MODIFIKASI PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG RAWAT .Momen inersia dan modulus penampang yang lebih besar,

  • View
    215

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of MODIFIKASI PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG RAWAT .Momen inersia dan modulus penampang yang lebih besar,

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6 1

Struktur baja mempunyai kekuatan yang tinggi dan sama kuat pada kekuatan tarik maupun tekan dan baja adalah elemen struktur yang memiliki batasan sempurna yang akan menahan beban jenis tarik aksial, tekan aksial, dan lentur dengan fasilitas yang hampir sama. Hexagonal castellated beam sebagai salah satu alternatif material struktur memiliki beberapa keunggulan yaitu efisien digunakan pada bentang yang panjang, meningkatkan kekakuan lentur, momen inersia yang dihasilkan besar sehingga kekuatan dan kekakuan struktur lebih besar pula tanpa menambah berat balok.

Gedung Rawat Inap Kelas 1 RSUD Sidoarjo yang semula 3 lantai akan direncanakan ulang menjadi 12 lantai dan dimodifikasi dari struktur awal berupa struktur beton bertulang konvensional menjadi struktur baja menggunakan hexagonal castellated beam. Dari modifikasi tersebut diharapkan akan menghasilkan rancangan gedung dengan menggunakan hexagonal castellated beam yang memenuhi persyaratan keamanan struktur.

Kata kunci: Modifikasi, Struktur baja, Castellated beam.

I. PENDAHULUANSaat ini telah banyak gedung yang menggunakan

konstruksi baja sebagai pengganti beton bentulang konvensional. Konstruksi baja semakin diminati karena beton mempunyai berbagai kelemahan antara lain bentuk yang telah dibuat sulit untuk diubah, lemah terhadap kuat tarik, mempunyai bobot yang berat, daya pantul suara yang besar, pelaksanaan pekerjaan membutuhkan ketelitian yang tinggi dan pengerjaan yang relatif lama. Sedangkan kelebihan baja antara lain mempunyai kekuatan yang tinggi, relatif ringan, elastis, kemudahan pemasangan di lapangan.

Gedung ini terdiri dari 3 lantai. Gedung Rawat Inap Kelas 1 RSUD Sidoarjo yang semula 3 lantai akan direncanakan ulang menjadi 12. Akibatnya, gedung tersebut harus direncanakan ulang agar lebih efisien. Alternatif yang dilakukan antara lain merubah konstruksi beton menjadi konstuksi baja menggunakan hexagonal castellated beam.

Castellated Beam adalah suatu spesifikasi profil yang ditingkatkan kekuatan komponen strukturnya dengan memotong profil aslinya dengan pola zig zag kemudian digeser dan dilas sepanjang pola.

Permasalahan Permasalahan utama: Bagaimana melakukan perencanaan ulang Gedung Rawat Inap Kelas 1 RSUD Sidoarjo dengan struktur baja menggunakan hexagonal castellated beam?Rincian permasalahan:1. Bagaimana menentukan preliminary design?2. Bagaimana merencanakan struktur sekunder?3. Bagaimana melakukan analisa struktur menggunakan

program bantu SAP 2000 V.14.2.2?4. Bagaimana melakukan kontrol dimensi struktur?5. Bagaimana merencanakan sambungan? 6. Bagaimana merencanakan pondasi?

TujuanTujuan utama: Mampu merencanakan gedung Rawat Inap Kelas 1 RSUD Sidoarjo menggunakan baja Hexagonal Castellated Beam.Rincian tujuan:1. Mampu menentukan preliminary design,2. Mampu merencanakan struktur sekunder,3. Mampu melakukan pemodelan dan analisa struktur

menggunakan program bantu SAP 2000 V.14.2.2,4. Mampu melakukan kontrol dimensi struktur,5. Mampu merencanakan sambungan,6. Mampu merencanakan pondasi,

Batasan PermasalahanBatasan dari permasalahan antara lain sebagai berikut:1. Tidak menghitung biaya konstruksi gedung,2. Tidak membahas metode pelaksanaan,3. Perencanaan struktur mengacu pada SNI 03 1729 2002,4. Pembebanan dihitung berdasarkan PPIUG 1983,5. Beban gempa dihitung berdasarkan SNI 03-1726-2002. 6. Program bantu yang digunakan adalah SAP 2000 V.14.2.2

dan AutoCAD,7. Perencanaan dilakukan pada gedung 12 lantai pada zona

gempa 2, menggunakan Hexagonal Castellated Beamnonkomposit.

II. TINJAUAN PUSTAKACastellated beam adalah profil baja H, I, atau U yang

kemudian pada bagian badannya dipotong memanjang dengan pola zig-zag. Kemudian bentuk dasar baja diubah dengan menggeser atau membalik setengah bagian profil baja yang telah dipotong. Penyambungan setengah profil dilakukan

MODIFIKASI PERENCANAAN STRUKTURGEDUNG RAWAT INAP KELAS 1 RSUD SIDOARJO

DENGAN MENGGUNAKAN HEXAGONAL CASTELLATED BEAM

Ridha Novikayanti Sholikhah, dan Heppy KristijantoTeknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)

Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111E-mail: heppy@ce.its.ac.id

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6 2

dengan cara di las pada bagian gigi-giginya sehingga terbentuk profil baru dengan lubang berbentuk segi enam (hexagonal), segi delapan (octogonal), dan lingkaran (circular) sehingga menghasilkan modulus penampang yang lebih besar.

Kelebihan Castellated beam1. Momen inersia dan modulus penampang yang lebih besar,2. Mampu memikul momen yang lebih besar,3. Bahannya ringan, kuat, dan mudah dipasang,4. Profil Castellated beam cocok untuk bentang panjang,5. Dapat digunakan untuk gedung tingkat tinggi dan bangunan

perindustrian. Kekurangan Castellated beam1. Profil Castellated beam kurang tahan api,2. Kurang kuat menerima gaya lateral, sehingga perlu diberi

satu atau lebih pelat pada ujung-ujung,3. Pada ujung-ujung bentang (di sudut profil) terjadi

peningkatan pemusatan tegangan (stress consentration), 4. Tidak sesuai untuk bentang pendek dengan beban yang

cukup berat.

Geometri Castellated BeamPendekatan rumus dimensi castellated menurut

Demirdjian, S. (1999) adalah sebagai berikut:

tan = (bila tidak ada pelat maka hp = 0)

Rasio penambahan tinggi balok

Demirdjian, S. (1999) menyatakan bahwa dengan pendekatan rumus maka dimensi Castellated beam dapat dihitung sebagai berikut:

tan = (bila tidak ada pelat maka hp = 0)

Rasio penambahan tinggi balok

III. METODOLOGI

MULAI

Penentuan dan Pencarian Data

Studi Literatur

Penentuan Dimensi Struktur Sekunder

Perhitungan Struktur Sekunder1. Pelat Lanati2. Tangga3. Balok Anak

Kontrol Dimensi Struktur Sekunder

Penentuan Dimensi Struktur Primer

Pemodelan dan Analisa Struktur Dengan SAP 2000 v.14.2.2 (3 Dimensi)

Perhitungan Struktur Primer1. Balok2. Kolom

Kontrol DimensiStruktur Primer

Perencanaan Sambungan

Perencanaan Poer dan Pondasi

YES

NO

YES

FINISH

Penggambaran Detail Struktur dan Sambungan

Gambar. 2. Bagan alir metodologi penyelesaian Tugas Akhir

Data bangunan eksisting:Nama Gedung : Gedung Rawat Inap Kelas 1 RSUD

SidoarjoJumlah lantai : 3 lantaiTinggi gedung : 15,72 meterZone gempa : 2Struktur Utama : Beton Sistem struktur : Sistem Rangka Pemikul Momen

Menengah (SRPMM) Data modifikasi bangunan:Nama Gedung : Gedung Rawat Inap Kelas 1 RSUD

SidoarjoJumlah lantai : 12 lantaiTinggi gedung : 48 meterZone gempa : 2Struktur Utama : Castellated Beam Non KompositSistem Struktur : Sistem Rangka Pemikul Momen

Menengah (SRPMM)

d

eb

h

dt

dbs

(a)

dg

db

eb

ho

dt

s

bf

tw

tf

(b)Gambar. 1.(a) Pola pemotongan zig zag pada profil asli balok

1.(b) Geometri penampang Hexagonal Castellated beam

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6 3

Kriteria desainProfil BJ 41 fy = 250 Mpa

fu = 410 MpaBaut BJ 50 fy = 290 Mpa

fu = 500 MpaModulus elastisitas E = 200000 MpaMutu beton fc = 30 Mpa fy (tul. utama) = 410 MPafy (tul. sengkang) = 250 Mpa

IV. ANALISA STRUKTUR SEKUNDER1. Perencanaan Pelat

Perencanaan pelat menggunakan tabel perencanaan praktis yang ada dari PT BRC LYSAGHT INDONESIA. Bondek yang digunakan mempunyai tebal 0,75 mm dengan tegangan leleh minimum sebesar 4800 kg/cm2, dan tulangan susut menggunakan wiremesh M5.

Tabel 1. Penulangan Pelat

Jenis Pelat

Beban Berguna

(kg/m2)

Bentang (m)

Tebal Pelat (cm)

Tulangan Negatif

(cm2/m)Tulangan

Atap 200 1.5 9 0.59 8 300Lantai 400 1.5 9 0.85 8 250

- Tulangan menggunakan baja BJ 37 (fy = 4800 kg/cm2)- Bentang menerus dengan tulangan negatif tanpa penyangga

2. Perencanaan Balok AnakBalok anak menumpu diatas dua tumpuan sederhana dan

direncanakan menggunakan profil WF dengan mutu baja BJ 41.

Tabel 2. Gaya dalam maksimum balok anakJenis Balok anak

Mu(kg.m)

Vu(kg)

fx(cm)

Atap 3665.79 2443.86 1.5Lantai 5627.61 3751.74 1.22

Tabel 3. Kapasitas profil balok anakJenis Balok anak

Profil WFMn

(kg.m)Vn

(kg)f

(cm)

Atap 250x125x5x8 7634 15600 1.67Lantai 300x150x5,5x8 11375.637 21120 1.67

3. Perencanaan TanggaPerencanaan pelat tangga

3mmprofil siku

pelat

Gambar. 3. Pelat tanggaMenggunakan plat dengan tebal, t = 3 mm

Perencanaan pengaku pelat tangga

pelat baja 3mm

profil siku 50.50.6

25

Gambar. 4. Pengaku pelat tangga

Menggunakan profil siku 50.50.6

Perencanaan pelat bordesDirencanakan menggunakan pelat baja tebal 3 mm.Qu = 1,2 qD + 1,6 qL = 762,396 kgMu = 1/8 x qu x L2 = 15,25 kgmMp = fy x Zx = 25,31 kgm

Perencanaan balok bordesDirencanakan menggunakan profil siku 50x50x6Vu = 1,2 VD + 1,6 VL = 157,71 kgMu = 1,2 MD + 1,6 ML = 59,14 kgm

Kontrol lendutan

Lendutan ijin cm 0,63=150

=L

=f240240

Mp = fy x Zx = 20730 kgcmVn = 0,6 x fy x Aw = 4500 kg

Perencanaan balok utama tanggaMenggunakan profil WF 200x100x4,5x7

Perencanaan balok penumpu bordesMenggunakan profil WF 200x100x4,5x7

V. ANALISA STRUKTUR PRIMER

Gambar. 5. Pemodelan struktur gedung yang direncanakan

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6 4

Kontrol Partisipasi Ma