81
PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM NON KOMPOSIT GEDUNG VOLENDAM HOLLAND PARK CONDOTEL KOTA BATU SKRIPSI TEKNIK SIPIL Diajukan untuk memenuhi persyaratan memperoleh gelar Sarjana Teknik EKO PRASETYO NUGROHO NIM. 115060107111028 UNIVERSITAS BRAWIJAYA FAKULTAS TEKNIK MALANG 2017

PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

  • Upload
    others

  • View
    17

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM

NON KOMPOSIT GEDUNG VOLENDAM HOLLAND PARK CONDOTEL

KOTA BATU

SKRIPSI

TEKNIK SIPIL

Diajukan untuk memenuhi persyaratan

memperoleh gelar Sarjana Teknik

EKO PRASETYO NUGROHO

NIM. 115060107111028

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

FAKULTAS TEKNIK

MALANG

2017

Page 2: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

LEMBAR PENGESAHAN

PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM

NON KOMPOSIT

GEDUNG VOLENDAM HOLLAND PARK CONDOTEL

KOTA BATU

SKRIPSI

TEKNIK SIPIL

Diajukan untuk memenuhi persyaratan memperoleh

gelar Sarjana Teknik

Disusun Oleh :

EKO PRASETYO NUGROHO

NIM. 115060107111028

Skripsi ini telah diuji dan dinyatakan lulus pada

Tanggal 17 Juli 2017

Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

Ir. M. Taufik Hidayat., MT. Dr.Eng Ming Narto W., ST,MT, M.Sc

NIP. 19611228 198802 1 001 NIP. 19650423 199002 2 001

Mengetahui

Ketua Program Studi S1 Teknik Sipil

Dr.Eng. Indradi W., ST., M.Eng. (Prac.)

NIP.19810220 200604 1 002

Page 3: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

PERNYATAAN

ORISINALITAS SKRIPSI

Saya yang bertanda tangan di bawah ini :

Nama : Eko Prasetyo Nugroho

NIM : 115060107111028

Judul Skripsi : PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED

BEAM NON KOMPOSIT GEDUNG VOLENDAM HOLLAND

PARK CONDOTEL KOTA BATU

Menyatakan dengan sebenarnya bahwa penulisan laporan skripsi ini berdasarkan

hasil penelitian, pemikiran, dan pemaparan asli dari penulis sendiri, baik untuk naskah

laporan maupun hasil dari penelitian yang tercantum dalam penulisan laporan skripsi

ini. Jika terdapat karya orang lain, penulis akan mencantumkan sumber secara jelas.

Dengan demikian surat pernyataan ini saya buat, semua informasi yang dimuat

di dalam skripsi ini yang berasal dari hasil karya penulis lain, baik yang dipublikasikan

maupun tidak, telah diberikan penghargaan dengan mengutip nama sumber penulis

secara benar dan semua isi dari karya tulis ilmiah/skripsi ini sepenuhnya menjadi

tanggung jawab bagi penulis.

Malang, Juli 2017

Yang membuat pernyataan

Eko Prasetyo Nugroho

NIM. 115060107111028

Page 4: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

i

RIWAYAT HIDUP

Eko Prasetyo Nugroho, lahir pada tanggal 22 April 1993 di Kota Sidoarjo Jawa Timur.

Anak Pertama dari dua bersaudara pasangan Totok Suprapto dan Endang Sri Utami ini

menempuh pendidikan dasar di SDN Blimbing III Malang (1999-2005). Setelah itu

melanjutkan pendidikan di SMPN III Malang (2005-2008). Kemudian melanjutkan pendidikan

di SMAN VII Malang (2008-2011). Kemudian menjadi mahasiswa di Universitas Brawijaya

pada tahun 2011.

Menempuh pendidikan di Universitas Brawijaya (2011-2017) pada Bidang ke-Teknik

Sipilan dan Lulus pada Juli 2017.

Page 5: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

LEMBAR IDENTITAS PENGUJI

JUDUL SKRIPSI :

Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam Holland

park Condotel Kota Batu.

Nama Mahasiswa : Eko Prasetyo Nugroho

NIM : 115060107111028

Program Studi : Teknik Sipil

Minat : Struktur

TIM DOSEN PENGUJI

Dosen Penguji I : Ir. M. Taufik Hidayat, MT.

Dosen Penguji II : Dr. Eng. Ming Narto W., ST, MT, M.Sc

Dosen Penguji III : Roland Martin Simatupang, ST., MT.

Tanggal Ujian : 17 Juli 2017

SK Penguji : 754/UN10.F07/PP/2017

Page 6: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

viii

RINGKASAN

Eko Prasetyo Nugroho. 115060107111028. Perencanaan Alternatif Struktur

Castellated beam Non-Komposit Gedung Volendam Holland Park Kota

Batu. Di bawah Bimbingan Ir. M. Taufik Hidayat, MT dan Dr. Eng. Ming

Narto W.,ST ,MT ,M.Sc

Profil baja Castlellated Beam adalah hasil pengembangan dari model

profil baja Wide Flange Shape. Castlellated Beam ini belum banyak digunakan

pada gedung tinggi. Dalam analisis ini akan dilihat perhitungan struktur dari profil

baja Castlellated Beam. Dengan hasil analisis dan evaluasi ini nantinya akan

diharapakan dapat membuka pengetahuan mahasiswa tentang analisis dari profil

baja Castlellated Beam. Dalam skripsi ini Gedung Volendam Holland Park

Condotel Kota Batu sebagai contoh gedung yang akan di analisi menggunakan

profil Castlellated Beam. Proses pembuatan Castellated Beam ini dengan cara

badan profil dibuat dicetakan hot – rolled (cetakan panas) berbentuk I, H, atau U

dengan pola pemotongan zig – zag. Kemudian setengah hasil pemotongan digeser

atau dibalik dimana ujung atas kanan dilas dengan ujung bawah kiri, dan

sebaliknya. Profil Castellated Beam ini juga memiliki kelebihan yaitu dengan

lebar profil yang lebih tinggi (dg), menghasilkan momen inersia dan modulus

section yang lebih besar sehingga lebih kuat dan kaku dan bila dibandingkan

dengan profil asalnya, mampu memikul momen lebih besar dengan tegangan ijin

yang lebih kecil. Untuk perhitungan analisis menggunakan Profil Castellated

Beam dilakukan proses perhitungan untuk menentukan potongan zig – zag

daripada profil awalnya untuk mendapatkan lubang pada Castellated Beam dan

dilanjutkan dengan perhitungan struktur terhadap beban yang bekerja. Kemudian

dilakukan perhitungan harus memenuhi syarat perhitungan momen Φ Mn ≥Mu

dan harus memenuhi syarat perhitungan geser Φ Vn ≥Vu. Dalam skripsi ini juga

dilakukan analisis menggunakan aplikasi SAP2000 V18 untuk mempermudah

pekerjaan. Tetapi selain hasil dari SAP2000 V18 kita juga harus tetap

memperhatikan peraturan manual yang berlaku seperti Standart Nasional

Indonesia (SNI) agar hasil yang diperoleh dapat dipertanggung jawabkan serta

diperoleh hasil yang lebih efektif dan efisien.

Page 7: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

viii

SUMMARY

Eko Prasetyo Nugroho. 115060107111028. Non-Composite Castellated Beam

Alternative Structure Plan of Volendam Holland Park Condotel building in

Batu City. Under the Guidance of Ir.M.Taufik Hidayat, MT and

Dr.Eng.Ming Narto W., ST,MT,M.Sc.

Castellated Beam’s Steel Profile is the result of the Wide Flange steel

profile model. Castellated beam is not widely used in high buildings yet. In this

analysis we will see the calculation of the Castellated beam steel profile for

Structure. With the result of this analysis and evaluation the writer expected it can

be open the student’s knowledge about the usability of Castellated beam steel

profile. In this Thesis, Volendam Building of Holland Park Condotel in Batu City

as an example of a building that will be analize with Castellated beam profile. The

process of making this Castellated beam profile by way of making in the Hot-

Rolled mold in the form of I,H, or U with a zig-zag cutting pattern, then, a half of

the cuts are shifted or reversed then the end of the upper right will welded with the

lower left edge. Castellated beam profile also has the advantage of having a higher

profile width (dg), Resulting in greater inertia and Modulus section momments

that are stronger and stiffer than the original profile and it can carrying larger

moment with smaller permite of voltage. For the calculation of the analysis using

Castellated beam profile, First, we must calculate to determining the zig-zag piece

form the initial profile to obtain a hole in the Castellated beam profile and

followed by a structural calcukation of the working load. Then the calculation

must meet the requirements of the moment calculation Φ Mn ≥Mu and must meet

the requirements of sliding calculation Φ Vn ≥Vu. In this thesis is also analyzing

with SAP2000 application to simplify the work. But in addition to the results of

the SAP2000 V18 we must also keep in mind the applicable manual regulations

such as the Indonesian National Standards (SNI) for the results obtained can be

justified and obtained results more effective and efficient.

Page 8: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

viii

Page 9: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

viii

Page 10: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

ii

PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang dengan rahmat

dan hidayah-Nya telah menuntun penulis sehingga dapat menyelesaikan skripsi

yang berjudul “Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam Non-komposit

Gedung Volendam Holland park Condotel Kota Batu.”

Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-

besarnya, kepada

1. Ayah, Ibu, Adik dan segenap keluarga besar yang telah member dukungan

moral dan materil demi menyelesaikan tugas akhir ini,

2. Ir. Sugeng P. Budio, MS., selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Brawijaya,

3. Beberapa pihak yang membantu kelancaran skripsi ini, khususnya bapak

Roland Martin Simatupang, ST., MT. selaku ketua majelis proposal dan

penguji, dan Dr. Eng. Indradi Wijatmiko, ST., M.Eng., selaku Ketua Program

Studi Sarjana (S1) Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas

Brawijaya,

4. Ir. M. Taufik Hidayat, MT. dan Dr. Eng. Ming Narto W., ST, MT, M.Sc ,

selaku dosen pembimbing tugas akhir yang selalu memberikan bimbingan dan

arahan untuk kesempurnaan skripsi ini.

5. Staff Recording yang telah membantu dalam administrasi dari awal hingga

akhir,

6. Sahabat – Sahabat yang selalu mendukung dengan makian, tetapi sebenarnya

penuh dorongan dan semangat yang membuat penulis bersemangat

menyelesaikan tugas akhir ini. Untuk Dini, Hania, terima kasih telah memberi

semangat ketika penulis mulai kehilangan arah, Terima kasih untuk MOESA

band yang selalu jadi pelampiasan amarah dan kesedihan penulis, dan terima

kasih yang teramat sangat besar kepada Akang Kunto Adji yang lagu-lagunya

selalu menemani saat penulis hendak menyerah.

7. Teman – teman dari angkatan 2011,2012,2013 atas bantuan, dan dukungan

moral selama pengerjaan skripsi ini.

Page 11: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

iii

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan skripsi ini masih terdapat

kekurangan. Oleh karena itu, segala kritik dan saran yang bersifat membangun

sangat diharapkan demi kesempurnaan skripsi ini..

Malang, Juli 2017

Penulis

Page 12: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

iii

Page 13: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

iii

DAFTAR ISI

RIWAYAT HIDUP ........................................................................................ i

PENGANTAR ...................................................................................... ......... ii

DAFTAR ISI ................................................................................................... . iii

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... .vii

RINGKASAN ................................................................................................. viii

BAB I PENDAHULUAN

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

1.2 Identifikasi Masalah ............................................................................. 2

1.3 Rumusan Masalah ................................................................................ 2

1.4 Batasan Masalah................................................................................... 2

1.5 Manfaat ................................................................................................ 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Tinjauan Umum ................................................................................. 4

2.1.1. Keunggulan Struktur Baja........................................................ 4

2.1.2. Kelemahan Struktur Baja ......................................................... 5

2.2. Castellated Beam ............................................................................... 5

2.2.1. Pengertian Profil Castellated Beam ......................................... 5

2.2.2. Terminologi.............................................................................. 7

2.3. Proses Pembuatan Castellated Beam ................................................. .. 9

2.4. Tipe – Tipe Pemotongan Castellated Beams ..................................... .10

2.5. Keuntungan dan kekurangan dari Castellated Beam ......................... .11

2.5.1. Kelebihan dari Castellated Beam ............................................... .11

Page 14: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

vii

2.5.2. Kekurangan dari Castelated Beams ........................................... 11

2.6. Kriteria Perencanaan .......................................................................... 12

2.6.1. Beban Mati ............................................................................... 12

2.6.2. Beban Hidup ............................................................................ 12

2.6.3. Wilayah Gempa ....................................................................... 12

2.6.4. Kategori Gedung ...................................................................... 13

2.6.5. Konfigurasi Struktur Gedung ................................................... 13

2.6.6. Sistem Stuktur .......................................................................... 13

2.6.7. Distribusi dari V (Geser Dasar Seismik) ................................. 14

2.6.8. Beban Angin ............................................................................ 15

2.6.9. Kombinasi Pembebanan........................................................... 15

2.7. Batasan Story Drift ............................................................................ 16

2.8. Analisis Perhitungan Balok dan Kolom ............................................. 16

2.8.1. Perhitungan Balok Castellated Beam ...................................... 16

2.8.1.1. Desain Penampang Balok ..................................................... 16

2.8.1.2. Perhitungan Tekuk Badan untuk Profil Castellated Beam ... 17

2.8.1.3. Perhitungan Momen Lentur Nominal ................................... 18

2.8.1.4. Perhitungan Kuat Geser ........................................................ 19

2.8.1.5. Pers. Intei Lentur dan Geser untuk Profil CB ....................... .20

2.8.2. Perhitungan Kolom .................................................................. 20

2.8.2.1. Desain Penampang Kolom .................................................... 20

2.8.2.2. Perhitungan Kekuatan Portal ................................................ 20

2.8.2.3. Amplifikasi Momen Struktur Portal ..................................... 20

Page 15: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

vii

2.8.2.4. Perhitungan Kontrol Komponen Tekan ................................ 21

2.8.2.5. Perhitungan Kontrol Tekuk Lateral ...................................... 21

2.8.2.6. Perhitungan Jari-jari Girasi .................................................. 22

2.8.2.7. Persamaan Interaksi Aksial – Momen .................................. 23

BAB III METODOLOGI PERENCANAAN

3.1. Pengumpulan Data ............................................................................. 24

3.2. Data Perencanaan ............................................................................... 24

3.2.1. Data umum gedung .................................................................. 24

3.2.2. Data Teknis Gedung Awal ....................................................... 25

3.3. Prosedur Perencanaan ........................................................................ 25

3.3.1. Analisis Pembebanan ............................................................... 25

3.3.2. Analisis Statistika..................................................................... 26

3.3.3. Desain Penampang ................................................................... 26

3.3.4. Gambar Struktur....................................................................... 26

3.3.5. Diagram Alur Perencanaan ...................................................... 27

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Perencanaan Dimensi Struktur ........................................................... 28

4.1.1. Perencanaan Dimensi Balok ................................................... 28

4.1.2. Perencanaan Dimensi Kolom ................................................... 28

4.1.3. Perencanaan Tebal Pelat ……………………..……………. 29

4.2. Analisis Pembebanan ........................................................................ 29

4.2.2.1. Beban Mati ........................................................................ 29

Page 16: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

vii

4.2.2.2. Beban Hidup ..................................................................... 30

4.2.2.3. Beban Pelat ....................................................................... 31

4.2.3. Analisis Beban Gempa ............................................................. 32

4.3. Pemodelan SAP2000 ........................................................................ 35

4.4. Perencanaan Balok ............................................................................. 37

4.4.1. Kontrol Penampang ................................................................ 37

4.4.2 Perhitungan Dimensi Profil Castellated beam ......................... 38

4.4.3 Mencari Ix dan Zx .................................................................... 40

4.4.4 Pembebanan ............................................................................. 41

4.4.5 Persamaan Interaksi ................................................................. 45

4.4.6 Kontrol jarak antara Lubang .................................................... 45

4.4.7 Kontrol Lendutan ..................................................................... 46

4.5. Perencanaan Kolom ........................................................................... 46

4.5.1. Kontrol Penampang ................................................................. 47

4.5.2. Akibat Portal tidak bergoyang ................................................ 49

4.5.3. Akibat Portal bergoyang ......................................................... 55

BAB V PENUTUP

5.1. Kesimpulan ........................................................................................ 62

5.2. Saran .................................................................................................. 62

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

Page 17: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

vii

Page 18: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

vii

Page 19: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

vii

DAFTAR GAMBAR

No Judul Halaman

Gambar 2.1 Momen lentur akibat gaya lintang ....................................... 6

Gambar 2.2 Tegangan lentur akibat gaya lintang .................................... 6

Gambar 2.3 Bagian – bagian hexagonal castellated beam ...................... 7

Gambar 2.4 Castellation proses ............................................................... 8

Gambar 2.5 Proses pembuatan Castellated Beam ................................... ..9

Gambar 2.6 Proses pembuatan Hexagonal Castellated Beam ................ ..9

Gambar 2.7 Beam ends left ragged, U = T .............................................. 10

Gambar 2.8 Beam ends left ragged, U > T .............................................. 10

Gambar 2.9 Beam ends finished, U = T .................................................. 10

Gambar 2.10 Beam ends finished with infill plates, U > T ...................... 11

Gambar 2.11 Dimensi geometri penampang Castellated Beams .............. 17

Gambar 4.1 Denah Balok Gedung Volendam ........................................ 28

Gambar 4.2 Denah Kolom Gedung Volendam ....................................... 29

Gambar 4.3 Peta Lokasi Gedung Volendam .......................................... 32

Gambar 4.4 Respon Spectral percepatan di permukaan ......................... 33

Gambar 4.5 Respon Spectrum desain ...................................................... 34

Gambar 4.6 Potongan memanjang pemotongan zig-zag profil baja WF.38

Gambar 4.7 Potongan Memanjang Castellated Beam ............................. 38

Gambar 4.8 Potongan melintang Castellated Beam ................................ 39

Gambar 4.9 Letak terjadinya Nu max ..................................................... 48

Page 20: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

vii

Page 21: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pembangunan di Indonesia berkembang sangat pesat di hampir seluruh daerah, seiring

dengan pertumbuhan penduduk dan pemenuhan kebutuhannya di butuhkan gedung-gedung

bertingkat. Dalam pembangunan gedung bertingkat pada umumnya menggunakan Beton dan

Baja. Penggunaan Baja dapat mempersingkat waktu dan penghematan biaya karena Baja

merupakan produk pabrik dan dapat di daur ulang.

Di Jawa Timur telah banyak gedung gedung bertingkat yang di bangun, terutama di

kota Batu yang notabene adalah kota wisata dan di kunjungi jutaan orang setiap tahunnya

sehingga banyak bermunculan Hotel dan tempat wisata lainnya. Salah satu gedung bertingkat

di kota Batu adalah Holland Park Condotel. Proyek Condotel ini di bagi menjadi 4 gedung

yaitu, Volendam, Rotterdam, Amsterdam, Denhaag dan satu main building. Gedung ini

didirikan setinggi 8 lantai dan harus di rancang sebagai bangunan tahan gempa.

Gedung-gedung tersebut saat ini di rancang dengan menggunakan struktur Beton

bertulang karena tidak membutuhkan tenaga ahli khusus, kekurangannya adalah bangunan

yang dirancang dengan beton bertulang memiliki beban mati yang relatif lebih besar,

sehingga bangunan kurang efektif dan harus memikul beban yang besar. Dengan beban

sendiri yang besar maka bangunan tersebut menahan beban gempa yang semakin besar pula.

Oleh karena itu di lakukan perencanaan ulang pada gedung Volendam dengan menggunakan

struktur Baja Castlellated Beam.

Baja Castlellated ini belum banyak di gunakan dalam pembangunan gedung

bertingkat di Indonesia dan dalam analisis perhitungan ini di harapkan dapat memberi

pengetahuan tetntang profil baja castlellated beam. Baja Castlellated beam sendiri merupakan

pengembangan dari profil baja Wide Flange, keuntungan baja castlellated sendiri adalah berat

sendiri yang lebih ringan, tetapi memiliki kapasitas momen 1,5 kali lebih besar daripada baja

WF dengan berat yang sama. Bahan Baja pada dasarnya efektif untuk bentang bentang

panjang, sehingga dapat mengurangi penggunaan kolom pada suatu bangunan.

1.2 Identifikasi Masalah

Permasalahan yang mungkin akan timbul adalah lebih besar atau kecil beban vertikal

serta beban gempa yang diterima oleh baja castlellated Non komposit terhadap struktur balok

beton bertulang pada gedung Volendam.

Page 22: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

1.3 Rumusan masalah

1. Bagaimana melakukan perencanaan struktur balok menggunakan baja

castlellated pada gedung Volendam?

2. Apakah struktur rangka dengan menggunakan profil castlellated dapat

dijadikan alternatif pada struktur bangunan gedung Volendam?

1.4 Batasan Masalah

1. Obyek alternatif perencanaan struktur adalah gedung Volendam

2. Perhitungan balok pada gedung Volendam menggunakan profil castlellated

Non-komposit.

3. perhitungan kolom menggunakan baja profil WF

4. perhitungan dilakukan sampai perhitungan kolom

5. tidak dilakukan perhitungan struktur bawah

6. tidak dilakukan perhitungan analisis ekonomi

7. tidak memperhitungkan unsur arsitektur

8. perhitungan menggunakan SAP2000

9. pembebanan di asumsikan sentris terhadap struktur sehingga momen torsi

tidak perlu di perhitungkan

10. sambungan antar elemen baja tidak di perhitungkan

1.5 Manfaat

Dengan di susunnya studi ini di harapkan kedepannya dapat menjadi acuan maupun

pembanding dalam pembangunan gedung di Indonesia serta dapat menjadi pembelajaran dan

pemahaman terhadap struktur baja castlellated non-komposit.

Page 23: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Tinjauan Umum

Perkembangan teknologi dalam ilmu teknik sipil yang pesat, memungkinkan dilakukan

penggabungan dua elemen struktur bangunan yang berbeda yang lebih dikenal dengan komposit.

Komposit yang populer dalam teknik sipil salah satunya adalah penggabungan baja dengan

beton. Penggabungan tersebut karena beton hanya memiliki kekuatan tekan yang besar dan

memiliki kekuatan tarik yang rendah maka perlu digabungkan dengan baja yang memiliki

kekuatan tarik yang besar. Di bidang lain seperti perencanaan arsitektur, banyak dirancang

gedung yang memiliki bentang struktur relatif besar yang bertujuan efisiensi tata ruang bagi

pemakainya. Yang dimaksudkan dengan efisiensi tata ruang yaitu lebih ke tujuan untuk

mendapatkan ruang bebas dari banguna gedung tersebut.(Omer W. Blodgett 1996)

Dibandingkan bahan lain baja merupakan bahan konstruksi yang memiliki kekuatan yang

tinggi . Baja memiliki sifat keliatan (ductility), yaitu kemampuan untuk berdeformasi baik dalam

tegangan maupun kompresi sebelum terjadi patah. Baja juga memiliki daya tahan (durability)

khususnya terhadap cuaca yang merupakan pertimbangan penting untuk menggunakan baja

selain penyedian secara luas yang dapat dilakukan secara mudah. Selain itu dibandingkan dengan

konstruksi beton, baja memiliki keunggulan jika ditinjau dari berat material dan waktu

pelaksanaannya. Baja relatif lebih ringan dibandingkan beton dan dalam waktu pelaksanaannya

relatif lebih singkat.

2.1.1. Keunggulan Struktur Baja

Sebagai bahan struktur, baja memiliki beberapa keuntungan sebagai berikut :

1. Kekuatan baja terhadap tarik lebih besar dibandingkan kekuatan tekannya. Kekuatan baja

yang tinggi dibandingkan dengan bahan struktur yang lain, membuat baja mempunyai

ukuran penampang yang relatif kecil. Hal ini yang mengakibatkan baja merupakan struktur

cukup ringan sekalipun berat jenis baja tinggi dan karena keuntungan dari ringannya baja ini

dimanfaatkan sebagai pemakaian pondasi yang lebih hemat.

Page 24: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

2. Baja merupakan produk pabrik yang menggunakan mesin canggih untuk membuatnya tanpa

tenaga manusia yang relatif banyak. Oleh karena itu selama proses pembuatan baja dapat

dilkakukan pengawasan secara mudah dan mutu baja dapat dipertanggung jawabkan.

3. Struktur baja umumnya dapat dibongkar dan dapat dipasang lagi sesuai kebutuhan

penggunanya, sehingga struktur baja ini dapat dipakai berulang-ulang dalam berbagai

bentuk struktur.

2.1.2. Kelemahan Struktur Baja

Selain mempunyai kelebihan, baja juga memiliki beberapa kelemahan yaitu :

1. Pemeliharaan struktur baja membutuhkan biaya cukup besar.

2. Baja merupakan bahan yang sangat mudah terpengaruh dengan temperatur, sehingga bila

terjadi perubahan temperatur secara drastis seperti terjadi kebakaran akan sangat mudah

menurunkan kekuatan dari baja sehingga menyebabkan bangunan runtuh meskipun belum

mencapai tegangan izin.

3. Karena baja memiliki kekuatan yang tinggi maka banyak ditemui batang struktur yang

langsing oleh karena itu mudah terjadi bahaya tekuk (buckling).

2.2. Castlellated Beam

2.2.1. pengertian profil castlellated beam

Profil ini dapat ditambah kekuatan komponen strukturnya dengan memperpanjang profil

kearah satu sama lain dan di las searah pola. Profil ini mempunyai tinggi (h) 50% lebih tinggi

dari profil awal dan dapat meningkatkan nilai lentur axial, momen inersia, dan modulus section

(Sx). Pada flens profil castlellated ini bertugas memikul sebagian besar beban lentur, sehingga

jika dilihat dari daya tahan terhadap momen maka badan profil yg berlubang yang menyebabkan

berkurangnya luas badan profil ini tidak merupakan persoalan. Namun untuk gaya lintang yang

di tanggung oleh badan profil ini harus di tinjau lebih lanjut. Gaya lintang yang kecil dan bahkan

tidak ada pada tengah bentang menyebabkan tidak berpengaruhnya pada kekuatan balok.

Page 25: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

gambar 2.1. Momen lentur akibat gaya lintang.

Gambar 2.2. Tegangan lentur akibat gaya lintang.

Gambar 2.1 menunjukkan momen lentur akibat gaya lintang, pada bagian potongan T atas

dan bawah biasanya merupakan titik balik momen (point of inflection), dikarenakan gaya

lintang yang dimisalkan terjadi pada tengah lubang (

) . Tetapi jika dimisalkan gaya lintang

dipikul sama besar pada bagian atas dan bawah dikarenakan tinggi kedua bagian T itu sama.

2.2.2. Terminologi

Berikut ini merupakan ilustrasi bagian dari Castellated Beam :

Web Post : Area solid dari Castellated Beam

Page 26: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

Castellation : Area yang sudah meiliki lubang (hole).

Throat Width : Perpanjangan horizontal dari potongan “gigi” bawah profil.

Throat Depth : Tinggi daerah profil potongan “gigi” bawah sampai sayap profil.

Gambar 2.3. Bagian – bagian Hexagonal Castellated Beams (Patrick Bardley, 2007)

Proses pemotongan yang dicetak menggunakan hot-rolled(cetakan panas) dan berbentuk zig

zag pada badan profil berbentuk H,I,U ini disebut castellation. Setelah di potong profil baja di

sambung dengan cara digeser ataupun dibalik sehingga terbentuk lubang polygonal. Profil baja

castella bertambah tinggi (h) dan tinggi daerah pemotongan (d) di karenakan pemotongan dan

penyambungan menggunakan las.

Page 27: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

Gambar 2.4. Castellation proses (L.Amayreh dan M.P. Saka, 2005).

(2-1)

Panjang c barbanding lurus dengan tegangan tekuk (bending stress) pada bagian T (tee

section) karena V (shear force) bertambah.

2.3. Proses Pembuatan Castellated Beam

Proses fabrikasi dari Castellated beams diuraikan sebagai berikut (Grunbauer 2001) :

1. Badan profil dibuat dicetakan hot – rolled (cetakan panas) berbentuk I, H, atau U dengan

pola pemotongan zig – zag.

2. Setengah hasil pemotongan digeser atau dibalik dimana ujung atas kanan dilas dengan

ujung bawah kiri, dan sebaliknya. Sehingga lubang yang dihasilkan berbentuk segi emam

(hexagonal). Untuk menghasilkan lubang berbentuk segi delapan (octagonal) maka

disisikan plat segi empat di kedua sisi. Akan tetapi bila pola pemotongan berbentuk

setengah lingkaran, maka lubang yang dihasilkan yang dihasilkan adalah lingkaran

(circular).

Page 28: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

Gambar 2.5. Proses pembuatan Castellated Beams(Grunbauer, 2001)

Gambar 2.6. Proses pembuatan Hexagonal Castellated Beams

2.4. Tipe – Tipe Pemotongan Castellated Beams

Ada empat tipe pemotongan balok berdasarkan dimensi U dan T (Grunbauer 2001)

1. Beam ends left ragged, U = T

Pemotongannya mudah, sederhana dan mudah, tetapi kurang baik digunakan.

Gambar 2.7. Beam ends left ragged, U = T

2. Beam ends left ragged, U > T

Page 29: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

Menghasilkan ujung potongan yang panjang tetapi tidak efektif.

Gambar 2.8. Beam ends left ragged, U > T

3. Beam ends finished, U = T

Menghasilkan potongan yang baik (rapi) serta menghemat material (tidak banyak bahan

yang terbuang).

Gambar 2.9. Beam ends finished, U = T

4. Beam ends finished with infill plates, U > T

Kuat dan kaku, tetapi mahal karena adanya penambahan plat.

Gambar 2.10. Beam ends finished with infill plates, U > T

2.5. Keuntungan dan kekurangan dari Castellated Beam

2.5.1. Kelebihan dari Castellated Beam (Grunbauer 2001) :

1. Dengan lebar profil yang lebih tinggi (dg), menghasilkan momen inersia dan modulus

section yang lebih besar sehingga lebih kuat dan kaku dan bila dibandingkan dengan

profil asalnya.

Page 30: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

2. Mampu memikul momen lebih besar dengan tegangan ijin yang lebih kecil.

3. Bahan ringan, kuat serta mudah dipasang, dalam arti tidak membutuhkan bekesting,

pemadatan, dan waktu pengerjaan yang terbilang lama seperti pada pengerjaan struktur

beton bertulang.

4. Profil Castellated Beam ini juga cocok untuk bentang panjang (untuk penggunaan

Castellated Beam pada atap dapat mencapai 10 – 50 m dan bila digunakan sebagai plat 12

– 25 m). sehingga dapat mengurangi jumlah kolom dan pondasi, serta mengurangi biaya

crection (pengangkatan).

2.5.2. Kekurangan dari Castelated Beams :

1. Castellated Beam kurang tahan api. Sehingga harus ditambah dengan lapisan tahan api

(fire proofing) 20% lebih tebal agar mencapai ketahanan yang sama dengan profil

awalnya.

2. Kurang kuat menerima gaya lateral, sehingga perlu diberi satu atau lebih plat pada ujung

– ujung (dekat dengan pertemuan balok – kolom).

3. Pada ujung – ujung bentang (di sudut – sudut profil) terjadi peningkatan pemusatan

tegangan (stress consentrations).

4. Castellated Beam tidak sesuai untuk bentang pendek dengan beban yang cukup berat .

2.6. Kriteria Perencanaan

2.6.1. Beban Mati (PPIUG 1983 bab 2)

Beban mati terdisi atas :

1. Berat sendiri dari bahan – bahan bangunan penting dan dari beberapa komponen gedung

yang harus ditinjau di dalam menentukan beban mati dari suatu gedung, harus di ambil

menurut Tabel 1 (terlampir)

2. Apabila dengan bahan bangunan setempat diperoleh berat sendiri yang menyimpan lebih

dari 10% terhadap nilai – nilai yang tercantum dalam Tabel 1 (terlampir), maka berat

sendiri tersebut harus ditentukan tersendiri dengan memperhitungkan kelembaban

setempat, dan nilai yang ditentukan ini harus dianggap sebagai pengganti dari nilai yang

Page 31: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

tercantum dalam Tabel 1 (terlampir). Penyimpangan ini dapat terjadi terutama pada pasir

(antara lain pasir besi), koral (antara lain koral kwarsa), batu pecah, batu alam, batu bata,

genting, dan beberapa jenis kayu.

3. Berat sendiri dari bahan bangunan dan dari komponen gedung yang tidak tercantum

dalam Tabel 1 (terlampir) harus ditentukan tersendiri.

2.6.2 Beban Hidup (PPIUG 1983 bab 3)

Beban hidup terdiri dari beban yang diakibatkan oleh pemakaian gedung dan tidak

termasuk beban mati, beban kontruksi dan beban akibat fenomena alam (lingkungan).

2.6.3. Wilayah Gempa

Pameter percepatan gempa ditentukan berdasarkan 2 hal yaitu, parameter percepatan

terpetakan dan kelas situs. Parameter Ss (percepatan batuan dasar pada periode pendek) dan S1

(percepatan batuan dasar pada perioda 1 detik) harus ditetapkan masing – masing dari respons

spectral percepatan 0,2 detik dan 1 detik dalam peta gerak tanah seismic pada pasal 14 dengan

kemungkinan 2 persen terlampaui dalam 50 tahun (MCER, 2 persen dalam 50 tahun), dan

dinyatakan dalam bilangan decimal terhadap percepatan gravitasi. Bila S1 ≤ 0,04 g dan Ss ≤ 0,15

g, maka struktur bangunan boleh dimasukkan ke dalam kategori desain seismic A. (SNI 1762 –

2012 Pasal 6.1.1)

Sedangkan kelas situs mengatur klasifikasi berdasarkan sifat – sifat tanah pada situs,

maka situs harus diklasifikasi sebagai kelas situs SA, SB, SC, SD, SE, atau SF. Bila sifat – sifat

tanah tidak teridentifikasi secara jelas sehingga tidak bisa ditentukan kelas situsnya, maka kelas

situs SE dapat digunakan kecuali juka pemerintah/dinas yang berwenang memiliki data

geoteknik yang dapat menentukan kelas situs SF. (SNI 1762 – 2012 Pasal 6.1.2)

2.6.4. Kategori Gedung

Pada SNI – 1762 – 2012, berdasarkan fungsinya gedung akan diklasifikasikan sebagai

Kategori risiko bangunan gedung dan non gedung untuk beban gempa yang tercantum dalam

Tabel 2 (terlampir).

Page 32: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

2.6.5. Konfigurasi Struktur Gedung

Struktur Gedung dibedakan menjadi 2 golongan, yaitu beraturan dan tidak beraturan.

Pada SNI – 1762 – 2012 mengatur 9 syarat yang kemudian dapat menentukan suatu gedung

beraturan atau tidak.

Untuk analisis gedung beraturan dapat menggunakan analisis statik ekivalen, sedangkan

yang tidak, harus menggunakan analisis respon dinamis karena terjadi pengaruh gempa harus

ditinjau sebagai pengaruh pembebanan dinamik.

2.6.6. Sistem Stuktur

Suatu bangunan adalah gabungan dari berbagai elemen struktur secara tiga dimensi.

Sedangakan fungsi utama sistem struktur adalah memikul beban yang bekerja pada bangunan

dengan aman dan efektif. Fungsi lainnya adalah sebagai penyalur baban ke tanah melalui

pondasi. Sistem struktur memiliki rangka ruang pemikul beban gravitasi secara lengkap,

sedangkan beban lateral yang di akibatkan oleh gempa dipikul oleh rangka pemikul momen

melalui mekanisme lentur, sistem ini terbagi menjadi 3, yaitu SRPMB (Sistem Rangka Pemikul

Momen Biasa), SRPMM (Sistem Rangka Pemikul Momen Menengah), dan SRPMK (Sistem

Rangka Pemikul Momen Khusus).

a. Sistem Rangka Pemikul Momen Biasa (SRPMB)

SRPMB pada struktur banguna diharapkan dapat mengalami deformasi inelastic secara

terbatas pada komponen struktur sambungannya akibat gaya gempa rencana. SRPMB diterapkan

pada wilayah gempa 1 dan 2.

b. Sistem Rangka Pemikul Momen Menengah (SRPMM)

Sistem struktur bangunan ini diharapkan dapat menahan resiko kegempaan sedang yaitu,

wilayah gempa 3 dan 4. Dan sistem SRPMM ini akan digunakan pada skripsi ini.

c. Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK)

Page 33: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

SRPMK pada struktur bangunan diharapkan dapat mengalami deformasi besar apabila

dibebani oleh gaya – gaya yang berasal dari beban gempa rencana. SRPMK diterapkan pada

wilayah 5 dan 6.

2.6.7. Distribusi dari V (Geser Dasar Seismik)

Geser dasat seismik, V, dalam arah yang ditetapkan harus ditentukan sesuai dengan

persamaan berikut :

(2-1)

Keterangan :

= koefisien respons seismic yang ditentukan sesuai dengan

W = berat seismic efektif

Koefisien respons seismic, , harus ditentukan sesuai sebagai berikut :

(

) (2-2)

2.6.8. Beban Angin (PPIUG 1983 Bab 4)

Beban angin dihitung sebagai berikut :

(2-3)

Dimana :

p = Desain tekanan angin (kg/m3)

V = Kecepatan angin (m/dtk)

2.6.9. Kombinasi Pembebanan (SNI – 03 – 1729 – 2002 Pasal 6.2.2)

Berdasarkan beban-beban tersebut di atas maka struktur baja harus mampu memikul

semua kombinasi pembebanan di bawah ini:

Page 34: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

1. 1.4D (2-4)

2. 1.2D + 1.6L + 0,5 (La atau H) (2-5)

3. 1.2D + 1,6 (La atau H) + (γL L atau 0.8W) (2-6)

4. 1.2D + 1.3W + γL L + 0.5 (La atau H) (2-7)

5. 1.2D + 1.0E + γL L (2-8)

6. 0.9D ± (1.3W atau 1.0E) (2-9)

Keterangan:

D = Beban mati yang diakibatkan oleh berat konstruksi permanen, termasuk dinding, lantai,

atap, plafon, partisi tetap, tangga, dan peralatan layan tetap.

L = Beban hidup yang ditimbulkan oleh penggunaan gedung, termasuk kejut, tetapi tidak

termasuk beban lingkungan seperti angin, hujan dan lain – lain.

La = Beban hidup di atap yang ditimbulkan selama perawatan oleh pekerja, peralatan, dan

material, atau selama penggunaan biasa oleh orang dan benda bergerak.

W = Beban angin.

E = Beban gempa, yang ditentukan menurut SNI – 03 – 1729 – 2002, atau penggantinya.

H = Beban hujan, tidak termasuk diakibatkan oleh genangan air.

2.7. Batasan Story Drift

Pada LRFD pasal 15.4.1 disebutkan drift dihitung berdasarkan respons simpangan

inelastic maximum (Δm).

(2-10)

Keterangan :

R = faktor reduksi gempa. (lihat lampiran tabel 2)

Δs = respons statis simpangan elastis.

Displacement (LRFD Pasal 15.4.2) terjadi ketika struktur dirancang akibat gaya lateral.

Pembatasan story drift didasarkan pada periode dasar struktur, yaitu :

T ≤ 0.7 detik Δm ≤ 0.025 h (2-11)

Page 35: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

T > 0.7 detik Δm ≤ 0.02 h (2-12)

Keterangan :

T = periode getar struktur.

h = beda tinggi antar lantai.

2.8. Analisis Perhitungan Balok dan Kolom

2.8.1. Perhitungan Balok Castellated Beam

2.8.1.1. Desain Penampang Balok (SNI 03 – 1729 – 2002 tabel 7.5 – 1)

Pelat sayap: Pelat badan:

(2-13)

√ (2-14)

√ (2-15)

Untuk pengertian penampang kompak, tak kompak, dan langsing suatu komponen struktur yang

memikul lentur, ditentukan oleh kelangsingan elemen tekannya yang ditentukan pada tabel (SNI

03 – 1729 – 2002 tabel 7.5 – 1).

Penampang kompak

Untuk penampang yang memenuhi maka kuat lentur nominal penampang adalah :

(2-16)

Penampang tak kompak

Untuk penampang yang memenuhi maka kuat lentur nominal penampang adalah

:

Page 36: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

(2-17)

Penampang langsing

Untuk pelat sayap yang memenuhi maka lentur nominal penampang adalah :

(2-18)

2.8.1.2. Perhitungan Tekuk Badan untuk Profil Castellated Beam (ASCE journal)

Gambar 2.11. Dimensi geometri penampang Castellated Beams

a.

√ ;

√ (2-19)

b.

√ ;

√ (2-20)

Keterangan :

Dimana,

⁄ (2-21)

Page 37: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

(

) mana yang lebih kecil

c. Parameter Opening

1. po = (ao/ho) + (6ho/d) tidak boleh lebih dari 5.6; untuk balok non komposit

2. po = (ao/ho) + (6ho/d) tidak boleh lebih dari 6.0; untuk balok komposit

2.8.1.3. Perhitungan Momen Lentur Nominal (ASCE journal)

(2-22)

Untuk balok non – komposit :

(2-23)

Keterangan :

Mn = Kuat Momen Lentur Nominal Balok

ΔAs = ho x tw

ho = tinggi lubang

tw = ketebalan badan

e = eksentrisitas lubang ( e untuk penampang non – komposit)

fy = kuat leleh baja

2.8.1.4. Perhitungan Kuat Geser (ASCE journal)

(2-24)

Untuk tee bawah dan atas :

Page 38: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

√ (2-25)

Keterangan :

Vnt = kuat geser satu tee

Vpt = fy.tw.st/√

Ø = faktor reduksi

fy = kuat leleh baja

ao = panjang lubang

tw = tebal badan

st = tinggi tee

= aspek rasio tee = ao/st

bf = lebar sayap

2.8.1.5. Persamaan Interaksi Lentur dan Geser untuk Profil Castellated Beam (ASCE

journal)

(2-26)

2.8.2. Perhitungan Kolom

2.8.2.1. Desain Penampang Kolom

Penampang tidak boleh termasuk dalam kategori penampang langsing :

Pelat sayap: ; Pelat badan:

Page 39: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

√ (OK)

√ (OK) (2-27)

2.8.2.2. Perhitungan Kekuatan Portal (SNI 03 – 1729 – 2002 Pasal 7.6.3.3)

(2-28)

Dari nilai G, dapat diperoleh nilai kc (faktor panjang tekuk).

(2-29)

2.8.2.3. Amplifikasi Momen Struktur Portal (SNI 03 – 1729 – 2002 Pasal 7.4.3.2)

(2-30)

(SNI 03 – 1729 – 2002 Pasal 7.4.3.1)

Dimana :

(2-31)

(SNI 03 – 1729 – 2002 Pasal 7.6.1)

(

) (2-32)

Δ

(2-33)

Dimana :

Page 40: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

(2-34)

2.8.2.4. Perhitungan Kontrol Komponen Tekan

(2-35)

(SNI 03 – 1729 – 2002 Pasal 7.6.1)

(2-36)

(SNI 03 – 1729 – 2002 Pasal 7.6.2)

(2-37)

Untuk :

(2-38)

2.8.2.5. Perhitungan Kontrol Tekuk Lateral

(2-39)

(SNI 03 – 1729 – 2002 Pasal 8.1.1)

Dimana :

Mu = Momen lentur rencana (N mm)

Mn = Kuat lentur nominal penampang (N mm)

Ø = Faktor reduksi (0.9)

Page 41: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

2.8.2.6. Perhitungan Jari-jari Girasi

a. Bentang Pendek ( )(SNI 03 – 1729 – 2002 Pasal 8.3.3)

(2-40)

Keterangan :

ry = jari – jari girasi terhadap sumbu lemah

b. Bentang Menengah ( )(SNI 03 – 1729 – 2002 Pasal 8.3.4)

( ( )

) (2-41)

√ √

(2-42)

;

Keterangan :

Iw = konstanta punter lengkung

J = konstanta punter torsi

(2-43)

(SNI 03 – 1729 – 2002 Pasal 8.3.1)

c. Bentang Panjang ( ) (SNI 03 – 1729 – 2002 Pasal 8.3.5)

Page 42: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

(2-44)

2.8.2.7. Persamaan Interaksi Aksial – Momen (SNI 03 – 1729 – 2002 Pasal 8.3.5)

a. jika

(

) (

) (2-45)

b. jika

(

) (

) (2-46)

(SNI 03 – 1729 – 2002 Pasal 8.3.2)

Page 43: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

BAB III

METODOLOGI PERENCANAAN

3.1 Pengumpulan Data

Pengumpulan data yang dilakukan yaitu dengan mengumpulkan gambar dari tim teknis

proyek Gambar rencana berguna sebagai acuan untuk merencanakan gedung dalam skripsi ini.

3.2 Data Perencanaan

3.2.1 Data umum gedung

Gedung Volendam Holland Park Condotel Kota Batu merupakan gedung hotel. Data-data

lain mengenai gedung adalah sebagai berikut

Data-data lain mengenai gedung adalah sebagai berikut:

Gedung : Gedung Volendam Holland Park Condotel Kota Batu.

Lokasi : Jalan Cerry no 10 Panderman Hills, Kota Batu, Malang Jawa

Timur.

Fungsi : Lantai 1 sampai 8 untuk Kamar Hotel.

Waktu Pelaksanaan : 549 hari ( 2 Mei 2015 s/d 31 Oktober 2016)

Biaya : Rp. 113.000.000.000,-

3.2.2 Data Teknis gedung

Struktur Gedung : lantai 1 sampai 8 menggunakan struktur beton bertulang.

Jumlah Lantai : 8 lantai

Tinggi Bangunan : ± 28,88 m

Tinggi Tiap Lantai

Lantai 1-6 : masing-masing 3,42 m

Lantai 6-7 : 4,18 m

Lantai 7-8 : 3,60 m

Page 44: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

Lantai 8- atap : 4,00 m

3.3 Prosedur Perencanaan

Secara garis besar langkah-langkah perencanaan struktur pada Gedung Volendam

Holland Park Condotel Kota Batu meliputi ha-hal sebagai berikut:

3.3.1 Analisis pembebanan

Pembebanan yang diperhitungkan pada perencanaan pada Gedung Volendam Holland

Park Condotel Kota Batu secara garis besar adalah sebagai berikut:

1. Beban Mati

2. Beban Hidup

3. Beban Angin

4. Beban Gempa

Berdasarkan beban-beban tersebut di atas, maka beton bertulang Gedung Volendam

Holland Park Condotel Kota Batu harus mampu memikul semua kombinasi pembebanan berikut

ini:

1. 1,4 D

2. 1,2 D + 1,6 L + 0,5( Lr atau R )

3. 1,2 D + 1,6 ( Lr atau R ) + (L atau 0,5W)

4. 1,2 D + 1,0 W + L + 0,5( Lr atau R )

5. 1,2 D + 1,0 E + L

6. 0,9 D + 1,0 W

7. 0,9 D + 1,0 E

Keterangan:

D : beban mati yang diakibatkan oleh berat konstruksi permanen

L : beban hidup yang ditimbulkan oleh penggunaan gedung

A : beban atap

Page 45: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

R : beban hidup

W : beban angin

E : beban gempa

3.3.2 Analisis statika

Dlam perencanaan Skripsi ini digunakan analisis statis ekuivalen untuk menghitung gaya

pada struktur akibat gaya gempa. Adapun cara menganalisisnya yaitu dengan menggunakan

aplikasi analisis struktur SAP2000 v14. penggunaan aplikasi analisis struktur SAP2000 bertujuan

untuk mendapatkan besarnya gaya-gaya dalam yang bekerja pada struktur (momen, gaya aksial,

dan gaya geser). Sedangkan pada sistem strukturnya dianalisis menggunakan Sistem Rangka

Pemikul Momen Momen Menengah (SRPMM) karena wilayah malang berada di wilayah gempa

4.

3.3.3 Desain penampang

Prinsip dasar yang digunakan untuk mendesain penampang pada Gedung Volendam

Holland Park Condotel Kota Batu adalah dengan menggunakan konsep LRFD.

Untuk detail penampang balok menggunakan baja profil Castellated Beam non komposit

dengan pelat beton yang dianggap beban vertikal. Sedangkan untuk detail penampang kolom

menggunakan profil Wide Flange dengan selubung beton.

Kontrol penampang pada balok dan kolom dilakukan setelah perencanaan awal dimensi.

Untuk kondisi sebelum komposit, pembebanan meliputi berat sendiri pelat, beban guna (hidup),

spesi, dinding, plafond, dan keramik.

3.3.4 Gambar struktur

Penggambaran dalam perencanaan dan perhitungan dalam gambar teknik ini

mrnggunakan program bantu AutoCAD 2013.

Page 46: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

3.3.5. Diagram Alur Perencanaan

Mulai

Data Perencanaan

Preliminary Desain

Pembebanan gravitasi

Analisis Statika Menggunakan

SAP2000v14

Pemodelan dan Analisa Struktur

Desain Balok Castellated

Beam Desain Kolom

Kontrol

Desain

Gambar Detail Balok dan

kolom menggunakan

AutoCAD 2007

Selesai

Ya

Tidak

Page 47: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Perencanaan Dimensi Struktur

4.1.1 Perencanaan Dimensi Balok

Ada beberapa macam dimensi balok yang direncanakan, yang didasarkan pada arah

bentang dan besar gaya dalam yang diterima pada balok tersebut. Berdasarkan Tabel Profil

Konstruksi Baja Dimensi balok yang direncanakan adalah sebagai berikut:

Gambar 4.1 Denah Balok Gedung Vollendam Holland Park Condotel Kota Batu

4.1.2 Perencanaan Dimensi Kolom

Pada perencanaan ini dimensi kolom harus memiliki inersia yang lebih besar dari balok,

sehingga dimensi kolom direncanakan sebagai berikut.

1. Untuk Kolom digunakan profil WF 622mm x 357mm x 26mm x 15mm

B1 B1

B1

B1

B1

B2

B2

B2

B2

B2

B2

B2

B2

B2

B2

B2

B2

B2

B2

B2

B2

B2

B2

B2

B2

B2

B2

B2

B2

B2

B2

B2

B2

B2

B2

B2

B2

B2

B2

B2

B2

B2

B2

B2

B2

B1

B1

B1 B1

B1 B1

B1

B1

B1 B1

B1

B1

B1

B1

B1

B1

B1

B1

B1

B1

B1

B1

B1

B1

B1

B1

B1

B1

B1

B1

B1

B1

B1 B1 B1

B1

B2

B2

B2

B2

B2

B2

B2

B2

B2

B2

B2

B2

B2

B2

B2

Page 48: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

Gambar 4.2 Denah Kolom 1 Gedung Vollendam Holland Park Condotel Kota Batu

4.1.3 Perencanaan Tebal Pelat

Sistem lantai yang digunakan adalah sistem diafragma (kaku).Tebal pelat yang digunakan

pada perencanaan gedung ini adalah 12 cm sesuai dengan keadaan existing gedung tersebut.

4.2 Analisis Pembebanan

4.2.1 Kombinasi Pembebanan

Pembebanan yang diperhitungkan pada perencanaan pada Gedung Volendam Holland

Park Condotel Kota Batu secara garis besar adalah sebagai berikut:

1. Beban Mati

2. Beban Hidup

3. Beban Gempa

Berdasarkan beban-beban tersebut di atas, maka beton bertulang Gedung Volendam

Holland Park Condotel Kota Batu harus mampu memikul semua kombinasi pembebanan.

Berikut ini kombinasi pembebanan menurut sni 03-1729-2002

1. 1,4 D

2. 1,2 D + 1,6 L + 0,5( Lr atau R )

3. 1,2 D + 1,6 ( Lr atau R ) + (L atau 0,5W)

4. 1,2 D + 1,0 W + L + 0,5( Lr atau R )

K1

K1

K1

K1

K1

K1

K1

K1

K1

K1

K1

K1

K1

K1

K1

K1

K1

K1

K1

K1

K1

K1

K1

K1

K1

K1

K1

K1

K1

K1

K1

Page 49: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

5. 1,2 D + 1,0 E + L

6. 0,9 D + 1,0 W

7. 0,9 D + 1,0 E

Keterangan:

D : beban mati yang diakibatkan oleh berat konstruksi permanen

L : beban hidup yang ditimbulkan oleh penggunaan gedung

A : beban atap

R : beban hidup

W : beban angin

E : beban gempa

4.2.2 Beban yang Terjadi pada Struktur

4.2.2.1 Beban Mati

Sesuai dengan peraturan pembebanan Beton Bertulang Indonesia untuk Gedung Tahun

1983 (PPIUG 1983), beban mati diatur sebagai berikut:

Berat sendiri baja = 7850 kg/m3

Berat isi.beton = 2400 kg/m3

Berat spesi per cm tebal = 21 kg/m3

Berat keramik = 24 kg/m3

Berat pasangan bara merah ½ batu 15 cm = 250 kg/m3

4.2.2.2 Beban Hidup

Sesuai dengan peraturan pembebanan Beton Bertulang Indonesia untuk Gedung Tahun

1983 (PPIUG 1983), beban mati diatur sebagai berikut:

Lantai hotel = 250 kg/m3

Ruang alat-alat mesin dan gedung = 400 kg/m3

Tangga dan bordes gang = 300 kg/m

Page 50: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

4.2.2.3 Beban Pelat

Direncanakan:

Tebal pelat lantai = 12 cm

Tebal pelat atap = 10 cm

Tebal spesi = 3 cm

Tebal keramik = 1 cm

Beban hidup pelat lantai (beban guna) = 250 kg/m2

Beban hidup pelat atap = 100 kg/m2

a. Beban pelat sebelum komposit

1. Beban mati pelat lantai dan pelat atap

berat sendiri = 1 selfweight pelat

2. Beban hidup pelat lantai dan atap

Diambil beban hidup dari komponen beban hidup yang ada dalam gedung ini

yaitu 100 kg/m2

b. Beban pelat setelah komposit

1. Beban mati pelat lantai dan pelat atap

berat sendiri = 1 selfweight pelat

berat spesi = 3 . 21 = 63 kg/m2

berat keramik = 1 . 24 = 24 kg/m2

plafond = 11 = 11 kg/m2

berat instalasi = 25 kg/m2

total berat = 123 kg/m2

2. Beban hidup pelat lantai (beban guna)

Diambil beban hidup dari komponen beban hidup yang ada dalam gedung ini

yaitu 250 kg/m2

3. Beban hidup pelat atap

Page 51: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

Diambil beban hidup dari komponen beban hidup yang ada dalam gedung ini

yaitu 100 kg/m2

4.2.3 Analisis Beban Gempa

Pada perhitungan beban gempa pada gedung Gedung Volendam Holland Park Condotel

Kota Batu, perhitungan spektrum repons desain Menggunakan program yang telah disediakan

PU:http://puskim.pu.go.id/Aplikasi/desain_spektra_indonesia_2011/.

Untuk mendapatkan data respons spektrum memasukan data koordinat lokasi ataupun

nama kota yang ditinjau, seperti berikut:

Gambar 4.3 Peta lokasi gedung Volendam Holland Park Condotel Kota Batu

Page 52: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

Gambar 4.4 Respon spectral percepatan di permukaan

Data yang di peroleh berdasarkan program yang telah disediakan PU:

Variabel Nilai

PGA (g) 0,388

Ss (g) 0,761

S1 0,324

CRS 1,003

CR1 0,931

FPGA 1,112

FA 1,196

FV 1,753

PSA (g) 0,431

SMS (g) 0,910

Page 53: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

SM1 (g) 0,567

SDS (g) 0,607

SD1 (g) 0,378

T0 (detik) 0,125

Ts (detik) 0,623

Koordinat Spektrum respons desain:

Tanah SA (g)

T0 0,243

TS 0,607

TS+0 0,607

TS+0.1 0,523

TS+0.2 0,459

TS+0.3 0,409

TS+0.4 0,369

TS+0.5 0,337

TS+0.6 0,309

TS+0.7 0,286

TS+0.8 0,266

TS+0.9 0,248

TS+1 0,233

TS+1.1 0,219

TS+1.2 0,207

Tanah SA (g)

TS+1.3 0,197

TS+1.4 0,187

TS+1.5 0,178

Page 54: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

TS+1.6 0,17

TS+1.7 0,163

TS+1.8 0,156

TS+1.9 0,15

TS+2 0,144

TS+2.1 0,139

TS+2.2 0,134

TS+2.3 0,129

TS+2.4 0,125

TS+2.5 0,121

TS+2.6 0,117

TS+2.7 0,114

TS+2.8 0,11

TS+2.9 0,107

TS+3 0,104

TS+3.1 0,102

TS+3.2 0,099

TS+3.3 0,096

4 0,095

Gambar 4.5 Respons spektrum desain

Page 55: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

4.3 Pemodelan pada SAP2000 v18

Ada beberapa tahapan yang dilakukan untuk membuat pemodelan struktur pada software

SAP2000 v18. Berikut adalah beberapa tahapan dan input yang dimasukkan pada software

SAP2000 v18:

a. Grid System

Grid system adalah untuk memuat informasi tentang letak koordinat titik-titik pada

struktur dalam sumbu x, y dan z.

b. Define → Materials

Memuat informasi tentang data material atau mutu bahan yang akan gunakan dalam

pemodelan struktur.

c. Define → Section Properties

Memuat informasi tentang data dimensi balok, kolom dan pelat. Juga data-data dari

elemen struktur batang tiga dimensi pada struktur yang dianalisis melalui property, dan

momen inersia dari setiap elemen.

d. Function → Respons Spektrum

Memuat tentang data respons spektrum yang akan bekerja sebagai beben gempa pada

pemodelan struktur.

e. Define → Load Patterns

Memuat informasi tentang data-data dari elemen batang tida dimensi pada struktur yang

dianalisis meliputi beban yang bekerja pada elemen. Beban yang bekerja dari analisis

struktur yang dilakukan antara lain sebagai berikut:

Dead load

Live load

Quake

Other

f. Define → Load Combination

Memuat informasi mengenai kombinasi pembebanan yang digunakan pada analisis

struktur utama.

Page 56: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

g. Analyze → Run Analyze

Memuat informasi untuk mendapatkan hasil dari data input yang telah dimasukkan.

4.4 Perencanaan Balok

Data-data profil 250x250x8x13mm

bf = 250 mm

d = 250 mm

Es = 200000 Mpa

tf = 13 mm

tw = 822 mm

r = 16 mm

Ix = 99300000 mm4

Sx = 801000 mm3

= 60

fy = 290 Mpa

h = 192 mm

4.4.1 Kontrol Penampang

Cek kelangsingan profil WF

Pelat Sayap

→ Penampang Kompak (OK)

Page 57: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

Pelat badan

→ Penampang Kompak (OK)

4.4.2 Perhitungan Dimensi Profil Castellated (Berdasarkan Jurnal Openned Web Expanded

Beam and Girder)

Asumsi, K1 = 1,5

h = d ( K1 – 1 )

= 250 ( 1,5 - 1 ) = 125 mm

dg = d + h = 250 +125 = 375 mm

b =

=

= 72.254 mm

dT =

=

= 49.5 mm

ho = 2h = 250 mm

e = 0,25 x ho = 62.5 mm

ao = 2b + e = 207.01 mm

Gambar 4.6 Potongan memanjang pemotongan zig-zag pada profil baja WF

Page 58: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

Gambar 4.7 Potongan memanjang profil WF Castellated beam

Maka profil wide flange menjadi profil Castellated dengan data-data sebagai berikut :

dg = 375 mm

bf = 250 mm

r = 16 mm

ho = 250 mm

ao = 207.01 mm

tw = 8 mm

tf = 13 mm

h = dg – 2 ( tf + r ) = 317 mm

L = 5.6 m

Gambar 4.8 Potongan melintang profil WF Castellated beam

Page 59: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

4..4.3 Mencari Ix dan Zx pada profil castellated

Pada bagian tanpa lubang

(

) (

(

)) ( )

= 317523934.2 – 227613213.2

= 89910721.01 mm4

= 8991.072 cm4

(

) ( )( )

= 281250 + 1138852

= 1420102 mm³

= 1420.102 cm³

Pada bagian berlubang

(

) (

(

)) ( ) (

( ) )

= 317523934.2 – 227613213.2 – (-15432750)

= 105343471 mm4

= 10534.3471 cm4

(

) (

(

)) ( ) (

)

= 2540191.474 –1956560.572 - 125000

= 458630.9017 mm3

= 458.6309017 cm3

Page 60: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

Ix = Ix rata – rata

Ix =

Ix =

Ix = 9762.71 cm4

Ix = 97627096.01 mm4

4.4.4 Pembebanan

1. Beban mati :

Berat profil = 66,5 kg/m

Berat pelat lantai = 5.6 x 1229,75 kg/m = 6886.6 kg /m+

qD = 6953.1 kg/m

2. Beban hidup :

Lantai ruang kuliah dan kantor = 250 kg/m2

qL = 5.6 x 250 kg/m2 = 1400 kg/m

2

Kombinasi Beban:

Mu max = 25211,32 kgm

qu = 1,2qD + 1,6qL

= (1,2 x 6953.1) + (1,6 x 1400)

= 10583.72 kg/m

Mu = ⅛ x qu x L2

= ⅛ x 10583.72 x 5.62

= 29553,0625 kgm

Page 61: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

Vu = ½ x qu x L

= ½ x 10583.72 x 5.6

= 23645.75 kg

Pelat Sayap

→ Penampang Kompak (OK)

Pelat badan (ketika solid)

→ Penampang Kompak (OK)

Dari kombinasi pembebanan didapat

Mu = 29557.1875 kgm = 2955718.8 kgcm

Karena penampang kompak, maka:

Mn = Mp

Mn = Fy x Zx

= 2900 x 1420.102

= 4118295.8 kgcm

Δ As = ho x tw

= 25 x 0.8

Page 62: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

= 20 cm2

Momen Lentur Nominal (berdasarkan ASCE journal page 3327)

Mn = Mp – fy x Δ As (

)

= 4118295.8 – 725000

= 3393295.8 kgcm

Mn = 0,9 x Mn

= 0,9 x 3393295

= 3053966.22 kgcm

Mn Mu max = 25211,32 kgm

3053966.22 2521132 kgcm ( OK )

Pelat badan (ketika berlubang)

maka, Penampang Kompak ( OK )

Karena penampang kompak maka

Mn = Fy x Zx

= 2900 x 1420.102

= 4118295.8 kgcm

Page 63: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

Mn = 0,8 x 4118295.8

= 3294636.64 kgcm

Mn Mu

3294636.64 kgcm 2955718.75 kgcm ( OK )

Kontrol kuat geser :

=

= 28

√ =

√ = 80,16

√ =

√ = 64,59

Kontrol tekuk badan (berdasarkan ASCE journal page 3319)

28 80,16... (OK)

28 64,59... (OK)

ao = 246,55 mm

ho = 298 mm

=

= 0,828 ≤ 3,0 (OK)

Vu maks = 17536,27 kg

Vp = fy x tw x

= 33486.32 kg

Po =

+

=

+

= 4,828 5,6 (OK) (Nilai 5,6 adalah untuk baja non komposit)

Page 64: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

Untuk tee atas dan bawah :

Vpt =

=

= 66302.9 kg

= 0

v =

= 4,18

√ = 0,41 1 (OK)

Vnt = √

√ x Vpt

= 0,41 x 66302.9

= 27461.5 kg

Vnt Vpt → 27461.46 kg 66302.9 kg

Vn = ∑ = 2 x Vnt = 2 x 27461.46 = 54922.9 kg

Vn = 0,9 x Vn = 0,9 x 54922.9 = 49430.63 kg

Vn Vu maks

49430.63 kg 17536,27 kg …(OK)

4.4.5 Persamaan Interaksi :

(

) + (

) 1,0

(

) + (

) 1,0

0.722 + 0,12 1,0

1,0… (OK)

4.4.6 Kontrol Jarak Antar Lubang :

S = 2 ( b + e ) = 2 (72.3+62.5) = 269.5 mm

S ho = 269.5 250… (OK)

S ao(

)

Page 65: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

26.95 20.71 x 0,12

26.95 2.56 (OK)

4.4.7 Kontrol Lendutan

f =

=

= 1,56 cm

f =

x

= 0,013 x 7,051

= 0,092 cm f = 1,56 cm .... (OK)

4.5 Perencanaan Kolom

Setelah dilakukan perhitungan menggunakan program aplikasi analisi struktur, maka

diperoleh gaya-gaya dalam. Pada perencanaan kolom ini, digunakan momen dan gaya normal

(aksial). Selanjutnya dilakukan analisis pada kolom berdasarkan SNI 03-1729-2002.

Data-data profil 622x357x26x15mm :

bf = 357 mm fy = 290 Mpa

d = 622 mm fu = 500 Mpa

h = 526 mm Es = 200000 Mpa

tf = 26 mm f’c = 30 Mpa

tw = 15 mm As = 27500 mm2

rx = 262,782 mm Sx = 6105300

ry = 81,08 Zx = 5613297 mm3

Ix = 1899000000 mm4 Iy = 180800000 mm

4

Cw = 16055763200000 mm6

J = 4824338 mm4

Page 66: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

4.5.1 Kontrol Penampang

Kuat rencana pada profil 622x357x26x15mm

Nu max = 318408,47 kg

Gambar 4.10 Letak terjadinya Nu maximum pada profil 622x357x26x15

Periksa kelangsingan penampang

Flens

Web

Page 67: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

Faktor panjang efektif

GA = 1 (jepit)

Momen inersia kolom 622x357x26x15mm

Ix = 1899000000 mm4

Momen inersia Castellated beam

Ix = 97627096.01 mm4

Faktor panjang efektif k

∑ ( )

∑( )

4.5.2 Akibat Portal Tak Bergoyang

0,83 (dari nomogram diagram)

0,13

Page 68: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

Karena 0,13 < 0,25, maka:

= 1

Kuat rencana nominal

Nn = As . fcr

Nn = 27500 . 290

Nn = 7975000 N

Nn = 797500 kg

Nu ≤ ϕ . Nn

318408,47 ≤ 0,85 . 797500

318408,47 kg ≤ 677875 kg OK

=

= 0,4697 > 0,2 Maka mengunakan persamaan

(

)

Cek kelangsingan penampang profil

Page 69: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

√ (

)

√ (

)

(Maka penampang kompak)

Kontrol tekuk lateral :

(

)

(

)

Page 70: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

√ √ ( )

√ √ ( )

… (Bentang Pendek) (OK)

Sehingga

Untuk Mnx

Mnx = 0,9 x Mpx

= 0,9 x 1627856

= 1465070.517kgm

Untuk Mny

Mny = 0,9 x Mpy

= 0,9 x 619954.6

Page 71: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

= 557959.1445 kgm

Menentukan perbesaran momen :

M1 = 605,77 kgm

M2 = 943,87 kgm

( )

(

)

(

)

( )

(maka diambil 1)

Mux= . Mu maks

Page 72: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

= 1 . 943,87 = 943,87 kgm

Menentukan perbesaran momen :

Hubungan Balok – Kolom

M1 = 745,17 kgm

M2 = 1656,74 kgm

( )

(

)

(

)

( )

(maka diambil 1)

Muy= . Mu maks

= 1 . 1656,74 = 1656,74 kgm

Page 73: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

Kontrol kuat tekan lentur :

(

)

(

)

OK

4.5.3 Akibat Portal Bergoyang

1,59 (dari nomogram diagram)

0,356

Karena 0,25 < 0,356 < 1,2, maka:

( )

( )

0,987

Page 74: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

Kuat rencana nominal

Nn = As . fcr

Nn = 27500 .

Nn = 7981469,2286 N

Nn = 798146,92 kg

Nu ≤ ϕ . Nn

318408,47 ≤ 0,85 . 798146,92

318408,47 kg ≤ 678424,88 kg OK

=

= 0,56> 0,2 Maka mengunakan persamaan

(

)

Cek kelangsingan penampang profil

√ (

)

√ (

)

(Maka penampang kompak)

Kontrol tekuk lateral :

Page 75: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

(

)

(

)

√ √ ( )

√ √ ( )

… (Bentang Pendek) (OK)

Sehingga

Untuk Mnx

Page 76: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

Mnx = 0,9 x Mpx

= 0,9 x 1627856

= 1465070.52 kgm

Untuk Mny

Mny = 0,9 x Mpy

= 0,9 x 619954.6

= 557959.1445 kgm

Menentukan perbesaran momen :

Hubungan Balok – Kolom

M1 = 16949,03 kgm

M2 = 10422,02 kgm

Page 77: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

(

)

( )

∑ ∑

1,06 (maka diambil )

Mux = . Mu maks

= . 16949,03

= 17909,93 kgm

Menentukan perbesaran momen :

Hubungan Balok – Kolom

M1 = 3177,19 kgm

M2 = 2758,71 kgm

Page 78: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

(

)

( )

∑ ∑

2,29 (maka diambil )

Muy = . Mu maks

= . 3177,19

= 7279,23 kgm

Periksa persamaan

Mux = . Mntux + . Mltux

Page 79: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

= 943,87 kgm+ 17909,93 kgm

= 18853,81 kgm

Muy = . Mntuy + . Mltuy

= 1656,74 kgm + 7279,23 kgm

= 8935,97 kgm

Kontrol kuat tekan lentur :

(

)

(

)

OK

Page 80: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Perencanaan Alternatif gedung Vollendam A Holland Park Condotel Kota

Batu Menggunakan Profil Castellated Beam non Komposit adalah :

1. Dilakukan proses perhitungan dimensi untuk menentukan potongan zig – zag

pada profil awal untuk mendapatkan lubang pada Castellated Beam dan

dilanjutkan dengan perhitungan gaya dalam struktur terhadap beban yang

bekerja.

2. Pertama dilakukan perhitungan kontrol terhadap profil Wide Flange utuh

dengan syarat Φ Mn ≤ Mu. Karena pada profil WF utuh Φ Mn ≤ Mu maka

diharapkan dengan dibentuk menjadi castellated maka kapasitas momen

tahanan bertambah sehingga memenuhi syarat perhitungan momen Φ Mn ≥

Mu dan perhitungan geser Φ Vn ≥ Vu.

3. Dari Perencanaan ini maka struktur rangka yang menggunakan profil

Castellated Beam pada balok gedung ini dapat dijadikan desain alternatif

dengan rincian sebagai berikut :

Tabel 5.1 Perhitungan dimensi balok Castellated Beam.

Dimensi Momen (kgcm) Geser (kg)

Balok 250x250x8x13 mm 3294636.64 49430.63

Page 81: PERENCANAAN ALTERNATIF STRUKTUR CASTELLATED BEAM …repository.ub.ac.id/4520/1/EKO PRASETYO NUGROHO.pdf · Perencanaan Alternatif Struktur Castellated beam non-Komposit Gedung Volendam

71

5.2 Saran

Berdasarkan hasil perencanaan yang telah dilakukan diharapkan :

1. Meskipun dalam pengerjaan skripsi ini menggunakan aplikasi struktur SAP

2000 V18 yang mampu menghasilkan gaya – gaya dalam secara langsung

akibat pembebanan, tetapi harus tetap memperhatikan peraturan manual yang

berlaku seperti Standart Nasional Indonesia (SNI) agar hasil yang diperoleh

dapat dipertanggung jawabkan serta diperoleh hasil yang lebih efektif dan

efisien.

2. Input data harus dilakukan secara teliti, karena akan berakibat fatal jika salah

memasukkan input data. Serta pemilihan profil WF menjadi profil Castellated

Beam harus diperhatikan agar mendapatkan dimensi balok kolom yang hemat

dan optimal.