Fefia Yusmasitha R.docx

LAPORAN TUGAS METODE PERBAIKAN DAN PERKUATAN (BAJA)

Dosen Pembimbing : Afif Navir Refani, ST.,MT

Oleh : Kelas A 2015 Fefia Yusmasitha Ramdhani

10111510000053

DIPLOMA EMPAT DEPARTEMEN TEKNIK INFRASTRUKTUR SIPIL FAKULTAS VOKASI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2018

DAFTAR ISI

DAFTAR ISI................................................................................................................................... 2 DAFTAR GAMBAR ...................................................................................................................... 3 BAB I DATA EKSISTING BANGUNAN .................................................................................... 4 1.1

Data dan Spesifikasi Bangunan ........................................................................................... 4

1.2

Dimensi Elemen Struktur ..................................................................................................... 4

1.3

Konfigurasi Struktur ............................................................................................................ 4

BAB II ANALISA PEMBEBANAN.............................................................................................. 6 2.1.

Permodelan ....................................................................................................................... 6

2.2.

Beban Hidup ..................................................................................................................... 6

2.3.

Beban Mati Tambahan (Superdead) ................................................................................. 6

2.4.

LantaiAtap ........................................................................................................................ 7

2.5.

Lantai 2 dan 3 ................................................................................................................... 8

2.6.

Kombinasi Beban yang Digunakan .................................................................................. 8

BAB III HASIL ANALISA STRUKTUR ...................................................................................... 9 3.1.

Analisa Struktur Balok ..................................................................................................... 9

3.2.

Analisa Struktur Kolom ................................................................................................. 11

BAB IV PERHITUNGAN PERKUATAN STRUKTUR ............................................................ 14 BAB IV KESIMPULAN .............................................................................................................. 21

2

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Denah Bangunan ......................................................................................................... 5 Gambar 1.2 Portal Bangunan .......................................................................................................... 5 Gambar 2.1Permodelan pada ETABS ............................................................................................ 6 Gambar 2.2 Beban Superdead pada Plat Atap ................................................................................ 7 Gambar 2.3 Beban Hidup pada Plat Atap ....................................................................................... 7 Gambar 2.4 Beban Hidup Pada Plat Lantai .................................................................................... 8 Gambar 2.5 Beban Superdead Plat Lantai ...................................................................................... 8 Gambar 3.1 Denah Balok Lantai 2 ................................................................................................. 9 Gambar 3.2 Denah Balok Lantai 3 ............................................................................................... 10 Gambar 3.3 Denah Balok Lantai Atap .......................................................................................... 10 Gambar 3.4Potongan Portal 1 ....................................................................................................... 11 Gambar 3.5 Potongan Portal 2 ...................................................................................................... 12 Gambar 3.6 Potongan Portal 3 ...................................................................................................... 13 Gambar 3.6 Potongan Portal 1 diperbaiki ..................................................................................... 13 Gambar 3.6 Potongan Portal 2 diperbaiki .................................................................................... 13 Gambar 3.6 Potongan Portal 3 diperbaiki ..................................................................................... 13 Gambar 3.6 Potongan Balok 1 diperbaiki ..................................................................................... 13 Gambar 3.6 Potongan Balok 2 diperbaiki ..................................................................................... 13 Gambar 3.6 Potongan Balok 3 diperbaiki ..................................................................................... 20

3

BAB I DATA EKSISTING BANGUNAN 1.1

Data dan Spesifikasi Bangunan 

Fungsi Bangunan

: Perkantoran



Lokasi

: Surabaya



Mutu Bahan a. Baja profil

: BJ 37

b. Beton f’c

: 25 Mpa

c. Tulangan Lentur, fy d. Tulangan Sengkang, fy 1.2

1.3

: 400 Mpa : 240 Mpa

Dimensi Elemen Struktur  Kolom

: WF 175 x 175 x 7.5 x 10

 Balok Induk

: WF 300 x 150 x 6.5 x 9

 Balok Anak

: WF 200 x 100 x 5.5 x 8

 Sloof

: 300/400 mm

 Tebal Pelat

: 130 mm

Konfigurasi Struktur 

Bentang Panjang Struktur

: 25 m



Bentang Lebar Struktur

: 8m



Tinggi Antar Lantai

: 4m

4

Gambar 1.1 Denah Bangunan

Gambar 1.2 Portal Bangunan

5

BAB II ANALISA PEMBEBANAN 2.1. Permodelan Untuk melakukan analisa struktur pada studi kasus bangunan maka dilakukan permodelan pada aplikasi ETABS 17 seperti pada gambar dibawah ini

Gambar 2.1Permodelan pada ETABS

2.2. Beban Hidup  Perkantoran

: 2.4 kN/𝑚2 = 0.0024 N/𝑚𝑚2 (SNI 1727-2013)

 Ruang Arsip&Komputer : 4.79 kN/𝑚2 = 0.00479 N/𝑚𝑚2 (SNI 1727-2013)  Beban Hidup Atap

: 1.92 kN/𝑚2

2.3. Beban Mati Tambahan (Superdead)  Beban Superdead Atap :1 kN/𝑚2  Beban Superdead Hunian

:1.5 kN/𝑚2

6

2.4. LantaiAtap

Gambar 2.2 Beban Superdead pada Plat Atap

Gambar 2.3 Beban Hidup pada Plat Atap

7

2.5. Lantai 2 dan 3

Gambar 2.4 Beban Hidup Pada Plat Lantai

Beban yang yang ada pada garis hijau merupakan beban perkantoran,sedangkan pada garis biru merupakan beban alih fungsi

Gambar 2.5 Beban Superdead Plat Lantai

2.6. Kombinasi Beban yang Digunakan   

1D + 1L 1.4D 1.2D + 1.6L

8

BAB III HASIL ANALISA STRUKTUR Dari hasil analisa struktur yang telah dilakukan menggunakan aplikasi ETABS 17, didapatkan beberapa balok dan kolom yang tidak kuat menerima beban alih fungsi sehingga harus dilakukan perkuatan. Berikut rekapitulasi dari balok dan kolom yang harus diperkuaat 3.1.

Analisa Struktur Balok 

Lantai 2

Gambar 3.1 Denah Balok Lantai 2

9



Lantai 3

Gambar 3.2 Denah Balok Lantai 3



Lantai Atap

Gambar 3.3 Denah Balok Lantai Atap

10

3.2.

Analisa Struktur Kolom 

Portal 1 lantai 1



Portal 1 lantai 2



Portal 1 lantai 3

Gambar 3.4Potongan Portal 1

11



Portal 2 lantai 1



Portal 2 lantai 2



Portal 3 lantai 1

Gambar 3.5 Potongan Portal 2

12



Portal 3 lantai 2



Portal 3 lantai 3

Gambar 3.6 Potongan Portal 3

13

BAB IV PERHITUNGAN PERKUATAN STRUKTUR Dari hasil analisa struktur yang telah dilakukan, didapatkan beberapa kolom dan balok yang harus diperkuat dikarenakan rasio kapasitas penampang lebih dari atau sama dengan 1. 4.1 Perkuatan Kolom Untuk perkuatan kolom direncanakan menggunakan komposit terbungkus beton. Dengan perencanaan dimensi kolom sebagai berikut : 

Tebal selimut beton (d’)

: 40 mm



Diameter tulangan sengkang (𝑑𝑡𝑖𝑒𝑠 )

: 10 mm



Diameter tulangan longitudinal (𝑑𝑏 ) : 16 mm



Spasi bersih sayap profil dan tulangan : 40 mm (SNI 1729:2015 pasal I2.1e)



Lebar profil (B)

: 175 mm

∴ 𝐷𝑖𝑚𝑒𝑛𝑠𝑖 𝑘𝑜𝑙𝑜𝑚 = (2 𝑥 𝑑′ ) + (2 𝑥 𝑑𝑏 ) + (2 𝑥 𝑑𝑡𝑖𝑒𝑠 ) + (2 𝑥 40 𝑚𝑚) + 𝐵 ≅ 400𝑚𝑚 Berikut adalah penjabaran perhitungan kebutuhan shear connector untuk kolom komposit :

 Properties baja : H B tf tw As Ix Iy Es

= = = = = = = =

175 175 10 7.5 4660 26178000 8938000 200000

mm mm mm mm mm2 mm4 mm4 Mpa

Zx Zy Sx Sy rx ry J Cw

= = = = = = = =

333800 155300 299200 102100 74.9 43.8 140000 6.08E+10

mm3 mm3 mm3 mm3 mm mm mm4 mm6

fy fu

= =

250 mpa 400 mpa

14



𝐴𝑐𝑜𝑚

= 𝑏 𝑥 ℎ = 160000 𝑚𝑚2



𝐴𝑠𝑟𝑖

= 0,25 𝑥 𝜋 𝑥 𝑑𝑏 2 = 201.062 𝑚𝑚2



𝐴𝑠𝑟

= 8 𝑥 𝐴𝑠𝑟𝑖 = 1608.495 𝑚𝑚2



𝐴𝑐

= 𝐴𝑐𝑜𝑚 - 𝐴𝑠𝑟 - 𝐴𝑠 = 153731.5

 Perhitungan Kebutuhan Shear Connector : 1. Menghitung Kapasitas Penampang Aksial dengan Mengabaikan Panjang Efektif (Pno) 

𝑓𝑦 𝑥 𝐴𝑠

= 250 x 4660

= 1165000 N



𝑓𝑦𝑟 𝑥 𝐴𝑠𝑟

= 400 x 1608.495

= 643398.2 N



0.85 𝑥 𝑓𝑐 ′ x Ac

= 0.85 x 25 x 153731.5

=

3266794 N 

Pno

= 1165000 + 643398.2 + 3266794



Pult

= 845.67 x 1000

= 5075193 N

= 845670 N

2. Menghitung Transfer Gaya, Vr’ a. Transfer gaya dipekerjakan pada Baja (SNI 1729:2015 pasal I6.2a) 

Vr’

𝑓𝑦 𝑥 𝐴𝑠

= Pult x (1-(

𝑃𝑛𝑜

))

= 651548 N

b. Transfer gaya dipekerjakan pada Beton (SNI 1729:2015 pasal I6.2b) 

Vr’

𝑓𝑦 𝑥 𝐴𝑠

= Pult x (

𝑃𝑛𝑜

)

= 194122 N

c. Transfer gaya dipekerjakan pada Baja dan Beton (SNI 1729:2015 pasal I6.2c) 𝐸𝑠 𝑋 𝐴𝑠



Prs

= ((𝐸𝑠 𝑥 𝐴𝑠)+(𝐸𝑐 𝑥 𝐴𝑐)+(𝐸𝑠 𝑥 𝐴𝑠𝑟)𝑥 𝑃𝑢𝑙𝑡= 161960.8 N



Vr’

= Prs - Vr’(akibat beton)

= -32161 N

3. Menghitung Kebutuhan Shear Connector 

d stud

= 19 mm



fu

= 450 Mpa



Astud

= 0,25 𝑥 𝜋 𝑥 𝑑𝑠𝑡𝑢𝑑 2

= 283.5287 𝑚𝑚2



Qnv

= Astud x fu

= 127587.9 N/stud



Øgeser stud

= 0.65

15



ØQnv

= Ø x Qnv



n stud

= ØQnv



ØQnv dengan 8 stud

= 82.93216 kN/stud

𝑉𝑟′

= 7.9 ≈ 8 buah stud (Dua sisi) = 663457.2 N

4. Detail Stud 

Jarak Minimum Stud

= 4 x ɸstud



Jarak Maksimum Stud

= 32 x ɸstud = 608 mm



Zona Pasang Stud

=2xh



Jarak Pasang

=Jumlah Stus Satu sisi (4 buah) = 200 buah



Øgeser stud maximm

= 2.5 x𝑡𝑓 = 25 mm

= 76 mm

= 800 mm dari muka balok

𝑍𝑜𝑛𝑎 𝑃𝑎𝑠𝑎𝑛𝑔 𝑆𝑡𝑢𝑑

 Rekapitulasi perhitungan kebutuhan shear connector untuk lantai 2 dan lantai 3 adalah sebagai berikut : Pult Pno Vr' d stud fu stud A stud ØQnv n stud Zona Transfer S pasang N N N mm mpa mm2 kN/stud buah mm mm Lantai 1 845670 651548 8 200 Lantai 2 553220 5075193 426229 19 450 283.5 82.932 6 800 266.67 Lantai 3 209200 161179 2 800 Lokasi

Gambar 4. 2 Potongan Portal 1 yang telah diperkuat

16

Gambar 4.3 Potongan Portal 2 yang telah diperkuat

Gambar 4. 4 Potongan Portal 3 yang telah diperkuat

17

4.2 Perkuatan Balok Perkuatan pada struktur balok menggunakan plat baja yang dipasang di sayap penampang kanan dan kiri dan profil setengah WF dibawah penampang, dengan dimensi sebagai berikut :  Plat Baja : 282 mm x 15 mm 

1

Profil 2 WF

: 100 mm x 150mm

Gambar 4.5 Design Balok yang telah diperkuat

Dari hasil perkuatan balok yang telah dilakukan, didapatkan demand capacity ratio sebagai berikut : 

Lantai 2



Lantai 3

18



Lantai Atap

Gambar 4.6 Denah Balok Lantai 2 yang telah diperkuat

Gambar 4.7 Denah Balok Lantai Atap yang telah diperkuat

19

Gambar 4.8 Denah Balok Lantai 3 yang telah diperkuat

20

BAB IV KESIMPULAN Dari analisa yang telah dilakukan terdapat balok dan kolom yang tidak mampu menahan beban ahli fungsi, sehingga harus diberi perkuatan. Untuk kolom menggunakan perkuatan concrete jacketing atau menyelubungi profil baja dengan beton. Untuk balok dipasang plat baja yang dipasang di sayap penampang kanan dan kiri dan profil setengah WF dibawah penampang.

21