BAB III LANDASAN TEORI

Transkripsi

1 BAB III A. Perencanaan Struktur Atap Atap merupakan struktur ang paling atas dari suatu bangunan gedung. Struktur atap dapat terbuat dari kau, beton ataupun dari baja. Dalam laporan tugas akhir ini direncanakan sebagian struktur atap ang digunakan adalah struktur baja. 1. Perencanaan Gording Gording direncanakan untuk menahan beban-beban ang bekerja di atas atap. Beban-beban ang biasana diperhitungkan dalam perencanaan gording antara lain: a) Beban mati, terdiri dari bahan penutup atap, dan berat gording. b) Beban hidup, diperhitungkan sebesar P = 100 kg berada di tengah bentang gording. Selain itu juga diperhitungkan beban hujan. c) Beban angin, terdiri atas: 1) Angin tekan PMI 1970 pasal menebutkan untuk 0º < α < 65º koefisien angin diambil sebesar -1,2 α = kemiringan atap. 2) Angin hisap Koefisien angin ditentukan sebesar -0.4 Perhitungan momen dan penguraian beban mengacu pada gambar berikut: qx x Px x q q P P a a Gambar 3.1 Penguraian Beban Pada Gording 11

2 Beban merata q diuraikan menjadi: q x = q.sin α (3.01) M 1 8 = 2 q xl (3.02) q = q.cosα (3.03) M 1 8 = 2 x q l (3.04) Beban terpusat P diuraikan menjadi: P x = P.sinα (3.05) M 1 = Px l (3.06) 4 P = P.cosα (3.07) M x 1 = P l (3.08) 4 Seluruh momen Mx dan M dikombinasikan untuk mendapat momen total. Pemeriksaan kekuatan gording: Mx M + σ Wx W Pemeriksaan lendutan gording: (3.09) δ = δx = qxl EI x 4 q L EI Px L EI x 3 P L EI 3 (3.10) (3.11) i 2 x δ = δ + δ 2 (3.12) 1 δ = L (Sumber : SNI ) (3.13)

3 2. Perencanaan Kuda-kuda Beban-beban ang diperhitungkan dalam perencanaan kuda-kuda antara lain: a) Akibat Beban Tetap 1) Beban atap (BA) 2) Beban gording (BG) 3) Beban ikatan angin (BB)= 20% x (BA+BG) 4) Beban hidup (BL), terdiri dari : Beban orang = 100 kg dan Beban hujan (Bh) diambil ang paling besar 5) Beban kuda-kuda (BK) 6) Berat baut = 20% x BK b) Akibat Beban Sementara 1) Beban Angin Kiri, terdiri dari angin tekan dan angin hisap 2) Beban Angin Kanan, terdiri dari angin tekan dan angin hisap Setelah didapatkan momen ang terjadi kuda-kuda dari software SAP 2000, maka dilakukan pengecekan dan perhitungan profil kuda-kuda tersebut : Kontrol Stabilitas Penampang : Saap : (3.14) Badan : (3.15) Jika : λ λ p M n = M p Penampang Kompak (3.16) λ p < λ λ r (3.17) λ r < λ (3.18) Kontrol Lentur Terhadap Tekuk Torsi : (3.19),, 2,3 (3.20) 13

4 Untuk profil I dan kanal ganda : (Pengekangan Lateral) 1,76 (3.21) 1 1 (3.22) sumbu lemah (3.23) 4 (3.24) J = 2. ⅓ B t s 3 + ⅓ (H - 2t s ) t b 3 I w = (3.25) (3.26) (3.27) f L = f f r (3.28) f r = tegangan sisa, 70 MPa untuk profil gilas 115 MPa untuk profil tersusun jika : L L p M n = M p (3.29) L p < L L r (3.30) L r < L (3.31) M p = f {B. t s (H - t s ) + ¼ t b (H 2t s ) 2 } (3.32) M r = S (f f r ) (3.33) Kuat Geser Nominal (Vn) : Diasumsikan profil ang digunakan direncanakan tanpa pengaku V n = 0,60 x f x A b (3.34) Jika 1,10, dengan k 5 (3.35) Check Interaksi Lentur dan Geser : Lentur oleh saap : M u ØM f dengan catatan M cr M p (3.36) dimana M f = A f. d f. f (3.37) 14

5 Geser oleh badan : V u ØV n (3.38) Interaksi Lentur dan Geser : 0,625 1,375 (3.39) 3. Perencanaan Sambungan Baut Perhitungan baut menurut SNI , terhadap gaa geser dan gaa tarik : Luas penampang baut : A b = ¼. π. d 2 (3.40) Kuat geser rencana dari satu baut ang terkena geser saja : V d = Ø f. r 1. F b u. A b (3.41) Kuat tarik rencana dari satu baut ang terkena tarik saja : T d = Ø f. 0,75. F b u. A b (3.42) Jumlah baut ang dibutuhkan per baris : (3.43) (3.44) Dengan sarat-sarat : V u n. A b b r.. f. m (3.45) 1 φ f u b pu φ f. f u. Ab (3.46) n dimana: r = 0,5 untuk baut tanpa ulir pada bidang geser r 1 = 0,4 untuk baut dengan ulir pada bidang geser Ø f = 0,75 adalah faktor reduksi kekuatan untuk fraktur F b u = tegangan tarik putus baut V u = gaa geser ultimit P u = gaa normal ultimit A b = luas bruto penampang baut pada daerah tak berulir n = jumlah baut m = jumlah bidang geser untuk baut mutu tinggi 15

6 Berdasarkan SNI tentang Tata Cara Perencanaan Struktur Baja Untuk Bangunan Gedung, maka tata letak baut direncanakan sebagai berikut Jarak antar baut dalam 1 baris (s) : 3d s 200 mm (3.47) Jarak antara baut paling luar dengan plat (s 1 ) : 1,5d s mm (3.48) dimana: d = diameter baut s = jarak antar baris baut dan jarak antar sumbu baut s 1 = jarak antara sumbu baut ke tepi pelat 4. Pendimensian Ikatan Angin / Bracing Menurut Charles G. Salmon dan John E. Johnson untuk perencanaan ikatan angin dianggap ada gaa P ang arahna searah dengan sumbu gording. Gaa (P) pada bagian tepi kuda-kuda di tempat gording : P = ( 0,01 x P kuda-kuda ) + ( 0,005 x n x q x d k x d g ) (3.49) Luasan diameter ikatan angin : A s P = (3.50) 1 xσ 3 2 A s = 1/4 x π x d min (3.51) P kuda-kuda n q d k d g σ d min = gaa pada bagian tepi kuda-kuda di tempat gording = jumlah trave antara dua bentang ikatan angin = beban atap vertikal terbagi rata = jarak kuda-kuda = jarak gording = tegangan ijin = diameter minimal 16

7 B. Perencanaan Pelat Pelat adalah struktur planar kaku ang terbuat dari material monolit dengan tinggi ang kecil dibandingkan dengan dimensi-dimensi lainna. Untuk merencanakan pelat beton bertulang perlu mempertimbangkan faktor pembebanan dan ukuran serta sarat-sarat dari peraturan ang ada. Pada perencanaan ini digunakan tumpuan jepit elastis untuk mencegah pelat berotasi dan relatif sangat kaku terhadap momen puntir. Dalam pelaksanaan, pelat akan di cor bersamaan dengan balok. Pelat merupakan panel-panel beton bertulang ang mungkin bertulang dua atau satu arah saja tergantung sistem strukturna. Apabila pada struktur pelat perbandingan bentang panjang terhadap lebar < 3, maka akan mengalami lendutan pada kedua arah sumbu. Beban pelat dipikul pada kedua arah oleh balok pendukung sekeliling panel pelat, dengan demikian pelat akan melentur pada kedua arah. Apabila panjang pelat sama dengan lebarna, perilaku keempat balok keliling dalam menopang pelat akan sama. Sedangkan apabila perbandingan bentang panjang terhadap bentang pendek > 3, balok ang lebih panjang akan memikul beban ang lebih besar dari balok ang pendek (penulangan satu arah). Dimensi bidang pelat Lx dan L dapat dilihat pada gambar di bawah ini: Lx L Gambar 3.2 Dimensi Bidang Pelat Langkah-langkah perencanaan penulangan pelat adalah : a) Menentukan sarat-sarat batas, tumpuan dan panjang bentang. b) Menentukan tebal pelat. h min = f ln(0.8 + ) β (3.52) 17

8 f ln ( ) h maks = (3.53) h min pada pelat lantai ditetapkan minimal sebesar 12 cm, sedang h min pada pelat atap ditetapkan sebesar 10 cm. c) Menghitung beban ang bekerja berupa beban mati dan beban hidup terfaktor. d) Menghitung momen-momen ang menentukan. Pada pelat ang menahan dua arah dengan terjepit pada keempat sisina bekerja empat macam momen aitu : 1) Momen lapangan arah x (M lx ) = koef x Wu x lx 2 (3.54) 2) Momen lapangan arah (M l ) = koef x Wu x lx 2 (3.55) 3) Momen tumpuan arah x (M tx ) = koef x Wu x lx 2 (3.56) 4) Momen tumpuan arah (M t ) = koef x Wu x lx 2 (3.57) e) Menghitung tulangan pelat Langkah-langkah perhitungan tulangan : 1) Menetapkan tebal penutup beton 2) Menetapkan diameter tulangan utama ang direncanakan dalam arah x dan arah. 3) Mencari tinggi efektif dalam arah x dan arah. 4) Membagi Mu dengan b x d 2 Mu (3.58) b d 2 Dengan : b = lebar pelat per meter panjang (mm) d = tinggi efektif (mm) 5) Mencari rasio penulangan (ρ) dengan persamaan : Mu f = ρ φ f 1 0,588 ρ (3.59) 2 b d f ' c 6) Memeriksa sarat rasio penulangan (ρ min < ρ < ρ mak ) 1,4 ρ min = (3.60) f 450 0,85 f ' c ρ mak = β (3.61) f f 18

9 7) Mencari luas tulangan ang dibutuhkan ( As b d ) = ρ (3.62) f) Memeriksa terhadap defleksitas Menurut S. Timoshenko dan S. Woinowsk (1996), defleksi maksimum ang terjadi pada pusat pelat (tengah-tengah pelat) aitu : D = ( Eh 3 ) / ( 12 x ( 1-µ 2 ) (3.63) δ max = ( k. q. a 4 ) / D (3.64) C. Analisa Respons Dinamik Berdasarkan pedoman Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung SNI pasal 4.2.2, bangunan gedung ang termasuk dalam gedung tidak beraturan, beban gempa rencana dihitung menggunakan analisa respons dinamik (spektrum respon) berdasarkan SNI pasal 7.2, dengan analisa 3 dimensi menggunakan bantuan program software SAP Dengan beberapa sarat ang harus dipenuhi : a) Mencari massa pada tiap lantai dengan kombinasi 100% beban mati ditambah dengan 30% dari beban hidup ang terjadi b) Partisipasi massa dalam menghasilkan respons total harus mencapai sekurang-kurangna 90% c) Jika waktu getar alami harus dianggap berdekatan, apabila selisih nilaina kurang dari 15%, harus dilakukan dengan metoda ang dikenal dengan Kombinasi Kuadratik Lengkap (Complete Quadratic Combination atau CQC) d) Untuk mencegah penggunaan struktur gedung ang terlalu fleksibel, nilai waktu getar alami fundamental (T) dari struktur gedung harus dibatasi, bergantung pada koefisien ζ untuk Wilaah Gempa tempat struktur gedung berada dan jumlah tingkatna menursut persamaan T < ζ n (3.65) T = waktu getar stuktur fundamental n = jumlah tingkat gedung 19

10 ξ = koefisien pembatas ang ditetapkan berdasarkan (SNI ) e) Jika waktu getar alami ang berjauhan, penjumlahan respons ragam tersebut dapat dilakukan dengan metoda ang dikenal dengan Akar Jumlah Kuadrat (Square Root of the Sum of Squares atau SRSS) f) Bila diinginkan, dari diagram atau kurva gaa geser tingkat nominal akibat pengaruh Gempa Rencana sepanjang tinggi struktur gedung dapat ditentukan beban-beban gempa nominal statik ekuivalen ang bersangkutan (selisih gaa geser tingkat dari 2 tingkat berturut-turut) g) Simpangan antar tingkat ang dihitung dari simpangan struktur gedung, tidak boleh melampaui 0,003/R kali tinggi tingkat ang bersangkutan atau 30 mm, bergantung ang mana ang nilaina terkecil D. Perencanaan Struktur Rangka Beton Bertulang Dengan Cara Kapasitas Tidak ekonomis untuk merencanakan struktur sedemikian rupa agar tetap berperilaku elastis saat dilanda gempa kuat. Untuk itu, pedoman perencanaan bangunan terhadap beban gempa ang berlaku di Indonesia menetapkan suatu taraf beban gempa rencana ang menjamin struktur agar tidak runtuh jika dilanda gempa kecil atau sedang, tetapi jika dilanda gempa kuat, struktur tersebut mampu berperilaku daktail dengan memencarkan energi gempa. Konsep perencanaan struktur demikian dikenal sebagai konsep desain kapasitas (capacit design). Berdasarkan SNI konsep perencanaan kapasitas pada struktur rangka beton bertulang (portal rangka terbuka) menghendaki adana mekanisme pergoangan. Mekanisme tersebut dimaksudkan untuk membentuk sendi-sendi plastis pada balok dan kolom lantai dasar bagian bawah, serta tidak mengijinkan terjadina sendi-sendi plastis ang terpusat pada ujung-ujung kolom salah satu lantai tertentu. Perencanaan dengan konsep kapasitas pada struktur rangka beton bertulang ditetapkan beberapa hal ang meliputi perencanaan kolom-kolom ang lebih kuat daripada kapasitas balok-balok ang tersedia, dan tidak terjadi keruntuhan geser pada balok dan kolom (kolom lantai dasar bagian bawah dan kolom lantai paling atas) ang bersifat getas dari kegagalan akibat beban lentur pada daerah sendi plastis setelah mengalami rotasi dan pergoangan cukup besar. 20

11 Perencanaan struktur ang direncanakan adalah struktur rangka beton bertulang dengan menggunakan cara kapasitas dengan Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK) dengan faktor keutamaan struktur I = 1,0 dan faktor reduksi gempa maksimum R = 8,5, selanjutna langkah-langkah perhitungan struktur disajikan dalam diagram alir pada gambar 3.3. START Informasi Perencanaan Umum Estimasi Dimensi Elemen Struktur Perhitungan Beban Gravitasi dan Beban Gempa Momen Rencana Balok M u,b = 1,2M d,b + 1,0M l,b ± 1,0M e,b Perhitungan Momen Nominal Aktual Balok Momen Kapasitas Balok M kap,b = ø o. M nak,b ø o = overstrength factor Gaa Geser Rencana Balok V g,b = 1,2 V d,b + 1,6 V l,b V swa = (M kap,b1 + M kap,b2 )/l n V u = V g,b + V swa Perhitungan Tulangan Pokok Balok Perhitungan Tulangan Geser Balok A 21

12 A Momen Rencana Kolom M u,k = h/h n.0,7.w d.α l.σl/l n. M kap,b M u,k = 1,05.(M d,k + M l,k ± 4/K. M e,k ) Gaa Axial Rencana Kolom N u,k = 1,05.N g,k ± 0,7.R v. (1/Lb.Σ M kap,b ) N u,k 1,05.(N d,k + N l,k V l,b ± 4/K.N e,k ) Gaa Geser Rencana Kolom V swa = (M kap,b1.df + M kap,b2.df)/l n DF = faktor distribusi momen Perhitungan Tulangan Pokok Kolom Perhitungan Tulangan Geser Kolom Perhitungan Joint Balok dengan Kolom FINISH Gambar 3.3 Diagram Alir Perencanaan Struktur Rangka Dengan Desain Kapasitas 1. Momen Lentur dan Penulangan Balok Portal Dari analisa gaa-gaa dalam elemen struktur rangka diperoleh momen lentur balok akibat masing-masing pembebanan, aitu beban mati, beban hidup, dan beban gempa. Kombinasi untuk mendapatkan momen lentur rencana balok pada muka kolom sebagai berikut : M u,b = 1,2 M d,b + 1,6 M l,b ± 1,0 M e,b (3.66) M u,b = momen lentur rencana balok portal M d,b = momen balok portal akibat beban mati M l,b = momen balok portal akibat beban hidup M e,b = momen balok portal akibat beban gempa 22

13 Penulangan lentur balok portal dilakukan berdasarkan momen lentur rencana, berikut ini adalah langkah-langkah perhitungan balok portal : a) Tentukan dimensi balok : b, h, d, d b) Tentukan kekuatan ang diperlukan : Gambar 3.4 Tegangan, Regangan Elemen Lentur Beton Bertulang Mu Mn = b (3.67) φ M n = kekuatan momen nominal balok = faktor reduksi kekuatan c) Tetapkan jenis tulangan dan cek penampang : 1,4 ρ min = (3.68) f 0,85( f ' c ) 600 ρ = balance ( β 1 ) (3.69) f f ρ max = 0,75.ρ b (3.70) f m = (3.71) R R nb n 0,85 ( f ' c ) 1 = ρ b ( f ) 1 ( ρ b )( m ) (3.72) 2 M n = (3.73) 2 b d jika : 23

14 Rn < 0,75 Rnb... Digunakan tulangan Tunggal 0,75 Rnb < Rn < Rnb... Digunakan tulangan Rangkap Rn > Rnb... Penampang diperbesar d) Perhitungan untuk tulangan tunggal : 1 = 1 m ) 2( m )( R n ρ hitung 1 (3.74) f A s = ρ. b. d (3.75) A s = 0,5 A s (3.76) e) Dengan memasukan nilai A s dan A s, untuk mencari nilai (c) maka dapat checking Mn balok menggunakan kapasitas penampang : ' c d' ε S =.ε C c (3.77) a = 0,85. C (3.78) C c = 0,85. f c. a. b (3.79) ' Cs = ε. E. As' (3.80) s Sarat : ε s ε = f / E, maka Fs = ε s. Es ε s ε = f / E, maka Fs = f d c ε S =.ε c c (3.81) Ts = ε s. E. As = f. As (dikondisikan leleh) (3.82) Sarat : ε s ε = f / E, maka Fs= εs. Es ε s ε = f / E, maka Fs= f Ts = Cc + Cs (3.83) Dengan menggunakan rumus abc maka akan diperoleh nilai (c), sehingga : M n = C s (d d ) + C c (d c) (3.84) jika: Mn > Mu perlu (OK) Mu = momen terfaktor pada penampang (Nmm) b = lebar penampang (mm) d = jarak dari serat tekan terluar ke pusat tulangan tarik (mm) d = jarak dari serat tekan terluar ke pusat tulangan tekan (mm) 24

15 ρ = rasio tulangan tarik (A s /b.d) f c = kuat tekan beton (MPa) f β = kuat leleh tulangan (MPa) = faktor ang diambil sebesar 0,85 untuk f c 30 MPa As = luasan tulangan tarik (mm 2 ) A s = luasan tulangan tekan (mm 2 ) c = jarak garis netral dari serat tekan terluar (mm) ε c = regangan tekan beton (0,003) ε = regangan ang terjadi pada baja ( f / E) C c C s T s = gaa tekan pada beton (N) = gaa tekan pada tulangan (N) = gaa pada tulangan tarik (N) Mn = momen nominal setelah penampang di beri tulangan (Nmm) 2. Momen Kapasitas Balok Portal Geser gempa pada balok di hitung dengan mengasumsikan sendi plastis terbentuk di ujung-ujung balok dengan tegangan tulangan lentur mencapai hingga 1,25 f dan Ø=1. Besarna momen kapasitas balok sebagai berikut : 1,25 (3.85) M pr = momen lentur mungkin dari suatu komponen struktur, dengan atau tanpa beban aksial, ang ditentukan menggunakan sifat-sifat komponen struktur pada muka joint dengan mengganggap kuat tarik pada tulangan longitudinal sebesar minimum 1,25 f dan Ø=1 As = luasan tulangan tarik (mm 2 ) f d a = kuat leleh tulangan (MPa) = jarak dari serat tekan terluar ke pusat tulangan tarik (mm) = 0,85 x jarak garis netral dari serat tekan terluar (mm) 3. Gaa Geser dan Penulangan Geser Balok Portal 25

16 Guna menjamin keruntuhan geser ang getas terjadi setelah keruntuhan daktail akibat lentur, maka kuat rencana geser balok portal harus dihitung dalam kondisi terjadina sendi-sendi plastis pada kedua ujungna dengan tanda ang berlawanan (lihat gambar 3.5). dihitung berdasarkan kombinasi gaa geser akibat beban gravitasi dan momen kapasitas balok induk, sebagai berikut: Gaa Geser Balok Portal akibat Beban Gravitasi (V,g ) : V g =1,2 V d + 1,6 V l (3.86) Gaa Geser Rencana Balok Berdasarkan Momen Kapasitas Balok (V swa ) : _ _ (3.87) V g = gaa geser rencana balok akibat beban gravitasi V d = gaa geser balok akibat beban mati V l = gaa geser balok akibat beban hidup V swa = gaa geser rencana balok berdasarkan momen kapasitas balok M pr = momen lentur mungkin dari suatu komponen struktur dengan atau tanpa beban aksial, pada muka kolom = panjang bentangan bersih balok L n Titik pertemuan sendi plastis sendi plastis Titik pertemuan 1,0 beban gravitasi Mpr_1 Mpr_2 Mpr_1 + Mpr_2 1,0 Vg 1,0 Vg ln Gambar 3.5 Balok Portal dengan Sendi Plastis Pada Kedua Ujungna a) Penulangan geser balok portal : 26

17 V c dapat diambil = 0 jika (sumber : SNI pasal ) 1) Gaa geser V swa akibat sendi plastis di ujung-ujung balok melebihi ½ atau lebih kuat geser perlu maksimum V u. 2) Gaa tekan aksial terfaktor, termasuk akibat pembebanan seismik, kurang dari A g f c /20 Jika ini tidak dipenuhi, V c mengikuti aturan regular : (3.88) Ø (3.89) Diperlukan hoops sepanjang jarak 2h dari sisi (muka) kolom terdekat. (3.90) V s = kekuatan geser nominal akibat tulangan geser V c = kekuatan geser nominal ang diakibatkan oleh beton s = spasi tulangan geser Av = luasan tulangan geser (mm 2 ) f = kuat leleh tulangan (MPa) d = jarak dari serat tekan terluar ke pusat tulangan tarik (mm) Pada daerah ang berpotensi sendi plastis, sengkang tertutup ang pertama harus dipasang tidak lebih dari 50 mm diukur dari sisi muka kolom. Spasi maksimum tulangan geser balok tidak boleh melebihi nilai di bawah ini: a) d/4 b) 8 kali diameter tulangan longitudinal terkecil c) 24 kali diameter tulangan sengkang d) 300 mm Pada daerah di luar sendi plastis, spasi maksimum tulangan geser tidak adalah seperdua kali tinggi efektif balok (d/2) 4. Kuat Lentur Rencana Kolom Portal 27

18 Kuat lentur kolom portal dicari melalui hubungan antara beban aksial dan momen lentur dalam bentuk kurva interaksi P dan M dapat dengan bantuan program PCACol atau dapat dicari secara manual sebagai berikut : a) Beban aksial maksimum: P o = 0,85.fc.(A g A st ) + f.a st (3.91) φp o = 0,7 x P o (kondisi saat Mn =0) (3.92) Pn max = 0,80.φP o (3.93) b) Kondisi balanced x b 600 = f xd (3.94) a b = ß. x b (3.95) Gaa aksial ang mampu diberikan penampang kolom saat Balance P nb = C c + ΣC s - ΣT s (3.96) φp o = 0,7 x P nb (3.97) c) Kondisi beban axial = 0 x ditentukan dengan cara coba-coba P n = C c + ΣC s - ΣT s (3.98) φp o = 0,8 x P n (3.99) P o P n_max x a d C c C s T s φ = kuat beban aksial nominal pada eksentrisitas nol (N) = kuat beban aksial nominal pada eksentrisitas maksimum (N) = jarak dari serta tekan terluar ke garis netral (mm) = tinggi blok tegangan persegi ekuivalen (0,85. x) (mm) = jarak dari serat tekan terluar ke pusat tulangan tarik (mm) = gaa tekan pada beton = gaa pada tulangan tekan = gaa pada tulangan tarik = faktor reduksi kekuatan Mkap sendi plastis sendi plastis sendi plastis Matas 28

19 Gambar 3.6 Pertemuan Balok-Kolom dengan Sendi Plastis Pada Balok Sebelah Kiri dan Kanan Berdasarkan jumlah momen kapasitas balok portal pada pusat pertemuan kolom-balok (lihat gambar 3.6), kuat lentur kolom øm n harus memenuhi ΣM c 1,2 ΣM g ΣM c = jumlah M n kolom ang bertemu di joint balok-kolom ΣM g = jumlah M n balok ang bertemu di joint balok-kolom Dengan menggunakan grafik Diagram Interaksi P-M dapat dicari øm n kolom ang bersesuaian øp n kolom. 5. Perencanaan Confinement Reinforcement Total cross section hoops tidak kurang dari salah satu terbesar antara : (sumber : SNI pasal ) 0,3.. 1 (3.100) Dan,... (3.101) 29

20 h c A ch = cross section dimensi inti = cross section area inti kolom, diukur dari serat terluar hoop ke serat terluar hoop di sisi lainna Sehingga diambil nilai ang terbesar, spasi maksimum adalah ang terkecil di antara : a) ¼ cross section dimensi kolom b) 6 kali diameter tulangan longitudinal c) S x menurut persamaan 100 (3.102) A s leg baja tulangan > A s_hoop. Tulangan hoop tersebut diatas diperlukan sepanjang l o dari ujung-ujung kolom. l o dipilih ang terbesar di antara : a) Tinggi elemen struktur, (d) di joint b) 1/6 tinggi bersih kolom c) 500 mm Dengan demikian, ambil l o terbesar. Sepanjang sisa tinggi kolom bersih (tinggi kolom total dikurangi l o di masingmasing muka kolom) diberi hoops dengan spasi minimum 150 mm atau 6 x diameter tulangan longitudinal. (sumber : SNI pasal ) 6. Desain Shear Reinforcement a) Dalam Bentang l o V e tidak perlu lebih besar dari : (sumber : SNI pasal ) _. _. (3.103) Dimana : DF = faktor distribusi momen di bagian atas dan bawah ang di desain. M prb_top dan M prb_bot = penjumlahan M pr untuk masing-masing beam di lantai atas dan lantai bawah Tapi, V swa tidak boleh lebih kecil dari gaa geser terfaktor hasil analisis digunakan V c regular : 30

21 (3.104) Check apakah : (3.105) Untuk itu check, diperlukan tulangan geser jika :. (3.106) Ø (3.107) _ (3.108) (sumber : SNI pasal ) Spasi tulangan diatur melalui persamaan : (3.109) (sumber : SNI pasal ) b) Di Luar Bentang l o (sumber : SNI pasal ) Memberikan harga V c : 1 (3.110) Jika V c < V u /ø untuk bentang di luar l o, sengkang dibutuhkan untuk geser. Maximum spacing tulangan geser disepanjang balok SRMPK adalah d/2 (sumber : SNI pasal ) sendi plastis sendi plastis sendi plastis sendi plastis Mu,k Titik pertemuan Mu,k Vu Vu sendi plastis Mu,k Titik pertemuan Mu,k (a) kolom lantai dasar sendi plastis (b) kolom lantai atas sendi plastis Gambar 3.7 Kolom lantai dasar dan kolom lantai atas dengan M u,k ang ditetapkan berdasarkan kapasitas sendi plastis balok 31

22 V s V c s = kekuatan geser nominal akibat tulangan geser = kekuatan geser nominal ang diakibatkan oleh beton = spasi tulangan geser A v = luasan tulangan geser (mm 2 ) N u = gaa aksial kolom desain terfaktor (N) A g = luasan tulangan kolom (mm 2 ) f = kuat leleh tulangan (MPa) b w = lebar badan kolom (mm) d = jarak dari serat tekan terluar ke pusat tulangan tarik (mm) 7. Panel Pertemuan Balok Kolom Panel pertemuan balok kolom portal harus diproporsikan sedemikian rupa, sehingga memenuhi persaratan kuat geser horizontal perlu V u,h dan kuat geser vertical perlu V u,v ang berkaitan dengan terjadina momen kapasitas dari sendi plastis pada kedua ujung balok ang bertemu pada kolom itu. Gaagaa ang membentuk keseimbangan pada joint rangka adalah gaa horizontal seperti terlihat pada gambar 3.8. Gambar 3.8 Panel pertemuan balok dan kolom portal dalam kondisi terjadina sendi-sendi plastis pada kedua ujung balok 32

23 V swa DF. M e _ top + DF. M e _ bot = (3.111) l n Di bagian tulangan tarik atau laer atas balok baja tulangan ang dipakai : T 1 = C 1 = 1,25 A s f (3.112) Di bagian tulangan tekan atau laer bawah balok baja tulangan ang dipakai : T 2 = C 2 = 1,25 A s f (3.113) Gaa geser kolom pada joint : V u = V swa - T 1 - C 2 (3.114) Kuat geser nominal joint ang dikekang keempat sisina adalah : (sumber : SNI pasal ) V n = 1,7 f c ' A j Jika (V n > V u ), joint mempunai kuat geser ang memadai V swa M e_top M e_top l n = gaa geser rencana kolom berdasarkan momen kapasitas balok = jumlah M pr diatas kolom ang didesain (knm) = jumlah M pr dibawah kolom ang didesain (knm) = bentang bersih kolom (m) f = kuat leleh tulangan (MPa) A s = luasan tulangan longitudinal balok (mm 2 ) V n = kuat geser nominal ang dikekang keempat sisina (kn) A j = luasan kolom pada joint (mm 2 ) Tulangan geser vertikal ini harus terdiri dari tulangan kolom antara (intermediate bars) ang terletak pada bidang lentur antara ujung tulangan terbesar atau terdiri dari sengkang-sengkang pengikat vertikal (sarat-sarat) tulangan geser joint vertikal dapat dilihat dalam SNI

24 E. Perencanaan Pondasi 1. Analisa Daa Dukung Tanah Perhitungan daa dukung tanah sangat diperlukan guna mengetahui kemampuan tanah sebagai perletakan/pemakaian struktur pondasi. Daa dukung tanah (Bearing Capacit) adalah kemampuan tanah untuk mendukung beban baik berat sendiri struktur pondasi maupun beban struktur di atasna secara keseluruhan tanpa terjadi keruntuhan geser. Nilai daa dukung tersebut dibatasi oleh suatu gaa dukung batas (Ultimate Bearing Capacit), ang merupakan keadaan saat mulai terjadi keruntuhan. Sebelum ditentukan jenis pondasi ang akan digunakan, harus diketahui terlebih dahulu daa dukung ijin (q u ) ang merupakan hasil bagi daa dukung batas (q ult ) dengan safet factor (SF). q ult q U = (3.115) SF 2. Perencanaan Pondasi Tiang Pancang Perancangan pondasi harus dipertimbangkan terhadap keruntuhan geser dan penurunan ang berlebihan. Untuk terjaminna stabilitas jangka panjang, perhatian harus diberikan pada perletakan dasar pondasi. Pondasi harus diletakkan pada kedalaman ang cukup untuk menanggulangi resiko adana erosi permukaan, gerusan, kembang susut tanah dan gangguan tanah di sekitar pondasi. 3. Perhitungan Daa Dukung Vertikal Tiang Pancang Analisis-analisis kapasitas daa dukung dilakukan dengan cara pendekatan matematis untuk memudahkan perhitungan. Persamaan-persamaan ang dibuat dikaitkan dengan sifat-sifat tanah dan bentuk bidang geser ang terjadi pada saat terjadi keruntuhan : a) Berdasarkan kekuatan bahan: Q = f. A (3.116) d ' c t 34

25 b) Berdasarkan data hasil sondir : Q d ( q A) ( JPH O) c = + (3.117) 3 5 c) Berdasarkan data SPT : Q ( N A) + ( 0, N As) d = b 2 Q d Nb Ň A A s JPH O 40 (3.118) = daa dukung tiang ang dijinkan = Nilai N-SPT pada elevasi dasar tiang = Nilai N-SPT rata-rata = luas penampang tiang = luas selimut tiang = jumlah hambatan lekat = keliling tiang pancang Daa dukung tiang diambil ang terkecil dengan safet factor (SF) = 3 4. Daa Dukung Ijin Tiang Group (P all Group) Dalam pelaksanaan jarang dijumpai pondasi ang hana terdiri dari satu tiang saja, tetapi terdiri dari kelompok tiang. Teori membuktikan dalam daa dukung kelompok tiang tidak sama dengan daa dukung tiang secara individu dikalikan jumlah tiang dalam kelompok, melainkan perkalian antara daa dukung satu tiang dengan banakna tiang dikalikan dengan faktor effisiensi grup tiang. P all group = Eff x jumlah tiang dalam group x P all 1 tiang (3.119) θ ( n 1) m + ( m 1) n Eff =1-90 ( m + n) (3.120) m = jumlah baris n = jumlah tiang satu baris θ = tan -1 (d/s) dalam derajat d = diameter tiang (cm) s = jarak antar tiang (cm) 35

26 5. P max ang Terjadi Pada Tiang Akibat Pembebanan V M ( x). Y max M ( ). X max P max = ± ± 2 2 n n. n. x x (3.121) P max = beban maksimum ang diterima oleh tiang pancang (kg) ΣV = jumlah total beban normal M(x) = momen ang bekerja pada bidang ang tegak lurus sumbu x (kg.cm) M() = momen ang bekerja pada bidang ang tegak lurus sumbu (kg.cm) n = banakna tiang pancang dalam kelompok tiang pancang (pile group) X max = absis terjauh tiang pancang terhadap titik berat kelompok tiang Y max = ordinat terjauh tiang pancang terhadap titik berat kelompok tiang n x n = banakna tiang pancang dalam satu baris dalam arah sumbu x = banakna tiang pancang dalam satu baris dalam arah sumbu Σx 2 = jumlah kuadrat absis-absis tiang pancang (cm 2 ) Σ 2 = jumlah kuadrat ordinat-ordinat tiang pancang (cm 2 ) 6. Kontrol Gaa Horisontal Gambar 3.9 Contoh Penempatan Tiang Pancang Kontrol gaa horizontal dilakukan untuk mencari gaa horizontal ang dapat didukung oleh tiang. Pv Pv H H h = 8.00 m Pp Pa Pp z = h/3 γ h Kp γ h Ka γ h (Kp - Ka) O Gambar 3.10 Pembebanan Pada Pondasi 36

27 1 sin φ ka = dan 1+ sin φ 1+ sin φ kp = (3.122) 1 sin φ φ = sudut geser dalam tanah dasar pondasi Gaa horizontal (H) H = Rx + R (3.123) 2 Pp = 0.5 γ h ( k k )b (3.124) p a z = h/3 (3.125) Mo = H. h Pp. z. n (3.126) Rx = Reaksi horizontal pada tumpuan pada arah X R = Reaksi horizontal pada tumpuan pada arah Y γ = Berat jenis tanah dasar b = lebar pondasi h = jarak antara posisi gaa H dan ujung bawah pondasi n = jumlah pondasi tiang dalam grup F. Data Teknis Proek Data ang dijadikan bahan acuan dalam pelaksanaan dan penusunan laporan tugas akhir ini dapat diklasifikasikan dalam dua jenis data, aitu : 1. Data Primer Data primer adalah data ang diperoleh dari lokasi rencana pembangunan maupun hasil survei ang dapat langsung dipergunakan sebagai sumber dalam perancangan struktur. Data-data ang diperoleh dari proek pembangunan, terdiri atas: a) Data Bangunan Nama Bangunan : Gedung YKPP Jakarta Pusat Fungsi Bangunan : Perkantoran Jumlah Lantai : Delapan (8) lantai Lokasi : Jl. Kwitang Raa No 21, Jakarta Pusat Struktur Bangunan : Beton bertulang 37

28 b) Data Tanah Data tanah diperoleh dari hasil penelidikan dan pengujian tanah oleh PT. Titik Utama Agung Jakarta, terdiri dari sondir, direct test, SPT (Standart Penestration Test) (Lampiran C). c) Data Material Struktur Utama Beton : f c = 30 Mpa E = MPa Baja : BJTD-40 f = 400 Mpa, (Tulangan Ulir) BJTP-24 f = 240 Mpa, (Tulangan Polos) E = Mpa 2. Data Sekunder Data sekunder ini didapatkan bukan melalui pengamatan secara langsung di lapangan. Termasuk dalam klasifikasi data sekunder ini antara lain adalah literatur-literatur penunjang, grafik, tabel dan ang berkaitan erat dengan proses perencanaan (Lampiran C). 38