MODIFIKASI PERENCANAAN GEDUNG RUMAH SAKIT ROYAL SURABAYA MENGGUNAKAN STRUKTUR KOMPOSIT BAJA-BETON ABSTRAK

Transkripsi

1 MODIFIKASI PERENCANAAN GEDUNG RUMAH SAKIT ROYAL SURABAYA MENGGUNAKAN STRUKTUR KOMPOSIT BAJA-BETON Nama Mahasiswa : Raka Steven Christian Junior NRP : Jurusan : Teknik Sipil FTSP-ITS Dosen Pembimbing : Ir. Isdarmanu, M.Sc Ir. R. Soewardojo, M.Sc ABSTRAK Surabaya merupakan kota metropolitan dan kota terbesar kedua di Indonesia, dimana pergerakan roda ekonomi yang semakin lama semakin berkembang dan meningkat dengan pesat. Kebutuhan suatu sarana pendukung juga sangat di perlukan mengingat perkembangan kota Surabaya yang semakin meningkat. Salah satunya adalah kebutuhan akan sarana kesehatan yaitu gedung rumah sakit. Sebagai bahan studi perencanaan, akan dilakukan modifikasi terhadap struktur Gedung Rumah Sakit Royal Surabaya. Awalnya, gedung ini didesain menggunakan struktur beton bertulang yang terdiri dari 4 lantai, panjang bangunan m, lebar m, dan tinggi 16.8m. Dan selanjutnya akan di modifikasi menjadi 10 lantai (tinggi bangunan direncanakan 45 m, dengan asumsi tiap lantai memiliki tinggi 4.5 m) dengan menggunakan struktur komposit baja-beton. Struktur komposit merupakan perpaduan antara beton dan baja profil. Jika ditinjau dari segi kualitas dan efisiensi waktu pekerjaan bangunan dengan struktur baja komposit lebih menguntungkan. Dengan menggunakan konstruksi komposit dalam desain suatu komponen struktur ternyata dapat diperoleh beberapa keuntungan sebagai berikut : dapat mereduksi berat profil baja yang dipakai, tinggi profil baja yang dipakai dapat dikurangi, meningkatkan kekakuan lantai, dapat menambah panjang bentang layan. Pada akhirnya dari penyusunan tugas akhir ini penulis mengharapkan dapat merencanakan suatu struktur komposit yang efisien tanpa mengabaikan faktor keselamatan dan fungsi bangunan tersebut. Kata kunci : Rumah Sakit Royal Surabaya, Komposit Baja-Beton.

2 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Surabaya merupakan kota metropolitan dan kota terbesar kedua di Indonesia, dimana pergerakan roda ekonomi yang semakin lama semakin berkembang dan meningkat dengan pesat. Kebutuhan suatu sarana pendukung juga sangat di perlukan mengingat perkembangan kota Surabaya yang semakin meningkat. Salah satunya adalah kebutuhan akan sarana kesehatan yaitu gedung rumah sakit. Sebagai bahan studi perencanaan, akan dilakukan modifikasi terhadap struktur Gedung Rumah Sakit Royal Surabaya. Awalnya, gedung ini didesain menggunakan struktur beton bertulang yang terdiri dari 3 lantai+basement, panjang bangunan m, lebar m, dan tinggi 16.8m. Dan selanjutnya akan di modifikasi menjadi 10 lantai (tinggi bangunan direncanakan 45 m, dan tinggi tiap lantai 4.5 m) tanpa menggunakan Basement dengan menggunakan struktur komposit baja-beton. Tujuan dari diadakannya modifikasi ini adalah untuk membuka ruang kota agar dapat dibuat fasilitas umum seperti taman kota, dll. Selain itu, modifikasi ini juga dilakukan karena struktur komposit baja-beton lebih ekonomis jika dibandingkan dengan struktur beton bertulang biasa. Struktur komposit merupakan struktur yang terdiri dari dua atau lebih bahan yang berbeda secara fisik maupun sifatnya, dan tetap terpisah dalam hasil akhir bahan tersebut. Dalam ilmu Teknik Sipil, struktur komposit merupakan struktur yang terdiri dari dua bahan atau lebih yang berbeda secara sifat dan fisik (misalnya baja dengan beton) yang bekerja sama untuk memikul beban luar. Struktur yang memanfaatkan aksi komposit baja-beton saat ini dilakukan hampir di semua struktur bangunan dimana baja dan beton saling melekat seperti gedung atau jembatan. Struktur komposit dapat menahan beban lebih besar sekitar 33% sampai 50% atau lebih dari beban yang dapat ditahan oleh balok baja profil bila bekerja sendiri sebagai non-komposit. (Khatulistiani, 2003) Meskipun beton bertulang dan beton prategang juga termasuk dalam material komposit, tetapi keduanya tidak secara tegas dimasukkan dalam kelompok konstruksi komposit karena tulangan bajanya tidak secara struktur memikul beban. Lain halnya dengan konstruksi komposit balok-baja-pelat-beton komposit dimana balok dapat memikul berat sendiri. Struktur komposit semakin banyak di pakai dalam rekayasa struktur. Dari beberapa penelitian, struktur komposit mampu memberikan kinerja struktur yang baik dan lebih efektif dalam meningkatkan kapasitas pembebanan, kekakuan, dan keunggulan ekonomis. Peraturan yang digunakan pada perencanaan ini menggunakan peraturan yang terbaru yaitu SNI tentang Tata Cara Perhitungan Beton Untuk Bangunan Gedung, SNI tentang Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Bangunan Gedung, SNI tentang Tata Cara Perencanaan Struktur Baja, dan Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung Perumusan Masalah Dalam memodifikasi perencanaan Gedung Rumah Sakit Royal Surabaya dengan menggunakan struktur komposit baja beton, ditinjau beberapa masalah antara lain : 1. Bagaimana merencanakan struktur sekunder yang meliputi pelat lantai, balok anak, tangga dan lift? 2. Bagaimana mengasumsikan pembebanan setelah adanya modifikasi? 3. Bagaimana pemodelan dan menganalisa struktur dengan menggunakan program bantu ETABS v 9.7.1? 4. Bagaimana merencanakan struktur utama yang meliputi balok dan kolom? 5. Bagaimana merencanakan sambungan yang sesuai? 6. Bagaimana merencanakan pondasi yang sesuai dengan besarnya beban yang dipikul? 7. Bagaimana menuangkan hasil perencanaan dalam bentuk gambar teknik? 1.3 Tujuan Adapun tujuan dari modifikasi perencanaan Gedung Rumah Sakit Royal Surabaya dengan menggunakan struktur komposit baja beton yaitu : 1. Merencanakan struktur sekunder yang meliputi pelat lantai, balok anak, tangga dan lift. 2. Mengasumsikan pembebanan setelah adanya modifikasi.

3 3. Memodelkan dan menganalisa struktur dengan menggunakan program bantu ETABS v Merencanakan struktur utama yang meliputi balok dan kolom. 5. Merencanakan sambungan yang sesuai. 6. Merencanakan pondasi yang sesuai dengan besarnya beban yang dipikul. 7. Menuangkan hasil perencanaan dalam bentuk gambar teknik. 1.4 Batasan Masalah Ruang lingkup permasalahan dan pembahasan pada tugas akhir ini dibatasi oleh beberapa hal antara lain : 1. Perencanaan struktur utama meliputi balok induk dan kolom, sedangkan struktur sekunder meliputi pelat lantai, balok anak, tangga dan lift. 2. Perhitungan struktur pondasi untuk beban terbesar pada kolom di tepi dan tengah gedung. 3. Perencanaan tidak meliputi instalasi mekanikal, elektrikal dan saluran air. 4. Tidak meninjau dari segi metode pelaksanaan, analisa biaya, arsitektural, dan manajemen konstruksi. 5. Program bantú yang digunakan adalah Etabs V dan Autocad. 1.5 Manfaat Manfaat yang bisa didapatkan dari modifikasi perencanaan ini adalah : 1. Dapat merencanakan struktur komposit yang memenuhi persyaratan keamanan struktur. 2. Dari perencanaan ini bisa diketahui hal-hal yang harus diperhatikan pada saat perencanaan sehingga kegagalan struktur bisa diminimalisasi. 3. Dari segi ekonomis, struktur komposit baja-beton dapat dijadikan alternatif mengingat struktur komposit baja-beton lebih ekonomis bila dibandingkan dengan struktur beton bertulang biasa atau struktur baja biasa. BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sejarah dan Perkembangan Komposit Banyak sistem beton betulang di Eropa pada tahun 18-an mengunakan balok besi gulungan sebagai pengganti tulangan biasa. Dua sistem utama pada abad ke-20, System Hennebique (Belgia-Prancis) dan Sistem Modifikasi Monier (Jerman) menggunakan berbagai variasi dari pelat lantai yang di kompositkan dengan kolom baja atau balok baja. Pada tahun 1892, Francois Hennebique mematenkan sistem yang kelak dikenal sebagai sistem komposit baja-beton. Seorang insinyur Austria, Joseph Melan, mengembangkan sistem komposit lengkung baru untuk jembatan. Sistem ini dipatenkan pada tahun Keuntungan dari sistem ini adalah lebih ekonomis bila di bandingkan dengan pelengkung dari beton bertulang biasa. Di Jepang, struktur komposit lebih populer bila dibandingkan dengan beton bertulang pada awalnya. Sebagai contoh adalah gedung Marunouchi (gedung perkantoran terbesar di Tokyo pada tahun 1920-an) yang di desain oleh George Fuller Company. Gedung ini menggunakan struktur komposit pada bagian Basement nya, dan baja pada tingkat tingkat di atasnya. (Sassa, 2007). Struktur komposit selalu ada dalam sejarah konstruksi. Struktur komposit didesain dan dikembangkan oleh insinyur insinyur bidang spesialis gedung dan jembatan antara tahun 1910 sampai Struktur komposit, sebuah sistem konservatif yang dibandingkan dengan beton biasa dan beton pratekan, telah di inovasikan di Jepang pada saat negeri itu sedang berkembang. (Sassa, 2007). Metode untuk desain struktur komposit berkembang terus sesuai perkembangan analisa terhadap perencanaan struktur. Pada awalnya, perencanaan komposit menggunakan metode Allowable Stress Design (ASD). Kemudian pada tahun 1986, di Amerika, perencanaan komposit berkembang dengan menggunakan metode LRFD (Load Resistance Factor Design) (Khatulistiani, 2003). Struktur komposit antara beton dan balok baja merupakan struktur yang memanfaatkan kelebihan dari beton dan baja yang bekerja bersama-sama sebagai satu kesatuan. Kelebihan tersebut adalah beton kuat terhadap tekan dan baja kuat terhadap tarik. Balok baja yang menumpu konstruksi pelat beton yang di cor ditempat, sebelumnya didesain berdasarkan asumsi bahwa pelat beton dan baja dalam menahan beban bekerja secara terpisah. Pengaruh komposit dari pelat beton dan baja yang bekerja bersama sama tidak diperhitungkan. Pengabaian ini berdasarkan asumsi bahwa ikatan antara pelat beton dengan bagian atas balok baja tidak

4 dapat diandalkan. Namun dengan kemajuan penggunaan las, pengunaan penyambung geser mekanis menjadi praktis untuk menahan gaya geser horizontal. (Widiarsa & Deskarta,2007) 2.3 Aksi Komposit Aksi komposit timbul bila dua batang struktural pemikul beban seperti konstruksi lantai beton dan balok baja penyangga disambung secara integral dan melendut secara satu kesatuan. Besarnya aksi komposit yang timbul bergantung pada penataan yang dibuat untuk menjamin regangan linear tunggal dari atas plat beton sampai muka bawah penampang baja (Salmon & Johnson, 1991). 2.6 Kolom Komposit Kolom komposit dapat dibentuk dari pipa baja yang diisi dengan beton polos atau dapat pula dari profil baja hasil gilas panas yang dibungkus dengan beton dan diberi tulangan baja serta sengkang, seperti halnya pada kolom beton biasa. 2.7 Dek Baja Gelombang Perkembangan struktur komposit dimulai dengan digunakannya dek baja gelombang, yang selain berfungsi sebagai bekisting saat pelat beton dicetak, juga berfungsi sebagai tulangan positif bagi pelat beton. Penggunaan dek baja juga dapat dipertimbangkan sebagai dukungan dalam arah lateral dari balok sebelum beton mulai mengeras. Persyaratan dek baja gelombang dan penghubung gesernya untuk digunakan dalam komponen struktur komposit diatur dalam SNI pasal Gambar 2.1 Perbandingan Antara Balok yang Melendut dengan Aksi Komposit dan Tanpa Aksi Komposit (Salmon & Johnson, 1991) 2.4 Lendutan Komponen struktur komposit memiliki momen inersia yang lebih besar daripada komponen struktur non komposit, akibatnya lendutan pada komponen struktur komposit akan lebih kecil. Momen inersia dari komponen struktur komposit hanya dapat tercapai setelah beton mengeras, sehingga lendutan yang diakibatkan oleh beban-beban yang bekerja sebelum beton mengeras, dihitung berdasarkan momen inersia dari profil baja saja. 2.5 Balok Komposit Balok adalah salah satu diantara elemen-elemen struktur yang paling banyak dijumpai pada setiap struktur. Balok adalah elemen struktur yang memikul beban yang bekerja tegak lurus dengan sumbu longitudinalnya. Hal ini akan menyebabkan balok melentur. Balok komposit dapat dibentuk dari profil baja yang diberi penghubung geser (shear connector) pada sayap atas profil baja atau dapat pula dari profil baja yang dibungkus dengan beton. Gambar 2.5 Penampang Melintang Dek Baja Gelombang (SNI ) 2.8 Penghubung Geser Gaya geser yang terjadi antara pelat beton dan profil baja harus dipikul oleh sejumlah penghubung geser, sehingga tidak terjadi slip pada saat masa layan. Besarnya gaya geser horizontal yang harus dipikul oleh penghubung geser diatur dalam SNI pasal BAB III METODOLOGI 3.1 Umum Metodologi ini akan menguraikan dan menjelaskan urutan pelaksanaan penyelesaian tugas akhir. Mulai dari pengumpulan data, literatur, preliminary design, analisa elemen (primer dan sekunder), analisa beban (gravitasi, angin, gempa), dan pedoman perencanaan, sampai dengan kesimpulan akhir dari analisa struktur ini yaitu untuk mendapatkan perencanaan gedung.

5 3.2 Bagan Alir Penyelesaian Tugas Akhir Mulai Pengumpulan Data Studi Literatur Preliminary Desain Pembebanan Elemen Struktur Sekunder Not Ok Analisa Struktur Sekunder Kontrol Desain 4.2 Perencanaan Tangga Data data perencanaan tangga Mutu baja (BJ 41) : fy 2500 kg/cm 2 Mutu beton (fc ) : fc 30 Mpa Ketingian antar lantai : 450 cm Tinggi bordes : 225 cm Tinggi injakan (t) : 17.3 cm Lebar inkajan (i) : 30 cm Jumlah injakan (Σt) : buah Not Ok Ok Pembebanan Elemen Struktur Primer Analisa Struktur Primer Lebar bordes Panjang bordes Lebar tangga : 135 cm : 300 cm : 120 cm Kontrol Desain Ok Perencanaan Pondasi Penggambaran Hasil Perencanaan Selesai Gambar 3.1 Diagram Alir Penyelesaian Tugas Akhir BAB IV PERENCANAAN STRUKTUR SEKUNDER Gambar 4.4 Denah Tangga 4.1 Perencanaan Pelat Lantai Perencanaan pelat lantai atap 110mm Tulangan negatif Ø Pelat Bondex Balok Gambar 4.2 Potongan Pelat Lantai Atap Perencanaan pelat lantai 1 9 Gambar 4.5 Potongan C-C 110mm Tulangan negatif Ø Pelat Bondex Balok Gambar 4.3 Potongan Pelat Lantai Perencanaan Balok Lift (BF) Data Perencanaan Perencanaan balok lift meliputi balok penumpu,balok penggantung lift dan balok pemisah lift. Untuk lift pada bangunan ini menggunakan Hospital Bed Elevators yang diproduksi oleh Hyundai Co.Ltd. Data data lift yang digunakan adalah sebagai berikut (untuk 1 car): Tipe lift : General Type (2S, 2SD) Merk : Hyundai

6 Kecepatan : 90 m/min Kapasitas : 10 orang (700 kg) Lebar pintu (opening width) : 0 mm Dimensi sangkar (car size) : - internal : 1500 x 2500 mm 2 - eksternal : 1560 x 2692 mm 2 Dimensi ruang luncur : 2300 x 3050 mm 2 Beban reaksi ruang mesin: - R 1 60 kg - R kg Perencanaan balok penggantung lift (BF1) Balok penggantung lift direncanakan menggunakan profil WF 350x175x7x Perencanaan balok penumpu lift (BF2) Balok penumpu lift direncanakan menggunakan profil WF 350x250x9x Perencanaan balok pemisah lift (BF3) Balok pemisah lift direncanakan menggunakan profil WF 300x150x5.5x8 4.4 Perencanaan Balok Anak Lantai (BL) Perencanaan balok anak lantai BL1 Balok anak lantai BL3 direncanakan menggunakan profil WF 350x250x9x Perencanaan Balok Anak Atap (BA) Perencanaan balok anak atap BA1 Balok anak atap BA1 direncanakan menggunakan profil WF 400x200x7x Perencanaan balok anak atap BA2 Balok anak lantai BA2 direncanakan menggunakan profil WF 500x200x9x14 BAB V PERENCANAAN STRUKTUR PRIMER 5.1 Data Gedung Data data dari Gedung Rumah Sakit Royal Surabaya yang dibutuhkan dalam pembebanan adalah sebagai berikut: Mutu baja : BJ 41 Mutu beton (fc ) : 30 MPa Lebar gedung : 23 m Panjang gedung : 48 m Tinggi total gedung : 45 m Tinggi antar lantai : 4.5 m 5.2 Pembebanan dan Analisa Struktur Gambar 4.15 Denah Balok Anak Lantai BL1 Balok anak lantai BL1 direncanakan menggunakan profil WF 400x200x7x Perencanaan balok anak lantai BL2 Gambar 4.20 Denah Balok Anak Lantai BL2 Balok anak lantai BL2 direncanakan menggunakan profil WF 400x200x7x Perencanaan balok anak lantai BL3 Gambar 5.1 Pemodelan 3D Struktur Gedung Dengan ETABS v Gambar 4.25 Denah Balok Anak Lantai BL3

7 Ringkasan mengenai berat bangunan secara lengkap disajikan dalam tabel berikut: Tabel 5.1 Massa Tiap Lantai Bangunan Lantai Tinggi Hx (m) Berat (kg) Massa (kn) Inersia (kn.m 4 ) Pada SNI dinyatakan bahwa harus ada peninjauan eksentrisitas (ed) antara pusat massa dan pusat rotasi lantai. Rumus yang digunakan adalah: - untuk 0 < e < 0.3b ed 1.5e b atau ed e 0.05b - untuk e > 0.3b ed 1.33e + 0.1b atau ed 1.17e 0.1b dipilih yang pengaruhnya paling menentukan untuk struktur gedung. Dimana: e : selisih antara pusat massa dan pusat kekakuan pada lantai yang ditinjau. b : ukuran horizontal terbesar denah struktur pada lantai gedung yang ditinjau, diukur tegak lurus arah pembebanan gempa. Kontrol waktu getar alami fundamental (T) Nilai T didapat dari hasil Etabs v9.7.1 yang ditampilkan dalam tabel berikut: Tabel 5.4 Nilai Waktu Getar Alami Mode Period Ux Uy Arah-x T X < (0.18 x 10) 1.8 detik - Arah-y T Y < (0.18 x 10) 1.8 detik Sehingga, berdasarkan waktu getar alami fundamental struktur gedung masih memenuhi batas control waktu getar alami. Kinerja Struktur Gedung Kinerja batas layan ( s) Tabel 5.5 Analisa s arah-x Story hi (m) s (mm) s antar tingkat (mm) s maks (mm) Ket OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK Story Tabel 5.6 Analisa s arah-y hi (m) s (mm) s antar tingkat (mm) s maks Ket OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK Untuk mencegah penggunaan struktur gedung yang terlalu fleksibel, nilai waktu getar alami fundamental (T) dari struktur gedung harus dibatasi. Dengan nilai ζ dari Tabel 8 SNI dan n adalah jumlah lantai dari gedung yang akan ditinjau, maka control waktu getar alami fundamental (T) menjadi: T < ζ.n Untuk WG 3 maka nilai ζ 0.18 dan nilai n 10, sehingga:

8 Kinerja batas ultimate ( m) Tabel 5.7 Analisa m arah-x Story s m m hi antar antar maks (m) tingkat tingkat (mm) (mm) (mm) Ket OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK Tabel 5.8 Analisa m arah-y Story s m m hi antar antar maks (m) tingkat tingkat (mm) (mm) (mm) Ket OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK 5.3 Perencanaan (BI) Perencanaan balok induk melintang Balok induk direncanakan menggunakan profil WF 600 x 200 x 13 x 23. Kondisi sebelum komposit Pada kondisi sebelum komposit, berdasarkan hasil ETABS v9.7.1 diperoleh gaya gaya dalam maksimum sebagai berikut: Mmax kg.m (ditinjau B26, Story 3) Vmax kg (ditinjau B32, Story 3) a. Kontrol kuat geser h tw 13 plastis fy 250 h tw < 1100 fy Vn 0.6 x fy x Aw Aw d x tw 61.2x cm x 2500 x kg Syarat: ΦVn Vu (Φ 0.9) 0.9 x b. Kontrol Kuat Momen Lentur - Tekuk Lokal (local buckling) Sayap: Badan: bf h tf 2x tw λ p λp bf λp h λp 2. tf tw Penampang Kompak! - Tekuk Lateral (lateral buckling) Jarak penahan lateral 300 cm Dari tabel profil untuk WF 600x200x13x23 dengan BJ 41, diperoleh: Lp cm Lr cm Dengan demikian: Lp < Lb < Lr...Bentang Menengah! ( ) ( Lr Lb ) Mn Cb Mr + Mp Mr Mp ( Lr Lp) Mr Sx.(fy fr) (33) ( ) kg.cm kg.m Mp Zx.fy (3778)(2500) kg.cm 450 kg.m Dari output ETABS v9.7.1 diperoleh : Ma kg.m Mb kg.m Mc kg.m 12.5M max Cb M max+ 3Ma + 4Mb + 3Mc

9 12.5( ) 5 x ( ) + 3( ) + 4( ) + 3( ) Mn Cb Mr + ( ) ( Lr Lb Mp Mr ) ( Lr Lp) Mp ( ) ( ) ( ) Mn Mp Mn Mp...Pakai Mn Mp 450 kg.m Syarat : ΦMn Mu (Φ 0.9) 0.9 x c. Kontrol Lendutan Lendutan ijin: L 3 f ' m cm Dari hasil perhitungan dengan Etabs V diperoleh lendutannya sebesar: y maks cm Syarat: y max < f ' < Kondisi Setelah Komposit Pada kondisi setelah komposit, berdasarkan hasil ETABS v9.7.1 diperoleh gaya gaya dalam maksimum sebagai berikut: M max (+) kgm (ditinjau B44, story 3) M max (-) kgm (ditinjau B40, story 3) V max kg (ditinjau B41, story 3) Zona Momen Positif a. Kontrol kuat geser Kuat geser balok tergantung pada perbandingan antara tinggi bersih pelat badan (h) dengan tebal pelat badan (tw). h tw 13 k n E 1.1 fy dimana k n 5 untuk balok tanpa pengaku vertikal pelat badan, sehingga: h < tw 1100 plastis fy Vn 0.6 x fy x Aw Aw d x tw 61.2x cm x 2500 x kg Syarat: ΦVn Vu (Φ 0.9) 0.9 x b. Lebar Efektif (balok interior) - b eff L/4 175 cm - b eff b o 700 cm dipakai b eff 175 cm c. Kontrol kuat momen lentur: - Tekuk Lokal (local buckling) Badan: h tw λp h tw 250 λp Karena profil penampang kompak, maka kekuatan lentur positif dapat dihitung menggunakan distribusi tegangan plastis. - Menghitung momen nominal (Mn) Mencari tebal pelat rata rata (tb rata2 ) akibat bondeks yang dipasang sejajar balok. A lubang bondeks 8.75 x [0.5( )(5.3)] cm 2 A pelat penuh 11 x cm 2 A beton cm 2 tb rata2 A beton / b eff 1923 / cm Menentukan gaya yang terjadi: C 0.85 x fc x tb rata2 x b eff 0.85 x 300 kg/cm 2 x 10.42cm x 175 cm kg

10 a T As x fy cm 2 x 2500 kg/cm kg Karena C > T, maka garis netral terletak di pelat beton Asxfy (107.7)(2500) 6.03cm 0.85xfc' xb (0.85)(300)(175) tb beff eff a d3 C d2 0 d1 e < e. Perencanaan Penghubung Geser Untuk penghubung geser yang dipakai adalah tipe stud dengan: ds 19 mm Asc mm 2 fu 400 Mpa 40 kg/mm Ec 0.041xWc fc' 0.041(2400) 30 d Gambar 5.3 Penampang Komposit Balok Induk Melintang T MPa Qn 0.5xAscx fc' xec 0.5x283.4x 30x N kg/stud - Menentukan jarak jarak dari centroid gaya gaya yang bekerja d1 tb a/2 11 (6.03/2) 7.98 cm 8 cm d2 0 (Profil baja tidak mengalami tekan) d3 d/2 61.2/ cm e d1 + d2 + d cm - Menghitung momen positif Mn T x e (269250)(38.6) kg.cm kg.m Syarat: ΦMn Mu (Φ 0.85) 0.85 x Momen nominal penampang komposit lebih besar daripada momen akibat beban berfaktor, sehingga penampang mampu menahan beban yang terjadi. d. Kontrol Lendutan Lendutan ijin: L 3 f ' m cm Dari hasil perhitungan dengan Etabs V diperoleh lendutannya sebesar: y maks cm Syarat: y max < f ' e. Syarat: Qn Asc. fu < (283.4)(40) > pakai Qn kg Jumlah stud untuk setengah bentang dimana shear connector dipasang 2 buah dalam satu baris: N T pasang 2Qn (2)( ) 12 Jarak seragam (S) dengan stud pada masing masing lokasi: L 300 S 25cm N 12 Jarak maksimum (S max ) 8 x t plat beton...lrfd x 11cm 88 cm Jarak minimum (S min ) 6 x ds.lrfd x 1.9 cm 11.4 cm Jadi, dipasang shear connector setiap jarak 20 cm Zona Momen Negatif Batang tulangan menambah kekuatan tarik nominal pada pelat beton: T n x Ar x fyr 8.75 x (0.25 x π x ) x kg Gaya tekan nominal maksimum dalam penampang baja: Pyc As x fy x kg

11 tb d c beff δ T 2fy fy d2 Pyc Gambar 5.4 Distribusi Tegangan Negatif Melintang Karena Pyc > T, maka garis netral terletak pada profil baja, berlaku persamaan: (Pyc T)/2 ( )/ kg d1 d3 5.4 Perencanaan Kolom Komposit Perencanaan Kolom Komposit Lantai 1-5 Dari hasil perhitungan dengan bantuan etabs v diperoleh gaya gaya dalam maksimum pada C18 story 1 : Pu kg Mux kg.m Muy kg.m Kolom komposit direncanakan menggunakan profil K588x300x12x20 Bahan : BJ 41 : fy 2500 kg/cm 2 fu 4100 kg/cm 2 Beton : fc 30 Mpa 300 kg/cm 2 Ø D22 Gaya pada sayap: Tf bf x tf x fy 20.2 x 2.3 x kg Tf > (Pyc T)/2 sehingga garis netral jatuh pada flens profil Luas flens tertekan: ( Pyc T ) / A' cm 2 fy 2500 A' A' b. δ δ 1.95 cm b 20.2 Menentukan jarak jarak dari centroid gaya gaya yang bekerja: d1 tb c cm d2 δ/2 1.95/ cm d3 d/2 60/2 30 cm Perhitungan momen negatif : Mn T.(d1 + d2) + Pyc.(d3 d2) ( ) ( ) kg.cm kg.m Syarat: ΦMn Mu (Φ 0.85) 0.85 x Perencanaan balok induk memanjang Balok induk direncanakan menggunakan profil WF 600 x 200 x 13 x 23. Gambar 5.7 Penampang Kolom Komposit Zx 2x(300x20x284) + 2x(274x12x137) + 4x(274x6x3) + 4x(150x20x75) mm cm 3 Zy 2x(300x20x290) + 2x(274x12x143) + 4x(268x6x3) + 4x(150x20x75) mm cm 3 Selubung beton : 750 x 750 mm 2 Ac 750 x mm 2 fc 30 Mpa Berat jenis beton : w 2400 kg/m 3 Tulangan sengkang terpasang : Ø Tulangan utama : 4 D 22 Ar 4 x (¼ x π x 22 2 ) mm 2 Spasi 750 2x40 2x mm Cek luas penampang minimum profil baja : As % > 4% Ac 5625 Cek Jarak sengkang: 250 mm < 2/3 x mm

12 Cek luas tulangan longitudinal : Ast ¼ x π x mm 2 > 0.18 x mm 2 Cek mutu beton yang digunakan : (fc 30 MPa) 21 Mpa fc 55 Mpa KL KL BI Potongan Memanjang Cek mutu baja tulangan : (fyr 250 MPa) fyr < 3 Mpa Modifikasi tegangan leleh untuk kolom komposit Luas total tulangan utama : Aut Ar mm 2 Luas bersih penampang beton : Acn Ac As Aut mm 2 Untuk profil baja berselubung beton : c c c Aut Acn f my f y + c1. f yr + c2. fc' As As f my x250x + 0.6x30x MPa 1.5 Ec 0.041xWc fc' 0.041(2400) Mpa Es 2x10 5 Mpa Em E + c 3 x Ec x (Acn/As) (2x10 5 )+0.2( )( /38500) Mpa Jari jari girasi modifikasi (rm) : rm 0.3 x b 0.3 x mm > iy (dipakai rm) BI KL BI KL Potongan Melintang Gambar 5.8 Portal Bangunan Tekuk terhadap sumbu x : Ic Ix kolom Ix L kolom 450 GA 4.38 Ix L balok 0 GB 1 (Kolom dengan perletakan jepit) Jenis rangka bergoyang, sehingga dari nomogram didapatkan nilai: Kcx 1.65 Lkx Kcx x L 1.65 x cm Lkx λx 33 cm r m 22.5 Tekuk terhadap sumbu y : Ic Iy kolom Iy L kolom 450 GA 1.2 Ix L balok GB 1(Kolom dengan perletakan jepit) Jenis rangka bergoyang, sehingga dari nomogram didapatkan nilai: Kcy 1.35 Lky Kcy x L 1.35 x cm Lky λy 27 cm r m 22.5 λ λx 33 cm (Menentukan!) λ fmy λc 0.45 π Em π

13 Termasuk kolom menengah karena 0.25 < λc < 1.2, sehingga : w λc (0.45) fmy fcr MPa 4554 w kg/cm 2 Kuat nominal kolom komposit : Pn As x fcr 385 x kg Kuat rencana kolom komposit : Øc x Pn 0.85 x kg Syarat : Pu < Øc x Pn < Kolom Lantai 6-10 Dari hasil perhitungan dengan bantuan etabs v diperoleh gaya gaya dalam maksimum pada C4 story 6 : Pu kg Mux kg.m Muy kg.m Kolom komposit direncanakan menggunakan profil K500x200x10x16 Bahan : BJ 41 : fy 2500 kg/cm 2 fu 4100 kg/cm 2 Beton : fc 30 Mpa 300 kg/cm 2 Ø D22 Gambar 5.9 Penampang Kolom Komposit Zx 2x(200x16x242) + 2x(234x10x117) + 4x(234x5x2.5) + 4x(100x16x50) mm cm 3 Berat jenis beton : w 2400 kg/m 3 Tulangan sengkang terpasang : Ø Tulangan utama : 4 D 22 Ar 4 x (¼ x π x 22 2 ) mm 2 Spasi 750 2x40 2x mm Cek luas penampang minimum profil baja : As % > 4% Ac 5625 Cek Jarak sengkang: 250 mm < 2/3 x mm Cek luas tulangan longitudinal : Ast ¼ x π x mm 2 > 0.18 x mm 2 Cek mutu beton yang digunakan : (fc 30 MPa) 21 Mpa fc 55 Mpa Cek mutu baja tulangan : (fyr 250 MPa) fyr < 3 Mpa Modifikasi tegangan leleh untuk kolom komposit Luas total tulangan utama : Aut Ar mm 2 Luas bersih penampang beton : Acn Ac As Aut mm 2 Untuk profil baja berselubung beton : c c c Aut Acn f my f y + c1. f yr + c2. fc' As As f my x250x + 0.6x30x Zy 2x(200x16x247) + 2x(234x10x122) + 4x(229x5x2.5) + 4x(100x16x50) mm cm 3 Selubung beton : 750 x 750 mm 2 Ac 750 x mm 2 fc 30 Mpa MPa 1.5 Ec 0.041xWc fc' 0.041(2400)

14 Mpa Es 2x10 5 Mpa Em E + c 3 x Ec x (Acn/As) (2x10 5 ) + 0.2( )( /22840) Mpa GB Ix L Ix L kolom balok Jari jari girasi modifikasi (rm) : rm 0.3 x b 0.3 x mm > iy (dipakai rm) K2 K2 K1 BI BI Potongan Memanjang K2 K2 K1 BI BI Potongan Melintang Gambar 5.10 Portal Bangunan KL1 : K 588x300x12x20 Ix cm 4 ix cm Iy cm 4 iy cm As 385 cm 2 KL2 : K 500x200x10x16 Ix 490 cm 4 ix cm Iy cm 4 iy cm As cm 2 BL : Ix cm 4 Tekuk terhadap sumbu x : Ic Ix kolom Ix 490 GA L Ix L kolom balok Jenis rangka bergoyang, sehingga dari nomogram didapatkan nilai: Kcx 1.68 Lkx Kcx x L 1.68 x cm Lkx 756 λx r m Tekuk terhadap sumbu y : Ic Iy kolom Iy L kolom 450 GA 1.57 Ix L balok 700 Iy L kolom GB 2.8 Ix L 700 balok Jenis rangka bergoyang, sehingga dari nomogram didapatkan nilai: Kcy 1.65 Lky Kcy x L 1.65 x cm Lky λy 33 r m 22.5 λ λx 33.6 (Menentukan!) λ fmy λc 0.49 π Em π Termasuk kolom menengah karena 0.25 < λc < 1.2, sehingga : w λc (0.49) fmy fcr MPa w kg/cm 2 Kuat nominal kolom komposit : Pn As x fcr x kg

15 Kuat rencana kolom komposit : Øc x Pn 0.85 x kg 6.4 Sambungan Memanjang dengan Kolom Lantai 1 5 Syarat : Pu < Øc x Pn < Kolom K 588x300x12x20 Potongan Profil WF 400x400x30x Potongan Profil WF400x400x45x70 BAB VI PERENCANAAN SAMBUNGAN Baut Ø22 40 Profil L 100x100x Baut Ø22 Profil L 100x100x10 Potongan Profil WF 400x400x45x Sambungan Balok Anak Lantai (BL1) dengan 157 Potongan Profil WF 400x400x30x Pelat Lantai Profil L 70x70x7 Baut Ø16 Balok Anak Lantai WF 400x200x7x Profil L 70x70x7 Pelat Lantai Baut Ø16 Balok Anak Lantai WF 400x200x7x11 Gambar 6.1 Sambungan Balok Anak Lantai dengan Gambar 6.6 Sambungan Memanjang dengan Kolom Lantai Sambungan Melintang dengan Kolom Lantai 6 10 Kolom K 500x200x10x16 Potongan Profil WF 400x400x45x Sambungan Balok Anak Atap (BA1) dengan Potongan Profil WF 400x400x45x Profil L 100x100x10 Pelat Lantai Pelat Lantai Baut Ø22 Profil L 100x100x Baut Ø Profil L 70x70x7 Baut Ø16 Balok Anak Atap WF 400x200x7x Profil L 70x70x Baut Ø16 Balok Anak Atap WF 400x200x7x11 Gambar 6.2 Sambungan Balok Anak Atap dengan 6.3 Sambungan Melintang dengan Kolom Lantai 1 5 Kolom K 588x300x12x20 Profil T 400x400x45x Potongan Profil WF 400x400x45x Potongan Profil WF 400x400x45x70 Gambar 6.8 Sambungan Melintang dengan Kolom Lantai Sambungan Memanjang dengan Kolom Lantai 6 10 Potongan Profil WF 400x400x45x Kolom K 588x300x12x20 Profil L 100x100x10 Potongan Profil WF400x400x45x70 Baut Ø22 40 Profil L 100x100x Baut Ø22 Potongan Profil WF 400x400x30x Profil T 400x400x45x70 Baut Ø22 40 Profil L 100x100x Baut Ø22 Profil L 100x100x Potongan Profil WF 400x400x45x Potongan Profil WF 400x400x45x Gambar 6.4 Sambungan Melintang dengan Kolom Lantai 1-5 Potongan Profil WF 400x400x30x50 Gambar 6.10 Sambungan Memanjang dengan Kolom Lantai 6 10

16 6.7 Sambungan Antar Kolom Lantai Sambungan Antar Kolom Lantai 5 & 6 Gambar 6.11 Sambungan Antar Kolom Lt Sambungan Antar Kolom Lantai 6-10 Gambar 6.13 Sambungan Antar Kolom Lantai 5 & Sambungan Kolom dengan Base Plate Sengkang Ø Ø22 Tebal base plate 25mm KC588x300x12x F Angkur Ø25 F KC588x300x12x20 4Ø22 Kolom beton 750x750 Tebal base plate 25mm Angkur Ø25 Sengkang Ø Potongan F-F Gambar 6.16 Sambungan Kolom dengan Base Plate Gambar 6.12 Sambungan Antar Kolom Lt.6-10

17 Lantai Kerja 1Pc : 3Ps : 5Kr D D D D D Lantai Kerja 1Pc : 3Ps : 5Kr D D D BAB VII PERENCANAAN PONDASI Pondasi Interior 2 (P3) A 7.1 Perencanaan Pondasi Gedung Pondasi gedung rumah sakit ini menggunakan pondasi tiang pancang produksi PT Wika dengan spesifikasi sebagai berikut : Diameter 600 mm Tebal 100 mm Kelas A1 Allowable axial ton Bending momen crack 17 tm Bending momen ultimate 25.5 tm Direncanakan menggunakan tiang pancang diameter 60 cm dengan kedalaman 12.5 m Lantai Kerja 1Pc : 3Ps : 5Kr B D D D D D D Pot. A - A D D A Lantai Kerja 1Pc : 3Ps : 5Kr B D D Pot. B - B D D Perancangan Poer Pondasi Tepi (P1) A BAB VIII PENUTUP B B D D D D D D D Lantai Kerja D Lantai Kerja D Pc : 3Ps : 5Kr 1Pc : 3Ps : 5Kr Pot. A - A Pot. B - B Pondasi Interior 1 (P2) B D D A D D A B A D D Pot. A - A Pot. B - B 8.1 Kesimpulan Dari hasil analisa dan perhitungan pada tugas akhir ini, maka dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut : 1. Dilakukan perhitungan struktur sekunder terlebih dahulu seperti perhitungan tangga, pelat lantai, dan balok anak terhadap beban-beban yang bekerja baik beban mati, beban hidup maupun beban terpusat. 2. Dilakukan kontrol terhadap balok utama pada kondisi sebelum komposit dan kondisi setelah komposit. Kontrol yang dilakukan meliputi : kontrol lendutan, kontrol penampang (local buckling), kontrol lateral buckling dan kontrol geser. 3. Dilakukan kontrol kekuatan struktur kolom komposit yang meliputi kontrol luas minimum beton pada kolom komposit, perhitungan kuat tekan aksial kolom, perhitungan kuat lentur kolom, dan kontrol kombinasi aksial dan lentur. 4. Rigid connection digunakan untuk sambungan antara balok-kolom. Simple connection digunakan pada sambungan balok anak dengan balok induk. 5. Dimensi dimensi dari struktu yang diganakan adalah sebagai berikut : Dimensi kolom : Beton Profil : 750 mm x 750 mm : K 588 x 300 x 12 x20 K 500 x 200 x 10 x 16 Profil balok induk : WF 600 x 200 x 13 x 23 Profil balok anak atap :

18 BA1 : WF 400 x 200 x 7 x 11 BA2 : WF 500 x 200 x 9 x 14 Profil balok anak lantai : BL1 : WF 400 x 200 x 7 x 11 BL2 : WF 400 x 200 x 7 x 11 BL3 : WF 350 x 250 x 9 x 14 Profil balok lift : BF1 : WF 350 x 175 x 7 x 11 BF2 : WF 350 x 250 x 9 x 14 BF3 : WF 300 x 150 x 5.5 x 8 Profil balok tangga : Utama : WF 200 x 150 x 6 x 9 Penumpu : WF 250 x 125 x 5 x 8 6. Struktur bangunan bawah menggunakan pondasi dalam berupa tiang pancang berdiameter 60cm sedalam 12.5 meter. 8.2 Saran Perlu dilakukan studi yang lebih mendalam untuk menghasilkan perencanaan struktur dengan mempertimbangkan aspek teknis, ekonomi, dan estetika. Sehingga diharapkan perencanaan dapat dilaksanakan mendekati kondisi sesungguhnya di lapangan dan hasil yang diperoleh sesuai dengan tujuan perencanaan yaitu kuat, ekonomi, dan tepat waktu dalam pelaksanaannya. DAFTAR PUSTAKA Amon, Rene., Bruce Knobloch., dan Atanu Mazumder Perencanaan Konstruksi Baja Untuk Insinyur dan Arsitek 2. Jakarta : PT. Pradinya Paramita. Badan Standarisasi Nasional Standar Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung (SNI ). Bandung : BSN. Badan Standarisasi Nasional Tata Cara Perencanaan Struktur Baja Untuk Bangunan Gedung (SNI ). Bandung : BSN. Untuk Gedung (PPIUG) Jakarta : DPU. Marwan dan Isdarmanu Buku Ajar : Struktur Baja I. Surabaya : Jurusan Teknik Sipil FTSP ITS. McCormac, Jack C Structural Steel Design LRFD Method Second Edition. United States of Amerika : Harper Collins College Publishers. Purwono, Rachmat., Tavio., Iswandi Imran., dan I Gusti Putu Raka Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung (SNI ) Dilengkapi Penjelasan. Surabaya : itspress. Salmon, Charles G., dan John E. Johnson Struktur Baja : Desain dan Perilaku Jilid 2. Jakarta : Erlangga. Setiawan, Agus Perencanaan Struktur Baja dengan Metode LRFD (Berdasarkan SNI ). Jakarta : Erlangga. Smith, J C Structural Steel Design LRFD Approach Second Edition. United States of Amerika : John Wiley & Sons, Inc. Suprobo, Priyo Desain Balok Komposit Baja Beton. Surabaya : Jurusan Teknik Sipil FTSP ITS. Wahyudi, Herman Daya Dukung Pondasi Dalam. Surabaya : Jurusan Teknik Sipil FTSP ITS. Widiarsa, Ida Bagus Rai., dan Putu Deskarta Kuat Geser Baja Komposit Dengan Variasi Tinggi Penghubung Geser Tipe-T Ditinjau Dari Uji Geser Murni. Jurnal Ilmiah Teknik Sipil Vol. 11, No 1. Bowles, Joseph E Analisis dan Desain Pondasi Jilid 2. Jakarta : Erlangga. Departemen Pekerjaan Umum Peraturan Pembebanan Indonesia