PENGARUH KEMIRINGAN ELEMEN STRUKTUR KOLOM …spmi.poltekba.ac.id/spmi/fileTA/140309240292_2017.pdf · masukan tentang teknis pelaksanaan Tugas Akhir serta bimbingan yang membantu

PENGARUH KEMIRINGAN ELEMEN STRUKTUR KOLOM

PENDEK TERHADAP KEKUATAN MENAHAN BEBAN

DIATASNYA

TUGAS AKHIR

BHERNANDDEZ MARBUN

NIM : 140309240292

POLITEKNIK NEGERI BALIKPAPAN

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL

BALIKPAPAN

2017

i

PENGARUH KEMIRINGAN ELEMEN STRUKTUR KOLOM


DIATASNYA

KARYA TULIS INI DIAJUKAN SEBAGAI SALAH SATU SYARAT

UNTUK MEMPEROLEH GELAR AHLI MADYA DARI

POLITEKNIK NEGERI BALIKPAN

TUGAS AKHIR

BHERNANDDEZ MARBUN

NIM : 140309240292

POLITEKNIK NEGERI BALIKPAPAN

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL

BALIKPAPAN

2017

ii

SURAT PERNYATAAN

Yang bertanda tangan di bawah ini :

Nama : Bhernanddez Marbun

Tempat/Tgl Lahir : Balikpapan, 26 Nopember 1996

NIM : 140309240292

Menyatakan bahwa tugas akhir yang berjudul :

“Pengaruh Kemiringan Elemen Struktur Kolom Pendek Terhadap Kekuatan Menahan Beban

Diatasnya” Adalah bukan merupakan hasil karya tulis orang lain, baik sebagian maupun

keseluruhan, kecuali dalam kutipan yang kami sebutkan sumbernya. Demikian pernyataan saya

buat dengan sebenar-benarnya dan apabila pernyataan ini tidak benar saya bersedia mendapat

sanksi akademis.

Balikpapan, 1 Juni 2017

Mahasiswa,

Bhernanddez Marbun

NIM : 140309240292

iii

LEMBAR PENGESAHAN

PENGARUH KEMIRINGAN ELEMEN STRUKTUR KOLOM PENDEK TERHADAP

KEKUATAN MENAHAN BEBAN DIATASNYA

Disusun Oleh :

BHERNANDDEZ MARBUN

NIM : 140309240292

Mengetahui,

Ketua JurusanTeknik Sipil

Drs. Sunarno, M.Eng.

NIP. 19640413 199003 1 015

Pembimbing II

Dr. Emil Azmanajaya, ST., MT

NIP. 19770224 201212 1 001

Pembimbing I

Karmila Achmad, ST., MT

NIP. 19790317 2007012 017

Penguji I

Mahfud, S.Pd.. MT.

NIP. 19661102 199303 1 003

Penguji II

Totok Sulistyo,ST., MT.

NIP. 19720902 200012 1 003

iv

LEMBAR PESEMBAHAN

Karya ilmiah ini kupersembahkan kepada

Tuhan Yesus Kristus

Ayah dan Ibu Tercinta

Manimbul Marbun dan Tiana Manalu,

Saudaraku yang kusayangi

Yehezkiel Hasian Marbun

Dan Semua Sahabat – Sahabatku Teknik Sipil 2014

v

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kepada Tuhan Yesus Kristus atas berkat dan kasih-Nya kepada penulis,

sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan judul “Pengaruh Kemiringan Elemen

Struktur Kolom Pendek Terhadap Kekuatan Menahan Beban Diatasnya” ini dengan baik dan

lancar.

Dengan dilaksanakan nya Tugas Akhir ini diharapkan mahasiswa dapat memperoleh

wawasan baru tentang segala sesuatu yang berkaitan dengan pekerjaan Teknik Sipil. Penulis

banyak menerima bimbingan, bantuan dan dorongan dari berbagai pihak. Dalam kesempatan ini

penyusun ingin menyampaikan rasa terimakasih kepada :

1. Ramli, S.E.,M.T selaku direktur Politeknik Negeri Balikpapan.

2. Drs. Sunarno, M. Eng, selaku Kepala Prodi Teknik Sipil Politeknik Negeri Balikpapan.

3. Karmila Achmad, ST., MT selaku dosen pembimbing I yang telah membimbing dan

memberikan banyak masukan serta dengan sabar mengajari saya banyak materi didalam

TA ini.

4. Dr. Emil Azmanajaya, ST.,MT selaku dosen pembimbing II yang telah memberikan

masukan tentang teknis pelaksanaan Tugas Akhir serta bimbingan yang membantu penulis

dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini

5. Kedua orang tua tercinta, Ayahanda Manimbul Marbun dan ibunda Tiana Manalu yang

selalu mendoakan, memberikan dukungan dan semangat yang luar biasa, sehingga

membuat saya dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.

6. Adik saya tercinta, Yehezkiel Hasian Marbun yang selama ini telah menemani saya

mengerjakan TA ini.

7. Kedua teman dekat saya yaitu Avica Anggraeini dan Ahmad Afandi yang telah banyak

membantu saya dalam berbagai hal dan juga sebagai teman bertukar pendapat dan pikiran

dalam mengerjakan TA.

8. Kepada Senior dan karyawan PT ARTEFAK ARKINDO yang telah memberikan

dukungan dan masukan agar Tugas Akhir saya berjalan dengan lancar dan dapat

memberikan yang terbaik.

vi

9. Rekan - rekan mahasiswa D3 angkatan 2014 di Politeknik Negeri Balikpapan, khususnya

jurusan Teknik Sipil yang telah banyak membantu penulis dengan memberikan ide – ide

cemerlangnya untuk menyempurnakan Tugas Akhir ini.

10. Semua pihak yang Penulis tidak dapat menyebutkan satu persatu, yang telah memberikan

bantuan secara langsung maupun tidak langsung dalam penyusunan Tugas Akhir ini hingga

selesai.

Sekiranya hanya itu saja yang dapat kami sampaikan. Semoga penyelesaian laporan ini

dapat memberikan manfaat kepada pembaca khususnya seluruh mahasiswa Teknik Sipil.

Terimakasih.

Balikpapan, 2017

Penulis

vii

SURAT PERNYATAAN PERSETUJUAN

PUBLIKASI KARYA ILMIAH

KEPENTINGAN AKADEMIS

Sebagai civitas akademik Politeknik Negeri Balikpapan, saya yang

bertanda tangan di bawah ini:

Nama : BHERNANDDEZ MARBUN

NIM : 140309240292

ProgramStudi : Teknik Sipil

Judul TA : PENGARUH KEMIRINGAN ELEMEN STRUKTUR KOLOM


DIATASNYA

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya menyetujui untuk memberikan hak kepada

Politeknik Negeri Balikpapan untuk menyimpan, mengalih media atau format-kan, mengelola

dalam bentuk pangkalan data (database), merawat, dan mempublikasikan tugas akhir saya selama

tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis/pencipta.

Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.

Dibuat di : Balikpapan

Pada tanggal : 1 Juni 2017

Yang menyatakan

Bhernanddez Marbun

NIM : 140309240292

viii

ABSTRAK

Kolom merupakan elemen struktur tekan yang keruntuhannya akan menyebabkan terjadi

keruntuhan total (total collapse) seluruh struktur. Tujuan Tugas Akhir ini adalah untuk mengetahui

pengaruh kemiringan kolom pendek terhadap kekuatan menahan beban diatasnya.

Ada 5 variasi kolom pendek yang ditinjau yaitu kolom dengan kemiringan 0°,9°,10°,11°,12°

dengan kode kolom (K0, K9, K10, K11, K12).

Dari hasil perhitungan diperoleh presentase peningkatan kekuatan kolom pada kolom K9,

K10, K11, dan K12 terhadap K0 untuk nilai Pn adalah 0,71% , 0,95%, 1,21%, 1,49%. Dan Mn

yaitu, 2,28%, 3,05%, 3,88%, 4,81%.

Kata kunci : kolom miring, Pn dan Mn

ix

ABSTRAK

Columns are elements of compression structures whose collapse will lead to total collapse (total

collapse) of the entire structure. The purpose of this Final Project is to find out the influence of the

short column slope to the holding force above it.

There are 5 variations of the short column being analysed, the column with a slope of 0 °, 9 °, 10

°, 11 °, 12 ° with the column code (K0, K9, K10, K11, K12).

From the calculation results obtained percentage increase in column strength for the columns K9,

K10, K11, and K12 to K0 for the value of Pn is 0.71%, 0.95%, 1.21%, 1.49%. And Mn is 2.28%,

3.05%, 3.88%, 4.81%.

Keywords : Tilted coloumn , Pn and Mn

x

DAFTAR ISI

JUDUL ..................................................................................................................... i

SURAT PERNYATAAN........................................................................................ ii

LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................... iii

LEMBAR PERSEMBAHAN ................................................................................ iv

KATA PENGANTAR ............................................................................................ v

SURAT PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ................................... vii

ABSTRAK ........................................................................................................... viii

DAFTAR ISI ........................................................................................................... x

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ xii

DAFTAR TABEL ................................................................................................ xiv

DAFTAR NOTASI ............................................................................................... xv

DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................... xviii

BAB I PENDAHULUAN

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

1.2 Rumusan Masalah ........................................................................................ 2

1.3 Batasan Masalah........................................................................................... 2

1.4 Tujuan Penelitian ......................................................................................... 2

1.5 Manfaat Penelitian ....................................................................................... 2

BAB II LANDASAN TEORI

2.1 Beton Bertulang ........................................................................................... 4

2.2 Dasar Perencanaan Beton Bertulang ............................................................ 5

2.2.1 Kuat Perlu .............................................................................................................. 6

2.2.2 Kuat Rencana ........................................................................................................ 8

2.3 Pembebanan ................................................................................................. 8

2.4 Kuat Tekan Beton dan Kuat Tarik Baja ..................................................... 10

2.5 Elemen-elemen Struktur Utama ................................................................. 13

2.6 Kolom ......................................................................................................... 14

2.6.1 Jenis-jenis kolom ................................................................................................ 15

2.6.2 Syarat-syarat kolom ............................................................................................ 16

2.6.3 Perencanaan Kolom ............................................................................................ 19

xi

2.7 Pengekangan Kolom .................................................................................. 23

2.8 Uraian Umum STAAD.Pro ........................................................................ 25

BAB III METODOLOGI

3.1 Data Bangunan ........................................................................................... 27

3.2 Analisa Pembebanan .................................................................................. 28

3.3 Kombinasi Pembebanan ............................................................................. 28

3.4 Perhitungan Gaya Dalam dengan Program Aplikasi Struktur ................... 28

3.5 Perencanaan Penulangan Kolom Pendek ................................................... 29

3.6 Diagram Interaksi Kolom ........................................................................... 30

3.7 Variasi Kolom ............................................................................................ 33

BAB IV PEMBAHASAN

4.1 Data Perencanaan Bangunan ...................................................................... 34

4.2 Perencanaan Pembebanan .......................................................................... 34

4.2.1 Beban Mati ................................................................................................. 35

4.2.2 Beban Hidup .............................................................................................. 37

4.3 Hasil Analisa dari Aplikasi Program Aplikasi Struktur ............................. 38

4.4 Perhitungan Penulangan Kolom Bulat Berdasarkan Hasil Program

Aplikasi struktur ......................................................................................... 39

4.5 Perhitungan Kapasitas Kolom .................................................................... 43

4.5.1 Perhitungan Kapasitas Kolom Bulat (K9).................................................. 43

4.5.2 Perhitungan Kapasitas Kolom Bulat (K10)................................................ 46



4.5.5 Perhitungan Kapasitas Kolom Bulat (0) .................................................... 57

4.5.6 Hasil Pn dan Mn Perhitungan Kapasitas Kolom ........................................ 58

4.6 Diagram Interaksi Kolom ........................................................................... 58

4.7 Titik Keruntuhan Kolom ............................................................................ 60

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan ................................................................................................ 64

5.2 Saran ........................................................................................................... 64

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 65

LAMPIRAN

xii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Hubungan Tegangan-regangan Beton 10

Gambar 2.2 Jenis Penulangan Kolom : (a) Kolom ikat (b) Kolom spiral

(c) Kolom komposit

16

Gambar 2.3 Diagram Interaksi P-M pada Kolom 22

Gambar 2.4 Gaya kekang pada Penampang Beton: (a).sengkang spiral

(b).sengkang ikat

23

Gambar 2.5 Pengaruh Jarak Sengkang Terhadap Pengekangan Beton 24

Gambar 2.6 Perbaikan Sengkang Segiempat: (a).Ikatan silang

(b).Overlap

24

Gambar 2.7 Kurva Perbandingan antara Beban Aksial-regangan pada

Kolom dengan Sengkang Ikat dan Sengkang Spiral

25

Gambar 3.1 Bagan Alir Perhitungan Dengan Program Aplikasi Struktur 29

Gambar 3.2

Gambar 4.1

Gambar 4.2

Gambar 4.3

Gambar 4.4

Bagan Alir Diagram Interaksi Kolom

Input Selfweight di Program Aplikasi Struktur

Data Besar Nilai P dan M Hasil dari Program Aplikasi

Struktur

Panjang Kolom K9

Hasil Kolom K9 dari Program Aplikasi Struktur

31

37

38

39

40

Gambar 4.5

Gambar 4.6

Gambar 4.7

Desain Tulangan pada Penampang Kolom K9

Panjang Kolom K10

Panjang Kolom K11

42

45

50

Gambar 4.8

Gambar 4.9

Gambar 4.10

Gambar 4.11

Gambar 4.12

Panjang Kolom K12

Data Hasil Mn , Pn, dan e

Perbandingan Diagram Interaksi Semua Kolom

Jenis Keruntuhan Kolom dalam Diagram Interaksi

K0

Jenis Keruntuhan Kolom dalam Diagram Interaksi :

(a)K9, (b)K10

54

58

59

60

61

xiii

Gambar 4.13 Jenis Keruntuhan Kolom dalam Diagram Interaksi :

(a)K11, (b)K12

62

xiv

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Kuat Rencana Pada Beton 8

Tabel 2.2 Berat Sendiri Bahan Bangunan dan Komponen Gedung 9

Tabel 2.3 Beban hidup pada lantai gedung 10

Tabel 2.4 Jenis dan Kelas Baja Tulangan sesuai SII 0136-80 11

Tabel 2.5 Tegangan Leleh Baja 12

Tabel 2.6 Standar Batang Baja Tulangan ASTM 12

Tabel 2.7

Tabel 3.1

Tabel 4.1

Tabel 4.2

Tabel 4.3

Tebal Minimum Penutup Beton yang Diukur dari Tulangan

Terluar

Data Variasi kolom

Perhitungan Beban Mati Balok

Perhitungan Beban Mati Plat

Perhitungan Beban Mati Kolom

13

33

35

36

36

xv

DAFTAR NOTASI

As = luas tulangan tarik non-prategang, mm2

As’ = luas tulangan tekan, mm2

B = lebar muka tekan komponen struktur, mm

C = jarak dari serat tekan terluar kegaris netral, mm

cb = jarak dari serat tepi terdesak ke garis netral keadaan seimbang,mm

Cc = selimut bersih dari permukaan tarik terdekat ke permukaan tulangan

tarik lentur, mm

d = jarak dari serat tekan terluar ke pusat tulangan tarik, mm

d’ = jarak dari serat tekan terluar kepusat tulangan tekan, mm

D = beban mati, atau momen dan gaya dalam yang berhubungan dengannya

Ec = modulus elastisitas beton, MPa

Es = modulus elastisitas tulangan, MPa

f’c = kuat tekan beton yang disyaratkan, MPa

fy = kuat leleh yang disyaratkan untuk tulangan non-prategang, MPa

fs = tegangan tarik, MPa

h = tinggi total komponen struktur, mm

k = faktor panjang efektif komponen struktur tekan

L = beban hidup, atau momen dan gaya dalam yang berhubungan

dengannya

Lu = panjang komponen struktur tekan yang tidak dipotong

M1b = nilai yang lebih kecil dari momen ujung terfaktor pada komponen

struktur tekan yang tidak menimbulkan goyangan kesamping yang

berarti, dihitung dengan analisa rangkaelastis konvensional, positif bila

komponen struktur melengkung dalam kelengkungan tunggal, negatif

bila melengkungdalam kelengkungan ganda, Nmm

xvi

M2b = nilai yang lebih besar dari momen ujung terfaktor pada komponen

struktur tekan yang tidak menimbulkan goyangan kesamping yang

berarti, dihitung dengan analisa rangkaelastis konvensional

Mu = momen terfaktor pada penampang, Nmm

P = beban akibat benturan, atau momen dan gaya kolom yang berhubungan

dengannya, N

Pn = kuat beban aksial nominal pada eksentrisitas yang diberikan, N

Pb = kuat beban aksial nominal dalam kondisi regangan seimbang, N

Pu = kuat tekan aksial perlu pada eksentrisitas yang diberikan, N

Pc = beban kritis, N

r = jari-jari (radius of gyration)

R = beban hujan, atau momen dan gaya kolom yang berhubungan

dengannya

Tc = kuat momen torsi nominal yang disumbangkan oleh beton, Nmm

U = kuat perlu untuk menahan beban terfaktor atau momen dan gaya dalam

yang berhubungan dengannya

W = beban angin, atau momen dan gaya dalam yang berhubungan

dengannya

wc = berat satuan beton, kg/m3

β = rasio bentang bersih dalam arah memanjang terhadap arah memendek

dari pelat dua arah

βd = rasio beban aksial tetap terfaktor maksimum terhadap beban aksial

terfaktor maksimum

ɸ = faktor reduksi kekuatan

ε = regangan, mm

ε c = regangan dalam beton, mm

ε cu = regangan beton maksimum dimana terjadi keretakan, mm

xvii

ε s = regangan pada baja tarik, mm

ε s’ = regangan pada baja tekan, mm ε

xviii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Denah Proyek Beach Club

Lampiran 2 Hasil Analisa STAAD.Pro

Lampiran 3 Perhitungan Kapasitas Kolom

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Bentuk gedung mengalami perubahan dari masa ke masa. Dengan

keterbatasan lahan kosong maka membangun gedung cenderung menjulang keatas,

sehingga banyak kita temui gedung-gedung pencakar langit. Bentuk bangunan pada

jaman sekarang juga lebih bervariasi seiring dengan kreatifitas arsitek dalam

merencanakan sebuah bangunan. Keindahan dan keunikan bentuk bangunan

tentunya merupakan hal penting, sehingga memberikan daya tarik tersendiri dan

nilai tambah dari bangunan tersebut. Akan tetapi, diperlukan struktur yang kuat

terutama kolom. Struktur bangunan gedung terdiri dari komponen-komponen diatas

tanah dan dibawah tanah yang direncanakan dengan sedemikian rupa sehingga

dapat menyalurkan beban kedasar tanah.

Salah satu proyek yang berada di Balikpapan yang memiliki bentuk bangunan

unik adalah Beach Club yang merupakan bagian dari Borneo Bay City. Beach Club

adalah bangunan yang akan difungsikan sebagai restoran atau food court. Bangunan

tersebut didesain dengan bentuk menyerupai jamur dengan area yang lebih luas

dilantai atas. View laut yang indah merupakan salah satu hal utama dalam menarik

pengunjung. Oleh karena itu, bentuk bangunan ini dirancang oleh pihak perencana

dan aristek agar mampu menampung lebih banyak pengunjung dilantai atas agar

mendapatkan pemandangan laut yang lebih indah.

Bentuk bangunan dengan model yang lebih kecil pada bagian bawah ini juga

sesuai dengan undang-undang tata ruang tentang Ruang Terbuka Hijau (RTH)

dimana dalam peraturan undang-undang tersebut dijelaskan bahwa setiap kota atau

daerah harus mempunyai 30% Ruang Terbuka Hijau (RTH). Sehingga, bagian

bawah bangunan Beach club dapat difungikan sebagai taman kecil. Dengan bentuk

bangunan ini, maka peninjauan tentang kekuatan kolom dalam menopang beban

diatasnya adalah hal penting yang menjadi perhatian sehingga perlu dilakukan

analisa tentang kolom miring dengan judul “Pengaruh Kemiringan Elemen

Struktur Kolom Pendek Terhadap Kekuatan Menahan Beban Diatasnya”.

2

1.2 Rumusan Masalah

Rumusan masalah pada “Pengaruh Kemiringan Elemen Struktur Kolom

Pendek Terhadap Kekuatan Menahan Beban Diatasnya” yaitu:

1. Berapa besar kekuatan kolom miring dalam menahan beban pada proyek Beach

Club ?

2. Berapa persen peningkatan kekuatan yang harus dimiliki kolom miring terhadap

kolom dengan kemiringan 0°?

3. Bagaimana jenis keruntuhan dari masing-masing variasi kolom?

1.3 Batasan Masalah

Mengingat luasnya ruang lingkup permasalahan dan keterbatasan penulis

maka batasan masalah sebagai acuan pembahasan yaitu :

1. Model kolom yang dianalisa adalah kolom pada proyek Beach Club

2. Kolom yang ditinjau hanya kolom miring saja

3. Variasi kemiringan yang digunakan adalah 0°, 9°, 10°, 11°, dan 12°

4. Beban yang ditinjau yaitu beban hidup dan beban mati (tidak termasuk beban

finishing)

5. Kolom miring memiliki kekakuan yang sama

6. Mutu beton (f’c) yang digunakan adalah 28 MPa

7. Mutu baja (fy) yang digunakan adalah 414 MPa

8. Kolom bulat menggunakan sengkang lateral/ikat

9. Analisa kekuatan kolom dilakukan dengan menggunakan program aplikasi

struktur

10. Standar pembebanan yang dipakai yaitu Peraturan Pembebanan Indonesia

Untuk Gedung (PPIUG) 1987

11. Standar perencanaan beton bertulang mengacu pada SNI 03-2847-2002

1.4 Tujuan Penelitian

Adapun tujuan yang ingin dicapai dalam pembuatan Tugas Akhir yaitu:

1. Mengetahui besar kekuatan kolom miring dalam menahan beban pada proyek

Beach Club

3

2. Mengetahui presentase peningkatan kekuatan yang harus dimiliki kolom miring

terhadap kolom dengan kemiringan 0°

3. Mengetahui jenis keruntuhan dari masing-masing variasi kolom

1.5 Manfaat Penelitian

Dalam penyusunan Tugas Akhir ini diharapkan nantinya akan memberikan

banyak manfaat bagi semua pihak yang terlibat maupun yang tidak terlibat. Adapun

manfaat yang dapat diambil yaitu untuk mendapatkan analisa struktur yang aman

dalam memodelkan variasi kemiringan optimal dari kolom miring yang dapat

menjadi referensi untuk merencanakan struktur kolom yang unik di Kota

Balikpapan.

4

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Beton Bertulang

Bahan beton mempunyai sifat kuat menahan gaya tekan tetapi lemah terhadap

gaya tarik, sehingga untuk penggunaan dalam bidang struktur dipakai bersama-

sama dengan baja tulangan.

Beton bertulang merupakan gabungan dari dua jenis bahan, yaitu beton polos

yang memiliki kekuatan tekan yang tinggi akan tetapi kekuatan tariknya rendah,

dengan batangan-batangan baja yang ditanamkan didalam beton agar dapat

memberikan kekuatan tarik yang diperlukan. Baja tulangan mempunyai kekuatan

tarik dan tekan yang sama tingginya, sehingga sering digunakan untuk menahan

kekuatan tarik dan kekuatan tekan bersama-sama dengan beton.

Baja dan beton dapat bekerjasama atas dasar beberapa alasan, yaitu:

1. Lekatan (bond) atau interaksi antara batangan baja dengan beton keras

sekelilingnya yang mencegah terjadinya selip dari baja relatif terhadap beton.

2. Campuran beton yang memadai memberikan sifat anti resap yang cukup dari

beton untuk mencegah karat pada baja

3. Angka kecepatan muai yang hampir serupa, yaitu 0,0000055 sampai 0,0000075

untuk beton dan 0,0000065 untuk baja per derajat Fahrenheit (°F), atau

0,000010 sampai 0,000013 untuk beton dan 0,000012 untuk baja per derajat

Celcius (°C). Sehingga menimbulkan tegangan antara baja dan beton yang dapat

diabaikan dibawah perubahan suhu udara.

Hasil kombinasi dari material beton dan batangan baja sebagai tulangan

dalam beton bertulang, menghasilkan banyak keuntungan dari masing-masing

material seperti, harga yang relatif murah, daya tahan yang baik terhadap cuaca,

kekuatan tekan yang baik, serta kemampuan yang istimewa dari beton untuk

dibentuk dan kekuatan tarik tinggi serta daktilitas jauh lebih besar dari baja.

Kombinasi inilah yang memungkinkan jangkauan penggunaan dan kemungkinan

yang hampir tidak terbatas dari beton bertulang dalam pembangunan gedung-

gedung, jembatan, bendungan, tangki-tangki, reservoir, dan sejumlah besar struktur

lainnya.

5

2.2 Dasar Perencanaan Beton Bertulang

Dua filsafat perencanaan, yaitu metode tegangan kerja (working stress

design) atau teori elastis yang terpusat pada keadaan beban layan, dan metode

rencana kekuatan (ultimate strength design, strength design method) atau teori

kekuatan batas yang terpusat pada keadaan pembebanan yang melampaui beban

kerja pada struktur yang terancam keruntuhan.

Didalam metode tegangan kerja/teori elastis, suatu unsur struktur

direncanakan sedemikian hingga tegangan yang diakibatkan oleh aksi dari beban

kerja (service load) dan yang dihitung secara mekanika dari unsur-unsur yang

elastis tidak melampaui suatu nilai ijin yang ditetapkan. Beban kerja adalah beban

yang benar-benar terjadi pada masa kerja dari struktur. Didalam metode tegangan

kerja, tegangan yang dihitung secara elastis lebih kecil dan sama dengan tegangan

yang diijinkan, atau F ≤ F ijin.

Penampang direncanakan dengan asumsi hubungan antara tegangan dan

regangan linier, dimana baja pada kondisi tegangan kerja (fs ≈ 0,7fy) dan beton

tidak melebihi tegangan ijin (fb ≈ 0,45f’c).

Sedangkan didalam metode rencana kekuatan/teori kekuatan batas (ultimate),

beban kerja dinaikkan secukupnya dengan suatu faktor untuk mendapatkan beban

pada mana keruntuhan dinyatakan telah diambang batas. Beban ini dinamakan

beban berfaktor. Struktur atau unsurnya diproporsikan sedemikian hingga

mencapai kekuatan pada saat bekerjanya beban berfaktor. Dengan kata lain dapat

dinyatakan bahwa kekuatan yang tersedia lebih kecil atau sama dengan kekuatan

yang diperlukan untuk memikul beban berfaktor.

Kuat yang tersedia ≤ Kuat perlu beban berfaktor

Penampang direncanakan dengan asumsi hubungan antara tegangan dan regangan

tidak linier, dimana baja pada kondisi tegangan leleh (fs = fy), dan beton mencapai

tegangan maksimum ≈ f’c atau ε’c = 0,003.

Struktur dan unsur-unsurnya harus direncanakan untuk memikul beban

cadangan diatas beban yang diharapkan bekerja dibawah keadaan normal.

Kapasitas cadangan yang disediakan untuk memperhitungkan dua faktor, yaitu

6

faktor yang berhubungan dengan pelampauan beban dan faktor yang berhubungan

dengan kekurangan kekuatan. Pelampauan beban dapat terjadi akibat perubahan

penggunaan unsur struktur yang direncanakan, sedangkan kekurangan kekuatan

dapat diakibatkan oleh kesalahan pengerjaan, dimensi ataupun tingkat pengawasan

pada saat pelaksanaan.

Tata cara perhitungan struktur beton untuk bangunan gedung (SNI 03-2847-

2002) yang mengacu pada peraturan ACI (American Concrete Institute)

memisahkan provisi keamanan dalam faktor U untuk pelampauan beban (kuat

perlu) dan faktor ɸ untuk kekurangan kekuatan (kuat rencana).

2.2.1 Kuat Perlu

Kuat perlu adalah ketahanan struktur untuk menahan beban, sehingga nilai

kuat perlu akan sangat dipengaruhi oleh jenis beban yang akan ditahan. Nilai kuat

perlu untuk masing-masing kombinasi jenis beban adalah sebagai berikut:

1. Kuat perlu (U) untuk menahan beban mati (D) paling tidak atau harus sama

dengan:

U = 1,4.D ...................................................................................................... 2.1

Kuat perlu (U) untuk menahan beban mati (D), beban hidup (L), dan juga beban

atap (A) atau beban hujan (R), paling tidak harus sama dengan:

U = 1,2.D + 1,6.L + 0,5. (A atau R) .............................................................. 2.2

2. Bila ketahanan struktur terhadap beban angin (W) harus diperhitungkan dalam

perencanaan, maka pengaruh kombinasi beban mati (D), beban hidup (L), dan

beban angina (W) berikut harus ditinjau untuk menentukan nilai (U) yang

terbesar, yaitu:

U = 1,2.D + 1,0.L ± 1,6.W ± 0,5 (A atau R) ................................................. 2.3

Kombinasi beban juga harus memperhitungkan kemungkinan beban hidup (L)

yang penuh dan kosong untuk mendapatkan kondisi yang paling berbahaya

yaitu:

U = 0,9.D ± 1,6.W ......................................................................................... 2.4

Perlu dicatat bahwa untuk setiap kombinasi beban mati (D), beban hidup (L),

dan beban angin (W), kuat perlu (U) tidak boleh kurang dari rumus diketentuan

1.

7

3. Bila ketahanan struktur terhadap beban gempa (E) harus diperhitungkan dalam

perencanaan, maka nilai kuat perlu (U) harus diambil sebagai:

U = 1,2.D + 1,0.L ± 1,0 E .............................................................................. 2.5

Atau U = 0,9.D ± 1,0.E

Dalam hal ini nilai E ditetapkan berdasarkan ketentuan SNI 03-1726-1989-F,

Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk rumah dan gedung, atau

penggantinya.

4. Bila ketahanan terhadap tekanan tanah H diperhitungkan dalam perencanaan,

maka pada persamaan U = 1,2.D + 1,6.L + 0,5 (A atau R), U = 0,9.D ± 1,6.W,

dan U = 0,9.D ± 1,0.E ditambahkan 1,6.H, kecuali bahwa pada keadaan dimana

aksi struktur akibat H mengurangi pengaruh W atau E, maka beban H tidak

perlu ditambahkan pada persamaan tersebut.

5. Bila ketahanan terhadap pembebanan akibat berat dan tekanan fluida (F), yang

berat jenisnya dapat ditentukan dengan baik, ketinggian maksimumnya

terkontrol, dan diperhitungkan dalam perencanaan, sehingga beban tersebut

harus dikalikan dengan faktor beban 1,4 yaitu:

U = 1,4 (D+F) ................................................................................................ 2.6

Untuk kombinasi beban lainnya, beban F tersebut harus dikalikan dengan faktor

beban 1,2 dan ditambahkan pada persamaan U =1,2.D + 1,6.L + 0,5 (A atau R).

6. Bila ketahanan terhadap pengaruh kejut diperhitungkan dalam perencanaan,

maka pengaruh tersebut harus disertakan pada perhitungan beban hidup (L).

7. Bila pengaruh struktural T dari perbedaan penurunan pondasi, rangkak, susut,

ekspansi beton, atau perubahan suhu sangat menentukan dalam perencanaan,

maka kuat perlu (U) harus sama dengan:

U = 1,2 (D+T) + 1,6.L + 0,5 (A atau R) ....................................................... 2.7

Perkiraan atas penurunan pondasi, rangkak, susut, ekspansi beton, atau

perubahan suhu harus didasarkan pada pengkaji uang realistis dari pengaruh

tersebut selama masa pakai.

8. Untuk perencanaan daerah pengankuran pasca tarik harus digunakan faktor

beban 1,2 terhadap gaya penarikan tendon maksimum.

9. Jika pada bangunan terjadi benturan yang besarnya P, maka pengaruh beban

tersebut dikalikan dengan faktor 1,2.

8

2.2.2 Kuat Rencana

Kuat rencana biasanya disebut juga faktor reduksi kekuatan. Ketidakpastian

kekuatan bahan terhadap pembebanan pada komponen struktur dianggap sebagai

faktor reduksi kekuaatan yang nilainya dapat dilihat pada tabel 2.1.

Tabel 2.1 Kuat Rencana Pada Beton

1 Lentur, tanpa beban aksial ɸ = 0,8

2 Beban aksial, dan beban aksial dengan lentur:

a. Aksial tarik dan aksial tarik dengan lentur

b. Aksial tekan dan aksial tekan dengan lentur

- Komponen struktur dengan tulangan spiral

- Komponen struktur lainnya

ɸ = 0,8

ɸ = 0,7

ɸ = 0,65

3 Geser dan torsi ɸ = 0,75

4 Tumpuan pada beton kecuali untuk daerah pengangkuran pasca

tarik

ɸ = 0,65

5 Daerah pengangkuran pasca tarik ɸ = 0,85

6 Penampang lentur tanpa beban aksial pada komponen struktur

pra tarik dimana panjang penanaman strandnya kurang dari

panjang penyaluran yang ditetapkan

ɸ = 0,75

(Sumber : Struktur Beton oleh Ir. Siti Nurlina, MT)

2.3 Pembebanan

Dalam perencanaan suatu bangunan struktur, terlebih dahulu diketahui fungsi

bangunan tersebut. Fungsi bangunan sangat mempengaruhi dalam perhitungan

analisis struktur, dan perlu diketahui juga beban-beban yang bekerja pada struktur

bangunan tersebut. Beban yang bekerja pada struktur adalah :

1. Beban Mati

Beban mati ialah semua muatan yang berasal dari berat bangunan atau unsur

bangunan termasuk segala unsur tambahan yang merupakan satu kesatuan pada

bangunan tersebut. Beban mati juga merupakan berat dari semua bagian suatu

9

gedung/bangunan yang bersifat tetap selama masa layan struktur, termasuk

unsur-unsur tambahan, finishing, mesin-mesin serta peralatan tetap merupakan

bagian yang tak terpisahkan dari gedung/bangunan tersebut. Termasuk dalam

beban ini adalah berat struktur, pipa-pipa, saluran listik, AC, lampu-lampu,

penutup lantai dan plafond. Besar berat sendiri bahan bangunan dan komponen

gedung dapat dilihat pada tabel 2.2.

Tabel 2.2 Berat Sendiri Bahan Bangunan dan Komponen Gedung

Bahan Bangunan Berat

Baja 7850 kg/m3

Beton 2200 kg/m3

Beton Bertulang 2400 kg/m3

Kayu (Kelas I) 1000 kg/m3

Komponen Gedung

Spesi dari semen, per cm tebal 21 kg/m2

Dinding bata merah ½ batu 250 kg/m2

Penutup Atap genting 50 kg/m2

Penutup lantai ubin semen per cm tebal 24 kg/m2

(Sumber : Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung, 1987)

2. Beban Hidup

Beban hidup adalah beban gravitasi yang bekerja pada suatu struktur dalam

masa layannya, dan timbul akibat penggunaan suatu gedung. Termasuk beban

ini adalah berat manusia, perabot yang dapat di pindah-pindah, kendaraan, dan

barang-barang lain. Karena besar dan lokasi beban yang berubah-ubah, maka

penentuan beban hidup secara pasti adalah merupakan suatu hal yang cukup

sulit. Beberapa contoh beban hidup menurut kegunaan suatu bangunan dapat

dilihat pada tabel 2.3

10

Tabel 2.3 Beban hidup pada lantai gedung

Kegunaan Bangunan Berat

Lantai dan tangga rumah tinggal sederhana 125 kg/m2

Lantai Sekolah, ruang kuliah, kantor, toko, toserba,

restoran, hotel, asrama, dan rumah sakit

250 kg/m2

Lantai ruang olahraga 400 kg/m2

Lantai pabrik, bengkel, gedung, perpustakaan, ruang

arsip, tokobuku, ruang mesin, dan lain-lain

400 kg/m2

Lantai gedung parkir bertingkat untuk lantai bawah 800 kg/m2

(Sumber : Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung, 1987)

2.4 Kuat Tekan Beton dan Kuat Tarik Baja

Kekuatan beton identik dengan nilai kuat tekan beton (f’c). Nilai ini

dipengaruhi oleh umur beton, dan puncak kekuatan adalah pada umur 28 hari.

Hubungan diagram tegangan regangan beton dapat dilihat pada gambar 2.1.

Gambar 2.1 Hubungan Tegangan-regangan Beton

Pada gambar diatas diperlihatkan kurva tegangan-regangan beton, dimana

terdapat 3 macam modulus, yaitu:

1. Modulus awal (tangent pada titik awal)

2. Modulus tangen (tangent modulus, pada 0,5 f’c)

Regangan batas

umurnya

berkisar dari

0,003 sampai

0,004

11

3. Modulus sekan (secant modulus, pada 25-50% dari f’c, diambil sebagai

modulus elastisitas)

Modulus elastisitas beton adalah jumlah perbandingan antara tegangan

regangan beton. Besar nilai modulus elastisitas beton (Ec) adalah:

1. Untuk berat beton (wc) antara 1.500 kg/m3 dan 2.500 kg/m3:

Ec = (wc)1,5 0,043√f’c (dalam MPa)

2. Untuk beton normal wc = 2.400 kg/m3:

Ec = 4.700√f’c (dalam MPa)

Penempatan baja tulangan didalam suatu penampang beton terutama untuk

menahan gaya tarik yang bekerja pada penampang tersebut. Ada dua jenis baja

tulangan, yaitu tulangan polos (plain bar) dan tulangan ulir (deformed bar).

Sebagian besar baja tulangan yang ada di Indonesia berupa tulangan polos untuk

baja lunak dan tulangan ulir untuk baja keras.

Batang baja disini digolongkan menjadi dua macam, yang pertama (BJTP)

yang berpenampang bulat yang permukaan sisi luarnya tidak bersirip atau berukir

dan (BJTD) yang berpenampang ulir yang permukaannya dikasarkan secara khusus

bentuknya berukir dan bersirip. Baja tulangan polos hanya digunakan untuk

tulangan pengikat sengkang atau spiral. Menurut SII 0136-80, dilakukan

pengelompokkan baja tulangan untuk beton bertulang seperti tertera pada tabel 2.4.

Tabel 2.4 Jenis dan Kelas Baja Tulangan sesuai SII 0136-80

Jenis Kelas Symbol Batas ulur minimum

(N/mm2)(kgf/mm2)

Kuat Tarik minimum

(N/mm2)(kgf/mm2)

Polos 1

2

BJTP 24

BJTP 30

235

(24)

294

(30)

382

(39)

480

(49)

Deformasi 1

2

3

BJTD 24

BJTD 30

BJTD 35

235

(24)

294

(30)

343

(34)

382

(39)

480

(49)

490

(50)

12

4

5

BJTD 40

BJTD 50

392

(40)

490

(50)

559

(57)

61

(63)

(Sumber : Istimawan Dipohusodo; 1999)

Pada umumnya baja tulangan yang terdapat dipasaran Indonesia dapat dibagi

dalam mutu-mutu yang tercantum dalam tabel 2.5.

Tabel 2.5 Tegangan Leleh Baja

Mutu baja Fy (MPa) Fy (KN-m)

240 240 240000

500 500 500000

(Sumber : Gideon Kusuma)

ASTM menggolongkan tulangan baja dengan memberi nomor, #3 sampai

dengan #18 sesuai dengan spesifikasi diameter, luas penampang, dan berat tiap

satuan panjang seperti terlihat dalam tabel berikut :

Tabel 2.6 Standar Batang Baja Tulangan ASTM

Nomor

batang

Diameter nominal Luas nominal Berat

(kg/m) (inchi) (mm) (inchi2) (mm2)

#3

#4

#5

#6

#7

#8

#9

#10

#11

#14

#18

0,375

0,500

0,625

0,750

0,875

1,000

1,128

1,270

1,410

1,693

2,257

9,50

12,7

15,9

19,1

22,2

25,4

28,7

32,3

35,8

43,0

57,3

0,110

0,200

0,310

0,440

0,600

0,790

1,000

1,270

1,560

2,250

4,000

71

129

200

284

387

510

645

819

1006

1425

2581

0,559

0,999

1,552

2,235

3,041

3,973

5,059

6,403

7,906

11,380

20,240

(Sumber : Istimawan Dipohusodo; 1999)

Berdasarkan SNI 03-2847-2002, untuk melindungi tulangan terhadap bahaya

korosi maka disebelah tulangan luar harus diberi selimut beton. Untuk beton

13

bertulang, tebal minimum selimut beton yang harus disediakan untuk tulangan

harus memenuhi ketentuan sebagai berikut :

Tabel 2.7 Tebal Minimum Penutup Beton yang Diukur dari Tulangan

Terluar

Bagian

konstruksi

Yang tidak berhubungan

langsung dengan tanah dan cuaca

(mm)

Yang berhubungan langsung

dengan tanah dan cuaca (mm)

Pelat/dinding Batang D-44 dan D-56 = 40

Batang D-36 dan yang lebih kecil

= 20

Batang D-19 hingga D-56 =

50

Batang D-16, kawat W31 atau

D31 dan yang lebih kecil =40

Balok Seluruh diameter = 40 Batang D-19 hingga D-56 =50


D31 dan yang lebih kecil = 40

Kolom Seluruh diameter = 40 Batang D-19 hingga D-56 =

50


D31 dan yang lebih kecil = 40

(Sumber : Tata Cara Perencanaan Struktur Beton Untuk Gedung SNI 03-2847-

2002)

2.5 Elemen-elemen Struktur Utama

Secara umum, struktur bangunan gedung terdiri dari dua bagian utama, yaitu

struktur atas yang terdiri dari pelat lantai, kolom, balok, sedangkan struktur bawah

yaitu pondasi.

1. Plat adalah komponen struktur yang merupakan sebuah bidang datar yang lebar

dengan permukaan atas dan bawahnya sejajar. Pelat bisa bertulang 2 atau 1 arah

saja, tergantung system strukturnya. Bila perbandingan antara panjang dan lebar

pelat tidak melebihi 2, digunakan penulangan 2 arah dan sebaliknya.

(Dipohusodo, 1994).

2. Balok adalah elemen struktur yang menyalurkan beban-beban dari pelat lantai

ke kolom penyangga yang vertikal. (Nawi, 1990).

14

3. Kolom adalah elemen vertikal yang memikul sistem lantai struktural. Elemen

ini merupakan elemen yang mengalami tekan dan pada umumnya disertai

dengan momen lentur. Kolom merupakan salah satu unsur terpenting dalam

peninjauan keamanan struktur. (Nawy, 1990).

4. Pondasi adalah komponen struktur pendukung bangunan yang terbawah dan

telapak pondasi berfungsi sebagai elemen terakhir yang meneruskan beban ke

tanah. Telapak pondasi harus memenuhi persyaratan untuk mampu dengan

aman menyalurkan beban yang diteruskan sedemikian rupa. Sehingga kapasitas

atau daya dukung tanah tidak terlampaui. Dasar pondasi harus diletakkan di atas

tanah keras pada kedalaman tertentu, bebas dari lumpur, humus dan pengaruh

perubahan cuaca. (Dipohusodo, 1994)

2.6 Kolom

Kolom adalah batang tekan vertikal dari rangka yang memikul beban dari

balok. Kolom merupakan suatu elemen struktur tekan yang memegang peranan

penting dari suatu bangunan, sehingga keruntuhan pada suatu kolom merupakan

lokasi kritis yang dapat menyebabkan runtuhnya (collapse) lantai yang

bersangkutan dan juga runtuh total (total collapse) seluruh struktur

(Sudarmoko,1996). SK SNI T-15-1991-03 mendefinisikan kolom adalah

komponen struktur bangunan yang tugas utamanya menyangga beban aksial tekan

vertikal dengan bagian tinggi yang tidak ditopang paling tidak tiga kali dimensi

lateral terkecil.

Fungsi kolom adalah sebagai penerus beban seluruh bangunan kepondasi.

Bila diumpamakan, kolom itu seperti rangka tubuh manusia yang memastikan

sebuah bangunan berdiri. Kolom termasuk struktur utama untuk meneruskan berat

bangunan dan beban lain seperti beban hidup, serta beban hembusan angin. Kolom

berfungsi sangat penting agar bangunan tidak mudah roboh.

Kolom adalah komponen struktur atas yang menerima dan menyalurkan gaya

tekan aksial bersamaan atau tidak dengan gaya momen. Dikarenakan resiko

keruntuhan kolom lebih berbahaya disbanding struktur lantai, baik pelat atau balok.

Kolom banyak memikul bagian struktur disbanding balok sehingga kolom runtuh

akan lebih banyak bagian bangunan yang hancur dibandingkan apabila balok yang

15

runtuh. Oleh karena itu, dalam mendesain kolom harus mengandung dasar filosofi

perencanaan kolom yaitu “strong coloumn weak beam” (Ir. Muhammad Aminullah

M.T,2002)

2.6.1 Jenis-jenis kolom

Kolom mempunyai berbagai macam jenis dan variasi yang dipengaruhi oleh

beberapa faktor. Berikut adalah 3 faktor yang mempengaruhi jenis kolom:

1. Berdasarkan tulangan pengikatnya.

Dalam buku struktur beton bertulang (Istimawan dipohusodo, 1994) ada tiga

jenis kolom beton bertulang, yaitu :

a. Kolom ikat (tie coloumn)

Kolom ini merupakan kolom beton yang ditulangi dengan batang tulangan

pokok memanjang, yang pada jarak spasi tertentu diikat dengan pengikat

sengkang kearah lateral. Tulangan ini berfungsi untuk memgang tulangan

pokok agar tetap kokoh pada tempatnya. Terlihat pada gambar 2.2.

b. Kolom spiral (spiral coloumn)

Kolom ini menggunakan tulangan spiral yang dililitkan keliling membentuk

heliks menerus disepanjang kolom pada tulangan pokok memanjang sebagai

pengikatnya. Fungsi dari tulangan spiral adalah memberi kemampuan kolom

untuk menyerap deformasi cukup besar sebelum runtuh, sehingga mampu

mencegah terjadinya kehancuran seluruh struktur sebelum proses redistribusi

momen dan tegangan terwujud. Terlihat pada gambar 2.2.

c. Kolom komposit (composit coloumn)

Seperti pada gambar. Merupakan komponen struktur tekan yang diperkuat pada

arah memanjang dengan gelagar baja profil atau pipa, dengan atau tanpa diberi

batang tulangan pokok memanjang.

16

Gambar 2.2 Jenis Penulangan Kolom : (a) Kolom ikat (b) Kolom spiral (c) Kolom

komposit

2. Berdasarkan kelangsingannya

Dalam SK-SNI 2002 kolom dibedakan menjadi 2 yaitu :

a. Kolom pendek adalah tidak ada bahaya tekuk dalam merencanakan kolom

karena pengaruhnya cukup kecil. Biasanya tinggi kolomnya lebih kecil 3 kali

dimensi kolom (lebar/panjang)

b. Kolom langsing adalah masalah tekuk perlu diperhitungkan dalam

merencanakan kolom. Biasanya tinggi kolomnya lebih besar 3 kali dimensi

kolom (lebar/panjang)

3. Berdasarkan posisi beban pada penampang kolom

Berdasarkan posisi beban pada penampang kolom, kolom dapat

diklasifikasikan sebagai berikut :

a. Kolom dengan beban sentris, mengalami gaya aksial saja

b. Kolom dengan beban eksentris, mengalami gaya aksial dan momen lentur.

2.6.2 Syarat-syarat kolom

Berdasarkanh SNI 03-2847-2002 pasal 9.10, syarat tulangan kolom adalah

sebagai berikut:

17

1. Kolom dengan sengkang:

a. Apabila ukuran melintang minimum kolom tidak ditentukan lain oleh

pembatasan tulangan, maka dalam segala hal kolom struktural dengan sengkang

tidak boleh mempunyai ukuran melintang kurang dari 15 cm.

b. Dalam segala hal, luas tulangan memanjang kolom tidak boleh diambil kurang

dari 1% dari luas penampang beton, dengan minimum 1 batang tulangan

dimasing-masing sudut penampang. Apabila ukuran penampang kolom lebih

besar daripada yang diperlukan untuk memikul beban, maka untuk menentukan

luas tulangan minimum diatas, sebagai penampang beton dapat diambil

penampang beton yang benar-benar diperlukan dengan minimum seluas

setengah dari penampang beton yang ada. Diameter (diameter pengenal) batang

tulangan memanjang tidak boleh diambil kurang dari 12 mm.

c. Dalam segala hal, luas tulangan memanjang kolom tidak boleh diambil lebih

dari 6% dari luas penampang beton yang ada. Apabila tulangan memanjang

kolom disambung dengan sambungan lewatan pada stek maka luas tulangan

memanjang maksimum sedapat mungkin dibatasi sampai 4% dari luas

penampang beton yang ada.

d. Tulangan kolom harus sedapat mungkin harus dipasang simetris terhadap

masing-masing sumbu utama penampang. Pada kolom-kolom yang memikul

gaya normal dengan eksentrisitas terhadap titik berat penampang kurang dari

1/10 dari ukuran diarah eksentrisitas itu, tulangan memanjangnya harus disebar

merata sepanjang keliling teras kolom.

e. Tulangan memanjang kolom senantiasa harus diikat oleh sengkang-sengkang

dengan jarak minimum sebesar ukuran terkecil penampang, 15 kali diameter

(diameter pengenal) batang tulangan memanjang terkecil atau 30 cm. apabila

oleh alasan-alasan praktis sengkang-sengkang tidak dapat dipasang (misalnya

pada persilangan-persilangan), maka pengikatan tulangan memanjang harus

dilakukan dengan cara-cara lain. Diameter batang sengkang tidak boleh diambil

kurang dari ¼ diameter (diameter pengenal) batang tulangan memanjang

terbesar dengan minimum 6 mm pada jenis baja lunak dan 5 mm pada jenis baja

keras.

18

f. Apabila tulangan memanjang kolom disambung dengan sambungan lewatan

pada stek, maka ujung-ujung batang tidak boleh diberi kait, kecuali apabila

ditempat itu tersedia cukup ruang hingga kemungkinan terjadinya sarang-

sarang kerikil dianggap tidak ada.

2. Kolom dengan lilitan spiral:

a. Apabila ukuran melintang minimum kolom tidak ditentukan lain oleh

pembatasan tulangan, maka dalam segala hal kolom strukturil dengan lilitan

spiral tidak boleh menggunakan ukuran penampang kurang dari 17 cm

b. Dalam segala hal, luas tulangan memanjang kolom tidak boleh diambil kurang

dari 1% dari luas penampang teras beton, dengan minimum 6 buah batang

tulangan. Diameter (diameter pengenal) tulangan memanjang tidak boleh

diambil kurang dari 10 mm

c. Jarak bersih antar tulangan spiral tidak boleh melebihi 75 mm dan juga tidak

kurang dari 25 mm

d. Dalam segala hal, luas tulangan memanjang kolom tidak boleh diambil lebih

dari 6% dari luas penampang beton yang ada. Apabila tulangan memanjang

kolom disambung dengan sambungan lewatan pada stek maka luas tulangqan

memanjang maksimum sedapat mungkin dibatasi sampai 4% dari luas

penampang beton yang ada.

e. Penampang teras beton yang dikurung oleh lilitan spiral senantiasa harus

berbentuk bulat. Bentuk luar dari penampang, kecuali bulat dapat juga bujur

sangkar, segi delapan, segi enam, dan lain-lain. Tulangan memanjang harus

disebar merata sepanjang keliling teras beton.

f. Jika lilitan spiral tidak boleh diambil dari 1/5 dari diameter teras beton atau 7,5

cm tidak boleh diambil kurang dari diameter batang spiral ditambah 2,5 cm.

Diameter batang spiral tidak boleh kurang dari ¼ diameter (diameter pengenal)

batang tulangan memanjang yang terbesar dengan minimum 6 mm pada jenis

baja lunak dan baja sedang dan 5 mm pada jenis baja keras. Sambungan dari

batang spiral harus berupa sambungan lewatan dengan jarak minimum sebesar

setengah lilitan, kemudian membengkok kedua ujung batang spiral 90 derajat

kedalam sepanjang setengah diameter teras beton

19

g. Apabila tulangan memanjang kolom disambung dengan sambungan lewatan

pada stek, maka ujung-ujung batang tidak boleh diberi kait, kecuali apabila

ditempat itu tersedia cukup ruang hingga kemungkinan terjadinya sarang-

sarang kerikil dianggap tidak ada.

2.6.3 Perencanaan Kolom

Menurut SK SNI T-15-1991-03, kolom adalah komponen struktur bangunan

yang tugas utamanya menyangga beban aksial tekan vertical dengan bagian tinggi

yang tidak ditopang paling tidak tiga kali dimensi lateral terkecil. Sebagai bagian

dari suatu bagian kerangka bangunan dengan fungsi dan peran seperti tersebut,

kolom menempati posisi penting didalam sistem struktur bangunan. Kegalalan

kolom akan berakibat langsung pada runtuhnya komponen struktur lain yang

berhubungan dengan atau bahkan merupakan batas runtuh total keseluruhan

struktur bangunan.

Hasil berbagai penelitian menunjukkan bahwa kolom berpengikat spiral lebih

tangguh daripada yang menggunakan tulangan sengkang. Selanjutnya, SK SNI-T-

15-1991-3 pasal 3.3.10 mensyaratkan peninjauan pengaruh kelangsingan kolom

sebagai bahan pertimbangan penting didalam perencanaan kolom. Kiranya hal

demikian dapat dimengerti mengingat semakin langsing atau semakin panjang

suatu kolom, kekuatan penampangnya akan berkurang bersamaan dengan

timbulnya masalah tekuk yang dihadapi. Berikut adalah penyebab keruntuhan

kolom :

a. Kegagalan materialnya, yaitu lelehnya baja atau hancurnya kolom beton.

Kolom jenis ini diklasifikasikan sebagai kolom pendek

b. Kehilangan stabilitas lateral, yaitu terjadi tekuk. Kolom jenis ini

diklasifikasikan sebagai kolom panjang/langsing.

Tingkat kelangsingan suatu struktur kolom diungkapkan sebagai rasio

kelangsingan

𝑘 𝑥 𝑙𝑢

𝑟 ........................................................................................................... 2.8

Dimana :

Lu = panjang komponen struktur tekan yang tidak dipotong

20

k = faktor panjang efektif komponen struktur tekan

r = jari-jari (radius of gyration)

Potongan lintang komponen struktur tekan, ditetapkan 0,30h dimana h ukuran

dimensi kolom persegi pada arah bekerjanya momen atau 0,25D dimana D adalah

diameter kolom bulat.

SK SNI-T-15-1991-03 pasal 3.3.11 ayat 4 memberikan ketentuan bahwa

untuk komponen struktur tekan dengan pengaku lateral, efek kelangsingan dapat

diabaikan apabila rasio kelangsingan memenuhi :

𝑘 𝑥 𝑙𝑢

𝑟 ≤ 34 – 12 [

𝑀1𝑏

𝑀2𝑏] ................................................................................. 2.9

Dimana M1b dan M2b adalah momen-momen ujung terfaktor pada kolom

yang posisinya berlawanan. Momen tersebut terjadi akibat beban yang tidak

menimbulkan goyangan kesamping yang besar, dihitung dengan analisis struktur

elastic. Momen M2b adalah momen ujung terfaktor yang lebih besar dan selalu

positif, sedangkan momen M1b bernilai negatif apabila komponen kolom terlentur

dalam lengkungan ganda dan positif apabila terlentur dalam lengkungan tunggal.

Untuk komponen struktur tekan tanpa pengaku lateral atau tidak disokong untuk

tertahan kearah samping, efek kelangsingan dapat diabaikan apabila memenuhi :

𝑘 𝑥 𝑙𝑢

𝑟 ≤ 22 ................................................................................................... 3.0

Faktor panjang efektif tahanan ujung k bervariasi antara nilai 0,50 – 0,20

tergantung kondisinya, untuk keadaan tipikal adalah sebagai nilai-nilai berikut ini:

a. Kedua ujung sendi, tidak bergerak lateral k = 1.0

b. Kedua ujung jepit k = 0.50

c. Satu ujung jepit, ujung lain bebas k = 2.0

d. Kedua ujung jepit, ada gerak lateral k = 1.0

Untuk kolom yang merupakan komponen rangka yang dikenal sebagai portal

balok – kolom, tahanan ujungnya terletak diantara kondisi sendi dan jepit dengan

nilai k diantara 0,75 – 0,90. Untuk kolom kaku tertahan pelat lantai, nilai k berkisar

diantara 0,95 – 1,0.

Syarat detail penulangan kolom sesuai dengan SK SNI-T-15-1991-03 pasal

3.3.9, penulangan pokok memanjang kolom berpengikat spiral minimal terdiri dari

6 batang, sedangkan untuk kolom berpengikat sengkang bentuk segi empat atau

lingkaran terdiri dari 4 batang, dan untuk kolom berpengikat sengkang segitiga

21

minimal terdiri dari 3 batang tulangan. SK SNI-T-15-1991-03 pasal 3.16.7 ayat 1

di tetapkan tidak boleh kurang dari 40 mm.

1. Pemeriksaan apakah ρg masih didalam batas yang memenuhi syarat, 0,01 ≤ ρg

≤ 0,08

2. Pemeriksaan jumlah tulangan pokok memanjang untuk mendapatkan jarak

bersih antara batang tulangan, untuk kolom berpengikat sengkang paling sedikit

4 batang, dan kolom berpengikat spiral minimum 6 batang tulangan

memanjang.

3. Menghitung kuat beban aksial maksimum ØPn (maks)

4. Pemeriksaan penulangan lateral (tulangan pengikat). Untuk pengikat sengkang,

periksa dimensi batang tulangannya, jarak spasi, dan susunan penampang dalam

hubungannya dengan batang tulangan memanjang ρs’ dan jarak spasi bersih

antar spasi.

2.6.4 Kondisi Batas Keruntuhan Kolom

Ada 3 kemungkinan kasus keruntuhan beton bertulang yang terjadi pada

perencanaan yaitu:

a. Tulangan kuat (over reinvorced)

Keruntuhan tipe ini terjadi akibat tulangan terlalu banyak, sehingga beton yang

tertekan hancur terlebih dahulu (beton mencapai kekuatan batas maksimumnya

terlebih dahulu). Keruntuhan ini terjadi secara tiba-tiba (brittle failure)

b. Tulangan lemah (under reinvorced)

Pada jenis keruntuhan ini, tulangan mencapai tegangan lelehnya (fy) terlebih

dahulu, lalu disusul oleh beton yang mencapai regangan batasnya sehingga

struktur mengalami keruntuhan. Pada kasus ini, terliohat adanya tanda-tanda

berupa defleksi yang besar sebelum terjadi keruntuhan.

c. Balanced reinvorced

Pada tipe keruntuhan ini, saat terjadi keruntuhan pada beton bertulang, beton

mengalami regangan maksimum dan disertai dengan tulangan yang mencapai

tegangan leleh (fy) maksimum. Sehingga terjadinya keruntuhan antara beton

dan tulangan secara bersamaan. Keruntuhan ini juga terjadi secara tiba-tiba

(brittle failure)

22

Dengan adanya kolom eksentrisitas yang menerima beban aksial dan momen

lentur, maka akan terjadi kombinasi keduanya yang mengakibatkan keruntuhan.

Dalam diagram interaksi kolom menunjukkan setiap kombinasi beban P dan M

yang berada pada bagian dalam kurva berarti aman, sedangkan setiap kombinasi

beban P dan M yang berada diluar kurva menyatakan keruntuhan. Dalam kurva

diagram interaksi seperti dijelaskan gambar dibawah, menunjukkan ragam

keruntuhan untuk setiap kombinasi nilai Pn dan Mn.

Analisa keruntuhan kolom dapat dilakukan dengan diagram interaksi kolom

seperti pada gambar 2.3. Titik-titik keruntuhan mempunyai perilaku runtuh yang

berbeda dan bertemu pada titik C, yaitu runtuh kondisi seimbang dimana beton

tekan telah hancur disaat bersamaan tulangan baja Tarik juga telah leleh, titik ini

disebut titik keruntuhan seimbang (balanced failure).

Daerah pada kurva diagram interaksi dimana lokasi titik diatas titik C, atau

dengan Pn yang lebih tinggi, termasuk dalam kategori keruntuhan tekan, sedangkan

daerah diagram yang dibawah titik C, atau dengan Pn yang lebih rendah, termasuk

dalam kategori keruntuhan Tarik.

Gambar 2.3 Diagram Interaksi P-M pada Kolom

Dari diagram interaksi diatas, dapat disimpulkan bahwa jenis keruntuhan

dapat diklasifikasikan sebagai berikut,

a. Keruntuhan seimbang:

23

- ε s = ε y dan ϵcu = 0.003

- Pn = Pnb

- Eksentrisitas adalah eb

b. Keruntuhan tekan:

- ε s < ε y, regangan baja Tarik belum mencapai titik leleh

- ε cu = 0.003

- Pn > Pnb

- Eksentrisitas e < eb

c. Keruntuhan Tarik:

- ε s > ε y, regangan baja Tarik telah melewati regangan tarik leleh

- ε cu = 0.003

- Pn < Pnb

- Eksentrisitas e < eb

2.7 Pengekangan Kolom

Sengkang berfungsi untuk mengurangi bahaya pecah (splitting) beton yang

dapat mempengaruhi daktilitas kolom. Berbagai studi tentang kekuatan dan

daktilitas kolom beton bertulang yang telah dilakukan oleh R. Park menunjukkan

bahwa penampang yang diberi tulangan melintang, dalam bentuk sengkang ikat

ataupun spiral, akan meningkatkan kekuatan dan daktilitas betonnya. Lilitan

melingkar atau spiral tekanan kekang (confine) disekeliling penampang (gambar )

sedangkan sengkang biasa hanya memberikan gaya kekang (confine) didaerah

sudut karena tekanan pada sisi sengkang ini akan cenderung membengkokkan

bagian sisi sengkang kearah luar (gambar 2.4 ). Meskipun tidak sebaik lilitan spiral,

sengkang biasa dapat pula memberikan peningkatan kekuatan dan daktilitas beton

24

(a) (b)

Gambar 2.4 Gaya kekang pada Penampang Beton: (a).sengkang spiral (b).sengkang

ikat

Penempatan sengkang yang relatif rapat dapat memperbaiki sifat beton,

karena dapat memberikan pengekangan yang lebih baik pada beton.

Gambar 2.5 Pengaruh Jarak Sengkang Terhadap Pengekangan Beton

Pengekangan yang diberikan oleh sengkang segiempat dapat diperbaiki

dengan menggunakan ikatan silang ataupun sengkang overlap.

25

(a) (b)

Gambar 2.6 Perbaikan Sengkang Segiempat: (a).Ikatan silang (b).Overlap

Kekuatan penampang kolom yang terkena beban aksial dalam kondisi tekan

murni (pure compression), atau beban aksial sentris, adalah:

Pn maks = 0,80 x Po untuk kolom dengan sengkang ikat

Pn maks = 0,85 x Po untuk kolom dengan sengkang spiral

Penggunaan sengkang spiral pada kolom, selain memberikan kekuatan yang

lebih besar daripada sengkang ikat, juga memberikan daktilitas yang lebih besar.

Hal ini dapat dilihat pada kurva berikut:

Gambar 2.7 Kurva Perbandingan antara Beban Aksial-regangan pada Kolom dengan

Sengkang Ikat dan Sengkang Spiral

2.8 Uraian Umum STAAD.Pro

STAAD adalah salah satu program analisa struktur yang pada saat ini telah

banyak dipakai. STAAD menggunakan teknologi yang paling modern dalam

26

rekayasa elemen hingga dengan metode input data berbasis object oriented.

Program STAAD dikembangkan oleh tim dengan pengalaman lebih dari 20 tahun

riset yang diadakan di USA, Kanada, dan Eropa dalam merumuskan metode ini.

Dengan ketepatan numeric dan efisiensi perhitungan, metode ini memberikan hasil

yang lebih baik daripada metode lain yang diketahui pada semua aplikasi rekayasa

struktur.

Kelebihan yang sangat dominan yang dimiliki oleh STAAD adalah

kemudahan dalam penggunaannya GUI (Graphichal User Interface) dirancang

sedemikian rupa agar end-user mudah dalam menggunakan aplikasi tersebut. GUI

dari STAAD mempunyai 5 elemen yaitu:

1. Pulldown Menu

Terletak diatas layar, menu bar memberikan akses kesemua fasilitas dari

STAAD.

2. Toolbar Menu

Toolbar berguna untuk mengakses perintah yang sering Anda gunakan. Anda

juga dapat membuat customized toolbar sendiri.

3. Main Window

Layar tempat Anda bekerja, dimana model dan hasil analisa akan ditampilkan.

4. Page Menu

Sekumpulan tab yang letaknya paling kiri dari layar. Setiap page control

mempunyai perintah spesifik yang akan mempermudah dalam permodelan dan

verifikasi hasil analisa. Organisasi dari tab-tab tersebut menggambarkan

operasi berurutan dari atas ke bawah. Setiap tab mempunyai nama sepesifik dan

icon tersendiri untuk memudahkan pekerjaan.

5. Data Area

Pada bagian kanan dari layar disebut dengan data area, dimana dialog box,

table, list box akan ditampilkan berbeda. Tergantung dari operasi yang akan

dilakukan.

27

BAB III

METODOLOGI

3.1 Data Bangunan

Dalam melakukan analisa struktur, perlu adanya data bangunan yang terdiri

dari lokasi bangunan, data spesifikasi struktur bangunan dan data spesifikasi

material yang digunakan.

1. Data Struktur Spesifikasi Bangunan

Tinggi bangunan : 32,6 meter

Jumlah tingkat : 7 tingkat

2. Data Struktur Spesifikasi Bahan

Struktur gedung didesain dengan menggunakan bahan beton bertulang

dengan mutu sebagai berikut:

Mutu beton (f’c) : 28 MPa

Mutu baja (fy) : 414 Mpa

3. Data sekunder

a. Data gambar struktur gedung

b. Tata cara perhitungan struktur beton untuk bangunan gedung SNI-03-2847-

2002 dan SK-SNI-T-1991-03

c. Tata cara perencanaan pembebanan Indonesia untuk rumah dan gedung

3.2 Analisa Pembebanan

Pembebanan yang ditinjau terdiri dari beban mati dan beban hidup. Pada

analisa ini, beban finishing juga termasuk dalam beban mati. Beban finishing terdiri

dari, berat spesi, berat plafond beserta rangka, dan berat keramik. Beban hidup pada

gedung ini diambil sebesar 250 kg/m2 pada area restourant dan dining, dan 500

kg/m2 pada area kitchen.

3.3 Kombinasi Pembebanan

Kombinasi pembebanan pada analisis kali ini terdiri dari beban mati (DL) dan

beban hidup (LL). Sehingga kombinasi pembebanannya adalah:

1,2 DL + 1,6 LL

28

Dimana:

DL : Beban mati

LL : Beban hidup

3.4 Perhitungan Gaya Dalam dengan Program Aplikasi Struktur

Analisis gaya Pu dan Mu dilakukan dengan menggunakan aplikasi struktur

dengan langkah-langkah seperti pada gambar 3.1.

Mulai

Geometri Struktur

Bentuk dan Dimensi Batang

(Property)

Kondisi Tumpuan atau Perletakan

A

29

Gambar 3.1 Bagan Alir Perhitungan Dengan Program Aplikasi Struktur

3.5 Perencanaan Penulangan Kolom Pendek

Tata cara penulangan kolom pendek:

1. e = 𝑀𝑢

𝑃𝑢

2. emin = 15 + (0,03 x h )

e > emin , termasuk kolom eksentrisitas besar

3. Kontrol kelangsingan:

𝑘 𝑥 𝑙𝑢

𝑟 < 22

Kombinasi Pembebanan

Analisa Mekanika Struktur

Desain Struktur (Beton)

Input Pembebanan

- Beban Hidup

- Beban Mati

A

Tampilan Hasil Analisa

Analisis Gaya Pu dan Mu (kolom)

Selesai

30

4. d’ = p + Øsengkang + 𝐷

2

5. d = h – d’

6. ρ = ρ’ = 𝐴𝑠

𝑏 𝑥 𝑑

7. Dicoba menggunakan diameter tulangan hasil desain struktur STAAD.Pro

8. cb = 600

600+𝑓𝑦 x (d)

9. β1 = 0,85 (table A-6 buku Istimawan sesuai dengan f’c)

10. ab = β1 x cb

11. Hitung fs’

12. ØPnb = 0,65 x ((0,85 x fc’ x ab x b) + (As’ x fs’ – Asxfy) x 10-3)

= ØPnb > Pu

13. m = 𝑓𝑦

0,85 𝑥 𝑓𝑐′

14. ℎ−2𝑒

2 𝑥 𝑑

15. Pn = 0,85 fc’ bd [(ℎ−2𝑒

2𝑑 )2 + √(

ℎ−2𝑒

2𝑑)2 + 2mp (1 -

𝑑′

𝑑 )]

16. ØPn = 0,65 x Pn

17. a = 𝑃𝑛 𝑥 103

0,85 𝑥 𝑓𝑐′𝑥 𝑏

18. c = 𝑎

𝛽1

19. fs’ = 0,003 x Es x ( 𝑐−𝑑′

𝑐) > 400 MPa

20. Cek jarak bersih tulangan pokok bersebelahan pada sisi kolom minimal 150

mm, jika lebih dari 150 mm harus diberi pengikat tambahan

21. Tulangan geser kolom:

- 16 kali diameter tulangan pokok memanjang (D tulangan pokok)

- 48 kali diameter tulangan sengkang (Ø tulangan begel)

- Untuk dimensi terkecil kolom digunakan batang tulangan sengkang dengan

jarak terkecil.

3.6 Diagram Interaksi Kolom

Tahap-tahap dalam menentukan diagram interaksi kolom dapat dilihat pada

gambar 3.2.

31

Mulai

A

Menentukan Garis Netral Cb:

Cb =

fy

d

600

.600

Menentukan Harga αb:

αb = β.Cb

Menentukan Regangan Tekanan Baja:1. εs1 = 0.003 x

2. εs2 = 0.003 x

3. εs3 = 0.003 x

c

dc '

c

hc 2/

c

cd

Menentukan Tegangan Baja:fs = εs.Es

Syarat : 1. Jika εs > εy maka gunakan εy 2. Jika fs > fy maka gunakan fy

Menentukan Gaya yang Terjadi: 1. Beton tekan : Cc = 0.85.f’c.b.a 2. Tulangan tekan lapis pertama (Cs1): Cs1 = As1.fy 3. Tulangan tekan lapis kedua (Cs2) Cs2 = As2.fy

Input Data :

- Mutu Beton (f’c)

-Mutu Baja (fy)

- Gaya Aksial (Pu)

- Momen (Mu)

- As Tulangan

32

Selesai

Menentukan Nilai Pn:

Pn = Cc + Cs1 + Cs2 - T

Menentukan Nilai Mn

Mn =

Menentukan Nilai eksentrisitas (e):

)0.(2

22.'

2.1 Cs

ahCcd

hCs

'

2. d

hT

Pn

Mne

A

Menggambar Diagram

Interaksi Kolom

(Ms.Excel)

Gambar 3.2 Bagan Alir Diagram Interaksi Kolom

33

3.7 Variasi Kolom

Ada 5 variasi kolom yang akan dianalisa yaitu 4 kolom miring dan 1 kolom

lurus dengan kekakuan yang sama. Data dari variasi kolom tersebut dapat dilihat

pada tabel

Tabel 3.1 Data Variasi Kolom

Kode Dimensi (mm) Panjang (mm) Ket

K0 991,08 5200 0°

K9 1000 5264,8 9°

K10 1003 5280,22 10°

K11 1006,2 5297,33 11°

K12 1009,8 5316,17 12°

34

BAB IV

PEMBAHASAN

4.1 Data Perencanaan Bangunan

Berdasarkan perencanaan awal, data-data perencanaan yang digunakan

dalam perhitungan ini adalah :

a. Mutu Beton (f’c) : 28 MPa

b. Mutu Baja (fy) : 414 MPa

c. Dimensi Balok

Balok untuk semua lantai : 0.5 m x 1 m

Untuk lebih jelasnya dapat diihat pada lampiran gambar kerja.

d. Dimensi Kolom

- Kolom Bulat (miring)

Untuk semua dimensi kolom bulat pada tiap lantai adalah berdiameter 1000

mm

- Kolom Persegi (lurus)

Untuk semua dimensi kolom persegi untuk semua lantai adalah 600 mm x

800 mm

e. Penulangan Kolom

Untuk penulangan kolom bulat berdiameter 1 m , dengan jumlah tulangan

pokok 20D25 serta tulangan sengkang D13-100 mm

Data perencanaan diatas adalah data yang diperoleh sesuai dengan gambar

kerja. Pada penelitian ini analisa dilakukan menggunakan program aplikasi struktur

dan pada data perencanaan diatas dijadikan acuan untuk perbandingan perhitungan

ulang.

Untuk gambar perencanaan bangunan tersebut terdapat pada lampiran.

4.2 Perencanaan Pembebanan

Perhitungan pembebanan yang diterapkan pada perhitungan ini mengacu

pada SNI 03-1727-1989-F, Tata cara perencanaan pembebanan untuk rumah dan

gedung. Hasil perhitungan pembebanan akan diinputkan ke dalam program aplikasi

35

struktur untuk langkah perencanaan penulangan kolom optimal. Perhitungan

pembebanan meliputi :

4.2.1 Beban Mati

Beban mati terdiri dari berat sendiri elemen struktur bangunan yang sifatnya

permanen. Untuk analisa perhitungan terhadap bangunan ini, beban finishing yang

dimana terdiri dari beban keramik, plafond, rangka, dinding, dan lain-lain

diabaikan, sehingga hanya beban struktur bangunan sajalah yang diinput didalam

program aplikasi struktur. Berikut adalah perhitungan beban mati:

Perhitungan beban mati terdiri dari beban balok, kolom, dan plat lantai

- Perhitungan beban mati balok

Beban mati balok = h x b x berat jenis beton bertulang x panjang

keseluruhan balok

= 1 m x 0,5 m x 2400 kg/m3 x 240,254 m’

= 288305,4 kg

Pada perhitungan diatas merupakan beban mati balok pada lantai LG. Untuk

perhitungan beban balok pada area lantai yang lain dilakukan menggunakan

program aplikasi Ms.Excel. Berikut adalah hasil dari perhitungan beban mati balok

tiap lantai:

Tabel 4.1 Perhitungan Beban Mati Balok

Lantai Panjang Balok (m)

Dimensi Balok

(m) Berat Jenis Beton

Bertulang (kg/m3)

Hasil (kg)

h b

LG 240,254 1 0,5 2400 288305,40

GF 272,436 1 0,5 2400 326923,72

UG 530,306 1 0,5 2400 636367,56

1 554,822 1 0,5 2400 665786,71

2 595,122 1 0,5 2400 714146,64

3 609,154 1 0,5 2400 730985,64

4 635,652 1 0,5 2400 762783,48

rumah lift 57,562 1 0,5 2400 69074,76

- Perhitungan beban mati plat

Beban mati plat = tebal plat x luas area plat x berat jenis beton

bertulang

36

= 0,12 m x 339,364 m2 x 2400 kg/m3

= 97736,832 kg

Pada perhitungan diatas merupakan beban mati plat pada lantai LG. Untuk

perhitungan beban plat pada area lantai yang lain dilakukan menggunakan program

aplikasi Ms.Excel. Berikut adalah hasil dari perhitungan beban mati plat tiap lantai:

Tabel 4.2 Perhitungan Beban Mati Plat

Lantai Luas Plat

(m2)

Dimensi

Pelat

(m)

Berat Jenis Beton

Bertulang (kg/m3) Hasil

LG 339,364 0,12 2400 97736,83

GF 309,636 0,12 2400 89175,16

UG 708,574 0,12 2400 204069,31

1 798,925 0,12 2400 230090,40

2 872,408 0,12 2400 251253,50

3 939,505 0,12 2400 270577,44

4 1067,213 0,12 2400 307357,34

rumah

lift 59,318 0,12 2400 17083,58

- Perhitungan beban mati kolom

Beban mati kolom = (Luas dimensi kolom bulat x panjang keseluruhan

kolom bulat) + (Luas dimensi kolom persegi x

panjang keseluruhan kolom

persegi) x berat jenis beton bertulang

= (((π x 0,52) x 36,87) + ((0,6 x 0.8) x 52)) x 2400

= 129286,1 kg

Pada perhitungan diatas merupakan beban mati kolom pada lantai GF. Untuk

perhitungan beban mati kolom pada area lantai yang lain dilakukan menggunakan

program aplikasi Ms.Excel. Berikut adalah hasil dari perhitungan beban mati kolom

tiap lantai:

Tabel 4.3 Perhitungan Beban Mati Kolom

Lantai

Luas Dimensi Kolom

(m2) Panjang keseluruhan Kolom (m')

Berat Jenis Beton

Bertulang kg/m3

Hasil

(kg) Kolom Bulat

Kolom

Persegi Kolom Bulat

Kolom

Persegi

LG 0 0,48 0 88,4 2400 101836,8

37

Untuk input beban mati pada program aplikasi struktur dapat dilakukan

dengan cara memasukkan angka -1 pada Selfweight Load seperti pada gambar

berikut:

Gambar 4.1 Input Selfweight di Program Aplikasi Struktur

4.2.2 Beban Hidup

Beban Hidup adalah beban yang besar dan posisinya dapat berubah-ubah.

Beban hidup yang dapat bergerak dengan tenaganya sendiri disebut beban bergerak,

seperti kendaraan, manusia, dan crane. Sedangkan beban yang dapat dipindahkan

antara lain furniture, material dalam gudang, dll.

Dalam analisa bangunan ini menggunakan beban hidup plat sebesar 300

kg/m² dan beban hidup area kitchen 500 kg/m² sesuai dengan ketentuan bangunan

dan fungsi bangunan yang terdapat pada gambar perencanaan.

GF 0,785 0,48 36,827 52 2400 129286,1

UG 0,785 0,48 36,827 52 2400 129286,1

1 0,785 0,48 36,827 52 2400 129286,1

2 0,785 0,48 36,827 52 2400 129286,1

3 0,785 0,48 36,827 52 2400 129286,1

rumah lift 0 0,48 0 36 2400 41472

38

4.3 Hasil analisa dari Program Aplikasi Struktur

Setelah dilakukan permodelan dan analisa pembebanan sesuai dengan data

tersebut, maka keluarlah hasil Run Analysis berupa nilai besarnya gaya dan momen

yang terjadi terhadap kolom miring. Berikut adalah data besar gaya dan momen

pada kolom miring hasil dari Run Analysis program aplikasi struktur:

Gambar 4.2 Data Besar Nilai P dan M hasil dari Program Aplikasi Struktur

Dari hasil pada gambar diatas, telah didapat sebuah kolom dengan gaya (Pu)

dan momen terhadap sumbu Z (Mz) yang bernilai besar, yaitu kolom bernomor 425

yang terletak pada lantai Ground Floor (GF) dengan kemiringan kolom 9°. Dengan

begitu, Kolom nomor 425 merupakan sampel dari kolom yang akan ditinjau dan

diberi kode K9.

39

4.4 Perhitungan penulangan kolom bulat berdasarkan hasil Program

Aplikasi Struktur

Perlu dilakukan perhitungan kembali terhadap penulangan kolom bulat yang

akan ditinjau sesuai dengan data-data yang dihasilkan oleh program aplikasi

struktur sebagai berikut:

Gambar 4.3 Panjang Kolom K9

Kolom yang akan ditinjau dalam perhitungan dengan spesifikasi sebagai berikut:

1. Dimensi kolom : Diameter kolom 1000 mm

2. Tinggi bersih, lu : 526,48 cm = 5264, 8 mm

3. Kemiringan kolom : 9°

4. Selimut beton : 40 mm

40

Gambar 4.4 Hasil Kolom K9 dari Program Aplikasi Struktur

Data yang akan dipakai dalam analisa berdasarkan gambar diatas sebagai berikut:

Nomor Kolom : 425

Gaya Aksial (Pu) : 5281.95 kN

Momen (Mu) : 162.47 kNm

Mutu Baja (Fy) : 414 MPa

Mutu Beton (F’c) : 28 MPa

As Tulangan : 7854

Tulangan pokok : 20D25

1. Besar eksentrisitas maksimum menurut adalah :

𝑒 =Mu

Pu=

162.47

5281.95= 0,0307𝑚 = 30.7 mm.

𝑒𝑚𝑖𝑛 = 0,1 x D = 0,1 x 1000 = 100 mm

e > emin, termasuk kolom konsentris.

2. Kontrol kelangsingan :

k×lu

r< 22

𝑟 = 0,5 x D

𝑟 = 0,5 x 1000 = 500mm

41

Faktor panjang efektif tahanan ujung k untuk keadaan tipikal dengan kedua

ujung jepit (Struktur Beton Bertulang 1999: Istimawan Dipohusodo hal. 331).

k = 0,5.

Kontrol kelangsingan :

0,5×5264,8

500= 5,2648<22

Efek kelangsingan diabaikan

3. Perhitungan Tulangan

d'= p+∅sengkang +D

2 = 40 + 10 +

20

2 = 60 mm

𝑑 = 1000 − 60 = 940 mm

ρ=ρ'= AS

D×d =

7854

1000×940 = 0,00835

𝐴𝑠 = 𝐴𝑆′ = 7854 mm2

Dicoba dengan 25 20 (7854mm2).

4. Pemeriksaan 𝑃𝑈 terhadap beban seimbang 𝑃𝑈𝑏

cb=600

600+fy x (d)

cb=600

600+414 x (940)=556,213 mm

𝛽1 = 0,85

a𝑏 = 𝛽1 × cb=0,85×556,213 m=472,781 mm

𝑓𝑠′ =

0,003 x 200000 x (556,213-60)

556,213= 535,277 MPa > fy = 500 MPa

Maka dalam perhitungan selanjutnya digunakan 𝑓𝑠′ = 𝑓𝑦

𝑃𝑛𝑏 = ((0,85×fc

'×ab×D)+ (AS

'×f

s

'-As×f

y) ×10

-3)

= (0,85 x 28 x 472,781 x 1000)x 10-3 = 11252,187 kN

∅𝑃𝑛𝑏 = 0,65×Pnb

∅𝑃𝑛𝑏 = 0,65 x 11252,187 = 7313,922 > Pu = 5281,95 kN

Dengan demikian kolom akan mengalami hancur dengan diawali luluhnya

tulangan tarik.

5. Pemeriksaan kekuatan penampang:

∅𝑃𝑛(𝑚𝑎𝑘𝑠) = 0,80∅(0,85 f'c (Ag-Ast)+Fy (Ast))

= 0,80(0.65)(0,85 (28)(785000-5281,95 )+414 )

42

= (5281,95))(10-3)

∅𝑃𝑛(𝑚𝑎𝑘𝑠) = 11836,518 > 7313,922 > Pu = 5281,95kN

Dengan demikian tegangan dalam tulangan tekan sudah mencapai luluh,

sesuai anggapan semula. Seperti apa yang didapat diatas bahwa, 𝑃𝑈 =

5281,95 kN < ∅Pn =7313,922 kN, maka perencanaan kolom memenuhi

peryaratan.

6. Periksa susunan tulangan pokok, jarak bersih batang tulangan pokok

bersebelahan pada sisi kolom adalah :

𝑆 =(π x (Dkolom-2p-2∅sengkang)+(na×D))

na

= (3,14 x (1000-(2×40)-(2×10))-(20 x 25)

25= 93,04 mm

= 93,04 mm < 150 mm……(Ok).

Untuk menghitung jarak tulangan sengkang digunakan syarat sebagai berikut:

Untuk tulangan 10, jarak spasi tidak boleh lebih dari :

48 kali diameter batang tulangan sengkang = 48 x 10 mm = 480 mm

16 kali diameter tulangan memanjang = 16 x 20 = 320 mm

Ukuran kolom arah terkecil (lebar) = 1000 mm.

Diambil nilai terkecil untuk jarak tulangan sengkang 10 dengan jarak

350 mm.

Prosedur perhitungan di atas bersumber dari buku Struktur Beton Bertulang

(1999) : Istimawan Dipohusodo.

Dari hasil desain struktur STAAD.Pro, untuk kolom berdiameter 1000 mm

didapat luas tulangan 3041 mm2. Maka berdasarkan hasil desain struktur

STAAD.Pro dan tabel A-4 digunakan tulangan 25D20 (7854,0 mm2).

43

Gambar 4.5 Desain Tulangan pada Penampang Kolom K9

4.5 Perhitungan Kapasitas Kolom

Perhitungan kapasitas kolom dilakukan untuk mendapatkan hasil Pn dan Mn

untuk tiap kolom dengan kemiringan berbeda yang dimana merupakan kekuatan

kolom dalam menahan gaya dan momen nominal. Berdasarkan hasil Pn dan Mn

itulah yang akan digunakan dalam membuat grafik diagram interaksi kolom.

4.5.1 Perhitungan Kapasitas Kolom Bulat (K9)

Berikut perhitungan kapasitas kekuatan kolom bulat dalam keadaan

keruntuhan balanced:

1. Menentukan Garis Netral

Jika Es = 200000 Mpa dan ɛs = ɛy , maka

∁𝑏

𝑑 =

0.003

0.003+ 𝜀𝑦 =

0.003

0.003+ 𝑓𝑦/𝐸𝑠 =

600

600+𝑓𝑦

Sehingga

∁𝑏 = 600.d

600+fy

∁𝑏 = 600.(1000-60)

600+414 = 556 mm

ɑƄ = β. ∁𝑏

ɑƄ = 0,85. 556

ɑƄ = 473

44

2. Regangan yang Terjadi pada baja tarik

a. 𝜀𝑠1 = 0.003 𝑥 𝑐−𝑑′

𝑐

𝜀𝑠1 = 0.003 𝑥 556−60

556

𝜀𝑠1 = 0.0027

b. 𝜀𝑠2 = 0.003 𝑥 𝑐−ℎ/2

𝑐

𝜀𝑠1 = 0.003 𝑥 201−1000/2

556

𝜀𝑠2 = 0,0003

c. 𝜀𝑠3 = 0.003 𝑥 𝑑−𝑐

𝑐

𝜀𝑠1 = 0.003 𝑥 (940−60)−556

556

𝜀𝑠3 = 0,0021

d. Ketentuan 𝜀𝑠′ pakai

Jika tulangan sudah leleh 𝜀𝑠 > 𝜀𝑦 maka gunakan 𝜀𝑦 dan Jika tulangan

belum leleh 𝜀𝑠 < 𝜀𝑦 maka gunakan 𝜀𝑠

𝜀𝑠′ pakai = 𝜀𝑠 < 𝜀𝑦

𝜀𝑠′ pakai = 0,0027 < 0,0012

Maka, digunakan 𝜀𝑠′ pakai = 0,0012


a. 𝑓𝑠′1 = 𝜀𝑠1. 𝐸𝑠

𝜀𝑠1 = 0,0012.200000

𝑓𝑠′1 = 240

b. 𝑓𝑠′2 = 𝜀𝑠2. 𝐸𝑠

𝜀𝑠1 = 0,0003.200000

𝑓𝑠′2 = 60

c. 𝑓𝑠′3 = 𝜀𝑠3. 𝐸𝑠

𝜀𝑠1 = 0,0012.200000

𝑓𝑠′3 = 240

d. Ketentuan 𝑓𝑠′ pakai

Jika tulangan sudah leleh 𝑓𝑠 > 𝑓𝑦 maka gunakan 𝑓𝑦 dan Jika tulangan

belum leleh 𝑓𝑠 < 𝑓𝑦 maka gunakan 𝑓𝑠

45

𝑓𝑠′ pakai = 𝑓𝑠 > 𝑓𝑦

𝜀𝑠′ pakai = 240 > 240

Maka, digunakan 𝑓𝑠′ pakai = 240

4. Gaya yang Terjadi

a. Beton tekan :

∁𝑐 = 0.85. 𝑓′𝑐. 𝑏. 𝑎

∁𝑐 = 0.85. 28. 1000.473

∁𝑐 = 11252,189 kN.m

b. Tulangan tekan lapis pertama (Cs1) di asumsikan sudah leleh :

∁𝑠1 = As1. 𝑓𝑦

∁𝑠1 = (3927. 414)/1000

∁𝑠1 = 942,48 kN.m

c. Tulangan tekan lapis kedua (Cs2) di asumsikan belum leleh :

∁𝑠2 = As2. 𝑓𝑠

∁𝑠1 = (3927)/1000

∁𝑠2 = 238,127 kN.m

d. Tulangan tarik T diasumsikan belum leleh :

𝑇 = As. 𝑓𝑠

𝑇 = (3927. 240)/1000

𝑇 = 942,48 kN.m

5. Nilai Pn dan Mn

a. 𝑃𝑛 = 𝐶𝑐 + 𝐶𝑠1 + 𝐶𝑠2 − 𝑇

= 11252,189 + 942,48 + 238,127 – 942,48

= 11490,316 kN

b. 𝑀𝑛 = 𝑃𝑛. 𝑒

𝑀𝑛 = 𝐶𝑠1. (ℎ

2− 𝑑′) + 𝐶𝑐. (

ℎ

2−

𝑎

2) + 𝐶𝑠2. (0) + 𝑇 (

ℎ

2− 𝑑′) /1000

= 942,8. (1000

2− 60) + 11252,189. (

1000

2−

473

2) + 238,127. (0) +

942,48 (1000

2− 60)/1000

46

Mn = 3795,57 kN.m

c. e = (Mn/Pn)x1000

= (3795,57 /11490,316)x1000

= 330 mm


Dilakukan perhitungan analisa dalam kemiringan kolom yang berbeda. Pada

variasi ini, kolom K9 akan diubah kemiringannya menjadi 10°dan diberi kode

kolom K10. Sehingga diperoleh panjang (lu) kolom yang berbeda yaitu sebesar

528,022 cm = 5280,22 mm, dengan mempertahankan tinggi elevasi tiap lantai yaitu

520 cm = 5200 mm dapat dilihat dalam gambar berikut:


Data yang akan dipakai dalam analisa kolom K10 sesuai dengan data kolom

K9 sebagai berikut:

Dimensi kolom : 1003 mm

Tinggi bersih, lu : 528,022 cm = 5280,22 mm

Kemiringan kolom : 10°

Selimut beton : 40 mm





47

As Tulangan : 7854


1. Besar eksentrisitas maksimum adalah :

𝑒 =𝑀𝑢

𝑃𝑢=

162.47

5281.95= 0,0307𝑚 = 30.7 mm.

𝑒𝑚𝑖𝑛 = 0,1 𝑥 𝐷 = 0,1 𝑥 1003 = 100,3 𝑚𝑚



𝑘×𝑙𝑢

𝑟< 22

𝑟 = 0,5 𝑥 𝐷

𝑟 = 0,5 𝑥 1003 = 501,5𝑚𝑚



𝑘 = 0,5.


0,5 × 5280,22

501,5= 5,264 < 22

Efek kelangsingan diabaikan.





∁𝑏

𝑑 =

0.003

0.003+ 𝜀𝑦 =

0.003

0.003+ 𝑓𝑦/𝐸𝑠 =

600

600+𝑓𝑦

Sehingga

∁𝑏 = 600.𝑑

600+𝑓𝑦

∁𝑏 = 600.(1000−60)

600+414 = 556 mm

ɑƄ = β. ∁𝑏

ɑƄ = 0,85. 556

ɑƄ = 473


a. 𝜀𝑠1 = 0.003 𝑥 𝑐−𝑑′

𝑐

48

𝜀 = 0.003 𝑥 556−60

556

𝜀𝑠1 = 0.0027

b. 𝜀𝑠2 = 0.003 𝑥 𝑐−ℎ/2

𝑐

𝜀𝑠1 = 0.003 𝑥 201−1003/2

556

𝜀𝑠2 = 0,0003

c. 𝜀𝑠3 = 0.003 𝑥 𝑑−𝑐

𝑐

𝜀𝑠1 = 0.003 𝑥 (940−60)−556

556

𝜀𝑠3 = 0,0021





𝜀𝑠′ pakai = 0,0027 < 0,0012




𝜀𝑠1 = 0,0012.200000

𝑓𝑠′1 = 240


𝜀𝑠1 = 0,0003.200000

𝑓𝑠′2 = 60


𝜀𝑠1 = 0,0012.200000

𝑓𝑠′3 = 240


jika tulangan sudah leleh 𝑓𝑠 > 𝑓𝑦 maka gunakan 𝑓𝑦 dan Jika tulangan



𝜀𝑠′ pakai = 240 > 240

49



a. Beton tekan :

∁𝑐 = 0.85. 𝑓′𝑐. 𝑏. 𝑎

∁𝑐 = 0.85. 28. 1003.473

∁𝑐 = 11285,946 kN.m


∁𝑠1 = As1. 𝑓𝑦

∁𝑠1 = (3927. 414)/1000

∁𝑠1 = 942,48 kN.m


∁𝑠2 = As2. 𝑓𝑠

∁𝑠1 = (3927.60)/1000

∁𝑠2 = 231,772 kN.m


𝑇 = As. 𝑓𝑠

𝑇 = (3927. 240)/1000

𝑇 = 942,48 kN.m

5. Nilai Pn dan Mn

a. 𝑃𝑛 = 𝐶𝑐 + 𝐶𝑠1 + 𝐶𝑠2 − 𝑇

= 11285,946 + 942,48 + 231,772 – 942,48

= 11517,718 kN



2− 𝑑′) + 𝐶𝑐. (

ℎ

2−

𝑎

2) + 𝐶𝑠2. (0) + 𝑇 (

ℎ

2− 𝑑′) /1000

= 942,8. (1003

2− 60) + 11285,946. (

1003

2−

473

2) + 231,772 . (0) +

942,48 (1003

2− 60)/1000

Mn = 3824,22 kN

c. e = (Mn/Pn)x1000

= (3824,22 /11517,718)x1000

= 332 mm

50



variasi ini, kolom K9 akan diubah kemiringannya menjadi 11° dan diberi kode






K9 sebagai berikut:

Dimensi kolom : 1006,2 mm








As Tulangan : 7854



𝑒 =𝑀𝑢

𝑃𝑢=

162.47

5281.95= 0,0307𝑚 = 30.7 mm.

51

𝑒𝑚𝑖𝑛 = 0,1 𝑥 𝐷 = 0,1 𝑥 1006,2 = 100,62 𝑚𝑚



𝑘×𝑙𝑢

𝑟< 22

𝑟 = 0,5 𝑥 𝐷

𝑟 = 0,5 𝑥 1006,2 = 503,1 𝑚𝑚



𝑘 = 0,5.


0,5 × 5297,33

503,1= 5,264 < 22






∁𝑏

𝑑 =

0.003

0.003+ 𝜀𝑦 =

0.003

0.003+ 𝑓𝑦/𝐸𝑠 =

600

600+𝑓𝑦

Sehingga

∁𝑏 = 600.𝑑

600+𝑓𝑦

∁𝑏 = 600.(1000−60)

600+414 = 556 mm

ɑƄ = β. ∁𝑏

ɑƄ = 0,85. 556

ɑƄ = 473


a. 𝜀𝑠1 = 0.003 𝑥 𝑐−𝑑′

𝑐

𝜀𝑠1 = 0.003 𝑥 556−60

556

𝜀𝑠1 = 0.0027

b. 𝜀𝑠2 = 0.003 𝑥 𝑐−ℎ/2

𝑐

52

𝜀𝑠 = 0.003 𝑥 201−1006,2/2

556

𝜀𝑠2 = 0,0003

c. 𝜀𝑠3 = 0.003 𝑥 𝑑−𝑐

𝑐

= 0.003 𝑥 (940−60)−556

556

𝜀𝑠3 = 0,0021





𝜀𝑠′ pakai = 0,0027 < 0,0012




𝜀𝑠1 = 0,0012.200000

𝑓𝑠′ = 240


𝜀𝑠1 = 0,0003.200000

𝑓𝑠′2 = 60


𝜀𝑠1 = 0,0012.200000

𝑓𝑠′3 = 240


Jika tulangan sudah leleh 𝑓𝑠 > 𝑓𝑦 maka gunakan 𝑓𝑦 dan Jika tulangan elum

leleh 𝑓𝑠 < 𝑓𝑦 maka gunakan 𝑓𝑠


𝜀𝑠′ pakai = 240 > 240



a. Beton tekan :

53

∁𝑐 = 0.85. 𝑓′𝑐. 𝑏. 𝑎

∁𝑐 = 0.85. 28. 1006,2.473

∁𝑐 = 11321,953 kN.m


∁𝑠1 = As1. 𝑓𝑦

∁𝑠1 = (3927. 414)/1000

∁𝑠1 = 942,48 kN.m


∁𝑠2 = As2. 𝑓𝑠

∁𝑠1 = (3927)/1000

∁𝑠2 = 238,127 kN.m


𝑇 = As. 𝑓𝑠

𝑇 = (3927. 240)/1000

𝑇 = 942,48 kN.m

5. Nilai Pn dan Mn

a. 𝑃𝑛 = 𝐶𝑐 + 𝐶𝑠1 + 𝐶𝑠2 − 𝑇

= 11321,953 + 942,48 + 238,127 – 942,48

= 11546,947 kN



2− 𝑑′) + 𝐶𝑐. (

ℎ

2−

𝑎

2) + 𝐶𝑠2. (0) + 𝑇 (

ℎ

2− 𝑑′) /1000

= 942,8. (1006,2

2− 60) + 11321,953 . (

1006,2

2−

473

2) + 238,127. (0) +

942,48 (1006,2

2− 60)/1000

Mn = 3854,90 kN.m

c. e = (Mn/Pn)x1000

= (3854,90 /11546,947)x1000

= 334 mm

54



variasi ini, kolom K9 akan diubah kemiringannya menjadi 12°dan diberi kode






K9 sebagai berikut:

Dimensi kolom ; 1009,8 mm








As Tulangan : 7854



𝑒 =𝑀𝑢

𝑃𝑢=

162.47

5281.95= 0,0307𝑚 = 30.7 mm.

𝑒𝑚𝑖𝑛 = 0,1 𝑥 𝐷 = 0,1 𝑥 1009,8 = 100,98 𝑚𝑚

55



𝑘×𝑙𝑢

𝑟< 22

𝑟 = 0,5 𝑥 𝐷

𝑟 = 0,5 𝑥 1009,8 = 504,9 𝑚𝑚



𝑘 = 0,5.


0,5 × 5316,17

504,9= 5,264 < 22






∁𝑏

𝑑 =

0.003

0.003+ 𝜀𝑦 =

0.003

0.003+ 𝑓𝑦/𝐸𝑠 =

600

600+𝑓𝑦

Sehingga

∁𝑏 = 600.𝑑

600+𝑓𝑦

∁𝑏 = 600.(1000−60)

600+414 = 556 mm

ɑƄ = β. ∁𝑏

ɑƄ = 0,85. 556

ɑƄ = 473


a. 𝜀𝑠1 = 0.003 𝑥 𝑐−𝑑′

𝑐

𝜀𝑠1 = 0.003 𝑥 556−60

556

𝜀𝑠1 = 0.0027

b. 𝜀𝑠2 = 0.003 𝑥 𝑐−ℎ/2

𝑐

𝜀𝑠1 = 0.003 𝑥 201−1009,8/2

556

𝜀𝑠2 = 0,0003

56

c. 𝜀𝑠3 = 0.003 𝑥 𝑑−𝑐

𝑐

𝜀𝑠1 = 0.003 𝑥 (940−60)−556

556

𝜀𝑠3 = 0,0021





𝜀𝑠′ pakai = 0,0027 < 0,0012




𝜀𝑠1 = 0,0012.200000

𝑓𝑠′1 = 240


𝜀𝑠1 = 0,0003.200000

𝑓𝑠′2 = 60


𝜀𝑠1 = 0,0012.200000

𝑓𝑠′3 = 240


Jika tulangan sudah leleh 𝑓𝑠 > 𝑓𝑦 maka gunakan 𝑓𝑦 dan Jika tulangan



𝜀𝑠′ pakai = 240 > 240



a. Beton tekan :

∁𝑐 = 0.85. 𝑓′𝑐. 𝑏. 𝑎

∁𝑐 = 0.85. 28. 1009,8.473

∁𝑐 = 11362,461 kN.m

57


∁𝑠1 = As1. 𝑓𝑦

∁𝑠1 = (3927. 414)/1000

∁𝑠1 = 942,48 kN.m


∁𝑠2 = As2. 𝑓𝑠

∁𝑠1 = (3927)/1000

∁𝑠2 = 238,127 kN.m


𝑇 = As. 𝑓𝑠

𝑇 = (3927. 240)/1000

𝑇 = 942,48 kN.m

5. Nilai Pn dan Mn

a. 𝑃𝑛 = 𝐶𝑐 + 𝐶𝑠1 + 𝐶𝑠2 − 𝑇

= 11362,461 + 942,48 + 238,127 – 942,48

= 11579,830 kN



2− 𝑑′) + 𝐶𝑐. (

ℎ

2−

𝑎

2) + 𝐶𝑠2. (0) + 𝑇 (

ℎ

2− 𝑑′) /1000

= 942,8. (1009,8

2− 60) + 11362,461 . (

1009,8

2−

473

2) + 238,127. (0) +

942,48 (1009,8

2− 60)/1000

Mn = 3889,55 kN.m

c. e = (Mn/Pn)x1000

= (3889,55 /11579,830)x1000

= 336 mm



variasi ini, kolom K9 akan diubah kemiringannya menjadi 0° (lurus) dan diberi kode

kolom K0. Kolom K0 ini dijadikan sebagai pembanding antara kolom miring

58

dengan kolom 0° (lurus) dengan panjang kolom (lu) = 5200 mm, sesuai dengan

elevasi tinggi lantai.

4.5.6 Hasil Pn dan Mn Perhitungan Kapasitas Kolom

Dari perhitungan masing-masing jenis kolom dengan kemiringan berbeda,

maka diperoleh data hasil Pn , Mn dan e dalam tabel sebagai berikut:

Gambar 4.9 Data Hasil Pn , Mn, dan e

4.6 Diagram Interaksi Kolom

Berdasarkan hasil perhitungan diagram Interaksi maka diperoleh kekuatan

kolom antara variasi kolom bulat dengan cara menginput nilai Mn untuk sumbu X

dan nilai Pn pada sumbu Y kemudian membuat grafik dari data tersebut. Data

perhitungan kapasitas kolom untuk masing-masing jenis kolom yang digunakan

dalam membuat grafik diagram interaksi kolom dapat dilihat dalam lampiran 3.

Untuk masing-masing derajat kemiringan kolom akan dilakukan

perbandingan grafik dan presentase peningkatan kekuatan kolom terhadap kolom

lurus 0 derajat (K0) sebagai berikut:

59

Gambar 4.10 Perbandingan Diagram Interaksi Semua kolom

Berdasarkan gambar 4.10 didapat hasil peningkatan kekuatan kolom sebagai

berikut:

1. Peningkatan kekuatan kolom K9 terhadap K0

Peningkatan nilai Pn kolom K9 terhadap K0 adalah sebesar 0,71% dan nilai

Mn sebesar 2,28%

2. Perbandingan kekuatan kolom K10 terhadap K0

Peningkatan nilai Pn kolom K10 terhadap K0 adalah sebesar 0,95% dan nilai

Mn sebesar 3,05 %


Peningkatan nilai Pn kolom K11 terhadap K0 adalah sebesar 1,21 % dan nilai

Mn sebesar 3,88 %


Peningkatan nilai Pn kolom K12 terhadap K0 adalah sebesar 1,49 %dan nilai

Mn sebesar 4,81 %

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500

GA

YA A

KSI

AL

PN

(K

N)

MOMEN LENTUR MN (KN)

PERBANDINGAN DIAGRAM INTERAKSI KOLOM

kolom 0 derajat

Kolom 9 derajat

Kolom 10 derajat

Kolom 11 derajat

Kolom 12 derajat

60

4.7 Titik Keruntuhan Kolom

Berdasarkan hasil grafik diagram interaksi Pn dan Mn maka diperoleh titik

keruntuhan kolom berdasarkan nilai Pu dan Mu dari perhitungan program apliaksi

struktur yang telah dilakukan seperti pada gambar 4.11-4.13

Gambar 4.11 Jenis Keruntuhan Kolom dalam Diagram Interaksi K0

61

Untuk kolom 9° dan 10° dapat dilihat pada gambar 4.12 berikut ini:

(a)

(b)

Gambar 4.12 Jenis Keruntuhan Kolom dalam Diagram Interaksi : (a)K9, (b)K10

62

Untuk kolom 11° dan 12° dapat dilihat pada gambar 4.13 berikut ini:

(a)

(b)

Gambar 4.13 Jenis Keruntuhan Kolom dalam Diagram Interaksi : (a)K11, (b)K12

63

Dari hasil gambar diperoleh jenis keruntuhan yang sama pada kolom mulai

dari K0, K9, K10, K11, dan K12. Jenis keruntuhan yang dihasilkan adalah

keruntuhan tekan. Dalam hal ini, keruntuhan terjadi diawali dengan hancurnya

beton sedangkan baja tulangan tarik belum mengalami leleh. Keruntuhan kolom

dapat menyebabkan runtuhnya unsur struktur diatasnya, maka harus diberi

cadangan kekuatan yang lebih besar daripada elemen struktur lainnya. Keruntuhan

tekan merupakan jenis keruntuhan yang dianjurkan dalam perencanaan elemen

struktur kolom agar apabila terjadi keruntuhan, maka bangunan tersebut masih

dapat berdiri akibat baja tulangan tarik belum mengalami leleh.

64

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Adapun kesimpulan yang bisa diambil adalah:

1. Besar Pn yang ditahan oleh kolom K0, K9, K10, K11, dan K12 adalah

11408,840 kN, 11490,316 kN, 11517,718 kN, 11546,947 kN, 11579,830 kN

dan Mn adalah 3710,96 kNm, 3795,57 kNm, 3824,22 kNm, 3854,90 kNm,

3889,55 kNm.

2. Presentase peningkatan kekuatan Pn K9, K10, K11, dan K12 terhadap K0

adalah 0,71% , 0,95%, 1,21%, 1,49% dengan rata-rata peningkatan perderajat

kemiringan yaitu 0,26%. Sedangkan peningkatan kekuatan kolom untuk nilai

Mn yaitu, 2,28%, 3,05%, 3,88%, 4,81% dengan nilai rata-rata peningkatan

tiap perderajat kemiringan adalah 0,84%. Semakin besar derajat kemiringan

kolom maka semakin besar pula kekuatan yang ditahan oleh kolom.

3. Keruntuhan kolom pada semua jenis kemiringan kolom adalah keruntuhan

tekan.

5.2 Saran

1. Dalam permodelan pada perangkat lunak sebaiknya struktur dimodelkan

mendekati kondisi yang sebenarnya.

2. Perlu dilakukan analisa dengan variasi kemiringan derajat kolom yang lebih

besar sehingga mendapatkan nilai perbedaan yang signifikan.

3. Menambahkan tinjauan beban yang lain, seperti beban finishing, beban angin,

beban gempa dan lain-lain

4. Perlu diadakan penelitian pengaruh kemiringan struktur kolom pendek

dengan model bentuk bangunan yang berbeda

65

DAFTAR PUSTAKA

Dipohusodo, I. (1994). Struktur Beton Bertulang. PT Gramedia Pustaka Umum.

Ir. Muhammad Aminullah, M. (2012). Diagram Interaksi P-M , Pengembangan

Bahan Ajar. Bandung: UMB Bandung.

Ir. Siti Nurlina, M. (2008). Struktur Beton. Surabaya: Srikandi.

Kusuma, G. (1993). Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang Berdasarkan SK-SNI

T-1991-03. Jakarta: Erlangga.

Kusuma, G. (1993). Grafik dan Tabel Perhitungan Beton Bertulang Berdasarkan SK-

SNI T-1991-03. Jakarta: Erlangga.

Badan Standarisasi Nasional (2002). Tata Cara Perencanaan Beton Bertulang, SNI-

03-2847-2002.

Tugas Akhir, Dwi Sarwono. ANALISA KEKUATAN KOLOM BULAT TERHADAP

KOLOM PERSEGI DENGAN MENGGUNAKAN DIAGRAM INTERAKSI KOLOM

LAMPIRAN 1

DENAH PROYEK BEACH CLUB

LAMPIRAN 2

HASIL ANALISA STAAD.PRO

LAMPIRAN 3

PERHITUNGAN KAPASITAS KOLOM

GEOMETRY PERMODELAN BEACH CLUB

RENDERING 3D DIMENSI STRUKTUR BEACH CLUB

BENDING MOMEN MZ

BENDING FY

PERHITUNGAN KAPASITAS KOLOM K0

b h f'c fy As1 As2 cb ab Cc Cs1 Cs2 T Pn Mn e

(mm) (mm) (Mpa) (Mpa) (mm)2 (mm)2 (mm) (mm) (KN) (KN) (KN) (KN) (KN) (KN.m) (mm)

991.08 991.08 28 414 3927 3927 1185.57 1008 23770.113 942.48 942.480 -488.043 26143.116 0.00 0

991.08 991.08 28 414 3927 3927 1100 935 22054.503 942.48 942.480 -342.72 24282.183 879.63 36

991.08 991.08 28 414 3927 3927 1000 850 20049.548 942.48 942.480 -141.372 22075.880 1763.21 80

991.08 991.08 28 414 3927 3927 900 765 18044.594 942.48 942.480 104.72 19824.834 2495.86 126

991.08 991.08 28 414 3927 3927 800 680 16039.639 942.48 896.711 412.335 17466.495 3084.88 177

991.08 991.08 28 414 3927 3927 700 595 14034.684 942.48 688.212 807.84 14857.536 3541.76 238

991.08 991.08 28 414 3927 3927 600 510 12029.729 942.48 410.214 942.48 12439.943 3714.61 299

991.08 991.08 28 414 3927 3927 556 473 11151.820 942.48 257.020 942.48 11408.840 3710.96 325

991.08 991.08 28 414 3927 3927 500 425 10024.774 942.48 21.017 942.48 10045.792 3658.39 364

991.08 991.08 28 414 3927 3927 450 383 9022.297 942.48 -238.447 942.48 8783.849 3566.37 406

991.08 991.08 28 414 3927 3927 400 340 8019.819 942.48 -562.778 942.48 7457.041 3431.75 460

991.08 991.08 28 414 3927 3927 350 298 7017.342 942.48 -979.775 942.48 6037.567 3254.52 539

991.08 991.08 28 414 3927 3927 300 255 6014.865 942.48 -1535.771 942.48 4479.093 3034.69 678

991.08 991.08 28 414 3927 3927 250 213 5012.387 942.48 -2314.165 942.48 2698.222 2772.25 1027

991.08 991.08 28 414 3927 3927 189.61 161 3801.619 942.48 -3801.618 942.48 0.000 2398.48 tak

terhingga




1000 1000 28 414 3927 3927 1195.2780 1016 24180.474 942.48 942.480 -503.219 26568.652 0.00 0

1000 1000 28 414 3927 3927 1100 935 22253.000 942.48 942.480 -342.72 24480.680 987.12 40

1000 1000 28 414 3927 3927 1000 850 20230.000 942.48 942.480 -141.372 22256.332 1869.74 84

1000 1000 28 414 3927 3927 800 680 16184.000 942.48 883.575 412.335 17597.720 3185.56 181

1000 1000 28 414 3927 3927 750 638 15172.500 942.48 785.400 596.904 16303.476 3427.34 210

1000 1000 28 414 3927 3927 700 595 14161.000 942.48 673.200 807.84 14968.840 3637.74 243

1000 1000 28 414 3927 3927 600 510 12138.000 942.48 392.700 942.48 12530.700 3803.19 304

1000 1000 28 414 3927 3927 556 473 11252.189 942.48 238.127 942.48 11490.316 3795.57 330

1000 1000 28 414 3927 3927 500 425 10115.000 942.48 0.000 942.48 10115.000 3737.44 369

1000 1000 28 414 3927 3927 450 383 9103.500 942.48 -261.800 942.48 8841.700 3640.09 412

1000 1000 28 414 3927 3927 400 340 8092.000 942.48 -589.050 942.48 7502.950 3499.74 466

1000 1000 28 414 3927 3927 350 298 7080.500 942.48 -1009.800 942.48 6070.700 3316.41 546

1000 1000 28 414 3927 3927 300 255 6069.000 942.48 -1570.800 942.48 4498.200 3090.08 687

1000 1000 28 414 3927 3927 250 213 5057.500 942.48 -2356.200 942.48 2701.300 2820.77 1044

1000 1000 28 414 3927 3927 190.0118500 162 3843.940 942.48 -3843.940 942.48 0.000 2440.93 tak

terhingga




1003 1003 28 414 3927 3927 1198.55 1019 24319.356 942.48 942.480 -508.273 26712.589 0.000 0

1003 1003 28 414 3927 3927 1100 935 22319.759 942.48 942.480 -342.72 24547.439 1023.67 42

1003 1003 28 414 3927 3927 1000 850 20290.690 942.48 942.480 -141.372 22317.022 1905.93 85

1003 1003 28 414 3927 3927 900 765 18261.621 942.48 942.480 104.72 20041.861 2635.47 131

1003 1003 28 414 3927 3927 800 680 16232.552 942.48 879.157 412.335 17641.854 3219.71 183

1003 1003 28 414 3927 3927 700 595 14203.483 942.48 668.151 807.84 15006.274 3670.28 245

1003 1003 28 414 3927 3927 600 510 12174.414 942.48 386.810 942.48 12561.224 3833.20 305

1003 1003 28 414 3927 3927 556 473 11285.946 942.48 231.772 942.48 11517.718 3824.22 332

1003 1003 28 414 3927 3927 500 425 10145.345 942.48 -7.069 942.48 10138.276 3764.21 371

1003 1003 28 414 3927 3927 450 383 9130.811 942.48 -269.654 942.48 8861.157 3665.04 414

1003 1003 28 414 3927 3927 400 340 8116.276 942.48 -597.886 942.48 7518.390 3522.76 469

1003 1003 28 414 3927 3927 350 298 7101.742 942.48 -1019.898 942.48 6081.844 3337.35 549

1003 1003 28 414 3927 3927 300 255 6087.207 942.48 -1582.581 942.48 4504.626 3108.83 690

1003 1003 28 414 3927 3927 250 213 5072.673 942.48 -2370.337 942.48 2702.335 2837.18 1050

1003 1003 28 414 3927 3927 190.15 162 3858.179 942.48 -3858.176 942.48 0.00 2455.30 tak

terhingga




1006.2 1006.2 28 414 3927 3927 1202.04 1022 24467.990 942.48 942.480 -513.639 26866.589 0.000 0

1006.2 1006.2 28 414 3927 3927 1100 935 22390.969 942.48 942.480 -342.72 24618.649 1062.87 43

1006.2 1006.2 28 414 3927 3927 1000 850 20355.426 942.48 942.480 -141.372 22381.758 1944.73 87

1006.2 1006.2 28 414 3927 3927 900 765 18319.883 942.48 942.480 104.72 20100.123 2673.39 133

1006.2 1006.2 28 414 3927 3927 800 680 16284.341 942.48 874.445 412.335 17688.931 3256.29 184

1006.2 1006.2 28 414 3927 3927 700 595 14248.798 942.48 662.765 807.84 15046.204 3705.12 246

1006.2 1006.2 28 414 3927 3927 600 510 12213.256 942.48 380.526 942.48 12593.782 3865.33 307

1006.2 1006.2 28 414 3927 3927 556 473 11321.953 942.48 224.995 942.48 11546.947 3854.90 334

1006.2 1006.2 28 414 3927 3927 500 425 10177.713 942.48 -14.608 942.48 10163.105 3792.87 373

1006.2 1006.2 28 414 3927 3927 450 383 9159.942 942.48 -278.032 942.48 8881.910 3691.75 416

1006.2 1006.2 28 414 3927 3927 400 340 8142.170 942.48 -607.311 942.48 7534.860 3547.38 471

1006.2 1006.2 28 414 3927 3927 350 298 7124.399 942.48 -1030.669 942.48 6093.730 3359.76 551

1006.2 1006.2 28 414 3927 3927 300 255 6106.628 942.48 -1595.147 942.48 4511.480 3128.88 694

1006.2 1006.2 28 414 3927 3927 250 213 5088.857 942.48 -2385.417 942.48 2703.440 2854.74 1056

1006.2 1006.2 28 414 3927 3927 190.28675 162 3873.368 942.48 -3873.368 942.48 0.000 2470.67 tak

terhingga




1009.8 1009.8 28 414 3927 3927 1205.97 1025 24635.804 942.48 942.480 -519.643 27040.406 0.000 0

1009.8 1009.8 28 414 3927 3927 1100 935 22471.079 942.48 942.480 -342.72 24698.759 1107.25 45

1009.8 1009.8 28 414 3927 3927 1000 850 20428.254 942.48 942.480 -141.372 22454.586 1988.63 89

1009.8 1009.8 28 414 3927 3927 900 765 18385.429 942.48 942.480 104.72 20165.669 2716.28 135

1009.8 1009.8 28 414 3927 3927 800 680 16342.603 942.48 869.143 412.335 17741.891 3297.65 186

1009.8 1009.8 28 414 3927 3927 700 595 14299.778 942.48 656.707 807.84 15091.124 3744.49 248

1009.8 1009.8 28 414 3927 3927 600 510 12256.952 942.48 373.458 942.48 12630.410 3901.63 309

1009.8 1009.8 28 414 3927 3927 556 473 11362.461 942.48 217.369 942.48 11579.830 3889.55 336

1009.8 1009.8 28 414 3927 3927 500 425 10214.127 942.48 -23.091 942.48 10191.036 3825.23 375

1009.8 1009.8 28 414 3927 3927 450 383 9192.714 942.48 -287.456 942.48 8905.258 3721.91 418

1009.8 1009.8 28 414 3927 3927 400 340 8171.302 942.48 -617.913 942.48 7553.388 3575.19 473

1009.8 1009.8 28 414 3927 3927 350 298 7149.889 942.48 -1042.787 942.48 6107.102 3385.05 554

1009.8 1009.8 28 414 3927 3927 300 255 6128.476 942.48 -1609.285 942.48 4519.192 3151.51 697

1009.8 1009.8 28 414 3927 3927 250 213 5107.064 942.48 -2402.382 942.48 2704.682 2874.55 1063

1009.8 1009.8 28 414 3927 3927 190 162 3890.460 942.48 -3890.459 942.48 0.00 2488.02 tak

terhingga

Documents

PENGARUH KEMIRINGAN ELEMEN STRUKTUR KOLOM …spmi.poltekba.ac.id/spmi/fileTA/140309240292_2017.pdf · masukan tentang teknis pelaksanaan Tugas Akhir serta bimbingan yang membantu