120
68 BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR Pada perencanaan atap menggunakan kuda-kuda baja dengan menggunakan bentuk pelana untuk bagian penutup atap. Adapun pemodelan struktur atap sebagai berikut: Gambar 4.1.1 Denah Atap Sumber : dokumen pribadi CAD2007 Gambar 4.1.2 Prespektif kuda-kuda Sumber : dokumen pribadi SAP2000 4.1 Perhitungan Atap Perencanaan atap adalah hal pertama dalam merencanakan sebuah struktur bangunan.

BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

  • Upload
    others

  • View
    22

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

68

BAB IV

PERHITUNGAN STRUKTUR

Pada perencanaan atap menggunakan kuda-kuda baja dengan menggunakan bentuk pelana

untuk bagian penutup atap. Adapun pemodelan struktur atap sebagai berikut:

Gambar 4.1.1 Denah Atap

Sumber : dokumen pribadi CAD2007

Gambar 4.1.2 Prespektif kuda-kuda

Sumber : dokumen pribadi SAP2000

4.1 Perhitungan Atap

Perencanaan atap adalah hal pertama dalam merencanakan sebuah struktur bangunan.

Page 2: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

69

Gambar 4.3 Pemodelan Kuda – Kuda K1

Sumber : dokumen pribadi CAD2007

1. Pedoman Perencanaan Pmbebanan Untuk Rumah dan Gedung (PPPURG 1987)

2. SNI 03 – 1729- 2002. Tata Cara Perencanaan Struktur Baja untuk Bangunan

Gedung.

pembebanan gording, kombinasi dan kontrol kekuatan profil pada gording.

Jarak kuda-kuda = 2,5 m

Jarak gording = 1,5 m

Sudut kemiringan atap = 11°

Sambungan = Baut

Profil gording = Lip Channels

= C.125. 50 . 20 . 3,2 )

Berat gording = 6,13 kg/m

Modulus Elastisitas (E) = 200.000 Mpa

Modulus geser ( G ) = 76923,1 Mpa

Poisson ratio ( m ) = 30 %

Koefisien muai ( at ) = 1,2 * 10-6

(pasal 5.1.3, SNI 03- 1729- 2002, hal 9)

Mutu baja = BJ 37

4.1.1 Pedoman Perhitungan Atap

Dalam perencanaan atap, adapun pedoman yang dipakai, sebagai berikut:

4.1.2 Perencanaan Gording

Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis,

4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

Bentang kuda-kuda = 12 m

Page 3: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

70

Tegangan leleh ( fy ) = 240 Mpa

Tegangan Ultimit ( fu ) = 370 Mpa

Peregangan minimum = 20 %

(tabel 5.3, SNI 03- 1729- 2002, hal11)

Penutup atap Galvalum = 10 kg/m2

Plafond eternit + penggantung = 11+7 = 18 kg/m2

(PPURG 1987, hal 6 )

Beban hidup gording = 100 kg

Beban air hujan = (40 – 0,8 x 11°) = 31,2 kg/m2

(PPURG 1987, hal 7 )

Tekanan tiup angin = 40 kg/m2

Beban mati adalah beban merata yang terjadi akibat beban itu sendiri dan beban-

beban tetap permanen, adapun pembebanan sebagai berikut:

Gambar 4.1.4 Pemodelan Beban Mati

Sumber : dokumen pribadi CAD 2007

Beban Penutup Atap = 10 kg/m2 x 1,5 m = 15,00 kg/m

Berat Gording = 6,13 kg/m

Beban Mati(q) = 21,13 kg/m

q = 21,13 kg/m

Jarak Antar Kuda Kuda = 2,5 m

qx = q sin α = 21,13 . sin 11º = 3,636 kg/m

qy = q cos α = 21,13 . cos 11º = 20,813 kg/m

+

(PPURG 1987, hal 18 )

4.1.4 Pembebanan Gording

4.1.4.1 Beban Mati (q)

Page 4: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

71

pada pekerjaan atap dan beban air hujan.

Gambar 4.1.5 Pemodelan Beban Hidup

Sumber : dokumen pribadi CAD2007

Beban Hidup Pekerja = 100 kg

Beban Air Hujan = (40 – 0,8 x 110) = 31,2 kg/m

2

= 31,2 kg/m2

x 2,5 m x 1,5 m = 117 kg

P = L = 100 kg

Jarak Antar Kuda Kuda = 2,5 m

Px = P sin α = 100 .sin 11º = 17,2 kg/m

Py = P cos α = 100 .cos 11º = 98,5 kg/m

Mx = (1/4 .Py .L)

= (1/4 x 98,5 x 2,5)

= 61,563 kg.m

My = (1/4 .Px .L)

= (1/4 x 17,2 x 2,5 )

= 10,75 kg.m

Beban Hidup Air Hujan

P = L = 117 kg

Mx = (1/8 . qy . L2)

= (1/8 x 3,636 x 2,52 )

= 16,260 kg.m

My = (1/8 . qx . L2)

= (1/8 x 20,813 x 2,52 )

= 2,839 kg.m

4.1.4.2 Beban Hidup (p)

Beban hidup adalah beban terpusat dan terjadi karena beban manusia yang bekerja

Page 5: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

72

Px = P sin α = 117. sin 11º = 20,124 kg

Py = P cos α = 117 .cos 11º = 115,245 kg

Mx = (1/4 .Py .L)

= (1/4 x 114,850 x 2,5)

= 72,028 kg.m

My = (1/4 .Px .L)

= (1/4 x 22,324 x 2,5)

= 12,578 kg.m

Jadi jumlah beban hidup pekerja dan beban hidup air hujan adalah

Mx total = 61,563 +72,028 = 133,591 kg.m

My total = 10,75 + 12,578 = 23,328 kg.m

pada daerah tepi laut sampai sejauh 5 km dari pantai dengan besaran :

Tekanan tiup angin = 40 kg/m2

Koefisien angin:

Angin tekan = 0,02 α - 0,4 = 0,02 x 11º - 0,4 = -0,18

Angin hisap = - 0,40

(PPPURG1987, hal 20)

Beban angin :

Beban angin tekan (Wty) = - 0,18 x 1,5 m x 40 kg/m2

= - 10,8 kg/m

Beban angin hisap (Why) = - 0,4 x 1,5 m x 40 kg/m2

= - 24 kg/m

MWty = (1/8 .Wty . L2)

= (1/8 x -10,8 x 2,52)

= -8,438 kg.m

MWhy = (1/8 .Why . L2)

= (1/8 x -24 x 2,52)

= -18,75 kg.m

Ux = 1,4 (16,260 kg.m) = 22,764 kg.m

Uy = 1,4 (2,839 kg.m) = 3,975 kg.m

b. U = 1,2 D + 0,5 La

Ux = 1,2 (16,260 kg.m) + 0,5 (133,591 kg.m) = 86,438 kg.m

Uy = 1,2( 2,839 kg.m) + 0,5 (23,328 kg.m) = 15,071 kg.m

c. U = 1,2 D + 1,6 La + 0,8 W

Ux = 1,2 (16,260 kg.m)+ 1,6 (133,591 kg.m) + 0,8 (0) = 233,257 kg.m

4.1.4.3 Beban Angin (w)

Beban angin adalah beban yang timbul dari hembusan angin yang diasumsikan

4.1.5 Kombinasi Pembebanan Gording

a. U = 1,4 D

Page 6: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

73

Uy =1,2 (2,839 kg.m) + 1,6 (23,328 kg.m)+ 0,8 (-8,438 kg.m)= 33,981 kg.m

d. U = 1,2 D + 1,3 W + 0,5 La

Ux = 1,2 (16,260 kg.m) + 1,3 (0) + 0,5 (133,591 kg.m) = 86,308 kg.m

Uy = 1,2 (2,839 kg.m) + 1,3 (-8,438 kg.m) + 0,5 ( 23,328 kg.m)= 4,102 kg.m

e. U = 0,9 D ± 1,3 W

Ux = 0,9 (16,260 kg.m) + 1,3 (0) = 14,634 kg.m

= 0,9 (16,260 kg.m) - 1,3 (0) = 14,634 kg.m

Uy = 0,9 (2,839 kg.m) + 1,3 (-8,438 kg.m) = -8,413 kg.m

= 0,9 (2,839 kg.m) - 1,3 (-8,438 kg.m) = 13,524 kg.m

(pasal 6.2.2, SNI 03- 1729- 2002, hal 13)

Gambar 4.1.6 Gording Lip Channel Tipe C

Profil gording Lip Channels C.125.50.20.3,2

Sectional area 7,807 cm2

= 780,7 mm2

Position of centre of gravity Cx = 0 cm

Cy = 1,69 cm

Geometrical moment of Inertia Ix = 137 cm4

= 13,7 x 105

mm4

Iy = 20,6 cm4

= 2,06 x 105

mm4

Elastic modulus of section Zx = 21,9 cm3

= 21,9 x 103 mm

3

Zy = 6,22 cm3

= 6,22 x 103 mm

3

Radius of gyration ix = 4,88 cm

=4,88 x 10 mm

4.1.5.1 Kontrol Pada Gording

Page 7: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

74

iy = 1,89 cm

= 1,89 x 10 mm

( Tabel Profil Konstruksi Baja, Rudy Gunawan, hal 51)

Moment maximal yang didapat dari kombinasi pembebanan :

M x = 233,257 kg.m

= 23,3 x 105 N.mm

M y = 33,981 kg.m

= 3,39 x 105 N.mm

Faktor reduksi = 0,9

(Tabel 6.4-2, SNI 03-1729-2002, Hal 18)

1. Kontrol momen terhadap batas tekuk local

Badan

𝜆 =ℎ

𝑡𝑓

𝜆 = 125

3,2= 39,063

𝜆𝑝 =1680

√𝑓𝑦

𝜆𝑝 =1680

√240= 108,44

(tabel 7.5-1, SNI 03- 1729- 2002, hal 30)

𝜆 ≤ 𝜆𝑝

39,063 < 108,44 (Penampang Kompak)

Untuk penampang yang memenuhi λ ≤ λp , kuat lentur nominal penampang adalah :

Mn = Mp = zx.fy

= (21,9 x 103 ) x 240 = 52,5 x10

5 N.mm

(pasal 8.2.3, SNI 03- 1729- 2002, hal 36)

Sayap

𝜆 =𝑏

𝑡𝑓

𝜆 = 50

3,2 = 15,625

𝜆𝑝 =500

√𝑓𝑦

Page 8: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

75

𝜆𝑝 =500

√240= 32,27

𝜆𝑟 =625

√fy

𝜆𝑟 =625

√240 = 40,3

(tabel 7.5-1, SNI 03- 1729- 2002, hal 30)

𝜆 ≤ 𝜆𝑝

15,625 < 32,27 (Penamampang kompak)

Untuk penampang yang memenuhi λ ≤ λp , kuat lentur nominal penampang adalah :

Mn = Mp = zx.fy

= (21,9 x 103 ) x 240 = 52,5 x10

5 N.mm

(pasal 8.2.4, SNI 03- 1729- 2002, hal 36)

2. Kontrol momen terhadap batas tekuk global

Kontrol momen terhadap tekuk torsi lateral

𝐿𝑝 = 1,76 𝑟𝑦√𝐸

𝑓𝑦

𝐿𝑝 = 1,76. 1,89 . √200000

240

𝐿𝑝 = 96,024 𝑚𝑚 → 0,096 m < 𝐿 = 2,5 m

(tabel 8.3-2, SNI 03- 1729- 2002,hal 38)

Modulus geser

𝐺 = E

2 (1 + 𝑣)=

200000

2 (1 + 0,3)= 76923,1 𝑀𝑃𝑎

Konstanta Torsi

𝐽 = ∑𝑏 + 𝑡3

3=

2𝑏 . 𝑡𝑓3 + 2(ℎ − 𝑡𝑓). 𝑡𝑤3

3

𝐽 =2. 50 . 3,2³ + 2. (125 − 3,2) . 3,2³

3= 1352,12 𝑚m4

Konstanta warping

Page 9: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

76

𝐶𝑤 =(ℎ − 𝑡𝑓)2 𝑥 𝑏3𝑥𝑡𝑓

24

𝐶𝑤 =(125 − 3,2 )2x 503x3,2

24

=247254000 𝑚m6

(Perencanaan Struktur Baja Dengan Methode LRFD, hal 72)

𝑓𝑙 = 𝑓𝑦 − 𝑓𝑟 = 240 − 70 = 170 𝑀𝑃𝑎

𝑋1 =𝜋

𝑆𝑥√

𝐸 𝐺 𝐽 𝐴

2

𝑋1 =3,14

21,9 x 103√

200000. 76923,1. 1352,12 . 780,7

2

𝑋1 = 12920,033 𝑀𝑃𝑎

𝑋2 = 4 (𝑆𝑥

𝐺 𝐽 )

2

.𝐶𝑤

𝐼𝑦

𝑋2 = 4 (21,9 x 103

76923,1 . 1352,12 )

2

.2,47 𝑥 108

2,06 𝑥 105

𝑋2 = 0,000221 𝑚𝑚4/𝑁2

𝐿𝑟 = 𝑟𝑦 (𝑋1

𝑓𝑙) √1 + √1 + 𝑋2. 𝑓𝑙2

𝐿𝑟 = 5 (12920,033

170) √1 + √1 + 0,000221 . 1702

𝐿𝑟 = 732,71 𝑚𝑚 → 0,732 𝑚

𝐿𝑝 = 0,25 𝑚 < 𝐿𝑟 = 0,732 𝑚 < 𝐿 = 2,5 m

Tekuk torsi lateral dalam kondisi Inelastis

(pasal 8.3.5, SNI 03- 1729- 2002, hal 38)

Batasan momen

𝐶𝑏 = 12,5 𝑀𝑚𝑎𝑥

2,5 𝑀𝑚𝑎𝑥 + 3𝑀𝑎 + 4𝑀𝑏 + 3𝑀𝑐< 2,3

M max = Mux max = 233,257 kg.m

Moment max adalah moment pada tengah bentang

Page 10: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

77

Panjang bentang L = 2,5 m , maka :

𝑀 max =1

8𝑞 𝑚𝑎𝑥 𝑙2

233,257 =1

8. qmax . 2,52

qmax =8

2,52. 233,257 qmax = 298,569 kg

Momen pada ¼ bentang

𝑀 𝑎 =𝑞 𝑚𝑎𝑥.

14 𝑙

2(𝑙 −

1

4𝑙) =

1

32 𝑞𝑚𝑎𝑥 𝑙2

𝑀 𝑎 =3

32 𝑥 298,569 𝑥 2,52 = 174,943 𝐾𝑔. 𝑚

Momen pada ½ bentang

𝑀 𝑏 = 𝑀 𝑚𝑎𝑥 = 298,569 Kg. m

Momen pada ¾ bentang

𝑀 𝑐 =𝑞 𝑚𝑎𝑥.

34 𝑙

2(𝑙 −

3

4𝑙) =

3

32 𝑞𝑚𝑎𝑥 𝑙2

𝑀 𝑐 =3

32. 298,569 . 2,52 = 174,943 𝐾𝑔. 𝑚

𝐶𝑏 = 12,5 𝑀𝑚𝑎𝑥

2,5 𝑀𝑚𝑎𝑥 + 3𝑀𝑎 + 4𝑀𝑏 + 3𝑀𝑐< 2,3

𝐶𝑏 = 12,5. 298,569

2,5. 298,569 + 174,943 + 4. 298,569 + 3. 174,943< 2,3

𝐶𝑏 = 1,41 < 2,3 ( 𝑂𝐾)

(pasal 8.3.1, SNI 03- 1729- 2002, hal 37)

𝑀𝑟 = (𝑓𝑦 − 𝑓𝑟). 𝑆𝑥

𝑀𝑟 = (240 − 70). (21,9 x 103) = 372 𝑥 104 𝑁. 𝑚𝑚

Cb = 1,41 ; fr = 70

𝑀𝑝 = 𝑓𝑦. 𝑍𝑥

𝑀𝑝 = 240. 20,9 x 103 = 50,1𝑥 105𝑁. 𝑚𝑚

Momen nominal pada arah sb x

𝑀𝑛𝑥 = 𝑀𝑐𝑟 < 𝑀𝑝

(persamaan 8.3-2c, SNI 03- 1729- 2002, hal 38 )

Page 11: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

78

𝑀𝑈 < 𝑀𝑐𝑟

𝑀𝑈 < . Cbπ

L√𝐸 𝐼𝑦 𝐺 𝐽 + (

πE

L)

2

𝐼𝑦 𝑐𝑤

2,29 x 10 6<

0,9.1,41. 3,14

2500√2𝑥105. 2,06 x 103. 76923,1. 1352,12 + (

3,14. 2x105

2500)

2

2,06 x 103. 2,47 𝑥 108

(tabel 8.3-1, SNI 03- 1729- 2002, hal 37 )

2,29 𝑥 106 < 12,88𝑥 106 < 50,1𝑥 105 (𝑂𝐾)

Momen nominal pada arah sb y

Mny = Mpy = Zy . fy<1,6. Fy sy

Mny = 6,22 x 103 x 240 < 1,6.240. 6,22 x 10

3

Mny = 1,49x106 N.mm < 2,39 x 10

6 N.mm .... ...... ...... (OK)

Menghitung Momen Interaksi

𝑀𝑈𝑥

𝑀𝑛𝑥+

𝑀𝑈𝑦

𝑀𝑛𝑦≤ 1

𝑀𝑈𝑥

𝑚𝑐𝑟+

𝑀𝑈𝑦

𝑧𝑦. 𝑓𝑦≤ 1

4,08 x 105

0,9 . 50,1𝑥 105+

22,9 x 105

0,9 14,9x 105≤ 1

0,306 ≤ 1 ................ (OK)

( pasal 11.3.1, SNI 03-1729-2002, hal 76)

4.1.6 Perencanaan Kuda-kuda

Pada perencanaan kuda-kuda, tahapan dalam perencanaan meliputi : data-data

teknis, pembebanan kuda-kuda, dan kontrol kekuatan profil pada kuda-kuda.

4.1.6.1 Data-data Kuda-kuda

Bentang kuda-kuda = 12 m

Jarak kuda-kuda = 2,5 m

Jarak gording = 1,5 m

Page 12: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

79

Sudut kemiringan atap = 11°

Penutup atap = Galvalum

Plafond = Eternit

Sambungan = Baut

Berat Atap = 10 kg/m2

Berat gording = 6,76 kg/m

Modulus Elastisitas (E) = 200.000 Mpa

Modulus geser ( G ) = 76923,1 Mpa

Poisson ratio ( m ) = 30 %

Koefisien muai ( at ) = 1,2 * 10-6

(SNI 03- 1729- 2002, hal 9)

Mutu baja = BJ 37

Tegangan leleh ( fy ) = 240 Mpa

Tegangan Ultimit ( fu ) = 370 Mpa

Peregangan minimum = 20 %

(SNI 03- 1729- 2002, hal 11)

Penutup atap galvalum seng spandek = 10 kg/m2

Plafond eternit + penggantung = 11+7 = 18 kg/m2

(PPURG 1987, hal 6 )

Beban hidup gording = 100 kg

Tekanan tiup angin = 25 kg/m2

(PPURG 1987, hal 7&13)

1. Akibat Berat Atap

Beban permanen yang bekerja pada kuda-kuda akibat dari benda yang

berada diatasnya berupa atap yang diasumsikan dengan menggunakan penutup

genteng.

BA = Berat Atap Galvalum x Jarak Gording x Jarak Kuda-Kuda

BA = 10 x 1,5 x 2,5

BA = 37,5 kg

4.1.6.2 Pembebanan Kuda-Kuda

Page 13: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

80

Gambar 4.1.7 Input Beban Mati Atap

Sumber : Data Pribadi Program SAP2000

2. Akibat Berat Sendiri Kuda-Kuda

Beban permanen yang timbul dari berat profil baja yang difungsikan

sebagai kuda-kuda. Beban terhitung secara manual dalam Program SAP, dalam

perencanaan menggunakan profil baja

3. Akibat Berat Sendiri Gording

Beban permanen yang timbul dari berat profil baja yang difungsikan

sebagai gording. Beban terhitung secara manual dalam Program SAP, dalam

perencanaan menggunakan profil baja

4. Akibat Berat Plafond

Beban yang timbul akibat adanya berat dari plafond yang digantungkan

pada dasar kuda-kuda.

BP = Beban Plafond x Jarak Kuda-Kuda x Panjang Kuda-Kuda

BP = 18 x 2,5 x 12 /8 = 67,5 kg

Page 14: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

81

Gambar 4.1.8 Input Beban Mati Plafond

Sumber : Data Pribadi Program SAP2000

5. Beban Hidup

Beban hidup adalah beban terpusat yang terjadi karena beban pekerja yang

bekerja pada saat pembuat atau perbaikan kuda-kuda pada atap dan beban air hujan.

PPekerja = 100 kg

Gambar 4.1.9 Input Beban Hidup Pekerja

Sumber : Data Pribadi Program SAP2000

Page 15: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

82

PAir Hujan = (40 – 0,8 x 110) = 31,2 kg/m

2

= 31,2 kg/m2

x 2,5 m x 1,5 m = 117 kg

Gambar 4.1.10 Input Beban Hidup Hujan

Sumber : Data Pribadi Program SAP2000

6. Beban Angin

Beban angin adalah beban yang bekerja pada gedung atau bagian gedung

yang disebabkan oleh selisih dalam tekanan udara (PPURG 1987). Pada konstruksi

ini diasumsikan nilai W = 25 kg/m2.

Koefisien angin:

Angin tekan = 0,02 α - 0,4 = 0,02 x 11º - 0,4 = -0,18

Angin hisap = - 0,40

Beban angin :

Beban angin tekan

Wty = Angin Tekan x W x Jarak Gording x Jarak Kuda- Kuda

= -0,18 x 40 x 1,5 x 2,5

= - 27 kg

Beban angin hisap

Why = Angin hisap x W x Jarak Gording x Jarak Kuda-Kuda

= - 0,4 x 40 x 1,5 x 2,5

Page 16: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

83

= - 60 kg

Gambar 4.1.11 Input Beban Angin

Sumber : Data Pribadi Program SAP2000

a. Beban Mati

BA = 37,5 kg

BP = 67,5 kg

b. Beban Hidup

PPekerja = 100 kg

PAir Hujan= 117 kg

c. Beban Angin

Angin Tekan = - 27 kg

Angin Hisap = - 60 kg

2. Kombinasi

a. U = 1,4 D

b. U = 1,2 D + 0,5 La

c. U = 1,2 D + 1,6 La + 0,8 W

d. U = 1,2 D + 1,3 W + 0,5 La

e. U = 0,9 D ± 1,3 W

4.1.6.3 Input Data Pada Program SAP 2000

1. Rekap Beban

Page 17: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

84

Gambar 4.1.12 Load Patterns

Sumber : Data Pribadi Program SAP2000

Gambar 4.1.13 Load Combination

Sumber : Data Pribadi Program SAP2000

a. Batang Diagonal Luar : 2L 50.50.5

b. Batang Diagonal Dalam : 2L 45.45.5

c. Batang Horisontal : 2L 45.45.5

d. Batang Vertikal : 2L 45.45.5

1. Perhitungan batang tekan

Frame 266 (2L 45.45.5)

P maks = Nu = 2,0484 ton → hasil output SAP 2000

Lbentang =2500 mm

4.1.6.4 Perhitungan Profil Kuda-Kuda

Baja yang digunakan Double Angle Shape :

Page 18: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

85

Gambar 4.1.14 Diagram of Frame

Sumber :Dokumentasi Pribadi SAP2000

Digunakan profil (2L.45.45.5)

Data Properti penampang elemen L.45.45.5

Ag = 430 mm²

ex= ey = 12,8 mm

Ix= Iy = 78300 mm4

Rx = Ry = 13,5 mm

R min = 5,7 mm

Tp = 10 mm

(Tabel Profil Kontruksi Baja, Ir.Rudy gunawan, hal 36)

Menghitung momen inersia dan jari-jari girasi komponen srtuktur

Gambar 4.1.15 Moment Inersia Penampang

Sumber :Dokumentasi Pribadi CAD2007

Page 19: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

86

Keterangan :

h = b = 45 mm

t = 5 mm

Tp = 10 mm

Periksa terhadap Kelangsingan elemem penampang

𝝀 =𝒃

𝒕 =

45

5 = 9

𝝀𝒓 =𝟐𝟎𝟎

√𝒇𝒚

𝝀𝒓 =200

√240= 12,91

𝝀 < 𝜆𝑟

9 < 12,91 (penampang tak kompak)

(pasal 8.2-1b, SNI 03- 1729- 2002, hal 36)

Periksa terhadap kelangsingan dan kestabilan komponen

Digunakan pelat kopel 9 buah → Pembagian batang minimum adalah 3

r min = jari-jari girasi minimal elemen komponen struktur terhadap sumbu yang

memberikan nilai terkecil

Jarak antar pelat kopel

𝐿𝑖 =𝐿𝑏

𝑛 − 1=

2500

9 − 1= 277,78 𝑚𝑚

𝜆𝑖 =𝐿𝑖

𝑟 𝑚𝑖𝑛=

277,78

5,7= 48,733 𝑚𝑚

(pasal 9.3.3b, SNI 03- 1729- 2002,hal 58)

Syarat kestabilan komponen

𝜆𝑖 < 50

48,733 < 50 ......... (OK)

(pasal 9.3.6, SNI 03- 1729- 2002, hal 59)

Kondisi tumpuan sendi-sendi , maka faktor tekuk k = 1

(tabel 7.6-1, SNI 03- 1729- 2002)

𝐿𝑘𝑥 = 𝐿𝑘𝑦 = 𝐿 𝑏𝑒𝑛𝑡𝑎𝑛𝑔 𝑥 𝑘 = 2500 𝑥 1 = 2500 𝑚𝑚

Page 20: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

87

Kelangsingan arah sumbu bahan (sumbu x)

𝜆𝑖𝑥 = 𝐿𝑘𝑥

𝑟𝑥

=2500

13,5

= 185,185

(pasal 7.6.4, SNI 03- 1729- 2002, hal 29)

Syarat kestabilan arah sumbu bahan (sumbu x)

𝜆𝑖𝑥 > 1,2. 𝜆𝑖

185,185 > 1,2. 48,733

185,185 > 58,480 … … … (OK)

(pasal 9.3.6, SNI 03- 1729- 2002, hal 59)

Kelangsingan arah sumbu bebas bahan (sumbu y)

Iy = 2 (𝜆𝑦 + 𝐴𝑔 ( 𝑒𝑦 + 𝑡𝑝

2)²)

Iy = 2 (78300 + 430 ( 12,8 + 10

2)²)

= 429082,4

A profil = 2 x430= 860 mm²

ry = √iy

𝑎 𝑝𝑟𝑜𝑓𝑖𝑙 = √

429082,4

860= 22,336

𝜆𝑦 = 𝐿𝑦.𝑘

𝑟𝑦=

2500

22,336 = 111,927

Kelangsingan ideal

Nilai muntuk profil 2L = 2

𝜆𝑖𝑦 = √𝜆𝑦2 + 𝑚

2 𝜆𝑖2

𝜆𝑖𝑦 = √ 111,9272 + 2

242,082 = 119,576

(persamaan 9.3-2, SNI 03- 1729- 2002, hal 57)

Syarat kestabilan arah sumbu bebas bahan (sumbu y)

𝜆𝑖𝑦 > 1,2 𝜆𝑖

Page 21: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

88

119,576 > 1,2 . 48,733

119,576 > 58,480 … … … .. (𝑂𝐾)

(pasal 9.3.6, SNI 03- 1729- 2002, hal 59)

Menghitung daya dukung tekan nominal komponen

Menghitung koefisien tekuk arah sumbu bahan (sumbu x) "𝝎𝒙"

Parameter kelangsingan komponen

𝜆𝑐𝑥 =𝜆𝑖𝑥

𝜋√

𝑓𝑦

𝐸

𝜆𝑐𝑥 =185,185

3,14√

240

200000= 2,04

(persamaan 7.6-2, SNI 03- 1729- 2002, hal 27)

Karena 𝟎, 𝟐𝟓 < 1,2 < 𝜆𝑐𝑥 maka nilai 𝝎𝒙 𝐦𝐞𝐦𝐞𝐧𝐮𝐡𝐢 𝐫𝐮𝐦𝐮𝐬:

(pasal 7.6.2, SNI 03- 1729- 2002, hal 27)

𝜔𝑥 = 1,25 𝜆𝑐𝑥²

𝜔𝑥 = 1,25 x 2,04² = 5,202

(persamaan 7.6-5b, SNI 03- 1729- 2002, hal 27)

Daya dukung komponen arah sumbu bahan (sumbu x)

𝑁𝑛 = 2𝐴𝑔.𝑓𝑦

𝜔𝑥

= 2𝑥430 .240

5,202= 39667,05 𝑁 → 3,967 𝑡𝑜𝑛

(persamaan 7.6-3, SNI 03- 1729- 2002, hal 27)

Menghitung koefisien tekuk arah sumbu bebas bahan (sumbu y) "𝝎𝒚"

Parameter kelangsingan komponen

𝜆𝑐𝑦 =𝜆𝑖𝑦

𝜋√

𝑓𝑦

𝐸

𝜆𝑐𝑦 =119,576

3,14√

240

200000= 1,31

(persamaan 7.6-2, SNI 03- 1729- 2002, hal 27)

Page 22: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

89

Karena 𝟎, 𝟐𝟓 < 1,2 < 𝜆𝑐𝑦 maka nilai 𝝎𝒚 𝐦𝐞𝐦𝐞𝐧𝐮𝐡𝐢 𝐫𝐮𝐦𝐮𝐬:

(pasal 7.6.2, SNI 03- 1729- 2002, hal 27)

𝜔𝑖𝑦 = 1,25 𝜆𝑐𝑦²

𝜔𝑖𝑦 = 1,25 1,31² = 2,15

(persamaan 7.6-5b, SNI 03- 1729- 2002, hal 27)

Daya dukung komponen arah sumbu bahan (sumbu y)

𝑁𝑛 = 2𝐴𝑔.𝑓𝑦

𝜔𝑖𝑦

= 2𝑥430.240

2,15= 96000 𝑁 → 9,6 𝑡𝑜𝑛

(persamaan 7.6-3, SNI 03- 1729- 2002, hal 27)

Periksa Terhadap Tekuk Lentur Torsi

Modulus geser

𝐺 = E

2 (1 + 𝑣)=

200000

2 (1 + 0,3)= 76923 𝑀𝑃𝑎

Konstanta Torsi

𝐽 = ∑𝑏 + 𝑡3

3= 2. (

𝑏 . 𝑡𝑓3 + (ℎ − 𝑡𝑓). 𝑡𝑤3

3)

𝐽 = 2 ( 45 . 53 + (45 − 4). 53

3) = 5336,67 𝑚m4

(Perencanaan Struktur Baja Dengan Methode LRFD, hal 72)

Koordinat pusat geser terhadap titik berat

Gambar 4.1.16 Titik Pusat Geser Penampang

Sumber :Dokumentasi Pribadi CAD2007

Page 23: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

90

𝑦𝑜 = 𝑒𝑥 −𝑡𝑝

2= 12,8 −

10

2= 7,8 𝑚𝑚

xo = 0

𝑟𝑜2 = 𝐼𝑥 + 𝐼𝑦

𝐴+ 𝑥𝑜2 + 𝑦𝑜2

= 78300 + 429082,4

2 x 308+ 0 2 + 7,8 2 = 650,82 𝑚𝑚2

𝑓𝑐𝑟𝑧 =𝐺 . 𝐽

𝐴. 𝑟𝑜2=

76923𝑥 5336,67

860 𝑥 650,82= 733,44 𝑀𝑃𝑎

𝐻 = 1 −𝑥𝑜2 + 𝑦𝑜2

𝑟𝑜2= 1 −

0 2 + 7,8 2

650,82= 0,09

𝑓 𝑐𝑟𝑦 =𝑓𝑦

𝜔𝑖𝑦=

240

2,15= 111,627 𝑀𝑝𝑎

𝑓 𝑐𝑙𝑡 = (𝑓 𝑐𝑟𝑦 + 𝑓 𝑐𝑟𝑧

2𝐻) (1 − √1 −

4 . 𝑓 𝑐𝑟𝑦 . 𝑓 𝑐𝑟𝑧 . 𝐻

(𝑓 𝑐𝑟𝑦 + 𝑓𝑐𝑟𝑧)2)

𝑓 𝑐𝑙𝑡 = (111,627 + 733,44

2𝑥 0,09) (1 − √1 −

4 𝑥 111,627 𝑥 733,44 𝑥 0,09

(111,627 + 733,44)2)

𝑓 𝑐𝑙𝑡 = 97,903 𝑀𝑃𝑎

(persamaan 9.2-1a, SNI 03- 1729- 2002, hal 55)

𝑁 𝑐𝑙𝑡 = 𝐴 . 𝑓 𝑐𝑙𝑡 = 860 . 97,903 = 84196,58 𝑁 → 8,42𝑡𝑜𝑛

Daya dukung komponen diambil yang terkecil

𝑁𝑛 = 3,967 ton

factor reduksi yang digunakan = 0,85

𝑁𝑢 < 𝑁𝑛

2,0484 < 0.85 x 3,967

2,0484 < 3,371 ton …….. (OK)

(Profil 2L 45.45.5 Aman Dan Kuat Untuk Digunakan )

Page 24: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

91

2. Perhitungan batang Tarik

Frame 274

P maks = Nu = 8,9011 ton → output SAP 2000

L bentang =1532,21 mm

Gambar 4.1.17 Diagram of Frame

Sumber :Dokumentasi Pribadi SAP 2000

Digunakan profil (2L.50.50.5)

Properti penampang elemen L 50.50.5

Ag = 480 mm

ex= ey = 14,0 mm

Ix= Iy = 110000 mm4

rx= ry = 15,1 mm

r min = 9,7 mm

tp = 10 mm

Periksa terhadap tarik

Syarat penempatan baut

Gambar 4.1.18 Pemodelan Jarak Baut

Sumber :Dokumentasi Pribadi CAD2007

S

NuU

e

B

Page 25: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

92

Spesifikasi baut yang digunakan :

Tipe baut : A 307

Diameter : 10,4 mm (1/2”)

Fu : 410 Mpa

Permukaan baut : tanpa ulir pada bidang geser ( r = 0,5 )

Diameter lubang baut (dl) = 10,4 + 1 = 11,4 mm

(Perencanaan Struktur Baja Dengan Methode LRFD, hal 109)

Jarak antar baut

𝑆 > 3 𝑑𝑏

3 𝑑𝑏 = 3 . 11,4 = 34,2 𝑚𝑚

𝑆 < 15 𝑡𝑝

15 𝑡𝑝 = 15. 11 = 165 𝑚𝑚

𝑆 < 200 𝑚𝑚

𝑆 𝑑𝑖𝑎𝑚𝑏𝑖𝑙 45 𝑚𝑚

Jarak baut ke tepi pelat

𝑆 𝑡𝑒𝑝𝑖 > 1,5 𝑑𝑏

1,5 𝑑𝑏 = 1,5 . 11,4 = 17,1 𝑚𝑚

𝑆 𝑡𝑒𝑝𝑖 12 𝑡𝑝

12 𝑡𝑝 = 12. 11 = 132 𝑚𝑚

𝑆 < 150 𝑚𝑚

𝑆 𝑑𝑖𝑎𝑚𝑏𝑖𝑙 30 𝑚𝑚

(pasal13.4.2 dan 13.4.3, SNI 03- 1729- 2002)

Spesifikasi pelat buhul :

Tebal plat : 10 mm

Mutu baja : BJ 37

Fy : 240 Mpa

Fu : 370 Mpa

Luas penampang netto :

Direncanakan menggunakan tipe baut : A 307

baut ukuran 1/2” =10,4 mm satu lajur

n = 1

𝐴𝑛𝑡 = 2. (𝐴𝑔 − 𝑛. 𝑑𝑙. 𝑡𝑝)

Page 26: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

93

𝐴𝑛𝑡 = 2. (960 − 1 . 10,4. 10) = 1712 𝑚𝑚2

(pasal 10.2.1, SNI 03- 1729- 2002)

Luas penampang efektif :

b = lebar penampang profil

L = jarak terjauh kelompok baut

x = eksentrisitas sambungan

Gambar 4.1.19 Pemodelan Letak Baut

Sumber : Dokumentasi Pribadi CAD2007

𝒙 = 𝒆 = 14,0 = 14,0

𝑚𝑚

𝑈 = 1 −𝑥

𝐿 ≤ 0,9

𝑈 = 1 −14,0

45= 0,68

0,68 ≤ 0,90 … … … (𝑂𝐾)

𝐴𝑒 = 𝐴𝑛𝑡. 𝑈 = 1712. 0,68 = 1164,16 𝑚𝑚2

(pasal 10.2, SNI 03- 1729- 2002, hal 70 )

Daya dukung tarik murni

Kondisi leleh

= 0.9

Ag = 2. 480 = 960 mm2

Page 27: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

94

N𝑛 = . 𝐴𝑔 . 𝑓𝑦 = 0,9. 960 . 240 = 207360 𝑁 = 20,74 𝑡𝑜𝑛

- Kondisi fraktur

= 0.75

Ae = 1164,16 mm2

N𝑛 = . 𝐴𝑒 . 𝑓𝑢 = 0,75. 1164,16 . 370 = 323054,4 𝑁 = 32,31 𝑡𝑜𝑛

(persamaan 10.1-2a, SNI 03- 1729- 2002, hal 70)

data sebagai berikut :

1. Kuda - Kuda Utuh K1

Gambar 4.1.20 Kuda-Kuda Utuh

Sumber : Data Pribadi Program SAP2000

Baja yang digunakan Double Angle Shape :

a. Batang Diagonal Luar : 2L 50.50.5

b. Batang Diagonal Dalam : 2L 45.45.5

c. Batang Horisontal : 2L.45.45.5

d. Batang Vertikal : 2L 45.45.5

Beban aksial yang ditimbulkan :

a. Batang Diagonal Luar : 8,9011 ton

b. Batang Diagonal Dalam : 2,4360 ton

c. Batang Horisontal : 4,3866 ton

d. Batang Vertikal : 2,0484 ton

Baut yang digunakan diameter 10,4 tipe A307 fu = 410 mpa

4.1.6.5 Data Perhitungan Baut Kuda-Kuda

Dalam perhitungan kuda-kuda menggunakan Program SAP2000 dan didapat data-

Page 28: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

95

𝑁 𝑔𝑠𝑟 = 𝜙 . 𝑟 . 𝑓𝑢 . 𝑚 . 𝐴 = 0,75(0,5)(410)(2) (𝜋(102)

4) = 24138,75 N

= 2,414 ton

𝑁 𝑔𝑠𝑟 = 𝜙 . 𝑟 . 𝑓𝑢 . 𝑚 . 𝐴 = 0,75(0,5)(410)(2) (𝜋(132)

4) = 40794,49 N

= 4,079 ton

a. Batang Diagonal Luar

8,9011 ton d = 13 mm

𝑛 =8,9011

4,079 = 2,18 (𝑚𝑎𝑘𝑎 𝑑𝑖𝑔𝑢𝑛𝑎𝑘𝑎𝑛 3 𝑏𝑎𝑢𝑡)

b. Batang Diagonal Dalam

2,4360 ton d = 10 mm

𝑛 =2,4360

2,414= 1,01 (𝑚𝑎𝑘𝑎 𝑑𝑖𝑔𝑢𝑛𝑎𝑘𝑎𝑛 2 𝑏𝑎𝑢𝑡)

c. Batang Horisontal

4,3866 ton d = 13 mm

𝑛 =4,3866

4,079= 1,08 (𝑚𝑎𝑘𝑎 𝑑𝑖𝑔𝑢𝑛𝑎𝑘𝑎𝑛 2 𝑏𝑎𝑢𝑡)

d. Batang Vertikal

2,0484 ton d = 10mm

𝑛 =2,0484

2,414= 0,85 (𝑚𝑎𝑘𝑎 𝑑𝑖𝑔𝑢𝑛𝑎𝑘𝑎𝑛 2 𝑏𝑎𝑢𝑡)

Daya dukung geser murni

Gambar 4.1.21 Pemodelan Area Geser

Sumber : Dokumentasi Pribadi CAD2007

Av :Luas penampang kotor geser

S

NuU

Page 29: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

96

Av = (2. (S + U). (tp)) . 2 = (2. (45 + 30). 10). 2 = 3000 mm2

N𝑛 = . 𝐴𝑣. (0,6 . 𝑓𝑢) = 0,75. 3000 . 0,6. 370 = 499500 𝑁 = 49,95 𝑡𝑜𝑛

Daya dukung konbinasi tarik dan geser

Gambar 4.1.22 Pemodelan Area Geser dan Tarik

Sumber : Dokumentasi Pribadi CAD2007

Geser

Anv :Luas penampang bersih geser

Anv = ((S + U) − (1,5. 𝑑𝑙)). tp . 2 = ((45 + 30) − (1,5 . 11,4)). 11. 2

= 1273,8 mm2

N𝑛 = 𝐴𝑛𝑣. (0,6 𝑥 𝑓𝑢) = 1273,8. 0,6. 370 = 282783,6 𝑁 = 28,27 𝑡𝑜𝑛

Tarik

At :Luas penampang kotor tarik

At = ((B − e). tp) . 2 = (50 − 14). 11. 2 = 792 mm2

Ant :Luas penampang bersih tarik

Ant = ((B − e − 0,5. dl). tp) . 2 = (50 − 14,0 − 0,5. 11,4). 11. 2 = 666,6 mm2

N𝑛 = 𝐴𝑛𝑡. 𝑓𝑢 = 666,6 . 370 = 246642 𝑁 = 24,664 𝑡𝑜𝑛

Nn geser > Nn tarik, maka : Geser leleh – Tarik fraktur

SNu

Ue

B

Page 30: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

97

N𝑛 = (0,6. 𝑓𝑦. 𝐴𝑣 + 𝑓𝑢. 𝐴𝑛𝑡)

= 0,75. (0,6. 240. 3000 + 370. 666,6) = 508981𝑁 = 50,898 𝑡𝑜𝑛

(Perencanaan Struktur Baja Dengan Methode LRFD)

Diambil nilai daya dukung batang tarik terkecil

𝑁𝑢 < 𝑁𝑛

8,9011 < 24,664 𝑡𝑜𝑛………(OK)

(𝒑𝒓𝒐𝒇𝒊𝒍 𝟐𝐋 𝟓𝟎. 𝟓𝟎 . 𝟓 𝒂𝒎𝒂𝒏 𝒅𝒂𝒏 𝒅𝒂𝒑𝒂𝒕 𝒅𝒊𝒈𝒖𝒏𝒂𝒌𝒂𝒏)

2. Perhitungan Sambungan

Frame 173

P maks = Nu = 5,0883 ton → hasil output SAP 2000

L bentang =1532,21 mm

Gambar 4.1.23 Diagram of Frame

Sumber : Dokumentasi Pribadi SAP2000

Spesifikasi baut yang digunakan :

Tipe baut : A 307

Diameter : 10,4 mm

Fub : 410 Mpa

Spesifikasi pelat buhul :

Tebal plat : 10 mm

Mutu baja : BJ 37

Fy : 240 Mpa

Page 31: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

98

Fu : 370 Mpa

Tahanan geser baut :

Nilai r untuk baut tanpa ulir pada bidang geser = 0,5

𝜙 𝑉𝑑 = 𝜙 . 𝑟 . 𝑓𝑢𝑏. 𝐴

= 0,75 . 0,5. 410. (1

4. 3,14. 10,42) = 13054,2 N = 1,305 ton

(persamaan 13.2-2, SNI 03-1729-2002, hal 100)

Tahanan tumpu baut :

fu = nilai tegangan tarik putus terendah dari baut dan pelat buhul

𝜙 𝑅𝑑 = 2. 𝜙. 𝑑𝑏. 𝑡𝑝. 𝑓𝑢 = 2. 0,75. 10,4. 10. 410 = 63960 𝑁 = 6,960 𝑡𝑜𝑛

(persamaan 13.2-8, SNI 03-1729-2002, hal 101)

Diambil nilai terkecil dari tahanan geser baut dan tahanan tumpu baut

jumlah baut yang dibutuhkan𝑁𝑢

𝜙 𝑉𝑑=

5,0883

1,305= 3,899 ~ 4 𝑏𝑢𝑎ℎ

jumlah baut minimum 4 buah dipakai = 4 baut

Jarak antar baut

𝑆 > 3 𝑑𝑏

3 𝑑𝑏 = 3 . 10,4 = 31,2 𝑚𝑚

𝑆 < 15 𝑡𝑝

15 𝑡𝑝 = 15. 11 = 165 𝑚𝑚

𝑆 < 200 𝑚𝑚

𝑆 𝑑𝑖𝑎𝑚𝑏𝑖𝑙 45 𝑚𝑚

Jarak baut ke tepi pelat

𝑆 𝑡𝑒𝑝𝑖 > 1,5 𝑑𝑏

1,5 𝑑𝑏 = 1,5 . 10,4 = 15,6 𝑚𝑚

𝑆 𝑡𝑒𝑝𝑖 12 𝑡𝑝

12 𝑡𝑝 = 12. 11 = 132 𝑚𝑚

𝑆 < 150 𝑚𝑚

𝑆 𝑑𝑖𝑎𝑚𝑏𝑖𝑙 30 𝑚𝑚

(pasal13.4.2 dan 13.4.3, SNI 03- 1729- 2002, hal 104)

3. Perhitungan Plat Kopel

Frame 173

Digunakan profil 2 50.50.5

Page 32: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

99

P maks = Nu = 5,0883 ton → hasil output SAP 2000

L bentang =1532,21 mm

Digunakan pelat kopel 9 buah

Jarak antar pelat kopel

𝐿𝑖 =𝐿𝑏

𝑛 − 1

𝐿𝑖 =1532,21

9 − 1= 191 𝑚𝑚

Menghitung tinggi pelat kopel

Digunakan pelat kopel :

Tebal = 10 mm

Lebar = 130 mm

Mutu baja = BJ 37

Fy = 240 Mpa

Fu = 370 Mpa

σ = 160 Mpa

Gambar 4.1.24 Pemodelan Pelat Kopel

Sumber : Dokumentasi Pribadi CAD2007

𝐼𝑥 𝑝𝑒𝑙𝑎𝑡 =1

12𝑡 ℎ3

𝑎 = jarak antar titik pusat massa elemen komponen

𝑎 = 2𝑒 + 𝑗𝑎𝑟𝑎𝑘 𝑎𝑛𝑡𝑎𝑟 𝑝𝑟𝑜𝑓𝑖𝑙 𝐿

𝑎 = 2. 14,0 + 10 = 38 𝑚𝑚

𝐼 min = moment inersia minimal elemen komponen

𝐼 min = 4530000 𝑚𝑚4

Syarat kekakuan pelat kopel

t

b

h

Pelat kopel

b

h pelat

l pelat

t pelat

Page 33: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

100

𝐼𝑥 𝑝𝑒𝑙𝑎𝑡

𝑎≥ 10

𝐼 𝑚𝑖𝑛

𝐿𝑖

(persamaan 9.3.5, SNI 03-1729-2002, hal 59)

1

12𝑡ℎ3 ≥ 10

𝑎. 𝐼 𝑚𝑖𝑛

𝐿𝑖

ℎ ≥ (10.12 𝑎. 𝐼 𝑚𝑖𝑛

𝑡. 𝐿𝑖)

13

ℎ ≥ (120.38. 4530000

10. 191)

13

ℎ ≥ 221,15 𝑚𝑚

Dipakai h = 230 mm

Periksa terhadap geser

Gaya lintang yang dipikul pelat kopel

𝐷𝑢 = 0,02 𝑁𝑢 = 0,02 . 5,0883 = 0,1 ton

Gaya lintang yang dipikul 1 pelat kopel

𝐷 1 𝑝𝑒𝑙𝑎𝑡 = 0,1

9= 0,011 ton

Tahanan geser pelat kopel :

𝜆𝑤 =ℎ

𝑡𝑤

=230

10 = 23 𝑚𝑚

𝐾𝑛 = 5 +5

(𝑎ℎ

)2

= 5 +5

(3823)

2 = 6,831

𝑡𝑤≤ 1,10√

𝐾𝑛 𝐸

𝑓𝑦

(persamaan 8.8-2 , SNI 03-1729-2002, hal 45)

23 ≤ 1,10√6,831 . 200000

240

23 ≤ 82,994 ……… (OK)

Page 34: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

101

Maka tahanan geser nominal pelat:

𝑉𝑛 = 2.0,6. 𝑓𝑦. 𝐴𝑤 = 2. 0,6. 240 .230. 10 = 662400 N = 66,24 ton

(persamaan 8.8-3a , SNI 03-1729-2002, hal 45)

𝐷𝑢 < 𝑉𝑛

0,1 < 0,75. 66,24

0,1 < 49,68 … … … 𝑂𝐾

4. Perhitungan Plat landasan dan Baut Angkur

Tegangan tumpupelat landasan

Mutu beton = fc’ = 25 Mpa

Digunakan tebal pelat = 10 mm

P vertikal maks pada tumpuan

PV Frame 266 = 2,0484 ton = 20087 N → hasil output SAP 2000

P horizontal maks pada tumpuan

PH Frame 265 = 4,3866 ton = 43018 N → hasil output SAP 2000

Menghitung lebar pelat landasan efektif

Gambar 4.1.25 Pemodelan Pelat Landasan

Sumber : Dokumentasi Pribadi CAD2007

Lebar efektif pelat landasan

𝒂 = 2. 14,0 + 10 = 38 𝑚𝑚

σ beton = σ pelat landasan

Page 35: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

102

9 =𝑃ℎ

𝐿 𝑥 𝑎

𝐿 =42532

5 𝑥 38

𝐿 = 223,85 𝑚𝑚

𝐷𝑖𝑝𝑎𝑘𝑎𝑖 𝐿 300 𝑚𝑚

Gambar 4.1.26 Tampak Atas Pelat Landasan

Sumber : Dokumentasi Pribadi CAD2007

Spesifikasi baut yang digunakan :

Tipe baut : A 307

Diameter : 10,4 mm

Fu : 410 Mpa

Periksa terhadap geser baut

𝜙 𝑉𝑑 = 𝜙 . 𝑟 . 𝑓𝑢𝑏. 𝐴 = 0,75 . 0,5. 410. (1

4. 3,14. 10.42) = 13054 N = 1,305 ton

(persamaan 13.2-2, SNI 03-1729-2002, hal 100)

Jumlah baut

jumlah baut yang kebutuhan𝑁𝑢

𝜙 𝑉𝑑=

4,3866

1,305= 3,36 𝑏𝑢𝑎ℎ = 4 baut

a

L pelat

l pelat

Page 36: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

103

Gambar 4.2.1 Rencana Perhitungan Plat Lantai

Sumber : Dokumentasi Pribadi (Progam SAP2000)

1987)

2. SNI 03-2847-2002. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan

Gedung.

3. Kusuma, Gideon. 1993. Dasar-Dasar Perencanaan Beton Bertulang. Penerbit

Erlangga : Jakarta.

4. Sunggono. 1984. Teknik Sipil Penerbit Nova : Bandung.

1. Beton

Mutu Beton = fc 25 Mpa

Berat per unit volume = 2400 Kg/m3

Modulus Elastisitas = 23500 Mpa

Ec = 4700 √𝒇𝒄 4700 √𝟐𝟓 = 23500 Mpa

(SNI-03-2487-2002, pasal 10.5(1), hal 54)

4.2 Perencanaan Struktur Pelat Lantai

4.2.1 Pelat Lantai

4.2.2 Pedoman Perhitungan Pelat Lantai

1. Pedoman Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah dan Gedung 1987 (PPPURG

4.2.3 Perhitungan Pelat Lantai

Data Teknis Pelat Lantai Rencana :

Page 37: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

104

2. Baja Tulangan

Fy = 400 Mpa

Berat per unit volume = 7850 Kg/m3

Modulus elastisitas = 200000 Mpa

3. Dimensi Pelat Lantai

Pada pelat lantai 2 terdiri dari 1 macam ukuran pelat dengan penjelasan sebagai

berikut :

Pelat A1 Lx = 300 cm, Ly = 500 cm

Keterangan : Lx = Sisi bentang pendek

Ly = Sisi bentang panjang

Pelat A1 β = 𝐿𝑦

𝐿𝑥 =

500

300 = 1,667 ≈ 1,8 menggunakan pelat lantai dua arah (two

way slab)

Gambar 4.2.2 Denah Plat Lantai

Sumber : dokumen pribadi (program CAD)

peraturan SNI 03-2847-2002 pasal.11.5 tabel 8. Plat lantai digunakan dua arah,

asumsi :

4.2.4 Menentukan Tebal Pelat Lantai

Tebal pelat minimum yang memenuhi syarat lendutan ditentukan dari

Page 38: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

105

o Panjang balok (hmin) =111⁄ . ly = 1 11⁄ . 6000 = 545,454 mm

h = ≈ 550 mm

o Lebar balok (bmin) = ½ . h = ½ . 550 = 275 mm

b = ≈ 300 mm

Syarat dimensi balok 𝑏

ℎ =

300

550 = 0,545 > 0,3 (OKE)

o Tebal plat asumsi awal (hf) = 120 mm

h = 𝜆𝑛[0,8 +

𝑓𝑦

1500]

36 + 9 . 𝛽 dan ≥ 90 mm

β =𝑙𝑦

𝑙𝑥 =

5000

3000= 1,667

hmin = 5000[0,8 +

240

1500]

36 + 9 . 1,667

=94,112 mm

hmak= 5000[0,8 +

240

1500]

36

= 133,333 mm ≈ 120 mm

β1 = 0,85 (fc’ ≤ 30 Mpa)

Dari hasil perhitungan syarat tebal plat lantai, maka disimpulkan tebal plat lantai

asumsi awal = 120 mm memenuhi syarat hmin = 72,25 mm. Keseluruhan tipe

plat menggunakan tebal h = 120 mm

(spesi) = 1800 Kg/m3

Penutup lantai = 24 Kg/m2

Tebal lantai kerja = 3 cm

Dinding pasangan 1/2bata = 250 Kg/m2

4.2.5 Data Beban yang Bekerja Pada Pelat

4.2.5.1 Beban Mati

Berat jenis beton bertulang = 2400 Kg/m3

Berat jenis Baja = 7850 Kg/m3

Berat jenis lantai kerja

Page 39: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

106

Berat plafond 11+7 = 18 Kg/cm

Berat rolling door = 25 Kg/m2

( PPPURG 1987, hal 5 dan 6 )

1. Beban Mati (WD)

Berat pelat lantai = 2400 x 0,12 = 288 Kg/m2

Berat space lantai = 0,03 x 1800 = 54 Kg/m2

Penutup lantai = 24 Kg/m2

Berat plafon = 18 Kg/m2

Berat rolling door = 25 Kg/m2

= 409 Kg/m2

2. Beban Hidup (WL)

Beban hidup Pasar = 250 Kg/m2

3. Beban Gempa

4. Kombinasi Pembebanan

Wu = 1,2 WD + 1,6 WL

= 1,2 (409) + 1,6 (250)

= 890,9 Kg/m2 8,909 KN/m

2

+

4.2.5.2 Beban Hidup

Bangunan Pasar = 250 Kg/m2

( PPPURG 1987, hal 12 )

4.2.6 Pembebanan

4.2.7 Perhitungan Momen pada Tumpuan dan Lapangan

Penulangan plat model I – 5 dengan skema dari diagram momen penulangan.

Momen penulangan persatuan panjang terhadap beban terbagi rata.Buku Gideon

jilid 4, hal 32.

Page 40: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

107

Penulangan model 1-3

Gambar 4.2.3. Skema Penulangan Plat Model I – 3

Sumber : buku struktur beton bertulang (Gideon Kusuma)

Tabel 4.2.1. Skema Penulangan Plat Model I – 3

Sumber : buku struktur beton bertulang (Gideon Kusuma) hal.30

Page 41: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

108

𝐿𝑦

𝐿𝑥 =

500

300 = 1,667 ≈ 1,8

𝐿𝑦

𝐿𝑥 = 1,8 x = -31

Mtx = 0,001 . Wu . Lx2 . x

Mtx = 0,001 . 8,909. 32 . (-31)

Mtx = -2,485 KN.m

2. Moment lapangan arah x ( 5 )(Mlx)

𝐿𝑦

𝐿𝑥 =

500

300 = 1,667 ≈ 1,8

𝐿𝑦

𝐿𝑥 = 1,8 x = 51

Mlx = 0,001 . Wu . Lx2 . x

Mlx = 0,001 . 8,909. 32. 51

Mlx = 4,089 KN.m

3. Moment tumpuan arah x ( 6 ) (Mtx)

𝐿𝑦

𝐿𝑥 =

500

300 = 1,667 ≈ 1,8

𝐿𝑦

𝐿𝑥 = 1,8 x = -98

Mtx = 0,001 . Wu . Lx2 . x

Mtx = 0,001 . 8,909. 32. -98

Mtx = -7,857 KN.m

4. Moment tumpuan arah y (d ) (Mty)

𝐿𝑦

𝐿𝑥 =

500

300 = 1,667 ≈ 1,8

𝐿𝑦

𝐿𝑥 = 1,8 x = -66

Mty = 0,001 . Wu . Lx2 . x

Mty = 0,001 . 8,909. 32. -66

Mty = -5,291 KN.m

5. Moment lapangan arah y ( b) (Mly)

𝐿𝑦

𝐿𝑥 =

500

300 = 1,667 ≈ 1,8

𝐿𝑦

𝐿𝑥 = 1,8 x = 29

Mly = 0,001 . Wu . Lx2 . x

4.2.7.1 Pelat A1 dengan luasan 500 x 300 cm menggunakan model 1-3

1. Moment tumpuan arah x( 7 )(Mtx)

Page 42: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

109

Mly = 0,001 . 8,909. 32. 29

Mly = 2,325 KN.m

6. Moment tumpuan arah y ( f ) (Mty)

𝐿𝑦

𝐿𝑥 =

500

300 = 1,667 ≈ 1,8

𝐿𝑦

𝐿𝑥 = 1,8 x = -66

Mty = 0,001 . Wu . Lx2 . x

Mty = 0,001 . 8,909. 32. (-66)

Mty = -5,291 KN.m

Perhitungan Memon Secara Manual Dengan Dibantu Program Excel.

Tabel 4.2.2. Momen Plat Yang Dihasilkan

Sumber : Dokumentasi Pribadi (Program Microsoft Exel)

= 12 cm 120 mm

Mutu Beton (fc) = 25 Mpa 250 Kg/cm2

Mutu Baja (fy) = 240Mpa 2400 Kg/cm2

ρmin = 1,4

𝑓𝑦 =

1,4

2400 = 0,00583

(Buku Gideon jilid 1, table 6, hal 51)

Tebal Selimut Beton = p = 20 mm

(Buku Gideon jilid 1, table 3, hal 44)

Diameter tulangan arah x = Ø 10 10 mm

4.2.8 Perhitungan Penulangan Pelat

Tebal Pelat (h)

Page 43: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

110

Tinggi efektif arah x

dx = h – p – ½ ØDx

= 120 – 20 – ½ 10

= 95 mm

Diameter tulangan arah y = Ø 10 10 mm

Tinggi efektif arah y

dx = h – p - ØDx – ½ ØDx

= 120 – 20 – 10 – ½ 10

= 85 mm

Perhitungan tulangan pada interpolasi untuk menentukan ( ρ), sesuai dengan tabel 5.1h,

buku Gideon jilid 4 pada halaman 51. Adapun rumus dalam interpolasi :

𝑀𝑢

𝑏×𝑑2 = A ρ = a

𝑀𝑢

𝑏×𝑑2= X Interpolasi

𝑀𝑢

𝑏×𝑑2= B ρ = b

ρ = a + 𝐗−𝐀

𝟏𝟎𝟎 × (b – a)

4.2.8.1 Tulangan Yang Dihasilkan

Perhitungan tulangan pada plat lantai secara manual dengan dibantu program excel.

Page 44: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

111

Tabel 4.2.3. Penentuan ρ pada Mutu beton f c 25

Sumber : buku struktur beton bertulang (Gideon Kusuma) hal.51

Sedangkan untuk mencari tulangan pada plat lantai dibantu dengan tabel

13a, buku Gideon jilid 1 pada halaman 82.

Tabel 4.2.4. Diameter Batang dalam mm2

per meter lebar Plat

Jarak pusat ke

pusat dalam mm

Diameter dalam mm

6 8 10 12 14 16 19 20

50

75

100

125

150

565

377

283

226

188

1005

670

503

402

335

1571

1047

785

628

524

2262

1508

1131

905

754

3079

2053

1539

1232

1026

4022

2681

2011

1608

1340

5671

3780

2835

2268

1890

6284

4189

3142

2513

2094

Page 45: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

112

175

200

225

250

162

141

126

113

287

251

223

201

449

393

349

314

646

565

503

452

880

770

684

616

1149

1005

894

804

1620

1418

1260

1134

1795

1571

1396

1257

Sumber : buku struktur beton bertulang (Gideon Kusuma)

1. Penulangan Lapangan Arah X

Momen Lapangan (Mlx) = 4,089 KN.m

Mu

𝑏 𝑥 𝑑² =

4,089

1 𝑥 0,095² = 453,050 KN.m

2

(Buku Gideon jilid 4, table 5.1h, hal 51)

Mu

𝑏 𝑥 𝑑² = 400 ρ = 0,0017

Mu

𝑏 𝑥 𝑑² = 453,050 interpolasi

Mu

𝑏 𝑥 𝑑² = 500 ρ = 0,0021

ρ = 0,0017+ 53,050

100 x (0,0021-0,0017)

= 0,001912 ρ < ρmin= 0,00583

As = ρmin x b x dx

= 0,00583x 1000 x 95

= 554 mm2

Didapat dari table 2.2a Tulangan yang dipakai Ø 10 -125 (As = 628 mm2)

(Buku Gideon Beton Seri 4, tabel 2.2a, hal 15)

2. Penulangan Tumpuan Arah X

Momen Lapangan (Mlx) = -7,857 KN.m

Mu

𝑏 𝑥 𝑑² =

−7,857

1 𝑥 0,095² = -870,566 KN.m

2

(Buku Gideon jilid 4, table 5.1h, hal 51)

Mu

𝑏 𝑥 𝑑² = 800 ρ = 0,0034

Mu

𝑏 𝑥 𝑑² = -870,566 interpolasi

Mu

𝑏 𝑥 𝑑² = 900 ρ = 0,0038

ρ = 0,0034 + 70,566

100 x (0,0038-0,0034)

4.2.8.2 Penulangan Luasan Pelat A1 500x 300 cm

Page 46: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

113

= 0,00682 ρ < ρmin= 0,00583

As = ρmin x b x dx

= 0,00583 x 1000 x 95

= 553 mm2

Didapat dari table 2.2a Tulangan yang dipakai Ø 10 -125 (As = 628 mm2)

(Buku Gideon Beton Seri 4, tabel 2.2a, hal 15)

3. Penulangan Lapangan Arah Y

Momen Lapangan (Mly) = 2,325 KN.m

Mu

𝑏 𝑥 𝑑² =

2,325

𝑏 𝑥 0,085² = 321,789 KN.m

2

(Buku Gideon jilid 4, table 5.1h, hal 51)

Mu

𝑏 𝑥 𝑑² = 300 ρ = 0,0013

Mu

𝑏 𝑥 𝑑² =321,789 interpolasi

Mu

𝑏 𝑥 𝑑² = 400 ρ = 0,0017

ρ = 0,0013 + 21,789

100 x (0,0017-0,0013)

= 0,001387 ρ < ρmin= 0,00583

As = ρmin x b x dx

= 0,00583x 1000 x 85

= 496 mm2

Didapat dari table 2.2a Tulangan yang dipakai Ø 10 -150 (As = 524 mm2)

(Buku Gideon Beton Seri 4, tabel 2.2a, hal 15)

4. Penulangan Tumpuan Arah Y

Momen Lapangan (Mly) = -5,291 KN.m

Mu

𝑏 𝑥 𝑑² =

−5,291

𝑏 𝑥 0,085² = -732,367 KN.m

2

(Buku Gideon jilid 4, table 5.1h, hal 51)

Mu

𝑏 𝑥 𝑑² = 700 ρ = 0,0030

Mu

𝑏 𝑥 𝑑² =-732,367 interpolasi

Mu

𝑏 𝑥 𝑑² = 800 ρ = 0,0034

ρ = 0,0030 + 75,96

100 x (0,0034-0,0030)

= 0,00414 ρ < ρmin= 0,00583

Page 47: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

114

As = ρmin x b x dx

= 0,00583x 1000 x 85

= 495 mm2

Didapat dari table 2.2a Tulangan yang dipakai Ø 10 -150 (As = 524 mm2)

(Buku Gideon Beton Seri 4, tabel 2.2a, hal 15)

Page 48: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

115

`

Gambar 4.3.1.Detail Tangga

Syarat kenyamanan:

Syarat kenyamanan yang digunakan menggunakan aturan acuan dimensi dan sudut anak

tangga.Untuk menghasilakan struktur tangga yang nyaman dilalui, maka dimensi tangga

yang digunakan pada konstruksi memakai perkiraan acuan angka dibawah ini :

O = Optrede (langkah tegak ) = 15 cm – 20 cm

A = Antrede (langkah datar ) = 20 cm – 35 cm

Digunakan : o = 16,67 cm

a = 30 cm

2 x o + a = 61-65 ( ideal)

2 x 16,67 + 30 = 63,34 “OK”

Pengecekan kemiringan :

4.3 Perhitungan Tangga

Tangga adalah bagian dari struktur yang berfungsi untuk menghubungkan struktur

bawah dengan struktur atas sehingga mempermudah orang untuk dapat mengakses atau

mobilisasi orang keatas dan kebawah struktur lantai.

4.3.1 Perencanaan Dimensi Tangga

Page 49: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

116

Tg α = 16,67

30 = 0,555

α = 29,03 º

Syarat kemiringan 25º< 29,03 º <45º..... “OK”

Gambar 4.3.2. Dimensi Tangga

Sumber : dokumentasi pribadi (program Autocad)

ℎ′ = ℎ +𝑜

2 . 𝑐𝑜𝑠 ∝ = 15 +

16,67

2 . cos 29,03 = 22,28 𝑐𝑚 = 0,2228 𝑚

Ditetapkan : Tinggi antar lantai = 400 cm

Lebar tangga (l) = 500 cm

Lebar bordes = 150 cm

Panjang bordes = 500 cm

Tebal pelat tangga (ht) = 15 cm

Tebal pelat bordes = 15 cm

Mutu beton (fc) = 25 Mpa

Mutu baja (fy) = 400 Mpa

Optrade(o) = 16,67 cm

Antrede(a) = 30 cm

Kemiringan (α) = 29,03 º

Berat jenis beton = 2400 kg/m3

Tebal spesi = 3 cm

a. Beban Mati ( WD )

16,67

29,03°

4.3.2 Perhitungan Pembebanan Tangga

1. Pelat tangga( h = 0,15 m )

Page 50: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

117

Berat anak tangga =0,15 x 2400 = 360 kg/m2

dan bordes

Penutup lantai =1 x 24 = 24 kg/m2

Spesi (t = 3 cm) = 3 x 21 = 63 kg/m2

Handrill = taksiran = 15 kg/m2

= 462 kg/m2

b. Beban Hidup ( WL )

WL = 250 kg/m2

2000. Beban yang dimasukkan sebagai beban merata (Uniform Shell) dalam

progam SAP 2000, sedangkan tebal pelat akan dihitung otomatis oleh progam

dengan memasukkan angka 1 untuk self weight multipler pada saat pembebanan

(load case). Kombinasi pembebanan yang digunakan adalah :

Keterangan :

DL : dead load (beban mati)

LL : live load (beban hidup)

Gambar 4.3.3. Pemodelan Analisa Struktur Tangga

Sumber : dokumentasi pribadi (program SAP)

1,2 DL + 1,6 LL

4.3.3 Analisa Perhitungan Struktur Tangga

Perhitungan analisa struktur dilakukan menggunakan bantuan progam SAP

Page 51: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

118

Gambar 4.3.4.Diagram Momen Pelat Hasil Analisa (M11)

Sumber : dokumentasi pribadi (program SAP)

Gambar 4.3.5. Diagram Momen Pelat Hasil Analisa (M22)

Sumber : dokumentasi pribadi (program SAP)

Berdasarkan hasil dari analisa progam SAP 2000 didapat :

Tabel 4.3.1. Momen Pelat Tangga Dan Bordes

Jenis

Plat

𝑴𝒎𝒂𝒙𝑴𝟏𝟏 (𝒂𝒓𝒂𝒉 𝒚) 𝑴𝒎𝒂𝒙𝑴𝟐𝟐 (𝒂𝒓𝒂𝒉 𝒙)

Areas 𝑴𝒕𝒖𝒎𝒑. Areas 𝑴𝒍𝒂𝒑. Areas 𝑴𝒕𝒖𝒎𝒑. Areas 𝑴𝒍𝒂𝒑.

Text KN.m Text KN.m Text KN.m Text KN.m

Tangga 53 19,7266 94 16,071 104 26,1533 75 15,623

Page 52: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

119

1. Perhitungan Tulangan Pelat Tangga M11 (arah Y)

Tebal pelat : h = 150 mm

Tebal penutup beton : 𝑝 = 20 mm

Diperkirakan diameter tulangan utama : ∅ = 10 mm

a. PerhitunganTulangan Tumpuan Tangga arah Y :

Mty= 19,7266 kN.m

Tinggi efektif arah sumbu y (dy) = h – 𝑝 –∅ − ½.∅

= 150 – 20 – 10 - ½ . 10

= 112 mm = 0,112 m

𝑀𝑡𝑦

𝑏𝑦.𝑑𝑦2 = 19,7266

1 . 0,115 2 = 1491,6144 kN/m

2

(Menurut tabel 5.1.i Buku Gedeon Jilid 4)

𝑀𝑢

𝑏𝑑2 = 1400→ 𝜌 = 0,0036

𝑀𝑢

𝑏𝑑2 = 1500 → 𝜌 = 0,0039

𝜌𝑖𝑛𝑡 = 0,0036 +1491,6144 − 1400

100× (0,0039 − 0,0036)

= 0,0039

𝛽 = 0,85 – (0,05 (30−30

7) = 0,85

𝜌min = 1,4

𝑓𝑦 =

1,4

400 = 0,0035

𝜌balance = 0,85 𝑓𝑐

𝑓𝑦 𝑥

600

600+𝑓𝑦

= 0,85 .25

400 𝑥

600

600+400

= 0,0319

𝜌max = 0,75 x 𝜌balance

= 0,75 x 0,0319

= 0,0239

Jadi dipakai 𝜌 = 0,0037

Astpy = 𝜌.b.dy

= 0,0039.1000. 115 = 445,607 mm2

( Dipilih tulangan tumpuan ∅ 10-175= 449mm2

> 445,607 mm2 )

b. PerhitunganTulangan Lapangan Tangga arah Y:

Mly=16,071kN.m

Page 53: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

120

Tinggiefektifarahsumbu y (dy) = h – 𝑝 – ∅ – ½.∅

= 150 – 20 – 10 – ½ . 10

= 115 mm

𝑀𝑙𝑦

𝑏𝑦.𝑑𝑦2 =

16,071

1 . 0,1152 = 1215,198 kN/m

2

(Menurut tabel 5.1.i Buku Gedeon Jilid 4)

𝑀𝑢

𝑏𝑑2= 1200 → 𝜌 = 0,0031

𝑀𝑢

𝑏𝑑2 = 1300 → 𝜌 = 0,0034

𝜌𝑖𝑛𝑡 = 0,0031 +1215,198 − 1200

100× (0,0034 − 0,0031)

= 0,0031

𝛽 = 0,85 – (0,05 (30−30

7) = 0,85

𝜌min = 1,4

𝑓𝑦 =

1,4

400 = 0,0035

𝜌balance = 0,85 𝑓𝑐

𝑓𝑦 𝑥

600

600+𝑓𝑦

= 0,85 .25

400 𝑥

600

600+400

= 0,0319

𝜌max = 0,75 x 𝜌balance

= 0,75 x 0,0319

= 0,0239

Jadi dipakai 𝜌min = 0,0035

Alpy = 𝜌.b.d

= 0,0035.1000. 115 = 402,5 mm2

( Dipilih tulangan lapangan ∅ 10 - 175 = 449 mm2

> 402,5 mm2 )

2. Perhitungan Tulangan Pelat Tangga M22 (arah X)

Tebalpelat : h = 150 mm

Tebalpenutupbeton : 𝑝 = 20 mm

Diperkirakan diameter tulanganutama : ∅ = 10 mm

a. Perhitungan Tulangan Tumpuan Tangga Mtx:

Mtx= 26,1533 kN.m

Tinggi efektif arah sumbu x (dx) = h – 𝑝 – ½.∅

= 150 – 20 – ½ . 10

Page 54: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

121

= 125 mm = 0,125 m

𝑀𝑡𝑥

𝑏𝑥.𝑑𝑥2 =

26,1533

1 . 0,1252 = 1673,811 kN/m

2

(Menurut tabel 5.1.i Buku Gedeon Jilid 4)

𝑀𝑢

𝑏𝑑2 = 1600 → 𝜌 = 0,0042

𝑀𝑢

𝑏𝑑2 = 1700 → 𝜌 = 0,0044

𝜌𝑖𝑛𝑡 = 0,0042 +73,811

100× (0,0044 − 0,0042)

= 0,0043

𝛽 = 0,85 – (0,05 (30−30

7) = 0,85

𝜌min = 1,4

𝑓𝑦 =

1,4

400 = 0,0035

𝜌balance = 0,85 𝑓𝑐

𝑓𝑦 𝑥

600

600+𝑓𝑦

= 0,85 .25

400 𝑥

600

600+400

= 0,0319

𝜌max = 0,75 x 𝜌balance

= 0,75 x 0,0319

= 0,0239

Jadi dipakai 𝜌 = 0,0043

Atpx= 𝜌.b.d

= 0,0043 .1000. 125 = 543 mm2

( Dipilih tulangan lapangan ∅10 - 125 = 628 mm2

> 543 mm2 )

b. Perhitungan Tulangan Lapangan Tangga Mlx:

Mlx= 15,623 kN.m

Tinggi efektif arah sumbu x (dx) = h – 𝑝– ½.∅

= 150 – 20 – ½ . 10

= 125 mm = 0,125 m

𝑀𝑙𝑥

𝑏𝑥.𝑑𝑥2 = 15,623

1 . 0,1252 = 999,872 kN/m2

(Menurut tabel 5.1.c Buku Gedeon Jilid 4)

𝑀𝑢

𝑏𝑑2 = 900 → 𝜌 = 0,0023

𝑀𝑢

𝑏𝑑2 = 1000 → 𝜌 = 0,0026

Page 55: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

122

𝜌𝑖𝑛𝑡 = 0,0023 +99,872

100× (0,0026 − 0,0023)

= 0,0026

𝛽 = 0,85 – (0,05 (30−30

7) = 0,85

𝜌min = 1,4

𝑓𝑦 =

1,4

400 = 0,0035

𝜌balance = 0,85 𝑓𝑐

𝑓𝑦 𝑥

600

600+𝑓𝑦

= 0,85 .25

400 𝑥

600

600+400

= 0,0319

𝜌max = 0,75 x 𝜌balance

= 0,75 x 0,0319

= 0,0239

Jadi dipakai 𝜌min = 0,0035

Alapx= 𝜌.b.d

= 0,0035 .1000. 125 = 437,5 mm2

( Dipilih tulangan lapangan ∅10 - 175 = 449 mm2

> 437,5 mm2 )

3. Rekap Perhitungan Tulangan Pelat Tangga dan Bordes

Selanjutnya rekap tulangan dari hasil perhitungan pelat tangga dan pelat bordes

disajikan dalam bentuk tabel 4.3.2 dibawah ini :

Tabel 4.3.2 Daftar Tulangan Pelat Tangga dan Bordes

Jenis Pelat

Tangga

Posisi

Tulangan

As Hitungan

(mm2)

Tulangan As Tulangan

(mm2)

Pelat Tangga

Dan bordes

Ty 445,607 ∅10-175 449

Ly 402,5 ∅10-175 449

Tx 543 ∅10-125 628

Lx 437,5 ∅10-175 449

Page 56: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

123

Data-data ini diambil dari escalator Goldstar (lampiran).

Adapun data-data tersebut adalah :

Direncanakan tinggi 4 meter.

Pemakaian pada pusat pertokoan untuk kapasitas 6000 orang/jam.

Dipilih tipe escalator 800 (32”) dengan spesifikasi sebagai

berikut :

a. Lebar nominal : 800 mm (32”)

b. Lebar langkah : 604 mm (1-11 ¾ )

c. Kapasitas : 6000 orang/jam

d. Kecepatan : 30 m/ menit (100ft/menit)

e. Sudut kemiringan : 30o

f. Sumber listrik : AC 60/50 Hz, 200-400 V

g. Motor : 3 phasa ( motor induksi )

h. Sistem operasi : dengan switch /tombol tekan,dan sistem pembalik

Gambar 4.4.1 Sketsa rencana escalator

(Sumber : http://digilib.mercubuana.ac.id/manager/n!@file_skripsi/files744285512624)

4.4 Perhitungan Escalator

4.4.1 Data-Data Umum

4.4.2 Sketsa Rencana Escalator

Page 57: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

124

Dari gambar, akan didapat ukuran-ukuran sebagai berikut :

R1 = 0,64 H + 2,1 = ( 0,64 x 4 ) + 2,1 = 4,66 m

R2 = 0,64 H + 1,5 = ( 0,64 x 4 ) + 1,5 = 4,06 m

R3 = 0

= 2300 mm = 2,3 m

= 1350 mm = 1,35 m

= 1700 mm =1,7 m

= 1700 mm =1,7 m

= 2280 mm = 2,28 m

= 1010 mm = 1,01 m

Gambar 4.4.2 Sketsa rencana step dan sproket

Dari gambar terlihat bahwa daerah kerja atau working poin dalam arah horizontal

adalah sebesar :

a = √3.H

= √3 x 4 a = 6,928 m

Panjang lintasan adalah :

I = 𝐻

𝑆𝑖𝑛 30° =

4

𝑆𝑖𝑛 30°

= 8 m

4.4.3 Sketsa Rencana Step dan Sproket

Page 58: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

125

sebelumnya, dapat dimulai untuk mengkalkulasikan total jarak yang ditempuh tangga

dan jumlah step- yang dibutuhkan.

a. Total jarak yang ditempuh (S)

S = ( I + 𝐶

2 +

𝐷

2 +

𝐷𝑆

2 ) X 2

Rumus diatas berdasarkan jarak tempuh rantai, dimana :

I = panjang lintasan = 8 m

C = Panjang lintasan bagian bawah = 1,35 m

D = panjang lintasan bagian atas = 1,7 m

Dѕ = keliling diameter sprocket = 2πR

= 2 x 3,14 x 0,617 = 3,8 m

Maka :

S = ( 8+ 1,35

2 +

1,7

2 +

3,8

2 ) X 2

S = 22,85 m

Gambar 4.4.3 Jarak pergeseran tetap

4.4.4 Berat Escalator

Untuk mengkalkulasikan berat digunakan data-data yang telah ditentukan

4.4.5 Jumlah step yang dibutuhkan ( Stp )

Page 59: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

126

L = 3202 + 200

2

L = 380 mm

Maka jumlah step yang dibutuhan adalah :

(Rumus berdasarkan segi tiga phitagoras dan perbandingan jarak)

Stp = 𝑆

𝐿

= 22,85

0,380

= 60 step

Pada kenyataannya ada 56 step, sehingga ada kesalahan perhitungan dari total

jarak tempuh rantai. Untuk selanjutnya perhitungan didasarkan pada jumlah 56 step.

1. Berat total step ( Wtotal )

Untuk masing-masing step diasumsikan mempunyai berat Wst = 25 N

Maka berat total step adalah :

Wtotal = Stp x Wst

= 56 x 25

= 1400 N

2. Berat penumpang ( Wp )

Untuk satu kali lintasan, jumlah step 23.

Kapasitas penumpang 60 orang :

a. untuk setiap step 2 orang dewasa ( @ 75 N ), maka jumlah step x 2 = 23 x 2

= 46

Wp2 = 46 x 75 = 3450 N

b. Sisa dari kapasitas adalah jumlah anak-anak 60 – 46 = 14 orang

Jadi ada 14 orang anak ( @ 20 N ), Wp1 = 14 x 20 = 280 N

Maka berat total penumpang Wp

Wp = Wp1 + Wp2

= 280 + 3450

= 3730 N

3. Berat Handrail ( WH )

Data untuk handrail ini tidak ada,sehingga penulis mengasumsikan berat

keseluruhan 1 ( satu ) unit adalah

Page 60: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

127

4. W Berat rantai ( Wc )

Untuk pemilihan rantai diambil kekuatan tarik yang basar dan jarak yang tidak

terlalu panjang, untuk jaminan kekuatan sambungan.

H = 180 N

Dipilih tipe HC120040 (lihat gambar 3.4 dan tabel 3.1)

Gambar 4.4.4 Ukuran rantai

Tabel 4.4.1 Ukuran - ukuran rantai[6]

(Sumber : http://digilib.mercubuana.ac.id/manager/n!@file_skripsi/files744285512624)

Page 61: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

128

Tabel 4.4.2 Ukuran – ukuran rantai

(Sumber : http://digilib.mercubuana.ac.id/manager/n!@file_skripsi/files744285512624)

Dari tabel maka didapat data-data sebagai berikut :

1. Pitch P = 101,6 mm

2. Berat rata-rata = 3,96 kg/m

3. Kekuatan tarik rata-rata = 5400

4. Roller ; diameter = 47,6 mm

Tebal = 17,8

5. lebar antara roller link dengan plat W = 19,1 mm

6. Lebar antara pin link dengan plat X = 32,8 mm

7. Bushing B = 23,6 m

Untuk berat total rantai adalah :

Wc = Jarak tempuh rantai (m) x berat rantai (N/m³)

= 22,85 x 5,9 = 135 N/m3

5. Berat Sproket ( W sp total )

Didalam mekanisme escalatror ini dibedakan macam sproket menurut fungsinya :

1. Sproket (Sp1) yang berada pada Reducer dan berpungsi sebagai penggerak.

2. Sproket (Sp2) adalah sproket yang digerakkan oleh sproket (Sp1).

3. Sproket (Sp3) dan (Sp4) sebagai penggerak rantai dan step, bugitu pula

dengan sproket yang digerakkan oleh Sp3 dan Sp4 yaitu Sp5 dan Sp6.

Semua keterangan mengenai sproket diatas dapat dilihat mekanismenya pada gambar

4.4.5.

Page 62: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

129

Gambar 4.4.5 Mekanisme Sistem Penggerak

Pada sproket-sproket diatas, Sp1 tidak perlu dihitung beratnya, karena tidak

ditumpu oleh frame ataupun menambah beban bagi motor (sangat kecil sehingga

dapat diabaikan). Selanjutnya didalam perhitungan berat sproket diameter yang

dipakai adalah diameter kepala.

Diameter sproket dapat dilihat pembahasannya pada perhitungan mekanisme

penggerak.

Diketahui :

Berat jenis bahan ∂ = 7833 N/m³

Tebal sproket = 16 mm = 0,016 m

Diameter sproket Dsp² = 0,597 m

Rumus berat sproket (massa)

Wsp2 = 𝜋

4 x D

2 x t x ∂

a. berat sproket Sp2 = Wsp2

Wsp2 = 3,14

4 x (0,592)

2 x 0,016 x 7833

Wsp2 = 35,1 N

b. Untuk diameter kepala dari sproket penggerak step

Sp3 = Sp4 = Sp5 = Sp6 = 670mm = 0,67 m

Tebal sproket t = 17 mm = 0,017 m

Wsp = 4x ( 𝜋

4 x D

2 x t x ∂ )

Page 63: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

130

Wsp = 4x ( 3,14

4 x (0,67)

2 x 0,017 x 7833 )

Wsp = 187,7 N

Sehingga berat total sproket sebesar

Wsp total = Wsp2 + Wsp

= 35,1 + 187,7

Wsp total = 222,8 N

Maka berat total dari seluruh sistem adalah :

1. Berat step Wst = 1400 N

2. Berat penumpang Wp = 3730 N

3. Berat handrain WH = 180 N

4. Berat rantai Wc = 135 N

5. Berat sproket = 222,8 N +

Berat Total Wtotal = 5667,8 N

Untuk kesalahan perhitungan serta gesekan-gesekan yang menimbulkan

kerugian-kerugian, maka :

W = ( Wtotal x 5% ) + Wtotal

= ( 5667,8 x 5% ) + 5667,8

= 5951,2 N

Gambar 4.4.6 Beban Pada Frema

Dari perhitungan berat total diatas, diasumsikan sebagai beban yang merata,

sehingga W = 5951,2 N

4.4.6 PEMILIHAN FRAME

Page 64: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

131

Beban merata ini q = 5951,2

8 = 744 N/m

3

Beban yang dimasukan dalam perhitungan SAP 2000 adalah 5951,2

2 = 2975,6 N/m

3

Setelah data pembebanan escalator dimasukkan ke dalam SAP2000 didapat

hasil bahwa dengan balok ukuran B2 25 x 50 cm dan Ba1 25 x 40 aman dalam

menahan beban eskalator tersebut.

Page 65: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

132

Ketahanan Gempa untuk Rumah dan Gedung (SNI-1726-2012).Analisis struktur terhadap

beban gempa pada gedung dilakukan dengan metode analisis respon spektrum.Berdasarkan

parameter respons percepatan perioda pendek (SDS) dan perioda 1 detik (SD1), bangunan

gedung termasuk dalam Kriteria Desain Seismik (KDS) D, sehingga sistem penahan gaya

gempa yang diijinkan adalah Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK).

lintang -6.971729 (S) dan bujur 110.424142 (E).

Gambar 4.5.1 Peta Koordinat Lokasi Pasar Johar Semarang

(Sumber: Google Maps, 2017)

Johar Semarang termasuk dalam kategori II.

4.5 Beban Gempa

4.5.1 Perhitungan Gempa

Analisis struktur terhadap beban gempa mengacu pada Standar Perencanaan

4.5.2 Perencanaan Beban Gempa

4.5.2.1 Menentukan Lokasi Bangunan

Berdasarkan pada peta Google Maps, Gedung Pasar Johar Semarang terletak pada

4.5.2.2 Menentukan Kategori Resiko Struktur Bangunan (I-IV)

Berdasarkan kategori resiko bangunan pada SNI 03-1726-2012, Gedung Pasar

Page 66: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

133

Tabel 4.5.1 Kategori Resiko ,Gedung Pasar Johar Semarang

Pemanfaatan Kategori

Resiko

Gedung dan non gedung yang memiliki risiko rendah terhadap

jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan, termasuk, tapi tidak

dibatasi untuk, antara lain :

- Fasilitas pertanian, perkebunan, pertemuan, dan perikanan

- Fasilitas sementara

- Gudang penyimpanan

- Rumah jaga dan struktur kecil lainnya

I

Semua gedung dan struktur lain, kecuali yang termasuk dalam

kategori risiko I,II,II,IV, termasuk, tapi tidak dibatasi untuk :

- Perumahan

- Rumah toko dan rumah kantor

- Pasar

- Gedung perkantoran

- Gedung apartemen / rumah susun

- Pusat perbelanjaan / mall

- Bangunan Industri

- Fasilitas manufaktur

- Pabrik

II

Gedung dan non gedung yang dimiliki risiko ini tinggi

terhadap jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan, termasuk,

tapi tidak dibatasi untuk :

- Bioskop

- Gedung pertemuan

- Stadion

- Fasilitas kesehatan yang tidak memiliki unit bedah dan unit

gawat darurat

- Fasilitas penitipan anak

- Penjara

- Bangunan untuk orang jompo

III

Page 67: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

134

Gedung dan non gedung, yang tidak termasuk kedalam

kategori IV, yang memiliki potensi untuk menyebabkan

dampak eonomi yang besar dan / atau gangguan massal

terhadap kehidupan masyarakat sehari-hari bila terjadi

kegagalan, termasuk, tapi tidak dibatasi untuk :

- Pusat pembangkit listrik biasa

- Fasilitas penanganan air

- Fasilitas penanganan limbah

- Pusat telekomunikasi

Gedung dan non gedung yang tidak termasuk dalam kategori

risiko IV, ( termasuk tetapi tidak dibatasi untuk fasilitas

manufaktur, proses, penanganan, penyimpanan, penggunaan,

atau tempat pembuangan bahan bakar berbahaya, bahan kimia

berbahaya, limbah berbahaya, atau bahan yang mudah

meledak) yang mengandung bahan beracun atau peledak di

mana jumlah kandungan bahannya melebihi nilai batas yang

disyaratkan oleh instansi yang berwenang dan cukup

menimbulkan bahaya bagi masyarakat jika terjadi kebocoran.

Gedung dan non gedung yang ditunjukan sebagai fasilitas

yang penting, termasuk tetapi tidak dibatasi untuk :

- Bangunan-bangunan monumental

- Gedung sekolah dan fasilitas pendidikan

- Rumah sakit dan fasilitas kesehatan lainnya yang memiliki

fassilitas bedah dan unit gawat darurat

- Fasilitas pemadam kebakaran, ambulans, dan kantor polisi,

serta garasi kendaraan darurat

- Tempat perlindungan terhadap gempa bumi, angin badai,

dan tempat perlindungan darurat lainnya

- Fasiltas kesiapan darurat, komunikasi, pusat operasi dan

fasilitas lainnya untuk tanggap darurat

- Pusat pembangkit energi dan fasilitas publik lainnya yang

dibutuhkan saat keadaan darurat

- Struktur tambahan (termasuk menara telekomunikasi,

IV

Page 68: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

135

(Sumber: Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk

Struktur Bangunan Gedung SNI 1726:2012)

gempa (Ie), Gedung Pasar Johar Semarang didapat Ie = 1,0

Tabel 4.5.2 Hubungan Kategori Resiko dengan Faktor Keutamaan Gempa (Ie) Pasar

Johar Semarang

Kategori resiko Faktor keutamaan gempa, Ie

I atau II 1,0

III 1,25

IV 1,5

(Sumber: Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk

Struktur Bangunan Gedung SNI 1726:2012)

Tabel 4.5.3 Data yang diperlukan untuk menghitung respon spectrum

Variabel Nilai Jenis Tanah

PGA (g) 0.442

Tanah Lunak

SS (g) 0.985

S1 (g) 0.333

CRS 0.888

CR1 0

tangki penyimpanan bahan bakar, menara pendingin,

struktur stasiun listrik, tangki air pemadam kebakaran atau

struktur rumah atau struktur pendukung air mineral atau

peralatan pemadam kebakaran) yang disyaratkan untuk

beroperasi pada saat keadaan darurat

Gedung dan non gedung yang dibutuhkan untuk

mempertahankan fungsi struktur bangunan lain yang masuk ke

dalam kategori risiko IV.

4.5.2.3 Menentukan Faktor Keutamaan Gempa (Ie)

Dengan menghubungkan kategori resiko bangunan dengan faktor keutamaan

4.5.2.4 MenentukanParameter Percepatan Gempa (SS dan S1)

Berdasarkan dari gambar respon spektra pada Tabel 4.3.3, Gambar 4.3.1dan

Gambar 4.5.2 didapat nilai parameter Ss dan S1, dimana parameter Ss (percepatan batuan

dasar pada perioda pendek) dan parameter S1(percepatan batuan dasar pada perioda 1

detik) : Ss = 0,985 g dan S1 = 0,333 g.

Page 69: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

136

FPGA 0.9

FA 0.918

FV 2.670

PSA (g) 0.398

SMS (g) 0.904

SM1 (g) 0.888

SDS (g) 0.603

SD1 (g) 0.592

T0 (detik) 0.196

TS (detik) 0.982 (Sumber: http://www.pu.go.id/desain_spektra_indonesia_2011)

Gambar 4.5.2 Respons Spektra Percepatan Pendek yaitu Percepatan 0,2 Detik

Gedung Pasar Johar Semarang

(Sumber:http://puskim.pu.go.id/aplikasi/desain_spektra_indonesia_2011/)

Gambar 4.5.3 Respons Spektra Percepatan Pendek yaitu Percepatan 1 Gedung

Pasar Johar Semarang

(Sumber: http://puskim.pu.go.id/aplikasi/desain_spektra_indonesia_2011/)

Page 70: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

137

menguji nilai penetrasi standar rata-rata.N Profil tanah yang mengandung beberapa lapisan

tanah dan/atau batuan yang nyata berbeda, harus dibagi menjadi lapisan-lapisan yang

diberi nomor ke-1 sampai ke- n dari atas ke bawah, sehingga ada total N-lapisan tanah

yang berbeda pada lapisan 30 m paling atas tersebut. Nilai N̅ untuk lapisan tanah 30 m

paling atas ditentukan sesuai dengan perumusan berikut :

N̅=∑ ti

ni

∑ tiNi

⁄ni=1

ti = tebal setiap lapisan antara kedalaman 0 sampai 30 meter;

Ni = tahanan penetrasi standar 60 persen energi (N60) yang terukur langsung di

lapangan tanpa koreksi.

Berdasarkan hasil uji tanah di lapangan pada September 2016, berikut adalah hasil

uji nilai penetrasi standar rata-rata di lokasi Pasar Johar Semarang.

Tabel 4.5.4 Nilai Tes Penetrasi Standar Rata-rata (N) Log No. DB1

No. t (m) N t/N

1 0,00 - 2,00 12 0,1667

2 2,50 - 4,00 11 0,1364

3 4,50 - 6,00 2 0,75

4 6,50 - 8,00 2 0,75

5 8,50 - 10,00 2 0,75

6 10,50 - 12,00 2 0,75

7 12,50 - 14,00 2 0,75

8 14,50 - 16,00 7 0,2143

9 16,50 - 18,00 3 0,5

10 18,50 - 20,00 5 0,3

11 20,50 - 22,00 20 0,075

12 22,50 - 24,00 23 0,065

Jumlah 24,00 5,2074

(Sumber: Standard Penetrasi Test bore Log)

N̅=24,00

𝟓, 𝟐𝟎𝟕𝟒

= 4,6088

4.5.2.5 MenentukanKelas Situs (SA-SF)

Untuk menentukan klasifikasi kelas situs tanah lokal, maka dapat dilakukan dengan

Page 71: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

138

Tabel 4.5.5 Hubungan Parameter Kemampuan Tanah dengan

Klasifikasi Situs Gedung Pasar Johar Semarang

Kelas situs vs(m/detik) NAtauNch su(kPa)

SA (Batuan Keras) >1500 N/A N/A

SB (Batuan) 750 – 1500 N/A N/A

SC (Tanah keras, sangat

padat dan batuan lunak)

350 – 750 >50 >100

SD (Tanah sedang) 175 – 350 15 – 50 50 - 100

SE (tanah lunak) <175 <15 <50

Atau setiap profil tanah yang mengandung lebih dari

3 m tanah dengan karateristik sebagai berikut :

1. Indeks plastisitas, PI > 20,

2. Kadar air, w > 40%

3. Kuat geser niralir su <25 kPa

SF (Tanah khusus, yang

membutuhkan

investigasi geoteknik

spesifik dan analisis

respons spesifik situs)

Setiap profil lapisan tanah yang memiliki salah satu

atau lebih dari karakteristik berikut:

- Rawan dan berpotensi gagal atau runtuh akibat

beban gempa seperti mudah likuifaksi, lempung

sangat sensitif, tanah tersementasi lemah

- Lempung sangat organik dan/atau gambut

(ketebalan H > 3 m)

- Lempung berplastisitas sangat tinggi (ketebalan H

> 7,5 m dengan Indeks Plasitisitas PI > 75)

Lapisan lempung lunak/setengah teguh dengan

ketebalan H > 35 m dengan su < kPa

Berdasarkan klafisikasi situs diatas, untuk kedalaman 30 meter dengan nilai

Standard Penetrasi Test( N ̅̅ ̅) = 4,6088 berada pada nilai(N ̅̅ ̅) = <15 maka tanah dilokasi

tersebut termasuk kelas situs SE (tanah lunak).

diperlukan suatu faktor amplifikasi seismik pada perioda 0,2 detik dan perioda 1 detik.

Faktor amplifikasi meliputi faktor amplifikasi getaran terkait percepatan pada getaran

4.5.2.6 MenentukanKoefisien-Koefisien Situs dan Parameter-Parameter Respon

Spektral Percepatan Gempa Maksimum yang diperhitungkan Resiko

Tertarget (MCER)

Untuk penentuan respons spektral percepatan gempa MCER di permukaan tanah,

Page 72: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

139

perioda pendek (01) dan faktor amplifikasi terkait percepatan yang mewakili getaran

perioda 1 detik (02):

SMS = Fa SS

SM1 = Fv S1

Kemudian dengan didapat nilai SMS, SM1 langkah selanjutnya adalah mencari harga

SDS , SD1menggunakan rumus empiris sebagai berikut:

SDS = 2/3 SMS

SD1 = 2/3 SM1

Tabel 4.5.6 Koefisien Situs, Fa, Gedung Pasar Johar Semarang

Kelas Situs

Ss (Percepatan Respons Spektra Periode pendek,

T = 0,2 detik)

Ss < 0,25 Ss = 0,5 Ss = 0,75 Ss = 1 Ss > 1,25

SA 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8

SB 1 1 1 1 1

SC 1,2 1,2 1,1 1 1

SD 1,6 1,4 1,2 1.1 1

SE 2,5 1,7 1,2 0,9 0,9

SF

(Sumber: Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk

Struktur Bangunan Gedung SNI 1726:2012)

Tabel 4.5.7 Koefisien Situs, Fv, Gedung Pasar Johar Semarang

Kelas Situs

Ss (Percepatan Respons Spektra Periode pendek,

T = 1 detik)

S1< 0,1 S1 = 0,2 S1 = 0,3 S1 = 0,4 S1> 0,5

SA 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8

SB 1 1 1 1 1

SC 1,7 1,6 1,5 1,4 1,3

SD 2,4 2 1,8 1,6 1,5

SE 3,5 3,2 2,6 2,4 2,4

SF

(Sumber: Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk

Struktur Bangunan Gedung SNI 1726:2012)

Page 73: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

140

Maka untuk SS = 0,985 g dan S1 = 0,333 g, diperoleh nilai Fad an Fv (interpolasi):

Fa = 0,900

Fv = 2,414

Sehingga dapat dicari SMS dan SM1:

SMS = Fa SS

= 0,900 x 0,985 = 0,887 g

SM1 = Fv S1

= 2,414 x 0,333 = 0,804 g

Maka, selanjutnya menghitung SDS dan SD1:

SDS = 2/3 SMS

= 2/3 x 0,887 = 0,591 g

SD1 = 2/3 SM1

= 2/3 x 0,804 = 0,536 g

dari spesifik situs tidak digunakan, maka kurva sprektrum respons desain harus

dikembangkan dengan mengacu pada gambar sprektrum respon gempa desain dan

ketentuan dibawah ini:

T0 = 0,2 SD1

SDS Ts =

SD1

SDS

= 0,2 0,592

0,603 =

0,592

0,603

= 0,196 detik = 0,982 detik

Dalam menentukan periode fundamental struktur T dapat diperoleh dari hasil analisis

struktur yang akan ditinjau. Namun SNI Gempa 2012 memberi persyaratan bahwa periode

fundamental yang akan dipakai sebagai perhitungan tidak boleh melebihi dari batas atas

periode fundamental pendekatan yang mana nilainya adalah perkalian dari koefisien

periode batas atas (Cu) dengan periode pendekatan (Ta). Untuk memudahkan pelaksanaan,

periode alami fundamental T ini boleh langsung digunakan periode pendekatan Ta.

Periode pendekatan ditentukan berdasarkan Persamaanberikut ini:

Ta = Ct .hnx

4.5.2.7 Menentukan Spektrum Respon Desain, Sa

Bila sprektrum respons desain diperlukan oleh tata cara ini dan prosedu gerak tanah

Page 74: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

141

Tabel 4.5.8 Koefisien Batas Atas Periode, Gedung Pasar Johar Semarang Semarang

SD1 Koefisien Cu

> 0.4 1.4

0.3 1.4

0.2 1.5

0.15 1.6

< 0.1 1.7

(Sumber: Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk

Struktur Bangunan Gedung SNI 1726:2012)

Tabel 4.5.9 Nilai ParameterPeriodePendekatan Ct Dan x, Gedung Pasar Johar

Semarang

Tipe Struktur Ct x

Sistem rangka pemikul momen di mana rangka memikul 100 persen

gaya gempa yang disyaratkan dan tidak dilingkupi atau

dihubungkan dengan komponen yang lebih kaku dan akan

mencegah rangka dari defleksi jika dikenai gaya gempa:

Rangka baja pemikul momen 0.0724 0.8

Rangka beton pemikul momen 0.0466 0.9

Rangka baja dengan bresing eksentris 0.0731 0.75

Rangka baja dengan bresing

terkekang terhadap tekuk 0.0731 0.75

Semua sistem struktur lainnya 0.0488 0.75

(Sumber: Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk

Struktur Bangunan Gedung SNI 1726:2012)

Ta = Ct . hnx

= 0,0466 x 29,75 0,9

= 0,987 detik

Dengan nilai SD1= 0,536 g, maka didapat koefisien Cu = 1,4

T maks = Cu . Ta

= 1,4 x 0,987

= 1,382 detik

Page 75: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

142

Gambar 4.5.4 Spektrum Respon Desain SNI 03-1726-2012

(Sumber: Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk

Struktur Bangunan Gedung SNI 1726:2012)

a. Untuk perioda yang lebih kecil dari To, spektrum respons percepatan

desain,Saharus diambil dari persamaan:

Sa = SDS (0,4 + 0,6𝑇

𝑇𝑂)

= 0,603 (0,4 + 0,60,1

0,196 )

= 0,426

b. Untuk perioda lebih besar dari atau sama dengan T0; dan lebih kecil dari atau

sama denganTs, spektrum respons percepatan desain, Sa, sama dengan SDS

c. Untuk perioda lebih besar dari Ts. Maka, spektrum respons percepatan desain, Sa

, diambil berdasarkan persamaan:

Sa =𝑆𝐷1

𝑇

= 0,592

2,026= 0,2922

Page 76: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

143

Tabel 4.5.10 Spektrum Respon Desain Gedung Pasar Johar Semarang

T (detik) T(detik)2 SA (g)

0 0 0.241

T0 0.192 0.603

TS 0.982 0.603

TS+0.1 1.082 0.547

TS+0.2 1.182 0.501

TS+0.3 1.282 0.462

TS+0.4 1.382 0.428

TS+0.5 1.482 0.399

TS+0.6 1.582 0.374

TS+0.7 1.682 0.352

TS+0.8 1.782 0.332

TS+0.9 1.882 0.315

TS+1 1.982 0.299

TS+1.1 2.082 0.284

TS+1.2 2.182 0.271

TS+1.3 2.282 0.259

TS+1.4 2.382 0.248

TS+1.5 2.482 0.238

TS+1.6 2.582 0.229

TS+1.7 2.682 0.221

TS+1.8 2.782 0.213

TS+1.9 2.882 0.205

TS+2 2.982 0.198

TS+2.1 3.082 0.192

TS+2.2 3.182 0.186

TS+2.3 3.282 0.180

TS+2.4 3.382 0.175

TS+2.5 3.482 0.170

TS+2.6 3.586 0.165

Page 77: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

144

TS+2.7 3.686 0.161

TS+2.8 3.786 0.157

TS+2.9 3.886 0.152

4 4 0.149

(Sumber: http://puskim.pu.go.id/Aplikasi/desain_spektra_indonesia_2011/)

Gambar 4.5.5 Spektrum Respon Desain Detik Gedung Pasar Johar Semarang

(Sumber: http://puskim.pu.go.id/Aplikasi/desain_spektra_indonesia_2011/)

mengikuti ketentuan seperti berikut:

a. Struktur dengan kategori resiko I, II, atau III dengan nilai S1> 0,75 harus

ditetapkan sebagi struktur dengan Kategori Desain Seismik E.

b. Struktur dengan kategori resiko IV dengan nilai S1> 0,75 harus ditetapkan sebagi

struktur dengan Kategori Desain Seismik F.

c. Struktur yang memiliki ketentuan diluar ketentuan tersebut, jenis Kategori

Desain Seismiknya ditetapkan berdasarkan hubungan nilai SDS dan SD1 terhadap

Kategori Resiko Gedung.

4.5.2.8 MenentukanKategori Desain Seismik (KDS)

Struktur harus ditetapkan memiliki suatu Kategori Desain Seismik (KDS) yang

Page 78: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

145

Tabel 4.5.11 Kategori Desain Seismik berdasarkan Parameter Respons

Percepatan pada Periode Pendek, Detik Gedung Pasar Johar Semarang

Nilai SDS Kategori Resiko

I II III IV

SDS< 0,167 A A A A

0,167< SDS< 0,33 B B B C

0,33 < SDS< 0,5 C C C D

SDS> 0,5 D D D D

(Sumber: Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk

Struktur Bangunan Gedung SNI 1726:2012)

Tabel 4.5.12 Kategori Desain Seismik berdasarkan Parameter Respons

Percepatan pada Periode 1 Detik Gedung Pasar Johar Semarang

Nilai SD1 Kategori Resiko

I II III IV

SD1< 0,067 A A A A

0,067< SD1< 0,133 B B B C

0,133 < SD1< 0,2 C C C D

SD1> 0,2 D D D D

(Sumber: Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk

Struktur Bangunan Gedung SNI 1726:2012)

Nilai,

SDS = 0,603 (SDS > 0,5) = Kategori Desain Seismik D (KDS D)

SD1 = 0,592 (SD1 > 0,2) = Kategori Desain Seismik D (KDS D)

(SRPMK), dari parameter dan pemilihan sistem gedung didapat:

- R = 8

- Ω0 = 3

- Cd = 5,5

4.5.2.9 Menentukan Koefisien Respon (R)

Sistem penahan gaya gempa adalah Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus

Page 79: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

146

Tabel 4.5.13 Faktor R, Ω0, Dan Cd untuk Sistem Penahan

Gaya Gempa Gedung Pasar Johar Semarang

Sistem struktur beton

bertulang penahan

gaya gempa

R Ω0 Cd

Batasan sistem struktur

dan batasan tinggi

struktur (m)

B C D E F

A Sistem dinding penumpu

1 Dinding geser beton

bertulang khusus 5 2.5 5 TB TB 48 48 30

2 Dinding geser beton

bertulang biasa 4 2.5 4 TB TB TI TI TI

3 Dinding geser beton

polos didetail 2 2.5 2 TB TI TI TI TI

4 Dinding geser beton

polos biasa 1.5 2.5 1.5 TB TI TI TI TI

5 Dinding geser

pracetak menengah 4 2.5 4 TB TB 12 12 12

6 Dinding geser

pracetak biasa 3 2.5 3 TB TI TI TI TI

B Sistem Rangka

1 Dinding geser beton

bertulang khusus 6 2.5 5 TB TB 48 48 30

2 Dinding geser beton

bertulang biasa 5 2.5 4.5 TB TB TI TI TI

3 Dinding geser beton

polos detail 2 2.5 2 TB TI TI TI TI

4 Dinding geser beton

polos biasa 1.5 2.5 1.5 TB TI TI TI TI

5 Dinding geser

pracetak menengah 5 2.5 4.5 TB TB 12 12 12

6 Dinding geser 4 2.5 4 TB TI TI TI TI

Page 80: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

147

pracetak biasa

C Sistem rangka pemikul momen

1

Rangka beton

bertulang pemikul

momen khusus

8 3 5.5 TB TB TB TB TB

2

Rangka beton

bertulang pemikul

momen menengah

5 3 4.5 TB TB TI TI TI

3

Rangka beton

bertulang pemikul

momen biasa

3 3 2.5 TB TI TI TI TI

D Sistem ganda dengan rangka pemikul momen khusus

1 Dinding geser beton

bertulang khusus 7 2.5 5.5 TB TB TB TB TB

2 Dinding geser beton

bertulang biasa 6 2.5 5 TB TB TI TI TI

E Sistem ganda dengan rangka pemikul momen menengah

1 Dinding geser beton

bertulang khusus 6.5 2.5 5 TB TB 48 30 30

2 Dinding geser beton

bertulang biasa 5.5 2.5 4.5 TB TB TI TI TI

F Sistem interaktif dinding geser rangka dengan rangka pemikul

momen beton bertulang biasa dan dinding geser beton bertulang biasa

4.5 2.5 4 TB TI TI TI TI

G Sistem kolom kantilever didetail untuk memenuhi persyaratan :

1

Rangka beton

bertulang pemikul

momen khusus

2.5 1.25 1.5 10 10 10 10 10

2

Rangka beton

bertulang pemikul

momen menengah

1.5 1.25 1.5 10 10 TI TI TI

3 Rangka beton 1 1.25 1 10 TI TI TI TI

Page 81: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

148

bertulang pemikul

momen biasa

(Sumber: Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk

Struktur Bangunan Gedung SNI 1726:2012)

a. Kombinasi T = 1,2 D + 1,6 La

b. Kombinasi P = 1 D + 1 La

c. Kombinasi W = 1,2 D + 1 La + 1,6 W

d. Kombinasi Gx = 1,2 D + 0,5 La + 1 Quake X + 0,3 Quake Y

Quake x = 1 (1

8 ) = 0,125

Quake y= 0,3 (1

8 ) = 0,0375

e. Kombinasi Gy = 1,2 D + 0,5 La + 0,3 Quake X + 1 Quake Y

Quake x = 0,3 (1

8 ) =0,0375

Quake y = 1 (1

8 ) = 0,125

f. Kombinasi berat bangunan = 1 D + 0,3 La

sebesar 85% dari gaya geser dasar statik.

Gambar 4.5.6 Tabel Output Base Reaction Beban Mati dan Beban Hidup

Sumber : Dokumentasi Pribadi (Progam SAP2000)

4.5.2.10 Kombinasi Pembebanan

4.5.3 Outpu t Respon Spektrum

4.5.3.1 Base Shear

Gaya geser dasar (base shear) dinamik yang disyaratkan dalam SNI 1726-2012 yaitu

Page 82: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

149

Pada kolom GlobalFZ menunjukkan nilai:

W beban mati total = 4737320,06 Kg

W beban hidup total = 924649,12 Kg

W total = W mati total + 30% W hidup total

= 4737320,06 + 0,3 x 924649,12

= 5014714,796 Kg

Pada pemeriksaan gaya geser dasar statik ekuivalen, dihitung dengan rumus:

V = Cs x W

dengan:

Cs = 𝑆𝐷𝑆

(𝑅

𝐼𝑒)

SDS = 0.603 g

I = 1 (Faktor keutamaan)

R = 8,0 (Faktor reduksi gempa)

V = 0.603

(8

1)

x 5014714,796

= 377984,1274 Kg

Gambar 4.5.7 Tabel Output Base Shear Response Spectrum

Sumber : Dokumentasi Pribadi (Progam SAP2000)

Arah X:

V Dinamik (Gempa X) = 6609441,33 Kg

85% V Statik = 377984,1274 x 85% = 321286,5083 kg

V Dinamik (Gempa X) > 85% V Statik

Arah Y:

V Dinamik (Gempa Y) = 6609428,37 Kg

85% V Statik = 377984,1274 x 85% = 321286,5083 kg

V Dinamik (Gempa Y) > 85% V Statik

Page 83: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

150

Dari hasil perhitungan tersebut menunjukkan bahwa gaya geser dasar respon

spektrum memenuhi syarat yaitu lebih besar dari 85% gaya geser dasar statik.

∆x = (δx-δx-1).Cd

Gambar 4.5.8 Deformasi Gempa Arah X

Sumber : Dokumentasi Pribadi (Progam SAP2000)

Gambar 4.5.9 Tabel Output Joint Displacement Gempa X

Sumber : Dokumentasi Pribadi (Progam SAP2000)

4.5.3.2 Pemeriksaan Simpangan antar Lantai (Story Drift)

Faktor pembesaran defleksi (Cd) = 5,5

Faktor keutamaan gempa (Ie) = 1,0

Simpangan antar lantai yang diinjinkan untuk gedung dengan kategori

resiko II (∆a) = 0,025.hsx

Keterangan : hsx = Tinggi Lantai

Page 84: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

151

Tabel 4.5.14 Perhitungan simpangan antar Lantai Arah X

Lantai δx

(cm)

hsx

(cm) Cd Ie (ρ) ∆ (cm) ∆a Check

5 0,28 400 5,5 1,0 1,3 0,44 < 10 OK

4 0,20 400 5,5 1,0 1,3 0,11 < 10 OK

3 0,18 400 5,5 1,0 1,3 0,38 < 10 OK

2 0,11 400 5,5 1,0 1,3 0,38 < 10 OK

1 0,04 350 5,5 1,0 1,3 0,22 < 8,8 OK

Sumber : Dokumentasi Pribadi (Progam SAP2000)

Gambar 4.5.10 Deformasi Gempa Arah Y

Sumber : Dokumentasi Pribadi (Progam SAP2000)

Gambar 4.5.11 Tabel Output Joint Displacement Gempa Y

Sumber : Dokumentasi Pribadi (Progam SAP2000)

Page 85: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

152

Tabel 4.5.15 Perhitungan simpangan antar Lantai Arah Y

Lantai δx

(cm)

hsx

(cm) Cd Ie (ρ) ∆ (cm) ∆a Check

5 0,23 400 5,5 1,0 1,3 0,44 < 10 OK

4 0,15 400 5,5 1,0 1,3 0,06 < 10 OK

3 0,14 400 5,5 1,0 1,3 0,28 < 10 OK

2 0,09 400 5,5 1,0 1,3 0,33 < 10 OK

1 0,03 350 5,5 1,0 1,3 0,17 < 8,8 OK

Page 86: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

153

Gambar4.6.1PrespektifRangka Portal StrukturBeton

Sumber :dokumentasipribadi (program SAP)

1. Pedoman Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah dan Gedung (PPPURG 1987)

2. SNI 03-1726-2012. Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur

Bangunan Gedung dan Non Gedung.

3. SNI 03-2847-2002.Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung.

4. Kusuma, Gideon. 1993. Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang. Penerbit

Erlangga : Jakarta.

5. Sunggono. 1984. Teknik Sipil. Penerbit Nova : Bandung.

1. Material beton

Berat per unit volume = 2400 Kg/m3

f.c ( kolom ) = 30 Mpa

Modulus elastisitas = 25742,960 Mpa

𝐸𝑐 = 4700√𝑓𝑐 → 4700√30 = 25742,960 𝑀𝑝𝑎

(SNI -03 -2847 -2002, pasal 10.5(1), hal 54 )

4.6 Balok dam Kolom

4.6.1 PedomanPerhitunganBalokdanKolom

Dalam perencanaan Balok dan Kolom, pedoman yang dipakai:

4.6.2 PerhitunganBalokdanKolom

4.6.2.1 Data Teknis

Page 87: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

154

f.c ( balok ) = 25 Mpa

Modulus elastisitas = 23500 Mpa

𝐸𝑐 = 4700√𝑓𝑐 → 4700√25 = 23500 𝑀𝑝𝑎

(SNI -03 -2847 -2002, pasal 10.5(1), hal 54 )

2. Material tulangan

Besi ulir , Fy = 400 Mpa

Fu = 600 Mpa

Besi polos , Fy = 240 Mpa

Fu = 370 Mpa

Berat per unit volume = 7850 kg/m3

Modulus elastisitas = 200000 Mpa

1. Pada perencanaan dimensi balok menggunakan acuan dengan asumsi awal, 1/10

dari jarak kolom.

B1 = 35 x 60 cm

B2 = 25 x 50 cm

Ba1= 25 x 40cm

2. Pada perencanaan dimensi kolom dengan menyesuaikan beban yang terjadi

dengan asumsi awal,

K 1= 40 x 40 cm

K 2= 25 x 25 cm

4.6.3 MenentukanSyarat-syarat Batas danPanjangBentang

Balok dianggap ditumpu bebas pada kedua tepinya, dengan panjang bentang 500

cm dan 600 cm.

4.6.4 MenentukanDimensi

Page 88: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

155

Berat sendii plat = 288 Kg/m2

Berat space lantai = 54 Kg/m2

Penutup lantai = 24 Kg/m2

Berat plafon dan penggantung = 18 Kg/m2

Total pembebanan (WD) = 374 Kg/m2

2. Beban Hidup (WL)

Beban hidup bangunan pasar = 250 Kg/m2

Beban hidup atap dak = 100 Kg/m2

Gambar 4.6.2 Beban Mati Dan Beban Hidup Pada Pelat

Sumber :dokumentasipribadi (program SAP)

Berat dinding Luar ( batu bata merah) = 0,8 m x 0,15 m x 1700 Kg/m3

= 204 kg/m

+

4.6.5 Pembebanan Portal

Sesuai dengan Peraturan Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan Gedung (

PPPURG 1987 ), ada empat pembebanan yang ditinjau dalam portal, yaitu beban mati,

beban hidup, beban angin dan beban gempa. Sesuai dengan kegunaannya, diperoleh

beban sebagai berikut :

4.6.5.1 BebanPada Plat Lantai

1. Beban mati (WD)

4.6.5.2 BebanPadaBalok

Page 89: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

156

Berat dinding Luar ( batu bata merah) = 4 m x 0,15 m x 1700 Kg/m3

= 1020 kg/m

Berat dinding Dalam ( batu bata merah) = 3,5 m x 0,15 m x 1700 Kg/m3

= 893 kg/m

Berat dinding Dalam ( batu bata merah + rolling door )

= 1 m x 0,15 m x 1700 Kg/m3+ 25 kg/m

2

= 280 kg/m

Beratkuda-kuda =Beban atap langsung didistibusikan pada

pembebanan portal sesuai kordinat dari

tumpuan pada atap.

Gambar 4.6.3 Beban Mati Pada Balok

Sumber :dokumentasipribadi (program SAP)

sebesar p = 40 kg/m2 . sesuai dengan data pembebanan pada buku PPPURG 1987.

Angin sebagai beban merata pada bangunan, pada pemodelan rangka angin dikenakan

pada setiap joint sebagai beban terpusat.

Dalam mengubah beban angin menjadi beban terpusat:

- Panjang dinding = 6 m

- Tinggi dinding = 0,8 m

- Tekanan angin minimun = 40 kg/m2

4.6.5.3 BebanPada Portal

Karena data kecepatan angin tidak diketahui, maka diambil tekanan minimal

Page 90: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

157

P = 40 x 6 x 0,8 = 192 kg

Pada setiap dinding memiliki 4 sudut dimana beban angin akan disalurkan maka:

P = 192 : 4 = 48 kg

1. Angin tekan

Koefisien tekan 0,9 maka: 48 x 0,9 = 43,2 kg

2. Angin Hisap

Koefisien hisap -0,4 maka: 48 x -0,4 = - 19,2 kg

Gambar 4.6.4. Beban Angin

Sumber :dokumentasipribadi (program SAP)

2000 hanya akan memberikan kebutuhan luas tulangan yang diperlukan, sedangkan untuk

pemilihan diameter, jumlah atau jarak tulangan dilakukan secara manual berdasar hasil

hitungan luas tulangan dilakukan secara manual berdasarkan hasil hitungan luas tulangan

oleh program.

1. Balok Tipe B1 (600 x 350 mm 6m) Balok induk

a. Data balok :

Panjang bentang = 6 m

Tinggibalok (h) = 600 mm

Lebarbalok (b) = 350 mm

Tulanganpokok = D 16 mm

Tulangansengkang = Ø 10 mm

4.6.6 Perhitungan Tulangan Balok

Desain dalam balok ini dilakukan secara otomatis oleh SAP 2000. Program SAP

Page 91: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

158

Selimutbeton (p) = 40 mm

β1 = 0,85

fy = 400 MPa

fc' = 25 Mpa

d = h – p – Øs - 1 2⁄ × Dp

= 600 – 40 – 10 -12⁄ × 16

= 542mm = 0,542m

d’ = p + s + 1 2⁄ × Dp

= 40 + 10 + 1 2⁄ × 16

= 58 mm

d’/d = 58

542= 0,107

pmin =1,4

400= 0,0035

Analisisgayastrukturdari SAP 2000 V.14 (FRAME 1048)

V = 14920,07 Kg

T = 64,58 Kg.m

MT =12657,68 kg.m

ML = 6340,35 Kg.m

b. TulanganTumpuan

Mmax = 12657,68Kg.m

Mu

b ×d2 =12657,68

0,35 ×0,5422 = 1231095,126Kg/m2 = 1231,095KN/m2

Mu

b ×d2 =1200 0,0031

Mu

b ×d2 = 1300 0,0034

Mu

b ×d2 = 1231,095 Diinterpolasi

Ρ = 0,0031 + 31,095

100 × (0,0034 – 0,0031)

= 0,00319

ρ min = 0,0035

ρ< ρ min ( dipakai ρ min )

As = ρ × b × d

= 0,0035× 350 × 542

= 663,95 mm2

Page 92: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

159

Dipakaitulangan4 D 16( As = 804 mm2 )

c. Tulangan Lapangan

M max = 6340,35Kg.m

Mu

b ×d2 =6340,35

0,35 ×0,5422 =6166,118Kg/m2 = 616,612KN/m2

Mu

b ×d2 = 600 0,0015

Mu

b ×d2 = 700 0,0018

Mu

b ×d2 =616,612 Diinterpolasi

ρ = 0,0015 + 16,612

100 × (0,0018 – 0,0015)

= 0,00154

ρ< ρ min ( dipakai ρ min )

As = ρ × b × d

= 0,0035 × 350 ×542

= 663,95mm2

Dipakaitulangan4 D 16( As = 804 mm2 )

TulanganSengkang

Vmaks = 14920,07Kg =149200,7 N

ɸ = 0,75

V = 𝑉𝑚𝑎𝑘𝑠

𝛷

=149200,7

0,75 = 198934,267 N

Vn = 𝑉

𝑏𝑥𝑑 =

198934,267

350 x 542 = 1,049 N/mm2

ØVc = 1 6⁄ . ɸ√𝑓𝑐

= 1 6⁄ . 0,75√25

= 0,625 Mpa

KarenaVn>ØVc(Maka memerlukan tulangangeser)

Tegangan geser tulangan ØVs maks fc 25 = 2,00 Mpa (Tabel 17 gideon seri

1 hal 129)

Tegangan yang harus dipikul tulangan geser / sengkang

ØVs = Vn – Vc

= 1,049 – 0,625

= 0,424 Mpa

Page 93: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

160

ØVs <ØVs maks

0,424< 2,00 (Balok tidak perlu diperbesar)

y = (Vn−ØVc)1/2 L

Vn (berdasarkan buku gideon seri 1 hal 127)

= (1,049−0,625)1/2 6

1,049

= 1,212 m = 1212 mm

Tulangan geser yang dibentuk oleh sengkang (berdasarkan buku gideon seri 1

hal. 127)

As sengkang = (Vn−ØVc)b x y

ØFy

= (1,049−0,625)350 x 1212

0,8 x 400

= 562,065 mm2

As sengkang min = b x y

3 x Fy

= 350 x 1212

3 x 400

= 353,5 mm2

As sengkang > As sengkang min, maka dipakai As sengkang.

Tulangan geser per meter balok yang diperlukan :

𝑏 𝑥 𝑠

3 𝑥 𝑓𝑦 =

350 𝑥 3000

3 𝑥 400 = 875 mm²

Gideon 1 tabel 13a tulangan yang dipakai 10-75 (As = 1047 mm2)

d. Penulangan Torsi

ɸ = 0,6

T = 64,58 kg.m = 0,6458 kN.m

Tu = 𝑇 𝑥 𝑙𝑥

2 =0,6458

6

2 = 1,9374kN.m

= 1937400 N.mm

Tc =(√𝑓𝑐′

15) . 𝑏² . ℎ

=(√25

15) . 350² .600 = 24500000 N.mm

ɸ Tc = 0,6 x 24500000= 14700000 N.mm

Tu< ɸ Tc (makatidak perlutulangan torsi)

Page 94: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

161

2. Balok Tipe B2 (250 x 500 mm 5 m) Balok Induk

a. Data Balok :

Panjang bentang = 5 m

Tinggi balok (h) = 500 mm

Lebar balok (b) = 250 mm

Tulangan pokok (Øp) = D 16 mm

Tulangan Sengkang (Øs) = Ø 10 mm

Selimut beton (p) = 40 mm

β1 = 0,85

Fy = 400 Mpa

Fc’ = 25 Mpa

d = h – p – Øs – ½ Øp

= 500 – 40 – 10 - ½ 16

= 442mm

d' = p + Øs + ½ Øp

= 40 + 10 + ½ 16

= 58mm

𝑑′

𝑑 =

58

442 = 0,131

Analisis gaya struktur dari SAP 2000 FRAME 662

V = 13684,93 kg -

T = 0,91 kg.m

MT = 18083,23 kg.m

ML = 170,59 kg,m

b. Tulangan Tumpuan

Mmax = 18083,23kg.m

𝑀𝑢

𝑏 𝑥 𝑑² =

18083,23

0,25 𝑥 0,442² = 370246,923 kg/m² = 3702,469kN/m²

𝑀𝑢

𝑏 𝑥 𝑑² = 3600 0,0099

𝑀𝑢

𝑏 𝑥 𝑑² =3800 0,0105

𝑀𝑢

𝑏 𝑥 𝑑² = 3702,469 interpolasi

ρ = 0,0099 + 702,469

200 x (0,0105 – 0,0099)

= 0,01021

Page 95: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

162

ρ min <ρ<ρ max ( dipakai ρ)

As = ρ x b x d

= 0,01021x250 x 442

= 1127,918mm²

Dipakai tulangan 6D 16( As = 1206 mm²)

c. Tulangan Lapangan

Mmax = 170,59kg.m

𝑀𝑢

𝑏 𝑥 𝑑² =

170,59

0,25 𝑥 0,442² = 3492,762 kg/m² = 34,927kN/m²

𝑀𝑢

𝑏 𝑥 𝑑² = 100 0,0003

ρ <ρ min ( dipakai ρ min)

As = ρ x b x d

= 0,0035 x 250 x 442

= 387,625mm²

Dipakai tulangan 2D16(As = 402mm²)

d. Tulangan Sengkang

ɸ = 0,75

Vu = 13684,93kg = 136849,3 N

V = 𝑉𝑢

ɸ =

136849,3

0,75 = 182465,733 N

Vn = 𝑉

𝑏 𝑥 𝑑 =

182465,733

250 𝑥 442 = 1,351 N/mm²

ØVc = 1

6 x ɸ √𝑓𝑐

= 1

6 x 0,75√25

= 0,625

KarenaVn>ØVc(Maka memerlukan tulangangeser)

Tegangan geser tulangan ØVs maks fc 25 = 2,00 Mpa (Tabel 17 gideon seri

1 hal 129)

Tegangan yang harus dipikul tulangan geser / sengkang

ØVs = Vn – Vc

= 1,351– 0,625

= 0,726 Mpa

ØVs <ØVs maks

0,726< 2,00 (Balok tidak perlu diperbesar)

Page 96: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

163

y = (Vn−ØVc)1/2 L

Vn (berdasarkan buku gideon seri 1 hal 127)

= (1,351−0,625)1/2 5

1,351

= 1,343 m = 1343 mm

Tulangan geser yang dibentuk oleh sengkang (berdasarkan buku gideon seri 1

hal. 127)

As sengkang = (Vn−ØVc)b x y

ØFy

= (1,351−0,625)250 x 1343

0,8 x 400

= 761,732 mm2

As sengkang min = b x y

3 x Fy

= 250 x 1343

3 x 400

= 279,791 mm2

As sengkang > As sengkang min, maka dipakai As sengkang.

Tulangan geser per meter balok yang dirlukan :

𝑏 𝑥 𝑠

3 𝑥 𝑓𝑦 =

250 𝑥 2500

3 𝑥 400 = 520,833 mm²

Gideon 1 tabel 13a tulangan yang dipakai 10-150 (As = 524 mm2)

e. Penulangan Torsi

ɸ = 0,6

T = 0,91 kg.m = 0,0091 kN.m

Tu = 𝑇 𝑥 𝑙𝑥

2 =0,0091

5

2 = 0,002275 kN.m

= 2275 N.mm

Tc =(√𝑓𝑐′

15) . 𝑏² . ℎ

=(√25

15) . 250² .500 = 10416666,67 N.mm

ɸ Tc = 0,6 x 10416666,67= 6250000 N.mm

Tu< ɸ Tc (makatidak perlutulangan torsi)

3. Balok 250 x 400 mm (Balok Anak)

Balok Tipe a1 (250 x 400 mm 5 m)

a. Data Balok :

Page 97: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

164

Panjang bentang = 5 m

Tinggi balok (h) = 400 mm

Lebar balok (b) = 250 mm

Tulangan pokok (Øp) = D 16 mm

Tulangan Sengkang (Øs) = Ø 10 mm

Selimut beton (p) = 40 mm

β1 = 0,85

Fy = 400 Mpa

Fc’ = 25 Mpa

d = h – p – Øs – ½ Øp

= 400 – 40 – 10 - ½ 16

= 342 mm

d' = p + Øs + ½ Øp

= 40 + 10 + ½ 16

= 58 mm

𝑑′

𝑑 =

58

342 = 0,169

Analisis gaya struktur dari SAP 2000 FRAME 508

V = 4429,22 kg -

T = 8,71 kg.m

MT = 5316,82 kg.m

ML = 1525,94 kg,m

b. Tulangan Tumpuan

Mmax = 5316,82 kg.m

𝑀𝑢

𝑏 𝑥 𝑑² =

5316,82

0,25 𝑥 0,342² =181827,6 kg/m² = 1818,276kN/m²

𝑀𝑢

𝑏 𝑥 𝑑² = 1800 0,0047

𝑀𝑢

𝑏 𝑥 𝑑² = 1900 0,0050

𝑀𝑢

𝑏 𝑥 𝑑² = 1818,276 interpolasi

ρ = 0,0047 + 818,276

100 x (0,0050 – 0,0047)

= 0,00475

Ρ> ρ min ( dipakai ρ )

As = ρ x b x d

Page 98: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

165

= 0,00475x 250 x342

= 406,538mm²

Dipakai tulangan 3D16( As = 603 mm²)

c. Tulangan Lapangan

Mmax = 1525,94kg.m

𝑀𝑢

𝑏 𝑥 𝑑² =

1525,94

0,25 𝑥 0,342² = 52184,95 kg/m² = 521,849kN/m²

𝑀𝑢

𝑏 𝑥 𝑑² = 500 0,0013

𝑀𝑢

𝑏 𝑥 𝑑² = 600 0,0015

𝑀𝑢

𝑏 𝑥 𝑑² = 521,849 interpolasi

ρ = 0,0013 + 21,849

100 x (0,0015 – 0,0013)

= 0,00134

ρ< ρ min <ρ max ( dipakai ρmin )

As = ρ x b x d

= 0,0035x 250 x342

= 299,25mm²

Dipakai tulangan 2D16 ( As = 402 mm²)

d. Tulangan Sengkang

ɸ = 0,75

Vu = 4429,22kg = 44292,2 N

V = 𝑉𝑢

ɸ

= 44292,2

0,75 = 59056,267 N

Vn = 𝑉

𝑏 𝑥 𝑑 =

59056,267

250 𝑥 342 = 0,695 N/mm²

ØVc = 1

6 x ɸ √𝑓𝑐

= 1

6 x 0,75√25

= 0,625

KarenaVn>ØVc(Maka memerlukan tulangangeser)

Tegangan geser tulangan ØVs maks fc 25 = 2,00 Mpa (Tabel 17 gideon seri

1 hal 129)

Tegangan yang harus dipikul tulangan geser / sengkang

ØVs = Vn – Vc

Page 99: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

166

= 0,695– 0,625

= 0,07 Mpa

ØVs <ØVs maks

0,07 < 2,00 (Balok tidak perlu diperbesar)

y = (Vn−ØVc)1/2 L

Vn (berdasarkan buku gideon seri 1 hal 127)

= (0,695−0,625)1/2 5

0,695

= 0,252 m = 252 mm

Tulangan geser yang dibentuk oleh sengkang (berdasarkan buku gideon seri 1

hal. 127)

As sengkang = (Vn−ØVc)b x y

ØFy

= (0,695−0,625)250 x 252

0,8 x 400

= 13,781 mm2

As sengkang min = b x y

3 x Fy

= 250 x 252

3 x 400

= 52,5 mm2

As sengkang minimum

𝑏 𝑥 𝑠

3 𝑥 𝑓𝑦 =

250 𝑥 2500

3 𝑥 400 = 520,833 mm²

Gideon 1 tabel 13a tulangan yang dipakaiØ10 – 150 (As = 524 mm²)

f. Penulangan Torsi

ɸ = 0,6

T = 8,71 kg.m = 0,0871 kN.m

Tu = 𝑇 𝑥 𝑙𝑥

2 =0,0871

5

2 = 0,2177kN.m

= 217700N.mm

Tc =(√𝑓𝑐′

15) . 𝑏² . ℎ

=(√25

15) . 250² .500 = 10416666,67 N.mm

ɸ Tc = 0,6 x 10416666,67= 6250000 N.mm

Tu< ɸ Tc (makatidak perlutulangan torsi)

Page 100: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

167

2000 hanya akan memberikan kebutuhan luas tulangan yang diperlukan, sedangkan untuk

pemilihan diameter, jumlah atau jarak tulangan dilakukan secara manual berdasar hasil

hitungan luas tulangan dilakukan secara manual berdasarkan hasil hitungan luas tulangan

oleh program.

Mu1= Mx = 11612,46KNm = 11612,46 . 104

kg.cm

Mu2 = My =9245,43kNm = 9245,43. 104

kg.cm

Agr = 400 x 400 = 160000 mm2

1. Tulangan Utama

Untuk desain maka contour didekati dengan garis lurus

Gambar 4.6.5 Load-countour untuk penampang simetris

Bila Mny/Mnx ≥ b/h, Moy = Mny + Mnx.(b/h).[(1-β)/β]

Bila Mny/Mnx ≤ b/h, Mox = Mnx + Mny.(b/h).[(1-β)/β]

Pn = Pu / Ø

4.6.7 Perhitungan Tulangan Kolom

Desain dalam balok ini dilakukan secara otomatis oleh SAP 2000. Program SAP

4.6.7.1 Kolom 40x 40 cm

Ukuran Kolom = 400 x 400 mm

Ø tul pokok (D) = 22 mm

Ø tul sengkang (Øs) = 10 mm

Selimut beton (p) = 40 mm

Mutu beton (Fc) = 30 Mpa

Mutu baja (Fy) = 400 Mpa

Ø = 0,65

Pu = 40844,53KNm = 4084453kg (frame 214)

Page 101: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

168

= 4084453 / 0,65 = 6283773,846 kg.cm

Mnx = Mux / Ø

= 11612,46 . 104

/ 0,65 = 178653230,8 kg.cm

Mny = Muy / Ø

= 9245,43. 104

/ 0,65 = 142237384,6 kg.cm

Mny/Mnx ≤ b/h → 142237384,6 / 178653230,8 = 0,796 < 40/40 = 1

Mn = Mnx + Mny.(b/h).[(1-β)/β]

Β diambil sebesar 0,65

= 178653230,8 + 142237384,6 (40/40) [(1-0,65)/0,65)]

= 255242591,7 kgcm

e = Mn/ Pn

= 255242591,7 / 6283773,846 = 40,619 cm

Jika (𝑃𝑛

Ø .Agr .0,85 .f′c) > 0,1 nilai Ø diambil = 0,65

Jika (𝑃𝑛

Ø .Agr .0,85 .f′c) ≤ 0,1 nilai Ø diambil = 0,80

Sb y = (𝑃𝑛

Ø .Agr .0,85 .f′c) = (

6283773,846

0,65 .160000 .0,85 .300) = 0,236> 0,1

Maka nilai Ø tetap diambil 0,65

Sb x = (𝑃𝑛

Ø .Agr .0,85 .f′c) (

𝑒

ℎ) = 0,236 (40,619/40) = 0,240

Dari grafik dan tabel perhitungan beton bertulang (CUR I) didapat :

r = 0,031

β = 1,2 untuk f’c = 30 Mpa (300kg/cm2)

= r x

A Stot = . Agr

= 0,031 . 1,2 . 40 . 40 = 59,52 cm2 = 5952 mm

2

Tulangan per sisi yang memadai (As’) = 6D22 (2281 mm2)

Tulangan simetris 4 sisi ( Ast) = 16D22 (6080 mm2)

Ast / Agr = 6080/(400.400).100% = 3,800 %

Batasan luas penampang tulangan kolom : 8 % ≥ (Ast/Agr)≥ 1%

2. Tulangan sengkang

Vu = 5214,47kg(frame 214)

Vc = 1/6 . √𝑓𝑐 . bw . d

= 1/6 . √30 . 40 . 34,3= 1252,459 kg

Page 102: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

169

Vs = Vu - Vc

= 5214,47 – 1252,459

= 3962,011 kg

Menggunakan tulangan sengkang polos ( 10 mm ), maka :

Av = π r2

=Vs 22/7 . 5

2

= 78 mm

2

Jarak yang dibutuhkan sengkang :

s = 𝐴𝑣 .𝑑 . 𝑓𝑦

Vs

= 78 .34,3 . 400

3962,011

= 270,105 mm

Syarat jarak minimal :

s = 𝐴𝑣 . 3 . 𝑓𝑦

bw

= 78 . 3 . 400

400

= 234 mm

Maka dibutuhkan sengkang 10 - 225

Mu1 = 2341,93KNm = 2341,93. 104

kg.cm

Mu2 =2223,83kNm = 2223,83. 104

kg.cm

Agr = 250 x 250 = 62500 mm2

1. Tulangan Utama

Untuk desain maka contour didekati dengan garis lurus

4.6.7.2 Kolom 25 x 25 cm

Ukuran Kolom = 250 x 250 mm

Ø tul pokok (D) = 19 mm

Ø tul sengkang (Øs) = 10 mm

Selimut beton (p) = 40 mm

Mutu beton (Fc) = 30 Mpa

Mutu baja (Fy) = 400 Mpa

Ø = 0,65

Pu = 13742,56KNm = 1374256kg(frame 215)

Page 103: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

170

Bila Mny/Mnx ≥ b/h, Moy = Mny + Mnx.(b/h).[(1-β)/β]

Bila Mny/Mnx ≤ b/h, Mox = Mnx + Mny.(b/h).[(1-β)/β]

Pn = Pu / Ø

= 1374256 / 0,65 = 2114240 kg.cm

Mnx = Mux / Ø

= 2341,93. 104

/ 0,65 = 36029692,31 kg.cm

Mny = Muy / Ø

= 2223,83. 104

/ 0,65 = 34212769,23 kg.cm

Mny/Mnx ≤ b/h → 34212769,23 / 36029692,31 = 0,95 < 25/25 = 1

Mn = Mnx + Mny.(b/h).[(1-β)/β]

Β diambil sebesar 0,65

= 36029692,31 + 34212769,23 (25/25) [(1-0,65)/0,65)]

= 54451952,66 kgcm

e = Mn/ Pn

= 54451952,66 / 2114240 = 25,755 cm

Jika (𝑃𝑛

Ø .Agr .0,85 .f′c) > 0,1 nilai Ø diambil = 0,65

Jika (𝑃𝑛

Ø .Agr .0,85 .f′c) ≤ 0,1 nilai Ø diambil = 0,80

Sb y = (𝑃𝑛

Ø .Agr .0,85 .f′c) = (

2114240

0,65 .62500 .0,85 .300) = 0,204 > 0,1

Maka nilai Ø tetap diambil 0,65

Sb x = (𝑃𝑛

Ø .Agr .0,85 .f′c) (

𝑒

ℎ) = 0,204 ( 25,755 /25) = 0,210

Dari grafik dan tabel perhitungan beton bertulang (CUR I) didapat :

r = 0,024

β = 1,2 untuk f’c = 30 Mpa (300kg/cm2)

= r x

A Stot = . Agr

= 0,024 . 1,2 . 25. 25 = 18 cm2 = 1800 mm

2

Tulangan per sisi yang memadai (As’) = 6D19 (1701 mm2)

Tulangan simetris 4 sisi ( Ast) = 8D22 (2268 mm2)

Ast / Agr = 2268/(250.250).100% = 3,629 %

Batasan luas penampang tulangan kolom : 8 % ≥ (Ast/Agr)≥ 1%

Page 104: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

171

2. Tulangan sengkang

Vu = 1141,44kg

Vc = 1/6 . √𝑓𝑐 . bw . d

= 1/6 . √30 . 25 . 19,3= 440,460 kg

Vs = Vu - Vc

= 1141,44 – 440,460

= 700,98 kg

Menggunakan tulangan sengkang polos ( 10 mm ), maka :

Av = π r2

=Vs 22/7 . 5

2

= 78 mm

2

Jarak yang dibutuhkan sengkang :

s = 𝐴𝑣 .𝑑 . 𝑓𝑦

Vs

= 78 . 19,3 . 400

700,98

= 859,026 mm

Syarat jarak minimal :

s = 𝐴𝑣 . 3 . 𝑓𝑦

bw

= 78 . 3 . 400

250

= 374 mm

Maka dibutuhkan sengkang 10 - 250

Page 105: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

172

1. Kondisi dan karakteristik tanah

2. Beban yang diterima pondasi

3. Biaya pelaksanaan

Gambar 4.7.1. Pemodelan Pondasi

Sumber : Dokumentasi Pribadi (Program Autocad)

Bangunan Gedung.

kombinasi pembebanan yang ada. Dalam perencanaan ini, pondasi yang digunakan

adalah jenis tiang spun pile dan untuk semua tiang harus bertumpu pada tanah keras.

Penggunaan pondasi tiang kelompok direncanakan dengan jarak antar tiang tidak

lebih kecil dari 3 kali diameter tiang dengan perencanaan pilecap dikelompokkan

berdasarkan jumlah tiang pancang dan dimensi kolom.

4.7 PERHITUNGAN PONDASI

Pondasi pada suatu struktur bangunan diperhitungkan terhadap gaya aksial,

gaya geser, dan terhadap momen lentur. Pada perencanaan akan digunakan pondasi

tiang pancang, dengan kapasitas daya dukung diperhitungkan berdasarkan tahanan

ujung (end Bearing), dan gesekan tiang dengan tanah (friction). Pemilihan jenis

pondasi dapat dilihat berdasarkan:

4.7.1 Pedoman

1. SNI 03-2847-2002. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk

4.7.2 Perencanaan Pondasi

Perhitungan pondasi direncanakan berdasarkan gaya maksimum pada

Page 106: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

173

sebagai berikut:

Tabel 4.7.1 Nilai SPT pada Lokasi Pasar JoharSemarang

No Lapisan Konsisitensi kedalaman N

1 Pasir Kelanauan Lepas 0,0 - 6,0 11 - 12

2 Pasir Halus kelempungan Sangat Lepas 6,0 - 9,0 2

3 Lempung campur kerang Sangat Lunak 9,0 13 2

4 Lempung Sangat Lunak 13 18 3

5 Lempung Lunak 18 - 20 5

6 Lempung Kelanauan Teguh 20 - 23 23

Pondasi spun pile direncanakan mengunakan diameter 50cm dengan

kedalaman 24 m. Dengan data sondir mesinberdasarkan penyelidikan tanah dapat

dihitung daya dukung tanah per 1 pancang sebagai berikut:

Dengan rumus daya dukung tanah :

Tabel 4.7.2 Data Sondir Tanah Kedalaman 24 m dengan Daya Dukung Tanah

Berdasarkan perhitungan, dipilih daya dukung tiang tunggal terkecil yaitu:

Q u = 63,62 tondirencanakan jumlah tiang pancang dengan perhitungan awal Gaya

aksial pada joint yang mewakili untuk perhitungan, didapat data sebagai berikut:

No Titik Kedalaman (m) D pancang (cm)

Daya

dukung

(ton)

1 SM 1 24 50 63,62

4.7.2.1 Data Tanah dan Daya Dukung Tanah

Berdasarkan penyelidikan tanah didapat data Standart Penetrasion Test

4.7.2.2 Perencanaan Jumlah Spun Pile dan Pile cap

Page 107: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

174

Tabel.4.7.3 Jumlah Tiang Pancang Perlu

No. Joint P (ton) n

1 43 52,347 2

2 37 75,227 2

3 31 69,364 2

4 25 71,785 2

5 19 72,182 2

6 13 74,047 2

7 7 81,821 2

8 1 53,673 2

9 49 71,37 2

10 55 145,236 4

11 61 142,618 4

12 67 143,978 4

13 73 138,732 4

14 79 126,013 4

15 85 142,516 4

16 91 69,365 2

17 139 84,981 2

18 133 135,758 4

19 127 128,963 4

20 121 161,869 4

21 115 175,147 4

22 109 163,658 4

23 103 152,24 4

24 97 85,261 2

25 145 94,014 2

26 151 177,812 4

27 157 160,137 4

28 163 118,062 4

29 169 131,601 4

30 175 146,352 4

31 181 156,881 4

32 187 94,086 2

33 235 100,749 4

34 229 192,069 4

35 223 168,939 4

36 217 155,268 4

37 211 142,059 4

38 205 185,352 4

39 199 201,841 4

40 193 98,218 2

41 241 67,82 2

42 247 101,991 4

43 253 96,391 2

44 259 95,987 2

45 265 94,936 2

46 271 91,298 2

Page 108: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

175

47 277 102,675 4

48 283 70,282 2

Berdasarkan jumlah tiang pancang direncanakan pile cap dengan tipe sebagai

berikut :

1 1

Gambar 4.7.2 Tampak Atas Pile Cap Tipe P2

Sumber : Dokumentasi Pribadi (Program Autocad)

1 1

Gambar 4.7.3 Tampak Atas Pile CapTipe P4

Sumber : Dokumentasi Pribadi (Program Autocad)

Menghitung efisiensi kelompok tiang pancang adalah dengan rumus :

𝐄 𝐏𝐆 = 𝟏 −𝚹

𝟗𝟎.(𝐦 − 𝟏)𝐧 + (𝐧 − 𝟏)𝐦

𝐦𝐧

𝚹 = 𝐀𝐫𝐜𝐭𝐚𝐧𝐝

𝐬

Keterangan :

m = jumlah baris x

Page 109: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

176

n = jumlah baris y

d = jarak antar pancang

s = jarak pancang ke tepi pile cap

Tabel 4.7.4 Efisiensi Pile Cap Group

No Tipe Pile

Cap Tebal (cm) Panjang (cm)

Lebar

(cm) E PG

1 P2 100 250 100 0.80

2 P4 100 250 250 0.80

Pemeriksaan daya dukung kelompok pancang terhadap beban yangbekerja :

- Check beban pada Joint 1

𝐏𝐭𝐨𝐭𝐚𝐥 = 𝐏𝐮 + 𝐏𝒑𝒊𝒍𝒆𝒄𝒂𝒑 + 𝐏𝐬𝐞𝐧𝐝𝐢𝐫𝐢𝐩𝐚𝐧𝐜𝐚𝐧𝐠

𝐏𝐭𝐨𝐭𝐚𝐥 = 𝟓𝟐, 𝟑𝟒𝟕 + 𝟐, 𝟓. 𝟐, 𝟓. 𝟏. 𝟐, 𝟒 +𝟏

𝟒. 𝟑, 𝟏𝟒. 𝟎, 𝟓𝟐. 𝟐𝟒. 𝟒 = 𝟔𝟕, 𝟕𝟔𝟕𝐭𝐨𝐧

𝐐𝐧 = 𝐐𝐮𝐱𝐧𝐱𝐄𝐏𝐆 = 𝟔𝟑, 𝟔𝟐. 𝟐. 𝟎, 𝟖 = 𝟏𝟎𝟏, 𝟕𝟗𝟐𝐭𝐨𝐧

Tabel 4.7.5 Pemeriksaan Daya Dukung Spun Pile Group

No. Joint P (ton) n P pile

cap Tipe

P

Pancang(ton)

P total

(ton)

Q n

(ton) Check

1 43 52,347 2 6 P-2 9,42 67,767 < 101,792 AMAN

2 37 75,227 2 6 P-2 9,42 90,647 < 101,792 AMAN

3 31 69,364 2 6 P-2 9,42 84,784 < 101,792 AMAN

4 25 71,785 2 6 P-2 9,42 87,205 < 101,792 AMAN

5 19 72,182 2 6 P-2 9,42 87,602 < 101,792 AMAN

6 13 74,047 2 6 P-2 9,42 89,467 < 101,792 AMAN

7 7 81,821 2 6 P-2 9,42 97,241 < 101,792 AMAN

8 1 53,673 2 6 P-2 9,42 69,093 < 101,792 AMAN

9 49 71,37 2 6 P-2 9,42 86,79 < 101,792 AMAN

10 55 145,236 4 15 P-4 18,84 179,076 < 203,584 AMAN

11 61 142,618 4 15 P-4 18,84 176,458 < 203,584 AMAN

12 67 143,978 4 15 P-4 18,84 177,818 < 203,584 AMAN

13 73 138,732 4 15 P-4 18,84 172,572 < 203,584 AMAN

Page 110: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

177

14 79 126,013 4 15 P-4 18,84 159,853 < 203,584 AMAN

15 85 142,516 4 15 P-4 18,84 176,356 < 203,584 AMAN

16 91 69,365 2 6 P-2 9,42 84,785 < 101,792 AMAN

17 139 84,981 2 6 P-2 9,42 100,401 < 101,792 AMAN

18 133 135,758 4 15 P-4 18,84 169,598 < 203,584 AMAN

19 127 128,963 4 15 P-4 18,84 162,803 < 203,584 AMAN

20 121 161,869 4 15 P-4 18,84 195,709 < 203,584 AMAN

21 115 175,147 4 15 P-4 18,84 208,987 < 203,584 AMAN

22 109 163,658 4 15 P-4 18,84 197,498 < 203,584 AMAN

23 103 152,24 4 15 P-4 18,84 186,08 < 203,584 AMAN

24 97 85,261 2 6 P-2 9,42 100,681 < 101,792 AMAN

25 145 94,014 2 6 P-2 9,42 109,434 < 101,792 AMAN

26 151 177,812 4 15 P-4 18,84 211,652 < 203,584 AMAN

27 157 160,137 4 15 P-4 18,84 193,977 < 203,584 AMAN

28 163 118,062 4 15 P-4 18,84 151,902 < 203,584 AMAN

29 169 131,601 4 15 P-4 18,84 165,441 < 203,584 AMAN

30 175 146,352 4 15 P-4 18,84 180,192 < 203,584 AMAN

31 181 156,881 4 15 P-4 18,84 190,721 < 203,584 AMAN

32 187 94,086 2 6 P-2 9,42 109,506 < 101,792 AMAN

33 235 100,749 4 15 P-4 18,84 134,589 < 203,584 AMAN

34 229 192,069 4 15 P-4 18,84 225,909 < 203,584 AMAN

35 223 168,939 4 15 P-4 18,84 202,779 < 203,584 AMAN

36 217 155,268 4 15 P-4 18,84 189,108 < 203,584 AMAN

37 211 142,059 4 15 P-4 18,84 175,899 < 203,584 AMAN

38 205 185,352 4 15 P-4 18,84 219,192 < 203,584 AMAN

39 199 201,841 4 15 P-4 18,84 235,681 < 203,584 AMAN

40 193 98,218 2 6 P-2 9,42 113,638 < 101,792 AMAN

41 241 67,82 2 6 P-2 9,42 83,24 < 101,792 AMAN

42 247 101,991 4 15 P-4 18,84 135,831 < 203,584 AMAN

43 253 96,391 2 6 P-2 9,42 111,811 < 203,584 AMAN

Page 111: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

178

44 259 95,987 2 6 P-2 9,42 111,407 < 101,792 AMAN

45 265 94,936 2 6 P-2 9,42 110,356 < 101,792 AMAN

46 271 91,298 2 6 P-2 9,42 106,718 < 101,792 AMAN

47 277 102,675 4 15 P-4 18,84 136,515 < 203,584 AMAN

48 283 70,282 2 6 P-2 9,42 85,702 < 101,792 AMAN

Gambar 4.7.4 Kelompok Baris Spun PileTipe P2

Sumber : Dokumentasi Pribadi (Program Autocad)

Gambar 4.7.5 Kelompok Baris Spun PileTipe P4

Sumber : Dokumentasi Pribadi (Program Autocad)

Page 112: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

179

Tabel 4.7.6 Gaya Aksial dan Momen pada Joint

No. Joint P (ton) n Mx My Tipe

1 43 52,347 2 0,555 1,574 P-2

2 37 75,227 2 -0,181 2,268 P-2

3 31 69,364 2 0,05 2,17 P-2

4 25 71,785 2 0,008 2,378 P-2

5 19 72,182 2 0,016 2,416 P-2

6 13 74,047 2 0,005 2,558 P-2

7 7 81,821 2 0,185 2,628 P-2

8 1 53,673 2 -0,566 1,61 P-2

9 49 71,37 2 -1,378 -0,239 P-2

10 55 145,236 4 0,559 -0,32 P-4

11 61 142,618 4 -0,535 -0,316 P-4

12 67 143,978 4 0,068 -0,13 P-4

13 73 138,732 4 0,095 -0,165 P-4

14 79 126,013 4 -0,188 -0,808 P-4

15 85 142,516 4 0,058 -0,659 P-4

16 91 69,365 2 1,208 -0,185 P-2

17 139 84,981 2 0,84 -0,029 P-2

18 133 135,758 4 -0,301 0,35 P-4

19 127 128,963 4 0,062 0,766 P-4

20 121 161,869 4 0,474 0,217 P-4

21 115 175,147 4 0,014 0,323 P-4

22 109 163,658 4 -0,474 0,213 P-4

23 103 152,24 4 0,317 -0,285 P-4

24 97 85,261 2 -0,875 -0,069 P-2

25 145 94,014 2 -0,843 0,11 P-2

26 151 177,812 4 -0,033 0,693 P-4

27 157 160,137 4 0,107 -0,82 P-4

28 163 118,062 4 0,353 -2,087 P-4

29 169 131,601 4 -0,083 -1,031 P-4

30 175 146,352 4 0,0015 -0,709 P-4

31 181 156,881 4 -0,274 -0,253 P-4

32 187 94,086 2 0,878 0,108 P-2

33 235 100,749 4 1,297 0,284 P-4

34 229 192,069 4 0,111 0,823 P-4

35 223 168,939 4 -0,484 0,899 P-4

36 217 155,268 4 0,015 1,34 P-4

37 211 142,059 4 0,347 2,295 P-4

38 205 185,352 4 0,09 1,138 P-4

Page 113: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

180

39 199 201,841 4 -0,078 -0,15 P-4

40 193 98,218 2 -1,275 0,175 P-2

41 241 67,82 2 -0,543 -1,531 P-2

42 247 101,991 4 0,175 -2,327 P-4

43 253 96,391 2 0,011 -2,507 P-2

44 259 95,987 2 0,031 -2,579 P-2

45 265 94,936 2 0,028 -2,488 P-2

46 271 91,298 2 0,099 -2,186 P-2

47 277 102,675 4 -0,213 -2,401 P-4

48 283 70,282 2 0,627 -1,602 P-2

Pemeriksaan daya dukung per pancang :

- Untuk tipe P2 Check pada joint 193

Pu = 98,218 ton.m

Mu x = -1,275 ton.m Mu y = 0,175 ton.m

𝐏 𝐭𝐨𝐭𝐚𝐥 =𝐏𝐮

𝐧+

𝐌𝐱. 𝐲

∑𝐲𝟐+

𝐌𝐲. 𝐱

∑𝐱𝟐

Keterangan :

My = momen pada sumbu y

Mx = momen pada sumbu x

Xi = jarak pusat tiang ke i sejajar sumbu X

Yi = jarak pusat tiang ke i sejajar sumbu Y

n = jumlah tiang pancang

Tabel 4.7.7 Pemeriksaan Daya Dukung per Spun Pile Tipe P2

No x y x² y² P (ton)

Q u

(ton) Check

1 -0,75 0.0 0,5625 0.00 48,992 < 63,62 aman

2 0,75 0.0 0,5625 0.00 49,226 < 63,62 aman

∑ 1,1250 0

- Untuk tipe P4Check pada joint 199

Pu = 201,841 ton.m

Mu x = -0,078 ton.m Mu y = -0,15 ton.m

𝐏 𝐭𝐨𝐭𝐚𝐥 =𝐏𝐮

𝐧+

𝐌𝐱. 𝐲

∑𝐲𝟐+

𝐌𝐲. 𝐱

∑𝐱𝟐

Page 114: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

181

Tabel 4.7.8 Pemeriksaan Daya Dukung per Spun Pile Tipe P4

No x y x² y² P (ton)

Q u

(ton) Check

1 -0,75 0,75 0,5625 0,5625 50,436 < 63,62 aman

2 0,75 0,75 0,5625 0,5625 50,536 < 63,62 aman

3 -0,75 -0,75 0,5625 0,5625 50,384 < 63,62 aman

4 0,75 -0,75 0,5625 0,5625 50,484 < 63,62 aman

∑ 2,25 2,25

Pemeriksaan Terhadap Geser Pons dan Geser Lentur Pons

- Check geser pons untuk tipe P-2 pada joint 193

Vu maks tipe P-2 = 98,218 ton

Gambar 4.7.6 Denah Pemampang KritisTipe P-2

Sumber : Dokumentasi Pribadi (Program Autocad)

Gambar 4.7.7 Potongan I-I Denah Pemampang KritisTipe P-2

Sumber : Dokumentasi Pribadi (Program Autocad)

Page 115: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

182

Gambar 4.7.8 Potongan II-II Denah Pemampang KritisTipe P-2

Sumber : Dokumentasi Pribadi (Program Autocad)

Menghitung keliling kritis geser pons (bo) :

𝐛𝐨 = 𝟐. ( 𝐥𝐞𝐛𝐚𝐫 𝐤𝐨𝐥𝐨𝐦 + 𝐝) = 𝟐. (𝟒𝟎𝟎 + 𝟗𝟐𝟎, 𝟓)=2641 mm

Menghitung kuat geser kritis pons :

ф𝐕𝐜 = 𝟎, 𝟕𝟓.𝟏

𝟑√𝐟′𝐜 . 𝐛𝐨. 𝐝 = 𝟎, 𝟕𝟓.

𝟏

𝟑√𝟑𝟎. 𝟐𝟒𝟑𝟖 . 𝟗𝟐𝟎, 𝟓 = 𝟑𝟑𝟐, 𝟖𝟖𝟑𝐭𝐨𝐧

(persamaan 80 , SNI -03 -2847 -2002, hal 110 )

фVc pons > 𝑉𝑢 𝑝𝑜𝑛𝑠

332,883 > 98,218→ AMAN

maka tidak perlu dilakukan pengecekan geser lentur karena tiang tidak berada

dalam bidang geser yang terbentuk.

1. Check geser pons untuk tipe P-4 pada joint 199

Vu maks tipe P-4 = 201,841 ton

Page 116: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

183

Gambar 4.7.9 Denah Pemampang KritisTipe P-4

Sumber : Dokumentasi Pribadi (Program Autocad)

Gambar 4.7.10 Potongan I-I Denah Pemampang KritisTipe P-4

Sumber : Dokumentasi Pribadi (Program Autocad)

Gambar 4.7.11 Potongan II-II Denah Pemampang KritisTipe P-4

Sumber : Dokumentasi Pribadi (Program Autocad)

Page 117: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

184

Menghitung keliling kritis geser pons (bo) :

𝐛𝐨 = 𝟐. ( 𝐥𝐞𝐛𝐚𝐫 𝐤𝐨𝐥𝐨𝐦 + 𝐝) = 𝟐. (𝟒𝟎𝟎 + 𝟗𝟐𝟎, 𝟓)=2641 mm

Menghitung kuat geser kritis pons :

ф𝐕𝐜 = 𝟎, 𝟕𝟓.𝟏

𝟑√𝐟′𝐜 . 𝐛𝐨. 𝐝 = 𝟎, 𝟕𝟓.

𝟏

𝟑√𝟑𝟎. 𝟐𝟔𝟒𝟏 . 𝟗𝟐𝟎, 𝟓 = 𝟑𝟑𝟐, 𝟖𝟖𝟑 𝐭𝐨𝐧

(persamaan 80 , SNI -03 -2847 -2002, hal 110 )

фVc pons > 𝑉𝑢 𝑝𝑜𝑛𝑠 → 𝐴𝑚𝑎𝑛

332,883 > 201,841 → AMAN

maka tidak perlu dilakukan pengecekan geser lentur karena tiang tidak berada

dalam bidang geser yang terbentuk.

Gambar 4.7.12 Momen pada pile cap

Sumber : Dokumentasi Pribadi (Program Autocad)

4.7.3 Penulangan Pile Cap

4.7.3.1 Perhitungan Momen pada Pile Cap

Tipe P-2 pada joint 193

Momen tipe P-2 arah x = Mux maks P-1 =-1,275 ton.m

Momen tipe P-2 arah y = Muy maks P-1 = 0,175 ton.m

Tipe P-4 pada joint 199

Momen tipe P-4 arah x = Mux maks P-1 =-0,078 ton.m

Momen tipe P-4 arah y = Muy maks P-1 = -0,15 ton.m

Page 118: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

185

Diameter tulangan pokok = D 19

Tinggi efektif arah x

d = h – p ½ D tul.

= 1000 – 70 – ½ x 19

= 920,5 mm

Tinggi efektif arah y

d = h – p - D tul + ½ D tul

= 1000 – 70 - 19 - ½ x 19

= 901,5 mm

Mutu beton (f’c) = 30 Mpa 300 kg/cm2

Mutu tulangan (fy) = 400 Mpa 4000 kg/cm2

ρ min = 0,0035 (tabel.6, Gideon kusuma series 1, hal 50 )

ρ maks = 0,0244 (tabel.7 Gideon kusuma series 1, hal 52 )

Tulangan Arah X

Moment= -0,078ton.m

Faktor tahanan momen maksimal

𝑹𝒏 𝒎𝒂𝒙 = 𝝆 𝒎𝒂𝒙 . 𝒇𝒚 (𝟏 − (𝝆 𝒎𝒂𝒙

𝟐.

𝒇𝒚

𝟎. 𝟖𝟓 . 𝒇𝒄))

𝑹𝒏 𝒎𝒂𝒙 = 0,0244 . 400 (1 − (0,0244

2.

400

0.85 . 30)) = 7,892

Faktor reduksi kekuatan lentur ϕ = 0,80

(pasal 11.3.2.1, SNI -03 -2847 -2002, hal 61 )

Moment nominal rencana

𝑴𝒏 = 𝑴𝒖/𝛟

4.7.3.2 Perhitungan Tulangan Pile Cap

Pile Cap Tipe P-4

Perhitungan tulangan direncanakan

Tebal pile cap (h) = 100 cm 1000 mm

Dimensi Kolom = 40 x 40 cm

Selimut Beton (p) = 70 mm

Page 119: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

186

𝑴𝒏 =−0,078

0,80= −0,01 𝑡𝑜𝑛. 𝑚

Faktor tahanan momen

𝑹𝒏 =𝑴𝒏

𝒃. 𝒅𝟐=

−0,01 𝑥 107

1000. 920,52= −0,0012 → 𝑹𝒏 < 𝑅𝑛 𝑚𝑎𝑥 (𝑂𝐾)

Rasio tulangan perlu

𝛒 𝐩𝐞𝐫𝐥𝐮 =𝟎, 𝟖𝟓 . 𝒇′𝒄

𝒇𝒚(𝟏 − √𝟏 −

𝟐 𝑹𝒏

𝟎, 𝟖𝟓. 𝒇′𝒄)

𝛒 𝐩𝐞𝐫𝐥𝐮 =0,85 .30

400(1 − √1 −

2 . 0,0337

0,85. 30) = 0,000003

Rasio tulangan yang digunakan

𝛒 𝐩𝐞𝐫𝐥𝐮 < 𝜌 𝑚𝑖𝑛 → 𝑚𝑎𝑘𝑎 𝑑𝑖𝑝𝑎𝑘𝑎𝑖 𝑟𝑎𝑠𝑖𝑜 𝑡𝑢𝑙𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑚𝑖𝑛𝑖𝑚𝑎𝑙

𝛒 = 0,0035

Luas tulangan yang diperlukan per meter

𝑨𝒔𝒑𝒆𝒓𝒍𝒖 = 𝝆 . 𝒃. 𝒅 = 0,0035. 1000. 920,5 = 3221,75 mm2

Jarak tulangan yang diperlukan per meter

𝒔 𝒑𝒆𝒓𝒍𝒖 =𝟏

𝟒 𝝅 . 𝐃𝟐.

𝒃

𝑨𝒔=

1

4. 3,14. 192.

1000

3221,75= 87,96 𝑚𝑚

Jarak tulangan dipakai 𝒔 = 𝟏𝟎𝟎 𝒎𝒎

Digunakan 𝐃 𝟏𝟗 − 𝟏𝟎𝟎

Luas tulangan dipakai

𝑨𝒔 =𝟏

𝟒 𝝅 . 𝐃𝟐.

𝒃

𝒔=

1

4 3,14 . 192.

1000

100= 2833,85 𝑚𝑚

𝑨𝒔 > 𝐴𝑠 𝑝𝑒𝑟𝑙𝑢

2833,85 >87,96 → (𝑶𝑲)

Perhitungan selanjutnya disajikan dalam bentuk tabel.

Page 120: BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Atap · 2019. 1. 9. · Pada perencanaan gording, tahapan dalam perencanaan meliputi: data-data teknis, 4.1.3 Data-data Perencanaan Gording

187

Tabel 4.7.9 Penulangan Pile Cap Tipe P-2 dan P-4