4.1 Permodelan struktur Gedung 3D pada SAP 2000 versi.14

59

60

Pada struktur gedung menggunakan mutu beton (f’c) = 25 MPa, mutu baja tulangan Ulir (fy) = 400 MPa dan mutu baja tulangan polos (fy) = 240 MPa.

Gambar 4.2 Contoh gambar denah lantai 1 Gedung SMK MEDIKA Samarinda Kalimantan Timur

61

Gambar 4.3 Potongan arah X-Z

62

Gambar 4.4 Potongan arah Y-Z

63

4.2

Pembebanan Adapun data-data pembebanan menurut Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung (PPIUG) 1983 : 1. Berat Sendiri Beton

: 2200 kg/m3

2. Berat sendiri beton bertulang

: 2400 kg/m3

3. Berat adukan dari semen, per cm tebal

: 21

kg/m2

4. Berat dinding pasangan bata merah 1/2 batu

: 250

kg/m2

5. Berat penutup lantai ( keramik )

: 24

kg/m2

6. Berat langit - langit ( plafon, gypsum )

: 11

kg/m2

7. Berat penggantung langit – langit

:7

kg/m2

8. Berat muatan hidup lantai kantor,sekolah

: 250

kg/m2

9. Berat muatan hidup beban manusia

: 100

kg/m2

10. Berat tandon air kapasitas 1200 liter

: 200

kg/m2

Pada

pelat

lantai

akan

dimodelkan

langsung

dengan

memanfaatkan element shell dalam SAP 2000 versi 14. Element shell merupakan element dua dimensi (luasan) atau gabungan sifat plate dan membrane. Plate adalah elemen luasan yang menahan gaya pada arah tegak lurus bidang pelat, sedangkan membrane adalah searah bidang bidang pelat. Untuk berat sendiri elemen balok/kolom sudah dihitung pada aplikasi SAP 2000 versi 14 secara otomatis

64

4.2.1 Beban Mati (Dead Load) 1. Beban Mati Pada Atap Dak -

Berat langit-langit (gypsum)

2 = 11 kg/m

-

Berat penggantung langit-langit

= DL

7 kg/m2 +

= 18 kg/m2

2. Beban Mati Pada lantai 3 dan 2 =25,2kg/m2

-

Spesi

= 21,0 x 1,2

-

Berat langit-langit (gypsum)

2 = 11 kg/m

-

Berat penggantung

2 = 7 kg/m 2 = 12 kg/m

- Berat Penutup lantai (keramik) = 24 x 0,5

+ 2 DL = 55,2 kg/m

4.2.2. Beban Hidup (Live Load) 1. Beban hidup pada atap dak -

Berat muatan hidup manusia dan air hujan LL

=100 kg/m2

2. Beban hidup pada lantai 2 dan 3 -

Berat muatan hidup lantai sekolah

LL

= 250 kg/m2

65

4.2.3 Beban Dinding pada Struktur Utama Beban dinding diakibatkan sebagai beban mati dengan cara perhitungan beban merata pada sloof, balok lantai 2 dan 3. Untuk tinggi pada lantai 1 dan 2 serta 3 adalah 3,6 m . Dinding pada struktur utama menggunakan dinding pasangan ½ bata merah dengan berat = 250 kg/m2 sesuai dengan PPIUG 1983. -Beban merata dinding lantai 1, 2 dan 3

= 250 kg/m2 x 3.6 m = 900 kg/m

4.2.4 Beban Angin (Wind Load)

a. Perhitungan Beban angin pada struktur bangunan Tekanan tiup minimum berdasarkan PPIUG 1983 diambil sebesar 25 kg/m2, kecuali ditentukan dalam ayat (2), (3) dan (4)

pada pasal 4.2 berdasarkan PPIUG 1983.

Gambar 4.5 Denah struktur yang menerima beban angin

66

1. Perhitungan beban angin tekan dari arah Y

Gambar 4.6 Penempatan yang menerima beban angin tekan dari arah X Tekanan tiup minimum

= 25 kg/m2

Koefisien angin tekan (c) = +0,9 (Pasal 4.3 ayat 1 PPIUG 1983) Koefisien angin hisap (c’) = - 0,4 (Pasal 4.3 ayat 1 PPIUG 1983) 

Lantai 3

Beban angin tekan = tekanan tiup x lebar dinding (ki-ka kolom) x koef = 25 kg/m2 x 1,8 m x 0,825 m x 0,9 = 33,41 kg

67



 Lantai 2 - 3 - Beban angin tekan arah Y kode P1 Beban angin tekan = tekanan tiup x ½ lebar dinding x ½ kolom x koef = 25 kg/m2 x 3,6 m x 0,825 m x 0,9 = 66,82 kg 

Lantai 1 - 2

Beban angin tekan = tekanan tiup x ½ lebar dinding x ½ kolom x koef = 25 kg/m2 x 3,6 m x 0,825 m x 0,9 = 66,82 kg

68

1. Perhitungan beban angin hisap dari arah Y

Gambar 4.7 Penempatan yang menerima beban angin hisap dari arah Y

Tekanan tiup minimum

= 25 kg/m2

Koefisien angin tekan (c) = +0,9 (Pasal 4.3 ayat 1 PPIUG 1983) Koefisien angin hisap (c’) = - 0,4 (Pasal 4.3 ayat 1 PPIUG 1983)

69



Lantai 1 dan 2

Beban angin hisap = tekanan tiup x ½ lebar dinding x ½ kolom x koef = 25 kg/m2 x 3,6 m x 0,825 x 0,4 = 29,7 kg/m

 Lantai 2 dan 3 Beban angin hisap = tekanan tiup x ½ lebar dinding x ½ kolom x koef = 25 kg/m2 x 3,6 m x 0,825 m x 0,4 = 29,7 kg/m  Lantai 3 Beban angin hisap = tekanan tiup x ½ lebar dinding x ½ kolom x koef = 25 kg/m2 x 1,8 m x 0,825 m x 0,4 = 17,85 kg/m

70

4.2.5 Hasil Perhitungan Pembebanan Dari perhitungan pembebanan di atas akan ditampilkan pada tabel di bawah ini:

Tabel 4.1 Hasil perhitungan beban mati dan hidup pada struktur gedung Beban Mati (Kg/m2)

Letak

Beban Hidup (Kg/m2)

Keterangan

Atap Dak

18

100

Beban muatan hidup pekerja dan Air

Lantai 2 dan 3

55,2

250

Beban pada lantai

Sumber : Hasil Perhitungan

Tabel 4.2 Hasil perhitungan beban angin tekan dan hisap pada struktur gedung Kode Angin Tekan

Beban Angin (Kg)

P1 Lantai 1 dan 2 P2 Lantai 2 dan 3

66,82

66,82

P1 Lantai 3 Sumber : Hasil Perhitungan

Kode Angin Hisap T1 Lantai 1 dan 2 T2 Lantai 2 dan 3

Beban Angin (Kg)

29,7

29,7

T1 33,41

Lantai 3

36,00

71

4.3

Perhitungan Struktur dengan Program SAP 2000 versi 14

4.3.1. Input Model Buka program SAP 2000 versi 14, kemudian membuat baru dengan cara klik File > New Model, Lalu Pilih 3D.

Gambar 4.8 Input Model

-

Kemudian klik kanan pada layar > edit grid data akan muncul kotak dialog coordinate/grid System

Gambar 4.9 Kotak dialog Coordinate/grid system -

Pilih modify/show system akan muncul kotak dialog Define grid System data

72

Gambar 4.10 Gambar kolom grid data

-

Pada isian display grid as pilih ordinates atau spacing

-

Pada isian grid data isikan spasi ukuran sesuai data bangunan jika pada isian display grid as dipilih spacing dan isikan ukuran sesuai ukuran data bangunan yang diubah menjadi koordinat jika pada isian display grid as dipilih ordinates.

-

Klik OK

-

Klik OK lagi

73

Gambar 4.11 Data grid struktur pada SAP 2000 versi 14 Setelah data grid diisi sesuai yang direncanakan akan muncul

gambar seperti yang terlihat di bawah : Gambar 4.12 Gambar hasil dari data grid

74

4.3.2. Mendefinisikan Tipe Beban :



 

 

Define > Load Patterns



Pada Load patterns isikan LIVE LOAD pada Load Name; pilih LIVE pada Type lalu klik Add new Load pattern dan klik OK



Selanjutnya demikian juga tahap pengisian beban pada WIND



Gambar 4.13 Memasukkan jenis beban

4.3.3. Mendefinisikan Tipe Kombinasi:

 

  



  



Define > Load combination

Pada Load combination klik add new Combo



Pilih Dead pada Load Case name untuk Comb 1



Tulis di scale factor yang  sudah ditentukan yaitu 1,4 lalu tekan add dan klik OK Selanjutnya  demikian pula tahap pengisian untuk Comb 2 dan Comb 3

75

Gambar 4.13 Load Combination data

4.3.4. Mendefinisikan Tipe Bahan Material:



 





Define > Materials, akan muncul tabel define material





Klik tombol add new material

Kemudian muncul kotak  dialog seperti di bawah ini, lalu isi sesuai data material:  Pada material data beton Nama material

: K-250

Material Type

: Concrete

Modulus Of Elasticity, E

: 4700√

Specified concreat compressive strenght : 25 MPa

76

Gambar 4.16 Input material bahan beton



Pada material besi tulangan Nama tulangan

: fy 240 dan fy 400

Material Type

: Rebar

Minimum Yield Stress, fy

: 240 MPa dan 400 MPa

77

Nama material

Tipe material Pilih satuan N, mm

fy = 240

Gambar 4.15 Input material tulangan

4.3.5 Mendefinisikan Element Struktur -

Untuk element berupa frame pilih Define > Section Properties > Frame Sections.

-

Pada kotak dialog Frame Properties pilih Add New Properties kemudian pilih dari Property Type klik pada pilihan material Concrete lalu pilih Rectangular (untuk material beton).

78

-

Pada kotak dialog berikutnya (Rectangular Section) pada balok, Contoh : Balok Langsung 25/50 Section Name

: BL 25/50

Material

: f’c 25 MPa

Depth

: 50 cm

Width

: 25 cm

Klik tombol concrete reinforcement lalu isikan: Longitudinal Bars

: fy 400 Mpa

Confinement Bars

: fy 240 Mpa

Design Type

: Beam (M3 Design Only)

Top

: 3 cm

Bottom

: 3 cm



Klik OK, Klik OK.



Gambar 4.16 Input data element struktur balok

79

80

Gambar 4.17 Kotak dialog pada dimensi balok

Gambar 4.18 Input data element kolom

81

Gambar 4.19 Kotak dialog pada dimensi kolom

-

Untuk elemen berupa frame pilih Define > Section Properties > Area Sections.

-

Pada kotak dialog Area Sections pilih Shell pada Select Section Type To Add, kemudian klik Add New Sections.

-



Pada kotak dialog berikutnya Shell Selection, Contoh : Pelat

Section Name

: Plat Dak (12 cm)

Type

: Shell - Thin

Material Name

: f’c 25 MPa

Membrane

: 12

Bending

: 12

 

Klik OK Klik OK.





82

Gambar 4.20 Input data area sections 4.3.6 Membuat Element Frame dan Rectangular Area 



Membuat Frame -

Gunakan tool bar Draw > Draw Frame/Cable Element -

Sebelum membuat garis tentukan dimensi balok dan kolom agar mempermudah pekerjaan.

Gambar 4.23 Draw frame/cable element

83

Gambar 4.22 Contoh gambar hasil frame balok

Gambar 4.23 Contoh gambar hasil frame kolom

84 



Membuat Rectangular Area -

Gunakan tool bar Draw > Draw Rectangular Area Element

Draw Rectangular Area Element

Gambar 4.24 Input element dan penampang

4.3.7. Tumpuan jepit: -

Klik/pilih yang akan diberi tumpuan jepit

-

Lalu pilih assign > Joint > Restraints

-

Pilih tumpuan jepit lalu klik OK

Tumpuan jepit

Gambar 4.27 Kotak dialog joint restraints

85

4.3.8. Memberi Pembebanan Pada Struktur 4.3.8.1

Untuk beban merata pada balok ialah berikut langkahlangkah menginput beban pada frame balok. -

Klik/pilih frame yang akan diberi beban

-

Pilih menu Assign > Frame Load > distributed >

Uniform Load -

Klik Ok

Jenis beban

Load Beban

Gambar 4.26 Input beban merata pada balok

86

Gambar 4.27 Hasil input data beban merata

4.3.8.2 Untuk beban trapesium dan segititga pada distribusi beban lantai ke balok telah secara otomatis tehitung pada program SAP 2000 versi 14 dengan satuan beban/luas, sehingga dilakukan penginputan data seberapa besar pembebanan dengan satuan beban/area. Berikut langkahlangkah menginput beban pada area. -

Klik/pilih shell yang akan diberi beban

-

Pilih menu Assign > Area Loads > Uniform to Frame (Shell)

-

Pada kotak dialog Area Uniform Loads to Frames isikan beban yang bekerja pada kotak Load, lalu klik OK.

87

Jenis beban

Load Beban

Gambar 4.28 Input beban area pada shell

Gambar 4.29 Hasil input data beban trapesium dan segitiga

88

4.3.9. Menghilangkan/Menampilkan Grid dan Axes -

Klik view > pilih Show Grid/Show Axes

4.3.10. Menentukan Peraturan Faktor Reduksi Sesuai SNI 03-2847-2002 -

Pilih menu Design > Concrete Frame Design > View/Revise Preverences maka akan tampak kotak dialog Concrete Frame Design Preferences for

Gambar 4.30 Kotak dialog parameter desain beton

-

Pada item Phi (tendon Controlled Tied) ubah value menyesuaikan SNI 03-2847-2002 = 0,8

-

Klik OK

89

4.3.11. Analysis 



Set Analysis Options -

Klik Analyze > pilih Set Analysis Options > pilih DOF (Degree Of Freedom) dari struktur 2D atau 3D > Ok,





Analysis -

Klik Analyze > pilih Run Analysis/F5 > pilih Analysis Case yang akan di Running > Run Now

Gambar 4.31 Run Analysis

4.3.12. Menayangkan Deform -

Klik Display > pilih Show Deformed Shape > pilih Case/Combo Name > Ok.

90

Gambar 4.32 Menampilkan gaya deform

Gambar 4.33 Hasil data deform pada struktur gedung

91

4.3.13. Menayangkan Gaya-Gaya Dalam Frame -

Klik

Display

>

pilih

Show Foerces/Strees

>

pilih

Frame/Cables > Case/Combo Name > pilih components , scalling, options >Ok Jenis Beban Kombinasi

M, D, N

Penayangan grafis Gambar 4.34 Menampilkan gaya dan momen -

Pilih Comb 3 untuk mengetahui nilai M, D, dan N pada beban dead load, live load dan wind load.

Gambar 4.35 Contoh gambar dari hasil momen 3-3 diagram (Comb3)

92

4.3.14. Design Sebelum melakukan proses design, terlebih dahulu harus mengecek kembali nilai faktor reduksi kekuatan struktur apakah sudah berdasarkan peraturan yang dipakai. -

Klik Design > pilih Concrete Frame Design > pilih View/Revise Preferences > cek nilai faktor reduksi pada kotak dialog Concrete Frame Design Preferences for > `klik Ok. Tabel 4.4 Faktor reduksi kekuatan struktur Lentur tanpa beban aksial Aksial tekan dengan tulangan spiral Aksial tekan dengan tulangan sengkang biasa Geser dan torsi

0,8 0,8 0,65 0,75

Sumber : Faktor reduksi kekuatan struktur menurut SNI-2847-2002





Pilih Jenis Kombinasi Beban -

Klik Design > pilih Frame Concrete Design > pilih select Design Combos > pindahkan kombinasi beban yang dipilih dari List Of Combo ke Design Combos < Ok,





Proses Design -

Klik Design > Frame Concrete > Start Design/Check of Structure.

Catatan :

93

    

Bila penampang tidak cukup maka ditandai dengan O/S  (Over Stress) ; Luas tulangan  longitudinal dalam satuan yang telah ditetapkan Luas tulangan geser dalam satuan yang telah ditetapkan



4.3.15. Menampilkan Hasil Design Balok dan Kolom (Beton Bertulang) Hasil analisis program akan menunjukkan deformasi struktur akibat

beban.

Untuk

mengecek

struktur

apakah

desain

sebelumnya sudah memenuhi persyaratan (Aman) maka satuan diganti (N.mm.C) -

Klik Design > Concrete Frame Design > Start Design/ Chek of Structure,

-

Pada hasil pengecekan terdapat warna-warna

sebagai

parameter pada setiap elemen, jika hasilnya terdapat garis yang berwarna merah maka menunjukkan bahwa kekuatan elemen tersebut hampir tidak memenuhi -

Untuk melihat hasil desain balok dan kolom dari program, pada mouse klik kanan terhadap garis yang hendak ditinjau, setelah itu carilah momen dengan gaya yang maksimum (Comb3 untuk dead load, live load dan wind load) setelah itu

94

klik Summary maka akan tampak hasil resume design pada kolom maupun balok. Balok 25/50

Gambar 4.36 Gambar denah balok yang ditinjau

Gambar 4.37 Gambar design information

96

Gambar 4.38 Data cek penulangan pada element 813

4.3.16. Menampilkan Hasil Perhitungan Dalam Format Excel Untuk mempermudah pengecekan nilai dari gaya-gaya yang ada dapat menggunakan fasilitas Export file baik MS.Excel maupun MS.Access dengan langkah sebagai berikut : a. Klik File > Export All Table > to Excel atau to Access maka akan muncul pada layar kotak dalog sebagai berikut :

97

Gambar 4.39 Menampilkan kotak pilihan output table

b. Pada kotak dialog pilih ANALYSIS RESULTS > Element Output > Frame Output > Table : Element Forces-Frames > OK. c. Kemudian muncul kotak dialog yang mengarahkan untuk menyimpan, lalu tentukan nama file nya dan kemudian klik save.

98

Gambar 4.44 Contoh hasil fasilitas export pada SAP 2000 v.14

Selanjutnya dari tabel tabulasi nilai gaya-gaya tersebut kemudian dipilih nilai maksimum berdasarkan element-element yang akan ditinjau penulangannya secara manual kemudian dibuat rekapitulasi.

4.3.17. Hasil Analisa Struktur Dengan SAP 2000 Versi 14 Hasil analisa struktur pada SAP 2000 Versi 14 akan dipilih 2 portal (arah X dan Y) yang akan ditinjau untuk dihitung penulangan balok dan kolomnya.

99

Gambar 4.41 Portal yang ditinjau

Gambar 4.42 Portal arah X

100

Gambar 4.43 Momen 3-3 Portal arah X

Gambar 4.44 Momen 3-3 Portal arah Y

101

Gambar 4.45 Shear 2-2 Portal arah X

Gambar 4.46 Shear 2-2 Portal arah Y

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1

Umum

Perhitungan Ulang Struktur Bangunan Gedung SMK MEDIKA Samarinda Kalimantan Timur dimulai dari perhitungan pembebanan, menganalisa struktur dengan aplikasi SAP 2000 versi 14, perhitungan penulangan pelat lantai, perhitungan penulangan balok disertai perhitungan penulangan geser, perhitungan penulangan kolom disertai perhitungan penulangan geser. Bangunan 3 lantai dengan luas bangunan 1.122 m2 ini menggunakan konstruksi beton bertulang dan pada atap diasumsikan sebagai atap dak.

Gambar 4.1 Permodelan struktur Gedung 3D pada SAP 2000 versi.14

59

60

Pada struktur gedung menggunakan mutu beton (f’c) = 25 MPa, mutu baja tulangan Ulir (fy) = 400 MPa dan mutu baja tulangan polos (fy) = 240 MPa.

Gambar 4.2 Contoh gambar denah lantai 1 Gedung SMK MEDIKA Samarinda Kalimantan Timur

61

Gambar 4.3 Potongan arah X-Z

62

Gambar 4.4 Potongan arah Y-Z

63

4.2

Pembebanan Adapun data-data pembebanan menurut Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung (PPIUG) 1983 : 1. Berat Sendiri Beton

: 2200 kg/m3

2. Berat sendiri beton bertulang

: 2400 kg/m3

3. Berat adukan dari semen, per cm tebal

: 21

kg/m2

4. Berat dinding pasangan bata merah 1/2 batu

: 250

kg/m2

5. Berat penutup lantai ( keramik )

: 24

kg/m2

6. Berat langit - langit ( plafon, gypsum )

: 11

kg/m2

7. Berat penggantung langit – langit

:7

kg/m2

8. Berat muatan hidup lantai kantor,sekolah

: 250

kg/m2

9. Berat muatan hidup beban manusia

: 100

kg/m2

10. Berat tandon air kapasitas 1200 liter

: 200

kg/m2

Pada

pelat

lantai

akan

dimodelkan

langsung

dengan

memanfaatkan element shell dalam SAP 2000 versi 14. Element shell merupakan element dua dimensi (luasan) atau gabungan sifat plate dan membrane. Plate adalah elemen luasan yang menahan gaya pada arah tegak lurus bidang pelat, sedangkan membrane adalah searah bidang bidang pelat. Untuk berat sendiri elemen balok/kolom sudah dihitung pada aplikasi SAP 2000 versi 14 secara otomatis

64

4.2.1 Beban Mati (Dead Load) 1. Beban Mati Pada Atap Dak -

Berat langit-langit (gypsum)

2 = 11 kg/m

-

Berat penggantung langit-langit

= DL

7 kg/m2 +

= 18 kg/m2

2. Beban Mati Pada lantai 3 dan 2 =25,2kg/m2

-

Spesi

= 21,0 x 1,2

-

Berat langit-langit (gypsum)

2 = 11 kg/m

-

Berat penggantung

2 = 7 kg/m 2 = 12 kg/m

- Berat Penutup lantai (keramik) = 24 x 0,5

+ 2 DL = 55,2 kg/m

4.2.2. Beban Hidup (Live Load) 1. Beban hidup pada atap dak -

Berat muatan hidup manusia dan air hujan LL

=100 kg/m2

2. Beban hidup pada lantai 2 dan 3 -

Berat muatan hidup lantai sekolah

LL

= 250 kg/m2

65

4.2.3 Beban Dinding pada Struktur Utama Beban dinding diakibatkan sebagai beban mati dengan cara perhitungan beban merata pada sloof, balok lantai 2 dan 3. Untuk tinggi pada lantai 1 dan 2 serta 3 adalah 3,6 m . Dinding pada struktur utama menggunakan dinding pasangan ½ bata merah dengan berat = 250 kg/m2 sesuai dengan PPIUG 1983. -Beban merata dinding lantai 1, 2 dan 3

= 250 kg/m2 x 3.6 m = 900 kg/m

4.2.4 Beban Angin (Wind Load)

a. Perhitungan Beban angin pada struktur bangunan Tekanan tiup minimum berdasarkan PPIUG 1983 diambil sebesar 25 kg/m2, kecuali ditentukan dalam ayat (2), (3) dan (4)

pada pasal 4.2 berdasarkan PPIUG 1983.

Gambar 4.5 Denah struktur yang menerima beban angin

66

1. Perhitungan beban angin tekan dari arah Y

Gambar 4.6 Penempatan yang menerima beban angin tekan dari arah X Tekanan tiup minimum

= 25 kg/m2

Koefisien angin tekan (c) = +0,9 (Pasal 4.3 ayat 1 PPIUG 1983) Koefisien angin hisap (c’) = - 0,4 (Pasal 4.3 ayat 1 PPIUG 1983) 

Lantai 3

Beban angin tekan = tekanan tiup x lebar dinding (ki-ka kolom) x koef = 25 kg/m2 x 1,8 m x 0,825 m x 0,9 = 33,41 kg

67



 Lantai 2 - 3 - Beban angin tekan arah Y kode P1 Beban angin tekan = tekanan tiup x ½ lebar dinding x ½ kolom x koef = 25 kg/m2 x 3,6 m x 0,825 m x 0,9 = 66,82 kg 

Lantai 1 - 2

Beban angin tekan = tekanan tiup x ½ lebar dinding x ½ kolom x koef = 25 kg/m2 x 3,6 m x 0,825 m x 0,9 = 66,82 kg

68

1. Perhitungan beban angin hisap dari arah Y

Gambar 4.7 Penempatan yang menerima beban angin hisap dari arah Y

Tekanan tiup minimum

= 25 kg/m2

Koefisien angin tekan (c) = +0,9 (Pasal 4.3 ayat 1 PPIUG 1983) Koefisien angin hisap (c’) = - 0,4 (Pasal 4.3 ayat 1 PPIUG 1983)

69



Lantai 1 dan 2

Beban angin hisap = tekanan tiup x ½ lebar dinding x ½ kolom x koef = 25 kg/m2 x 3,6 m x 0,825 x 0,4 = 29,7 kg/m

 Lantai 2 dan 3 Beban angin hisap = tekanan tiup x ½ lebar dinding x ½ kolom x koef = 25 kg/m2 x 3,6 m x 0,825 m x 0,4 = 29,7 kg/m  Lantai 3 Beban angin hisap = tekanan tiup x ½ lebar dinding x ½ kolom x koef = 25 kg/m2 x 1,8 m x 0,825 m x 0,4 = 17,85 kg/m

70

4.2.5 Hasil Perhitungan Pembebanan Dari perhitungan pembebanan di atas akan ditampilkan pada tabel di bawah ini:

Tabel 4.1 Hasil perhitungan beban mati dan hidup pada struktur gedung Beban Mati (Kg/m2)

Letak

Beban Hidup (Kg/m2)

Keterangan

Atap Dak

18

100

Beban muatan hidup pekerja dan Air

Lantai 2 dan 3

55,2

250

Beban pada lantai

Sumber : Hasil Perhitungan

Tabel 4.2 Hasil perhitungan beban angin tekan dan hisap pada struktur gedung Kode Angin Tekan

Beban Angin (Kg)

P1 Lantai 1 dan 2 P2 Lantai 2 dan 3

66,82

66,82

P1 Lantai 3 Sumber : Hasil Perhitungan

Kode Angin Hisap T1 Lantai 1 dan 2 T2 Lantai 2 dan 3

Beban Angin (Kg)

29,7

29,7

T1 33,41

Lantai 3

36,00

71

4.3

Perhitungan Struktur dengan Program SAP 2000 versi 14

4.3.1. Input Model Buka program SAP 2000 versi 14, kemudian membuat baru dengan cara klik File > New Model, Lalu Pilih 3D.

Gambar 4.8 Input Model

-

Kemudian klik kanan pada layar > edit grid data akan muncul kotak dialog coordinate/grid System

Gambar 4.9 Kotak dialog Coordinate/grid system -

Pilih modify/show system akan muncul kotak dialog Define grid System data

72

Gambar 4.10 Gambar kolom grid data

-

Pada isian display grid as pilih ordinates atau spacing

-

Pada isian grid data isikan spasi ukuran sesuai data bangunan jika pada isian display grid as dipilih spacing dan isikan ukuran sesuai ukuran data bangunan yang diubah menjadi koordinat jika pada isian display grid as dipilih ordinates.

-

Klik OK

-

Klik OK lagi

73

Gambar 4.11 Data grid struktur pada SAP 2000 versi 14 Setelah data grid diisi sesuai yang direncanakan akan muncul

gambar seperti yang terlihat di bawah : Gambar 4.12 Gambar hasil dari data grid

74

4.3.2. Mendefinisikan Tipe Beban :



 

 

Define > Load Patterns



Pada Load patterns isikan LIVE LOAD pada Load Name; pilih LIVE pada Type lalu klik Add new Load pattern dan klik OK



Selanjutnya demikian juga tahap pengisian beban pada WIND



Gambar 4.13 Memasukkan jenis beban

4.3.3. Mendefinisikan Tipe Kombinasi:

 

  



  



Define > Load combination

Pada Load combination klik add new Combo



Pilih Dead pada Load Case name untuk Comb 1



Tulis di scale factor yang  sudah ditentukan yaitu 1,4 lalu tekan add dan klik OK Selanjutnya  demikian pula tahap pengisian untuk Comb 2 dan Comb 3

75

Gambar 4.13 Load Combination data

4.3.4. Mendefinisikan Tipe Bahan Material:



 





Define > Materials, akan muncul tabel define material





Klik tombol add new material

Kemudian muncul kotak  dialog seperti di bawah ini, lalu isi sesuai data material:  Pada material data beton Nama material

: K-250

Material Type

: Concrete

Modulus Of Elasticity, E

: 4700√

Specified concreat compressive strenght : 25 MPa

76

Gambar 4.16 Input material bahan beton



Pada material besi tulangan Nama tulangan

: fy 240 dan fy 400

Material Type

: Rebar

Minimum Yield Stress, fy

: 240 MPa dan 400 MPa

77

Nama material

Tipe material Pilih satuan N, mm

fy = 240

Gambar 4.15 Input material tulangan

4.3.5 Mendefinisikan Element Struktur -

Untuk element berupa frame pilih Define > Section Properties > Frame Sections.

-

Pada kotak dialog Frame Properties pilih Add New Properties kemudian pilih dari Property Type klik pada pilihan material Concrete lalu pilih Rectangular (untuk material beton).

78

-

Pada kotak dialog berikutnya (Rectangular Section) pada balok, Contoh : Balok Langsung 25/50 Section Name

: BL 25/50

Material

: f’c 25 MPa

Depth

: 50 cm

Width

: 25 cm

Klik tombol concrete reinforcement lalu isikan: Longitudinal Bars

: fy 400 Mpa

Confinement Bars

: fy 240 Mpa

Design Type

: Beam (M3 Design Only)

Top

: 3 cm

Bottom

: 3 cm



Klik OK, Klik OK.



Gambar 4.16 Input data element struktur balok

79

80

Gambar 4.17 Kotak dialog pada dimensi balok

Gambar 4.18 Input data element kolom

81

Gambar 4.19 Kotak dialog pada dimensi kolom

-

Untuk elemen berupa frame pilih Define > Section Properties > Area Sections.

-

Pada kotak dialog Area Sections pilih Shell pada Select Section Type To Add, kemudian klik Add New Sections.

-



Pada kotak dialog berikutnya Shell Selection, Contoh : Pelat

Section Name

: Plat Dak (12 cm)

Type

: Shell - Thin

Material Name

: f’c 25 MPa

Membrane

: 12

Bending

: 12

 

Klik OK Klik OK.





82

Gambar 4.20 Input data area sections 4.3.6 Membuat Element Frame dan Rectangular Area 



Membuat Frame -

Gunakan tool bar Draw > Draw Frame/Cable Element -

Sebelum membuat garis tentukan dimensi balok dan kolom agar mempermudah pekerjaan.

Gambar 4.23 Draw frame/cable element

83

Gambar 4.22 Contoh gambar hasil frame balok

Gambar 4.23 Contoh gambar hasil frame kolom

84 



Membuat Rectangular Area -

Gunakan tool bar Draw > Draw Rectangular Area Element

Draw Rectangular Area Element

Gambar 4.24 Input element dan penampang

4.3.7. Tumpuan jepit: -

Klik/pilih yang akan diberi tumpuan jepit

-

Lalu pilih assign > Joint > Restraints

-

Pilih tumpuan jepit lalu klik OK

Tumpuan jepit

Gambar 4.27 Kotak dialog joint restraints

85

4.3.8. Memberi Pembebanan Pada Struktur 4.3.8.1

Untuk beban merata pada balok ialah berikut langkahlangkah menginput beban pada frame balok. -

Klik/pilih frame yang akan diberi beban

-

Pilih menu Assign > Frame Load > distributed >

Uniform Load -

Klik Ok

Jenis beban

Load Beban

Gambar 4.26 Input beban merata pada balok

86

Gambar 4.27 Hasil input data beban merata

4.3.8.2 Untuk beban trapesium dan segititga pada distribusi beban lantai ke balok telah secara otomatis tehitung pada program SAP 2000 versi 14 dengan satuan beban/luas, sehingga dilakukan penginputan data seberapa besar pembebanan dengan satuan beban/area. Berikut langkahlangkah menginput beban pada area. -

Klik/pilih shell yang akan diberi beban

-

Pilih menu Assign > Area Loads > Uniform to Frame (Shell)

-

Pada kotak dialog Area Uniform Loads to Frames isikan beban yang bekerja pada kotak Load, lalu klik OK.

87

Jenis beban

Load Beban

Gambar 4.28 Input beban area pada shell

Gambar 4.29 Hasil input data beban trapesium dan segitiga

88

4.3.9. Menghilangkan/Menampilkan Grid dan Axes -

Klik view > pilih Show Grid/Show Axes

4.3.10. Menentukan Peraturan Faktor Reduksi Sesuai SNI 03-2847-2002 -

Pilih menu Design > Concrete Frame Design > View/Revise Preverences maka akan tampak kotak dialog Concrete Frame Design Preferences for

Gambar 4.30 Kotak dialog parameter desain beton

-

Pada item Phi (tendon Controlled Tied) ubah value menyesuaikan SNI 03-2847-2002 = 0,8

-

Klik OK

89

4.3.11. Analysis 



Set Analysis Options -

Klik Analyze > pilih Set Analysis Options > pilih DOF (Degree Of Freedom) dari struktur 2D atau 3D > Ok,





Analysis -

Klik Analyze > pilih Run Analysis/F5 > pilih Analysis Case yang akan di Running > Run Now

Gambar 4.31 Run Analysis

4.3.12. Menayangkan Deform -

Klik Display > pilih Show Deformed Shape > pilih Case/Combo Name > Ok.

90

Gambar 4.32 Menampilkan gaya deform

Gambar 4.33 Hasil data deform pada struktur gedung

91

4.3.13. Menayangkan Gaya-Gaya Dalam Frame -

Klik

Display

>

pilih

Show Foerces/Strees

>

pilih

Frame/Cables > Case/Combo Name > pilih components , scalling, options >Ok Jenis Beban Kombinasi

M, D, N

Penayangan grafis Gambar 4.34 Menampilkan gaya dan momen -

Pilih Comb 3 untuk mengetahui nilai M, D, dan N pada beban dead load, live load dan wind load.

Gambar 4.35 Contoh gambar dari hasil momen 3-3 diagram (Comb3)

92

4.3.14. Design Sebelum melakukan proses design, terlebih dahulu harus mengecek kembali nilai faktor reduksi kekuatan struktur apakah sudah berdasarkan peraturan yang dipakai. -

Klik Design > pilih Concrete Frame Design > pilih View/Revise Preferences > cek nilai faktor reduksi pada kotak dialog Concrete Frame Design Preferences for > `klik Ok. Tabel 4.4 Faktor reduksi kekuatan struktur Lentur tanpa beban aksial Aksial tekan dengan tulangan spiral Aksial tekan dengan tulangan sengkang biasa Geser dan torsi

0,8 0,8 0,65 0,75

Sumber : Faktor reduksi kekuatan struktur menurut SNI-2847-2002





Pilih Jenis Kombinasi Beban -

Klik Design > pilih Frame Concrete Design > pilih select Design Combos > pindahkan kombinasi beban yang dipilih dari List Of Combo ke Design Combos < Ok,





Proses Design -

Klik Design > Frame Concrete > Start Design/Check of Structure.

Catatan :

93

    

Bila penampang tidak cukup maka ditandai dengan O/S  (Over Stress) ; Luas tulangan  longitudinal dalam satuan yang telah ditetapkan Luas tulangan geser dalam satuan yang telah ditetapkan



4.3.15. Menampilkan Hasil Design Balok dan Kolom (Beton Bertulang) Hasil analisis program akan menunjukkan deformasi struktur akibat

beban.

Untuk

mengecek

struktur

apakah

desain

sebelumnya sudah memenuhi persyaratan (Aman) maka satuan diganti (N.mm.C) -

Klik Design > Concrete Frame Design > Start Design/ Chek of Structure,

-

Pada hasil pengecekan terdapat warna-warna

sebagai

parameter pada setiap elemen, jika hasilnya terdapat garis yang berwarna merah maka menunjukkan bahwa kekuatan elemen tersebut hampir tidak memenuhi -

Untuk melihat hasil desain balok dan kolom dari program, pada mouse klik kanan terhadap garis yang hendak ditinjau, setelah itu carilah momen dengan gaya yang maksimum (Comb3 untuk dead load, live load dan wind load) setelah itu

94

klik Summary maka akan tampak hasil resume design pada kolom maupun balok. Balok 25/50

Gambar 4.36 Gambar denah balok yang ditinjau

Gambar 4.37 Gambar design information

96

Gambar 4.38 Data cek penulangan pada element 813

4.3.16. Menampilkan Hasil Perhitungan Dalam Format Excel Untuk mempermudah pengecekan nilai dari gaya-gaya yang ada dapat menggunakan fasilitas Export file baik MS.Excel maupun MS.Access dengan langkah sebagai berikut : a. Klik File > Export All Table > to Excel atau to Access maka akan muncul pada layar kotak dalog sebagai berikut :

97

Gambar 4.39 Menampilkan kotak pilihan output table

b. Pada kotak dialog pilih ANALYSIS RESULTS > Element Output > Frame Output > Table : Element Forces-Frames > OK. c. Kemudian muncul kotak dialog yang mengarahkan untuk menyimpan, lalu tentukan nama file nya dan kemudian klik save.

98

Gambar 4.44 Contoh hasil fasilitas export pada SAP 2000 v.14

Selanjutnya dari tabel tabulasi nilai gaya-gaya tersebut kemudian dipilih nilai maksimum berdasarkan element-element yang akan ditinjau penulangannya secara manual kemudian dibuat rekapitulasi.

4.3.17. Hasil Analisa Struktur Dengan SAP 2000 Versi 14 Hasil analisa struktur pada SAP 2000 Versi 14 akan dipilih 2 portal (arah X dan Y) yang akan ditinjau untuk dihitung penulangan balok dan kolomnya.

99

Gambar 4.41 Portal yang ditinjau

Gambar 4.42 Portal arah X

100

Gambar 4.43 Momen 3-3 Portal arah X

Gambar 4.44 Momen 3-3 Portal arah Y

101

Gambar 4.45 Shear 2-2 Portal arah X

Gambar 4.46 Shear 2-2 Portal arah Y

100 4.4 hPerhitungan Pelat Lantai (A3 = 4x 3) a. Data Syarat-syarat dan batas bentang Ly = 4 m

x = Ly/Lx = 4/3= 1,33

Lx = 3 m

4

3 Gambar 4.47 ilustrasi pelat terjepit kedua sisi Data tebal pelat lantai, Mutu beton, Dimensi dan Mutu Tulangan: f’c

= 250 Kg/cm2

fy

= 2400 Kg/cm2

h (tebal pelat)

= 0,12 m atau 12cm

b. Data beban-beban yang bekerja Akibat Beban Mati (DL) - Berat adukan per cm tebal 21 kg/m2

= 31,5 kg/m2

- Berat langit-langit (gypsum)

= 11 kg/m2

- Berat penggantung

= 7 kg/m2

- Berat Penutup lantai (keramik) 24 kg/m2

= 12 kg/m2

- Berat pelat sendiri ( 0,12 x2400 kg/m2

= 288 kg/m2

DL

= 349,5 kg/m2

Akibat Beban Hidup (LL)  Berat muatan hidup lantai sekolah

=250 kg/m2

+

101

Kombinasi Pembebanan Qu

= 1,2 DL + 1,6 LL = 1,2 (349,5) + 1,6 (250) = 419,4 + 400 = 819,4 kg/m2

c. Menghitung nilai d ( tinggi efektif ) Tebal pelat (h)

= 12

cm

Penutup beton

=2

cm

Diameter tulangan Utama Ø

= 1,2 cm

Tinggi efektif d arah x : dx = h - p - ½ Øtul x = 12 cm - 2 cm - ½ .1,2 cm = 9,4 cm Tinggi efektif d arah y : dy = h - p - ½ Øtul y - Øtul x = 12 cm - 2 cm - ½ .1,2 cm – 1,2 cm = 8,2 cm d. Perhitungan momen skema III dengan rumus mlx, mly, mtx, dan mty -

Interpolasi angka skema pelat lantai

 Interpolasi (Mlx) III K

1,33−1,2

= 34 + {( 1,4−1,2 ) 𝑥 (42 − 34)} = 39,2

102  Interpolasi (Mly) III K  Interpolasi (Mtx) III K  Interpolasi (Mty) III K -

1,33−1,2

= 18 + {( 1,4−1,2 ) 𝑥 (22 − 18)} = 20,6 1,33−1,2

= 63 + {( 1,4−1,2 ) 𝑥 (72 − 63)} = 68,85 1,17−1

= 54 + {( 1,2−1 ) 𝑥 (55 − 54)} = 54,65

Perhitugan momen  Mu Lapx

= 0,001 x Qux lx2 x K = 0,001 x 819,4 kg/m x 32 x 39.2 = 28908 kg.cm

 Mu Lapy

= 0,001 x Qux lx2 x K = 0,001 x 819,4 kg/m x 32 x 20,6 = 15191,6 kg.cm

 Mu Tumpx = 0,001 x Qux lx2 x K = 0,001 x 819,4 kg/m x 32 x 68,85 = 50774 kg.cm  Mu Tumpy = 0,001 x Qux lx2 x K = 0,001 x 819,4 kg/m x 32 x 54,65 = 40302 kg.cm

103

e. Rasio penulangan pelat lantai - Mencari min :

min = =

1,4 𝑓𝑦 1,4

240

= 0,00583  Mencari max :f ’c:25 MPa dan fy:240 MPa

max =

75 100

.

b

b =

= =

0,85 . 𝑓′ 𝑐 . β

600

𝑓𝑦

600 + 𝑓𝑦

.

0,85 . 25 . 0,85 240 18.063 240

.

600 600 + 240

600

.

840

= 0,075 . 0,714 = 0,053

max =

75 100

.

b

= 0,75 . 0,053 = 0,0403

 Momen Lapangan arah x (Mlx) Mulx/b.dx2 28908

100 .

3,27

9,42

= ϕ . fy. ρ (1 – 0,588 . ρ .

fy

)

f′c

= 0,9 . 2400 . ρ (1 – 0,588 . ρ . = 2160ρ (1 – 5,645 ρ)

2400 250

)

104 = 2160 ρ – 12192,77 ρ2

3,27

12192,77 ρ2 – 2160 ρ + 3,27 = 0 (menggunakan rumus abc) ρ =

ρ =

ρ =

ρ =

− 𝑏 ± √𝑏2 − 4 . 𝑎 . 𝑐 2 . 𝑎 − 2160 ± √21602 − 4 . 12192,77 .3,27 2 . 12192,77 − 2160 ± √4506118,57 24385,55 2160 − 2122 24385,55

ρ = 0,00159 Karena min ><maks = 0,00583>0,00159< 0,040 (digunakan nilai min ) -

Mencari luas tulangan (As): As

=  . b . dx = 0,0058 . 100 . 9,4 = 5,45 cm2

Pakai diameter ø 12

Jumlah tulangan

As

=

1 . 4

=

1 . 4

π . d2 5,45 π . 1,22

= 4,8 Jarak

= =

100 n+1 100

5+1

5 buah

105 = 16,67 cm ~ 15 cm Untuk momen lapangan X diperoleh tulangan pakai Ø 12 – 125 mm

 Momen Tumpuan arah x ( Mtx ) Mutx/b.dx2 50774 kg.cm

= ϕ . fy . ρ (1 – 0,588 . ρ .

fy

)

f′c

= 0,9 . 2400 . ρ (1 – 0,588 . ρ .

100 . 9,42

5,74

= 2160ρ (1 – 5,645 ρ)

5,74

= 2160 ρ – 12192,77 ρ2

2400 250

)

12192,77 ρ2 - 2160 ρ + 5,74 = 0 (menggunakan rumus abc) ρ =

ρ =

ρ =

− 𝑏 ± √𝑏2 − 4 . 𝑎 . 𝑐 2 . 𝑎 − 2160 ± √21602 − 4 . 12192,77 . 5,74 2 . 12192,77 2160 − 2119,98 24385,54

ρ = 0,0016 Karena min ><maks = 0.00583 <0.0016< 0,040 (digunakan nilai min)

 Mencari luas tulangan (As): As

= . b . dx = 0.00583 . 100 . 9,4 = 5,4 cm2

Pakai diameter ø 12

Jumlah tulangan

=

As 1 . 4

π . d2

106 5,4

=

1 . 4

π . 1,22

= 4,8 Jarak

100

= =

5 buah

n+1 100

5+1

= 16,67 cm ~ 15 cm Untuk momen tumpuan X diperoleh tulangan pakai Ø 12 – 75 mm  Momen Lapangan arah y (Mly) = ϕ . fy . ρ (1 – 0,588 . ρ .

Muly/b.dy2 15191,6 100 .

fy

)

f′c

= 0,9 . 2400 . ρ (1 – 0,588 . ρ .

8.22

2,25

= 2160ρ (1 – 5,645 ρ)

2,25

= 2160 ρ – 12192,77 ρ2

12192,77 ρ2 – 2160 ρ + 2,25 = 0 (menggunakan rumus abc) ρ =

ρ =

ρ =

ρ =

− 𝑏 ± √𝑏2 − 4 . 𝑎 . 𝑐 2 . 𝑎 − 2160 ± √21602 − 4 . 12192,77 .2,25 2 . 12192,77 − 2160 ± √ 4555865 24385,54 2160 − 2134,4 24385,54

ρ = 0,00106 Karena min > = 0.00583>0,00106 (digunakan nilai min)

2400 250

)

107 -

Mencari luas tulangan (As): As

= min . b . dy = 0.00583 . 100 . 8,2 = 4,783cm2

Pakai diameter ø 12

Jumlah tulangan

=

=

As 1 . 4

π . d2 4,783

1 . 4

π . 1,22

= 4,23 Jarak

= =

5 buah

100 n+1 100

5+1

= 16,7 cm ~ 15 cm Untuk momen lapangan Y diperoleh tulangan pakaiØ 12 – 150 mm

 Momen Tumpuan arah y (Mty) Muty/b.dy2 40302 100 .

8,22

= ϕ . fy . ρ (1 – 0,588 . ρ .

fy

)

f′c

= 0,9 . 2400 . ρ (1 – 0,588 . ρ .

5,99

= 2160ρ (1 – 5,645 ρ)

5,99

= 2160 ρ – 12192,77 ρ2

12192,77 ρ2 – 2160 ρ + 5,99 = 0

2400 250

)

108 (menggunakan rumus abc) ρ =

ρ =

ρ =

ρ =

− 𝑏 ± √𝑏2 − 4 . 𝑎 . 𝑐 2 . 𝑎 − 2160 ± √21602 − 4 . 12192,77 . 5,99 2 . 12192,77 − 2160 ± √ 4373461 24385,54 2160 − 2091 24385,54

ρ = 0,00283 Karena min ><maks = 0.00583 > 0,00283< 0,040 (digunakan nilai min)  Mencari luas tulangan (As): As

=  . b . dy = 0,00583 100 . 8,2 = 4,78 cm2

Pakai diameter ø 12

Jumlah tulangan

As

=

1 . 4

=

1 . 4

π . d2 4,78 π . 1,22

= 4,23 Jarak

= =

5 buah

100 n+1 100

5+1

= 16,67 cm ~ 15 cm Untuk momen tumpuan Y diperoleh tulangan pakai Ø 12 – 75 mm

109  Tulangan hasil hitung: Tulangan lapangan (arah X)

Ø 12 – 125 mm

Tulangan lapangan (arah Y)

Ø 12 – 150 mm

Tulangan tumpuan (arah X)

Ø 12 – 75 mm

Tulangan tumpuan (arah Y)

Ø 12 – 75 mm

 Tulangan yang di pasang: Tulangan lapangan (arah X)

Ø 12 – 75 mm

Tulangan lapangan (arah Y)

Ø 12 – 150 mm

Tulangan tumpuan (arah X)

Ø 12 – 75 mm

Tulangan tumpuan (arah Y)

Ø 12 – 75 mm

122 4.7 Perhitungan Penulangan Kolom Berikut adalah contoh perhitungan penulangan kolom di lantai 1 dengan ukuran 40 cm x 40 cm (element 289). Untuk perhitungan penulangan kolom lainnya akan ditampilkan pada tabel. Perhitungan nilai Pu , Mu, dan Vu didapatkan dari SAP2000.

Frame 289

Gambar 4.20. Hasil momen 3-3 (frame 289)

a. Data kolom (frame 289)

-

Data-data yang diketahui Pu

= 62458,795 kg

Mu

= 170137,8 kgcm

f'c

= 250 kg/cm²

fy

= 4000 kg/cm²

b

= 40 cm

h

= 40 cm

ϕ

=0.65

123 ẞ -

=0.85

Mencari tinggi efektif d

= h - ½ . D tul. Utama – Ø Tul. Sengkang – 3 = 40 – ½ . 1,6 – 1 – 3 = 35 cm

d’

= h–d = 40 – 35 = 5 cm

-

Mencari nilai c dan a Pu

= φ . 0,85 . f’c . b . a

62458,795= 0,65 . 0,85 . 250 . 40 . a a

=

62458,795

5525

= 11,3 cm c

= a / β = 11,3 / 0,85 = 13,3 cm

-

Mencari nilai As Mu

= φ . [As . fy (c – d’) + 0,85 . f’c . b . a (c – 0,5 a) + As . fy (d – c)]

170137,8

=0,65 [ As . 4000 (11,3 – 5) + 0,85 . 250 . 40 .11,3 (13,3 – 0,5 . 11,3) + As . 4000 (35 – 13,3)]

170137,8

= 0,65 [ 25200 As + 734782,5 + 86800As ]

170137,8

= 0,65 [112000 As + 734782,5 ]

170137,8

= 72800 As + 477608,63

124

As

=

170137,8−477608,63 72800

= - 4,2 cm2

-

Cek Asmin

= 0,01 . b . h = 0,01 . 40 . 40 = 16 cm2

Karena As < Asmin , maka digunakan Asmin untuk mencari jumlah tulangan.

-

Desain luas penampang Asmin

= 16 cm2

Pakai diameter

= D 1,6 mm

Jumlah tulangan =

=

=

𝐴𝑠 1 . 𝜋 . 𝑑2 4

16 1 . 𝜋 . 1,62 4

16 2,0096

= 7,96

-

8 bh

Cek penempatan tulangan Tulangan Pokok

= 3 . 1,9

Spasi tulangan

= (3-1) . 2,5 = 5

cm

Begel

= 2 . 1

= 2

cm

Penutup Beton

= 2 .

= 8

cm

4

= 5,7 cm

20,7 cm

<

40 cm

125

b. Perhitungan Tulangan Geser Kolom (Frame 289) Data – data yang diketahui :

-

Vu

= 1682,755 kg

b

= 40 cm

h

= 40 cm

φ

= 0,75

fy

= 2400 kg.cm2

f’c

= 250 kg.cm2

Lpanjang

= 380 cm

Menentukan tinggi efektif (d) = h – ½ . D Tul. Utama – Ø Tul. Sengkang – P

d

= 40 - ½ . 1,6 – 1 – 3 = 35

-

cm

Mencari τu τu

=

=

Vu b . h 1682,755

40 . 40

= 1,052 kg/cm2 ~ 0,105 Mpa

φτcmin

=

=

φ . √𝑓′𝑐 6 0,75 . √25 6

126

= 6,25 kg/cm2 ~ 0,625 Mpa τcmaks

= 0,3 √𝑓′𝑐 . Ø = 0,3 . 5 . 0,75 = 11,25 kg/cm2 ~ 1,125 Mpa

Karena φτcmin > τu < τcmaks

(maka tidak memerlukan tulangan geser)

Karena 0,625 > 0,105 < 1,125

( φτcmin = 0,625 Mpa )

Menggunakan Asmin : Asmin

=

=

b . s 3 . fy

40 . 100 3 . 2400

= 0,555 cm2

Digunakan tulangan Ø 1,2 mm n

𝐴𝑠

=

1 . 𝜋 . 𝑑2 4

=

1 . 𝜋 . 1,22 4

0,555

= 0,49 ~ 1 buah

s

=

=

100 𝑛+1 100 1+1

= 50 cm ~ 30 cm

127

-

Mencari jarak tulangan Karena “tidak diperlukan tulangan geser” maka diberi tulangan geser minimum Ø 1,2 - 300 mm

Type Kolom

Desain

400 x 400

Tul. Pokok Tul. Geser

8 D 16 Ø 12 - 300

Gambar 4.21. Detail penulangan kolom (frame 289)

128

131 4.6. Perhitungan Penulangan Balok Berikut adalah contoh perhitungan penulangan balok di lantai 2 dengan ukuran 25 cm x 50 cm . Untuk perhitungan penulangan balok lainnya akan ditampilkan pada tabel. Perhitungan momen tumpuan, momen lapangan, dan gaya geser didapatkan dari SAP2000 V.14. Frame 918

Gambar 4.17. Hasil momen 3 – 3 (frame 918)

Data balok long section (Frame 918) Lebar (b)

= 25

cm

fy = 400

kg/cm2

Tinggi (h)

= 50

cm

f’c = 250

kg/cm2

D tul. Utama

= 16

mm

ϕ

= 0,9

Ø sengkang

= 12

mm

β

= 0,85

Selimut beton (p)

=3

cm

L

= 50 cm

Mutumpuan

= 1416204,4 kg.cm

Mulapangan

= 708102,2 kg.cm

Vu

= 12371 kg

132  Menentukan Tinggi efektif (d) = h – ½ Ø tul.utama - Ø tul.sengkang – p

d

= 50 - ½ .1,6 – 1,2 – 3 = 45 cm  Menghitung batasan ρmin dan ρmaks min

=

=

1,4 𝑓𝑦 1,4

400

= 0,0035

maks =

75

. b

100

b = =

0,85 . 𝑓′ 𝑐 . β

.

𝑓𝑦

75

600

400

600 + 400

.

. b

100

= 0,75 . 0,027 = 0,020

a. Menghitung Tulangan Tumpuan  Menghitung rasio tulangan 𝑀𝑢 𝑏 . 𝑑² 1416204,4 25 . 45² 1416204,4 50625

27,97

= ϕ. ρ . fy

600+ 𝑓𝑦

0,85 . 25 . 0,85

= 0,027

maks =

250

(1 - 0,588 . ρ .

= 0,9 . ρ . 4000 (1 – 0,588 . ρ . = 3321ρ (1 – 9,408ρ) = 3321ρ –31243,968 ρ2

𝑓𝑦 𝑓′𝑐

4000 250

)

)

133 31243,968ρ2 - 3321ρ + 27,97 = 0 (menggunakan rumus abc) ρ

=

=

=

=

− 𝑏 ± √𝑏2 − 4 . 𝑎 . 𝑐 2 . 𝑎 3321± √33212 − 4 . 31243,968 . 27,97 2 . 31243,968

3321 ± √7533465,86 62487,936 3321 − 2744,716 62487,936

= 0,00922 Cek min <<maks = 0,003415>0,00922< 0,01963 (dipakai )  Mencari luas tulangan (As): As = min . b . d = 0,00922 . 25 . 45 = 10,37 cm²  Mencari jumlah tulangan (n) (menggunakan D 1,6 cm) n

=1 4

=1 4

𝐴𝑠 𝜋 𝑑² 10,37

. 3,14 . 1,62

= 5,18 buah

𝑠

=

6 buah

100 6+1

= 14,29

12,5 cm

134  Cek penampang tulangan: Tulangan pokok

6 x 1,6

= 9,6

cm

Spasi

(6-1)2

= 10

cm

Begel

2x1

=2

cm

Penutup beton

2x3

=6

cm

Lebar balok ( 30 cm) >

27,6 cm

Penempatan tulangan 27,6 < 30.........Ok.!!  Pemeriksaan As

= n . luas tulangan utama = n . ¼. . π . D² = 12,057 cm2

 Syarat (𝛟 Mn > Mu) ϕMn = 0,9 . As . fy ( d - (a/2) )

a =

=

=

As . fy 0,85 . f′ c . b 12,057 . 4000 0,85 . 250 . 25 48228 5312,5

= 9,07 cm = 0,9 .12,057,.4000 (45 - (9,07/2)) = 1756309,4 kg.cm Mu/ϕ Mn

= 1416204,4/17563091= 0,806

Mu/ϕ Mn < 1 ………… Ok!! ϕ Mn > Mu

= 17563091,4 >988245,67.........Ok.!!

135 b. Menghitung Tulangan Lapangan  Menghitung rasio tulangan 𝑀𝑢

= ϕ. ρ . fy

𝑏 . d² 708102,2

(1 - 0,588 . ρ .

= 0,9 . ρ . 4000 (1 – 0,588 . ρ .

25 . 45² 708102,2

𝑓𝑦 𝑓′𝑐

)

4000 250

)

= 3321ρ (1 – 9,408ρ)

50625

= 3321ρ –31243,968 ρ2

13,98

31243,968ρ2 - 3321ρ + 13,98= 0 (menggunakan rumus abc) ρ

=

=

=

− 𝑏 ± √𝑏2 − 4 . 𝑎 . 𝑐 2 . 𝑎 3321± √33212 − 4 . 31243,968 . 13,98 2 .31243,96

3321− 3046,62 62487,92

= 0,0044 Cek min <<maks = 0,003415<0,0044< 0,01963 (dipakai )  Mencari luas tulangan (As): As =  . b . d = 0,0044 . 25 . 50 = 5,5 cm²  Mencari jumlah tulangan (n) (menggunakan D 1,6 cm) n

=1 4

=1 4

𝐴𝑠 𝜋 𝑑² 5,5

. 3,14 . 1,62

136 = 2,73 buah

3 buah

 Cek penampang tulangan: Tulangan pokok

3 x 1,6

= 4,8

cm

Spasi

(3-1)2

=6

cm

Begel

2 x 1,2

= 4,4

cm

Penutup beton

2 x3

=6

cm

21,2 cm Lebar balok ( 30 cm) > 21,2 cm Penempatan tulangan 30 < 21,2.........Ok.!!  Pemeriksaan As

= n . luas tulangan utama = n . ¼. . π . D² = 3 . ¼ . 3,14 = 2,355 cm2

 Syarat (𝛟 Mn > Mu) ϕMn = 0,9 . As . fy ( d - (a/2) )

a =

As . fy 0,85 . f′ c . b

= =

2,355 . 4000 0,85 . 250 . 25

= 1,77 cm = 0,9 . 1,77. 4000 (45 - (1,77/2)) = 281100,78 kg.cm Mu/ϕ Mn

= 708102,2/281100,78 = 0,65

Mu/ϕ Mn < 1 ………… Ok!! ϕ Mn > Mu

= 708102,2 > 1090844,442.........Ok.!!

137 c. Perhitungan Tulangan Geser balok  Mencari τu

τu

=

=

𝑉𝑢 𝑏 .ℎ 12371,358 25.50

= 9,89 kg/cm2 ~ 0,989 mpa Dari f’c = 25 mpa didapat nilai ΦԎc ΦԎcmin =

=

0,75 .√𝑓′𝑐 6 0,75 .√25 6

= 0,625 mpa ~ 6,25 kg.cm2 Φԏmaks= 0,75 . 0,3 . √𝑓′𝑐 = 0,75 . 0,3 . √25 = 1,125 mpa ~ 11,25 kg.cm2 Ԏu = 0,989 mpa , ΦԎc = 0,625 mpa, Φԏmaks = 1,125 mpa Ԏu

< ΦԎcmin

<

Φԏmaks

Karena Ԏu <ΦԎc maka cukup tulangan geser minimum Asmin =

Asmin =

𝑏. 𝑦 3 . 𝑓𝑦 30 . 100 3. 2400

Asmin = 0,4166 Pakai Ø10

n =

n =

𝐴𝑠 1/4.𝜋.𝑑2 0,4166 1 . 4

3,14 . 12

n = 0,53 ~ 1 buah

138 Jarak sengkang ~

𝑌

S = 𝑛+1 S =

100 1+1

S = 50 cm ~ 30 cm Tulangan Geser yang digunakan : Tulangan Tumpuan = Ø16 – 125 mm Tulangan Lapangan = Ø16 – 300 mm

øapanga

n) Type Balok

Tumpuan

Lapangan

Tul. Atas

2D 19

2D 19

Tul. Bawah

2D 19

2D 19

Tul. Tengah

2 Ø 10

2 Ø 10

Tul. Geser

Ø 10 – 150

Ø 10 – 300

250 x 500

Gambar 4.18. Detail penulangan balok (frame 100)

139

Gambar 4.19. Potongan penulangan balok (frame 100)

40

Ø 10 - 150 6 D 16

3 D 16

2 Ø 10

Ø 10 - 300

50

6 D 16

150

300

3 D 16

150

600

138

139

Tumpuan

Lapangan

25

25 25

25

50 50

50

250 x 500

Tul. Atas

6 D 16

3 D 16

Tul. Tengah

2 Ø 10

2 Ø 10

Tul. Bawah

3 D 16

6 D 16

Tul. Geser

Ø 10 – 150

Ø 10 – 300

50

Tipe Balok

140

40

Ø 10 - 150 6 D 16

3 D 16

2 Ø 10

Ø 10 - 300

50

6 D 16

150

300

3 D 16

150

600

138

139

Tumpuan

Lapangan

25

25 25

25

50 50

50

250 x 500

Tul. Atas

6 D 16

3 D 16

Tul. Tengah

2 Ø 10

2 Ø 10

Tul. Bawah

3 D 16

6 D 16

Tul. Geser

Ø 10 – 150

Ø 10 – 300

50

Tipe Balok

140

Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)