PERENCANAAN GEDUNG MALL ENAM LANTAI DI KOTA PARIAMAN

Transkripsi

1 PERENCANAAN GEDUNG MALL ENAM LANTAI DI KOTA PARIAMAN Ryan Hanafi, Wardi, Rahmat Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil Dan Perencanaan Universitas Bung Hatta Padang ryanhanafi_ar@yahoo.co.id, wardi_ubh@yahoo.com, r4mt_99@yahoo.com ABSTRAK Dalam perencanaan struktur gedung, banyak metode-metode yang digunakan. Analisanya dilakukan dengan cara mengkonversikan beban-beban yang ada dan diteruskan ke kolom sehingga diperoleh dimensi, tulangan kolom dan balok. Pada tugas akhir ini, diperhitungkan gaya gempa untuk daerah gempa yang termasuk ke dalam Kategori Desain Seismik D. Penentuan beban-beban tiap lantai berdasarkan denah lantai serta fungsi gedung yang akan dipakai. Pembebanan tersebut meliputi: beban hidup, beban mati, dan beban gempa. Perhitungan struktur menggunakan Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung (SNI ), Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Bangunan Gedung ( SNI ) dan Beban Minimum Untuk Perancangan Bangunan Gedung dan Struktur lain (SNI ). Analisis yang akan dilakukan bersumber dari beberapa literatur meliputi: Perencanaan dimensi balok, perencanaan dimensi kolom dan perencanaan pelat. Untuk perhitungan gaya-gaya dalam menggunakan bantuan program SAP2000 versi 14. Dari analisa yang akan dilakukan maka diperoleh hasil, yaitu dimensi dan penulangan struktur atas yang terdiri dari pelat lantai, kolom, balok induk, dan balok pembagi. Kata kunci: analisa frame 3 dimensi, program SAP2000 versi 14, struktur atas. BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Dalam Perencanaan suatu struktur bangunan gedung diperlukan ketelitian, karena ilmu sipil adalah ilmu yang selalu berhubungan dengan perhitungan. Jika perhitungan yang dilakukan salah atau tidak sesuai dengan peraturan yang berlaku maka akan berakibat fatal terhadap bangunan yang akan dibangun. 1

2 Sumatera Barat termasuk daerah rawan gempa yang tergolong kategori disain seimik (sismic design category) D menurut SNI Oleh karena itu, perencanaan sebuah gedung harus dirancang sedemikian rupa dengan berbagai perhitungan yang sesuai dengan peraturan-peraturan yang ada agar bangunan yang direncanakan kuat, aman, dan kokoh. Untuk itulah dalam tugas akhir ini berbentuk suatu proyek akhir dengan melakukan disain struktur untuk mendirikan suatu bangunan dengan membuat suatu Perencanaan Gedung Mall 6 (enam) Lantai Di Kota Pariaman sesuai dengan peraturan-peraturan dan Standar Nasional Indonesia (SNI ). 1.2 Tujuan Penulisan Tugas Akhir ini bertujuan untuk merencanakan struktur gedung mall enam lantai. 1.3 Batasan Masalah Agar tidak melebarnya perhitungan dan pembahasan maka penulis memberikan batasan masalah pada Tugas Akhir ini, yaitu : 1. Perencanaan elemen struktur yang merupakan struktur beton bertulang yaitu pelat, balok,dan kolom. 2. Analisis beban gempa yang digunakan adalah analisis gempa 2 Dinamis dengan Respons Spektrum. 3. Perhitungan analisa portal dilakukan tiga dimensi dengan bantuan program komputer SAP versi Tidak membahas metode pelaksanaan di lapangan. 5. Tidak membahas struktur bawah. 1.4 Spesifikasi Teknis Data teknis struktur gedung yang akan direncanakan adalah sebagai berikut : 1. Jenis struktur : Beton bertulang. 2. Mutu beton (f c) : K350 (30 Mpa). 3. Mutu baja : 420 Mpa. 4. Fungsi bangunan : Mall. 5. Jumlah lantai : 6 lantai + 1 lantai atap. 6. Total tinggi bangunan : ± 29 meter. 1.5 Sistematika Penulisan Sistematika penyusunan tugas akhir ini adalah sebagai berikut : BAB I Pendahuluan Berisikan tentang latar belakang, tujuan penulisan, batasan masalah dan sistematika penulisan. BAB II Dasar Teori (Tinjauan Pustaka) Berisikan dasar-dasar teori tentang perhitungan struktur beton bertulang (sistem struktur, sistem pembebanan, analisa gempa Dinamis dan perencanaan penulangan elemem-elemen struktur). BAB III Metodologi Penulisan

3 Berisikan tata cara pelaksanaan perhitungan yang meliputi pembebanan pada struktur, perhitungan gaya dalam, perhitungan penulangan pelat, balok, dan kolom. BAB IV Analisa dan Perancangan Struktur Berisikan analisa struktur utama akibat pembebanan, perhitungan gaya geser akibat gaya gempa serta perhitungan penulangan pelat, balok, dan kolom. BAB V Penutup Berisikan kesimpulan dan saran dari hasil perhitungan struktur gedung pada penulisan tugas akhir ini. BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Umum Penggunaan beton bertulang mempunyai banyak keuntungan seperti : harga yang relatif murah, daya tahan yang baik terhadap api dan cuaca, kekuatan tekan yang baik, serta kemampuan yang istimewa dari beton untuk dibentuk. Dalam perhitungan, beban bangunan yang bekerja pada struktur beton bertulang diilustrasikan sebagai gaya-gaya dalam yaitu gaya aksial, momen lentur, dan gaya geser. Semua gaya-gaya yang bekerja padanya harus berada dalam keadaan seimbang tergantung pada hubungan tegangan-regangan yang terjadi di dalam beton dan jenis tegangan yang dapat ditahan. 2.2 Perencanaan Awal 3 Sebelum dilakukan analisa terhadap suatu struktur yang akan digunakan, tahap awal yang dilakukan adalah perencanaan terhadap dimensi penampang balok, pelat dan kolom yang dikenal dengan preliminary design Perencanaan Dimensi Balok Berdasarkan SK SNI tabel 8 halaman 63, tebal minimum balok adalah : 1. Untuk balok dengan dua tumpuan sederhana h L Untuk balok dengan satu ujung menerus h L 18,5 3. Untuk balok dengan kedua ujung menerus h L Untuk balok kantilever h L 8 sedangkan lebar balok ( b ) untuk kesemua jenis balok di atas adalah : 1 2 h b h 3 2 Ketentuan diatas berlaku jika mutu baja fy = 400 Mpa, sedangkan untuk mutu baja selain 400 MPa, nilai tebal minimum balok harus dikalikan dengan: ( 0,4 + f y Perencanaan dimensi Pelat )

4 Untuk balok yang berada ditengah konstruksi. Berdasarkan SK SNI pasal 10.10(2): b e = b w + b 1 + b 2 1) Untuk b e 4 1 L, dimana L adalah panjang balok 2) Untuk b 1 = b 2 8 h f, dan 1 ln, dimana ln adalah jarak 2 bersih antar balok Gambar 2.1. Penampang balok tengah Untuk balok yang berada ditepi konstruksi. Berdasarkan SK SNI pasal 10.10(3): Untuk lebar efektif sayap dari sisi badan (b 1 ) berlaku : 1) b L 2) b 1 6 h f 3) b ln b e b 1 b w b 2 b e h f h w Perencanaan Dimensi Kolom Dimensi kolom didapat dengan menggunakan rumus : P Agr > f`c Dimana : Agr = Luas penampang kolom (cm 2 ) P = Beban yang dipikul kolom (kg) f`c = Mutu beton (kg/cm 2 ) 2.3 Analisis Pembebanan Beban Vertikal a). Beban pelat dan beban yang bekerja pada pelat. Mekanisme pembebanan pada portal akibat beban pelat dan beban yang dipikul oleh pelat dapat dilihat pada gambar berikut : Gambar 2.3. Mekanisme pembebanan portal akibat pelat persegi panjang dan bujur sangkar Keterangan : = garis leleh pelat Bal Bal Bal Bal h h f = Arah beban b w b 1 h w Gambar.2.2. Penampang balok pinggir b). Beban akibat berat balok dan dinding Mekanisme pembebanan pada portal akibat beban balok dan dinding dapat dilihat pada gambar dibawah ini: 4

5 Kolom Balok Kolom Gambar 2.4. Mekanisme pembebanan portal akibat balok dan dinding 2.4 Analisis Gempa menurut SNI atau ASCE 7-10 Berikut ini langkah-langkah analisis gempa menurut SNI atau ASCE 7-10 : Menentukan kategori resiko bangunan Berdasarkan SNI , kategori resiko bangunan terbagi atas 4 kategori Menentukan Kategori disain seismik KDS Untuk menentukan nilai S DS dan S D1 diperlukan nilai Ss (Respons spektrum dalam periode 0,2 detik) dan S1 (Respons spektrum dalam periode 1 detik) yang diperoleh dari peta zonasi gempa Menentukan koefisien situs (site coefficient) Tiap kelas situs harus ditetapkan sesuai dengan definisi dari tabel Menentukan Spektral Respons Percepatan SDs dan SD 1 SDs = 2/3 (Fa x Ss) SD 1 = 2/3 (Fy x S 1 ) Untuk membuat Spectrum Response Design dinyatakan dalam bentuk kurva sebagai berikut : Dengan ketentuan-ketentuan : 1. T < To : Sa = SDs [ 0,40 + 0,60 ] To = 0,20 SD1/SDs 2. To T Ts : Sa = SDs Ts = SD 1 /SDs 3. T Ts : Sa = Menentukan Waktu getar alami (Ta) Waktu getar alami fundamental alami dibatasi tidak boleh lebih besar dari Cu. Ta (SNI pasal 7.8.2). Untuk struktur dengan ketinggian tidak melebihi 12 tingkat dimana sistem panahan gaya sismik terdiri dari rangka penahan momen beton atau baja secara keseluruhan dan tinggi tingkat paling sedikit 3 m. Ta = 0,1 N N : Jumlah tingkat Menentukan gaya geser seismik dasar (Seismic Base Shear) V= Cs. W Menentukan distribusi vertikal gaya gempa 5

6 Gaya gempa lateral yang timbul di semua tingkat harus ditentukan dari persamaan berikut : F = Cv. V Cv = 2.6 Analisis dan Disain Balok Dasar Teori Perhitungan Tulangan Lentur Balok Dalam analisa lentur balok beton bertulang, asumsi asumsi yang digunakan adalah sebagai berikut : 1. Bidang penampang tetap rata sebelum dan sesudah lentur terjadi. 2. Diagram tegangan regangan baja diketahui. 3. Tegangan tarik beton boleh diabaikan. 4. Diagram tegangan regangan yang mendefenisikan besar dan distribusinya di daerah tekan beton diketahui. Regangan maksimum dalam keadaan lentur diambil sebesar 0,003 sesuai dengan SK SNI 2013 pasal 12.2(3) Kapasitas Penampang Balok dengan Tulangan Tunggal Balok merupakan elemen struktur yang memikul beban luar yang menyebabkan momen lentur dan gaya geser sepanjang bentang balok tersebut. Sehingga balok harus di disain sedemikian rupa agar dapat menahan tegangan tekan dan tegangan tarik Kapasitas Penampang Balok dengan Tulangan Rangkap Pemasangan tulangan rangkap didasarkan pada suatu kondisi dimana penampang dikehendaki Dasar Teori Perhitungan Gaya Geser dan Tulangan Geser Balok Perencanaan penampang terhadap geser harus didasarkan pada persamaan : ØV u > V n V n = V c + V s f`c V c = bw d 6 V s = sehingga : S = Av fy d S Av fy d Vs 2.7 Analisis dan Disain Pelat Syarat-syarat Tumpuan Pelat 1. Terjepit penuh tidak Gambar Tumpuan terjepit penuh 2. Terjepit elastis tidak dibebani dibebani dibebani 6

7 Gambar Tumpuan terjepit 3. Terjepit bebas tidak dibebani elastis dibebani Gambar Tumpuan terjepit bebas Bentang Teoritis dan Bentang Bersih Bentang teoritis (l) adalah bentang pelat yang dihitung dari titik berat antara dua tumpuan baik pada balok maupun kolom, sedangkan bentang bersih (ln) adalah bentang suatu pelat yang dihitung dari sisi terluar tumpuannya. 2.8 Analisis dan Disain Kolom Umum Kolom merupakan elemen struktur vertikal yang menerima beban aksial tekan atau kombinasi aksial tekan dan lentur,yang meneruskan beban-beban dari balok dan lantai dari lantai paling atas sampai lantai paling bawah sampai ke tanah melalui pondasi Kapasitas Maksimun Kolom Kapasitas maksimum ( P 0 ) suatu kolom pendek yang dibebani secara sentris adalah : P A. f ' 0 = 0,85. fc.( Ag Ast) + st y Jenis-jenis Keruntuhan Kolom Berdasarkan besarnya regangan pada baja tulangan tarik, keruntuhan penampang kolom dapat dibedakan atas : 1. Keruntuhan Tarik (Tension Failure) : n c n =0,85. f' c.. ( A'. f ' A f ) P = 0,85. f '. ab. +. P ab s ( A'. f' A f ) P nb = 0,85. ab. b+ s s s. dan M nb f' s c d' = Es. ε' s= 600 f c dan apabila baja tulangan tekan sudah leleh dan, maka : 2. Keruntuhan Seimbang (Balanced Failure) : Kapasitas penampang pada keruntuhan seimbang : ab = Pnb. eb = 0,85. f' c. ab. b y + A' s. fs.( y d') + As. fy.( d y) 2 3. Keruntuhan Tekan (Compression Failure) : Persamaan Whitney, untuk kolom dengan keruntuhan tekan : As. fy bh.. f' c Pn = + e 3. he. + 0,5 + 1,18 2 ( ') d d d 2.9 Perencanaan Sambungan Balok dan Kolom Sambungan balok dan kolom adalah bagian paling lemah dalam sistem struktur, namun secara umum sambungan balok dan s s s s y

8 kolom justru menentukan kekuatan dari struktur. Untuk mengatasi hal tersebut, maka sambungan balok dan kolom harus di desain dengan baik. Dalam perencanaan, sebaiknya balok dan kolom memiliki kekuatan yang seimbang Analisis Mekanika Teknik Analisis Portal untuk Rangka tidak bergoyang dengan metode Slope Deflection Metode Slope deflection dikembangkan secara terpisah oleh Bendixen di Jerman pada tahun 1914 dan Maney di Amerika Serikat pada tahun Metode ini dilakukan dengan jalan menuliskan dua persamaan untuk tiap-tiap batang dari sebuah rangka menerus, masing-masing satu pada tiap-tiap ujungnya, yang menyatakan momen ujung sebagai jumlah dari empat sumbangan yang diberikan oleh : 1. Momen tahanan sesuai dengan kondisi ujung yang terjepit seperti yang dimisalkan untuk bentang yang dibebani. 2. Momen yang berhubungan dengan rotasi dari garis singgung terhadap kurva elastis di dekat ujung batang. 3. Momen yang berhubungan dengan garis singgung pada ujung batang. 4. Momen yang berhubungan dengan translasi dari satu ujung batang terhadap batang lainnya. BAB III METODOLOGI PENULISAN 3.1 Pengumpulan Data Perancangan Dan Studi Literatur Pada tahap ini dilakukan pengumpulan data-data yang diperlukan antara lain : Data Bangunan : Nama Bangunan : Pariam an Mall Lokasi : Jl. Desa Air Santok, Kota Pariaman Fungsi : Mall Jumlah lantai : 6 lantai + 1 lantai atap Tinggi Gedung : 29 m Ketinggian Tiap lantai : 4 m lantai basement, 5 m lantai serterusnya Struktur Utama : Struktur beton bertulang 3.2 Pre-eliminary Design Perancangan Dimensi Balok Menurut SNI pasal pada tabel 9.5(a), balok pada dua tumpuan sederhana memiliki tebal minimum ( bila lendutan tidak dihitung) : L h min = Perancangan Dimensi Kolom Adapun rumus yang digunakan untuk merancang dimensi kolom : 8

9 Nuk f' c= A 1 f ' c= f' c 3 Dimana : N uk = beban aksial yang diterima kolom (kg) A = luas penampang kolom (cm 2 ) f' c= tegangan ijin (kg/cm 2 ) f c = kuat tekan beton (kg/cm 2 ) Perancangan Ketebalan Pelat Perhitungan ketebalan pelat berdasarkan SNI pasal dimana : a. Untuk α m 0,2, harus memenuhi pasal dan tidak boleh kurang dari nilai berikut : Pelat tanpa Drop Panels : h = 125 mm. Pelat dengan Drop Panels : h = 100 mm. b. Untuk 0,2 < α m < 2, ketebalan minimum pelat harus memenuhi : fy Ln h1 = 36+ 5β dan tidak boleh kurang dari 125 mm. c. Untuk α m 2, ketebalan minimum pelat harus memenuhi : d h2 a L = n [ α 0.2] m fy β 3.3 Pembebanan n tidak boleh kurang dari 90 mm. Pembebanan dikelompokkan menjadi dua macam sesuai dengan arah gaya yang diterima : Beban Vertikal Terdiri dari : a) Beban Mati (SNI ). b) Beban Hidup (SNI ) Beban Horizontal Terdiri dari beban gempa (SNI ) Kombinasi Pembebanan Kombinasi pembebanan diatur dalam SNI pasal 11.2 U = 1,4D U = 1,2D + 1,6L U = 1,2D + 1,0L + 1,0E U = 1,2D + 1,0W + 1,0L + 0,5R U = 0,9D ± 1,0E D (Beban Mati), L (Beban Hidup), W (Beban Angin), E(Beban gempa), dan R (Beban air hujan). 3.4 Analisa Struktur Gaya-gaya dalam pada rangka utama diperoleh dengan bantuan program SAP versi Perhitungan Tulangan Struktur Utama Setelah seluruh perhitungan pembebanan selesai, maka dapat dilanjutkan dengan perhitungan penulangan dari struktur utama yang ada dengan bantuan perangkat lunak SAP versi 14. 9

10 3.6 Gambar Struktur Penggambaran gambar rencana dan detailnya dilakukan dengan program Autocad. BAB IV ANALISA DAN PERANCANGAN STRUKTUR 4.1 Data Perancangan Bahan yang dipakai untuk struktur gedung ini adalah beton bertulang dengan data-data sebagai berikut : Fungsi bangunan : Mall Kategori gempa : Design Seimic Kategori D, tanah keras Tinggi bangunan : 29 m (6 lantai + 1 lantai atap) Lebar bangunan (Arah X) : 57,6 m Panjang bangunan (Arah Y) : 50,40 m Mutu beton (f c) : 35 Mpa Mutu baja (fy) : 420 Mpa 4.2 Item Pembebanan Bangunan gedung diperhitungkan untuk memikul beban-beban sebagai berikut : 1. Beban Gravitasi Beban Mati (SNI ) : - Berat sendiri beton bertulang : 2400 Kg/m 3 - Adukan finishing lantai/1 cm : 21 Kg/m 2 - Penutup lantai/1 cm : 24 Kg/m Pasangan Bata Ringan : 200 Kg/m 2 - Plafond : 11 Kg/m 2. - Penggantung : 7 Kg/m 2 - Plumbing : 10 Kg/m 2. - Pipa + Ducting AC : 20 Kg/m 2 Beban Hidup (SNI ) : - Lantai atap : 96 Kg/m 2 - Lantai atap untuk shelter : 479 Kg/m 2 - Lantai Mall : 359 Kg/m 2 - Lantai Gudang Penyimpanan : 600 Kg/m 2 2. Beban Gempa Perancangan dan perhitungan struktur terhadap gempa dilakukan berdasarkan SNI kategori Seimik Disain D untuk wilayah Kota Pariaman. 4.3 Perencanaan Dimensi Balok Perencanaan balok disesuaikan dengan kondisi kedua ujungnya. Untuk perencanaan tebal balok ada 4 kondisi balok,yaitu : a. Balok di atas dua tumpuan sederhana : h > L/16 b. Balok dengan salah satu ujung menerus : h > L/18,5 c. Balok dengan kedua ujung menerus : h > L/21 d. Balok kantilever : h > L/ Balok induk Balok induk dengan L = 7200 mm (kedua ujung menerus) tinggi balok (h) : h > L/21 h > 7200/21 h > 342,86 mm Jadi tinggi balok yang dipakai yaitu h = 600 mm

11 lebar balok (b): 1 2 h < b < h mm < b < mm mm < b < 400 mm Jadi lebar balok yang dipakai yaitu b = 400 mm Balok anak Balok anak dengan salah satu ujung menerus Balok anak dengan L = 7200 mm tinggi balok (h): h > L/18,5 h > 7200/18,5 h > 389,19 mm Jadi tinggi balok yang dipakai yaitu h = 450 mm. lebar balok (b): 1 2 h < b < h mm < b < mm 225 mm < b < 300 mm Jadi lebar balok yang dipakai yaitu b = 300 mm. 4.4 Perencanaan Dimensi Pelat 1. Perhitungan Dimensi Pelat a) Pelat lantai Mall α1 + α 2 + α3 + α 4 α = = m 4 5,49+ 5,49+ 2,84+ 1,46 = 3,82 4 Berdasarkan SNI α pasal 9.5(3(3)) yang mana m 2, maka ketebalan plat minimum adalah : , h f = = 14 cm ,09 Tebal pelat minimum 14 cm < Tebal Plat rencana 15 cm,... ok! Cek pelat terhadap geser ditinjau untuk tiap 1 meter lebar. Berat sendiri : Berat beton = 2400 kg/m 3 Keramik = 24 kg/m 2 /cm Spesi = 21 kg/m 2 /cm Plafond + penggantung = 18 kg/m 2 Beban ins.listrik = 15 kg/m 2 Beban hidup (untuk Mall) = 359 kg/m 2 Tebal spesi = 2 cm Tebal keramik = 1 cm Perhitungan pembebanan lantai per lebar 1 meter. Beban mati (DL) : B.pelat = 0, = 360 kg/m B.keramik = 1 24 = 24 kg/m B.spesi = 2 21 = 42 kg/m B.ins. listrik = 15 1 = 15 kg/m B.plafond + penggantung = 18 1 = 18 kg/m 11

12 DL = 459 kg/m Beban hidup (LL) : B.hidup = = 359 kg/m Kombinasi beban yang bekerja pada pelat Asumsi awal dimensi kolom : 700 mm 700 mm Wt = 1,2 DL + 1,6 LL = (1,2 459) + (1,6 359) = 1125,2 kg/m Gaya geser pada pelat : Bentang bersih (ln) = 6,80 m Vu = 1,15 Wt ln/2 = 1, ,2 kg/m 6,80 m/2 = 8799,064 kg Selimut beton (p) = 20 mm (SK SNI 2013 pasal 7.7(1)). Tinggi efektif (d) = tebal pelat selimut beton = =130 mm Vc = 1/6 λ f`c b d : λ = 1 (SNI 2013, pasal 8.6.1) = 1/ = ,73 kg Φ Vc = 0, ,73 kg = 76909,04 kg Vu < Φ Vn 8799,064 kg < 76909,04 kg..ok Jadi pelat dengan tebal 15 cm dapat digunakan. 4.5 Perencanaan Dimensi Kolom 12 Pembebanan berdasarkan SNI Analisa Pembebanan Jumlah berat bangunan adalah kg Pembebanan gempa dinamis Pembebanan gempa secara dinamis menggunakan bantuan program SAP2000 v14 dengan analisa dinamis respons spektrum. Sebelumnya dilakukan permodelan 3D struktur terlebih dahulu. Parameter parameter lain yang digunakan dalam permodelan struktur pada program bantu SAP2000 v14 dijelaskan dibawah ini: a. Lantai tingkat sebagai diafragma Menurut SNI Psl bahwa diafragma pelat beton atau dek metal yang diberi penutup (topping) beton dengan perbandingan S/De sebesar 3 atau kurang pada struktur tanpa ketidakberaturan horizontal dapat diidealisasikan sebagai diafragma kaku. b. Arah Pembebanan Beban gempa yang bekerja pada struktur bangunan terjadi dalam arah sembarang

13 (tidak terduga) baik dalam arah x dan y secara bolak balik dan periodical. Menurut SNI ps 7.5.3a, Pengaruh beban paling kritis akibat arah penerapan gaya gempa pada struktur dianggap terpenuhi jika komponen dan pondasinya didisain untuk memikul kombinasi beban-beban yang ditetapkan sebagai berikut : 100% gaya untuk satu arah ditambah 30% gaya untuk arah tegak lurus. Kombinasi yang mensyaratkan kekuatan komponen maksimum harus digunakan. c. Faktor Respons Gempa Respon Spektrum gempa rencana untuk masing masing wilayah gempa ditetapkan grafik nilai C-T dalam Gambar 2 SNI dimana pada perencanaan gedung ditetapkan Respon Spektrum gempa Rencana Kategori Disain Seismik D pada Tanah Keras. d. Kontrol waktu getar alami fundamental (T) Dengan nilai Cu dari Tabel 14 SNI dan hn adalah Ketinggian Struktur yang akan ditinjau, maka kontrol waktu getar alami fundamental (T) menjadi, Ta = Ct hn x Dari Tabel 14 SNI Didapat nilai Cu = 1,4 maka: Arah x T ax = 0,92 detik Tx izin = Cu Ta = 1,4 (0,92) = 1,288 detik Tax < Tx izin = 0,92 < 1,288 detik.ok Arah y T y = 0,89 detik Ty izin = Cu Ta = 1,4 (0,89) = 1,25 detik Tay < Ty izin = 0,89 < 1,25 detik.ok Sehingga, beradasarkan waktu getar alami fundamental struktur gedung masih memenuhi batas kontrol waktu getar alami. e. Kontrol gaya geser dasar (Base shear) dan distribusi vertical gaya gempa V = Cs W Syarat :Csmin<Cs<Csmax Cs = = = 0,1125 Csmax = = = 0,0463 Csmin = 0,01 0,01 < 0,0463 < 0,1125 maka diambil Cs= 0,0463 V = 0,0463 x = ,7 kg k = 1 + (1,288-0,5) (1/(2,5-0,5)) = 1,39...(Interpolasi Linear 0,5-2,5) f. Pemeriksaan Story Drift Setelah didapat nilai simpangan gedung, ditinjau nilai simpangan antar tingkat arah X dan arah Y. Untuk syarat batas besarnya drift : - Untuk lantai dengan h = 4 m yang terjadi adalah, 13

14 Syarat s izin = 0,02 4 meter = 0,08 meter = 80 mm - untuk lantai dengan h = 5 m yang terjadi adalah, Syarat s izin = 0,02 5 meter = 0,1 meter = 100 mm 4.7 Perhitungan penulangan struktur utama Penulangan struktur pelat 1. Data perencanaan Untuk perancangan tipe pelat Shelter diambil contoh Untuk perancangan dipakai data sebagai berikut : - Mutu baja : fy = 400MPa - Mutu beton : f c = 35 MPa - Tebal pelat : 15 cm - Luas panel : 51,84 m 2 - Dimensi pelat : 7,2 m 7,2 m - Tebal decking : 20 mm - Diameter tulangan rencana : 12 mm 1 - dx = = mm 1 dy = = mm 2. Pembebanan pada pelat Shelter a. Beban Mati (DL) : Berat sendiri pelat = 0, = 360 kg/m 2 Berat plafond + penggantung = = 18 kg/m 2 Berat ducting + plumbing = 30 kg/m 2 Berat spesi (2 cm) = 2 21 = 42 kg/m 2 Total DL = 450 kg/m 2 - Beban Hidup (LL) = ( ) = 600 kg/m 2 b. Kombinasi pembebanan (q u ) : q u = 1,2 DL + 1,6 LL = (1,2 450) + (1,6 600) = 1500 kg/m 2 3. Perhitungan momen pelat q u = 1500 kg/m 2 f c = 35 MPa, maka : f' c 30 β 1 =0,85-8 = 0, = 0, ρ balance = = 0 1,85 β f y f c' f 0,85 0, ,036 ρ max = 0,75 ρ b = 0,75 0,036 = 0,027 ρ f' c 4fy 35 = = = min ρ min = 1.4 fy 1. 4 = 400 Diambil ρ min = 0,0037 fy m = 0.85 f' c = 0,0035 y 0, = = 13, Ly = = 680cm 2 2 = 14

15 40 40 Lx= = 680 cm 2 2 Ly β = Lx arah) 680 = = 1< 2 (pelat dua 680 Sesuai dengan SNI Pelat dihitung : Mu = 1/8 qu x L2 x Ln 2 = 1/8 x 1500 x 1,7 x 3,4 2 = 3684,75 Kgm Momen Lapangan di distribusikan sebesar = 0,35 Mu = 0,35. 1/8. qu.l2. Ln 2 = 0, ,75 x 10 4 = Nmm Momen Tumpuan di distribusikan sebesar = 0,65 Mu = 0,65. 1/8. qu.l2. Ln 2 = 0, ,75 x 10 4 = Nmm Perhitungan Tulangan Tumpuan Arah X As perl u = ρ.b.d = 0, = 624,8 mm 2 Digunakan tulangan lentur D (A s pakai = 753,6 mm 2 ) Perhitungan Tulangan Tumpuan Arah Y As perl u = ρ.b.d = 0, = 697,5 mm 2 Digunakan tulangan lentur D (A s pakai = 753,6 mm 2 ) Perhitungan Tulangan Lapangan Arah X As perl u = ρ.b.d = 0, = 458 mm 2 Digunakan tulangan lentur D (A s pakai = 565,2 mm 2 ) Perhitungan Tulangan Lapangan Arah Y As perl u = ρ.b.d = 0, = 414,4 mm 2 Digunakan tulangan lentur D (A s pakai = 565,2 mm 2 ) Penulangan balok induk Data perencanaan : f' = 35 MPa f y c = 400 MPa h = 750 mm b = 500 mm Tul. longitudinal = D 29 Tul. geser = φ 13 mm Cover = 25 mm d = (½) (29) = 52,5 mm d = h - d = ,5 = 697,5 mm Persyaratan balok : perancangan φmn = φ As fy (d-a/2) Mu As min = 1,4 b (d /fy) As min = 1,4 x 400 x (697,5/400) = 976,5 mm 2 15

16 Direncanakan : 1. Perancangan Balok Eksterior Tulangan Lapangan (momen positif) M u = Nmm Rencana Tulangan 8 D29 As = 8 x 660,185 = 5281,48 mm 2 a = Asx (1,25fy) 5281,48x1,25x400 = = 221,91mm φfc' b 0,85x35x400 M n = 0,8 x 5281,48 x 400 x (697,5 221,91/2) = ,6 Nmm Mu... OK Tulangan Tumpuan (momen negatif) M u = Nmm Rencana Tulangan 13 D29 As = 13 x 660,185 = 8582,405 mm 2 a = Asx (1,25fy) 8582,405x1,25x400 = = 360,61mm φfc' b 0,85x35x400 M n = 0,8 x 8582,405 x 400 x (697,5 360,61/2) = Nmm Mu... OK Tulangan tarik dipasang 2 lapis dengan konfigurasi 7 pada lapis pertama dan 6 pada lapis kedua dengan spasi bersih antar lapis 25 mm. 2. Perancangan Balok Interior Tulangan Lapangan (momen positif) M u = Nmm Rencana Tulangan 8 D29 As = 8 x 660,185 = 5281,48 mm 2 a = Asx (1,25fy) 5281,48x1,25x400 = = 221,91mm φfc' b 0,85x35x400 M n = 0,8 x 5281,48 x 400 x (697,5 221,91/2) = ,6 Nmm Mu... OK Tulangan Tumpuan (momen negatif) 16 M u = Nmm Rencana Tulangan 12 D29 As = 12 x 660,185 = 7922,22 mm 2 a = Asx (1,25fy) 7922,22x1,25x400 = = 332,87mm φfc' b 0,85x35x400 M n = 0,8 x 7922,22 x 400 x (697,5 332,87/2) = Nmm Mu... OK Rekapitulasi tulangan lentur Balok Eksterior Tulangan Tumpuan Tulangan atas = 13 D29 Tulangan bawah = 8 D29 Tulangan Lapangan Tulangan atas = 4 D29 Tulangan bawah = 8 D29 Balok Interior Tulangan Tumpuan Tulangan atas = 12 D29 Tulangan bawah = 8 D29 Tulangan Lapangan Tulangan atas = 4 D25 Tulangan bawah = 8 D25 3. Penulangan geser Pada perhitungan tulangan geser balok diambil nilai gaya geser pada daerah tumpuan dan lapangan yang maksimum dari hasil analisa struktur berdasarkan tipe dan bentang baloknya.

17 Berikut ini adalah contoh perhitungan penulangan geser balok untuk lantai 4. Av. fyd. Vs S = 4x132,665x400x697,5 = = 111mm ,267 L = b = h = d` = d = fy = f`c = 6800 mm 400 mm 700 mm 52,5 mm 647,5 mm 400 mm 35 Mpa Φ (faktor reduksi) = 0,75 (berdasarkan SNI 2013) Perhitungan tulangan geser balok Ditinjau pada jarak 2h = 1,2 m dari muka kolom Vs max = 0,66 b. d (SNI pasal ) = 0,66 x 400 x 547,5 = ,17 N Vu Vs = ,7 N = Vu/ Φ Vc = ( ,7/0,75) 0 = ,267 N > Vs max.. Tidak Ok Maka dilakukan pembesaran penampang menjadi 500/750 mm sehingga: Vs max = 0,66 b. d (SNI pasal ) = 0,66 x 500 x 697,5 = ,66 N Vs = Vu/ Φ Vc = ( ,7/0,75) 0 = ,267 N < Vs max.. Ok Jarak sengkang yang diizinkan diambil nilai terkecil dari : Diperlukan 4 kaki sengkang sebagai penyangga lateral tulangan longitudinal. S = d/4 = 697,5 /4 = 174 mm S = 8x diameter Tul. Longitudinal = 8x25 = 200 mm S = 24 x diameter sengkang = 24 x 13 = 312 mm S = 300 mm Maka digunakan sengkang D mm Ditinjau dari titik 1,2 m sampai 5,6 m : Vc = 0,17 b. d = 0,17 x 400 x 697,5 = ,66 N Vu = ,3 N Vs = Vu/ Φ Vc = (693241,3/0,75) ,66 = ,07 N S = Av. fy. d 4x132,665x500x697,5 = = 230mm Vs ,07 Maka digunakan sengkang D mm 13D29 2D29 8D29 Gambar 4.16 Penampang balok lantai 4 pada daerah tumpuan kanan dan tumpuan kiri 17

18 4D29 2D29 8D29 Gambar 4.17 Penampang balok lantai 4 pada daerah lapangan Penulangan balok anak Perhitungan penulangan balok anak akan menggunakan output analisa struktur yang dimodelkan dengan program bantu SAP v14. dengan mengambil nilai maksium dari kombinasi pembebanan 1,2 DL + 1,6 LL (combo 1). Berikut ini diambil contoh perhitungan balok anak 30 cm 45 cm arah X yaitu Balok anak pada lantai 4. d` = 40 mm Φ = 0,65 Pu = ,025 kg Mux = ,8 kg.m Muy = 91979,3 kg.m Kontrol Rasio Tulangan Longitudinal Menurut SNI Pasal , rasio tulangan memanjang tidak boleh kurang dari 0,01 (1 %) dan tidak boleh lebih dari 0,06 (6 %) terhadap luas penampang. Maka diambil : Tulangan Longitudinal = 7D22 4D22 2D22 3D22 24D29 (1 % < ρ = 3,2 % < 6 %).. OK Kontrol Kapasitas Beban Aksial TUMPUAN Penulangan kolom Perencanaan Lentur Kolom LAPANGAN Tulangan Dimensi kolom = mm Agr = mm 2 fy = 420 Mpa f`c = 35 Mpa Menurut SNI Pasal : kapasitas beban aksial kolom tidak boleh kurang dari beban aksial terfaktor hasil analisa struktur. φ.p n ( max) = 08, φ 0, 85 f ' (A A ) + f A c g st y st = 0, 8 065, 085, 35 ( ,44) , 44 = ,21 N > ,25 N OK Persyaratan Kekuatan geser - Kontribusi beton dalam menahan gaya geser : 18

19 f' c V c = bw d = = ,14 N = 6 455,538 kn - Cek apakah dibutuhkan tulangan geser Vu didapat dari analisis SAP : 576,2 kn - Cek apakah cukup dengan tulangan pengekangan saja Tulangan pengekangan tepasang adalah 4D13 (As = 530 mm 2 ) dengan s = 100 mm Vs = A s. fy. d s = = N = 1469,16 kn maka φ(v s +V c ) = 0,75(1469, ,538) V u = 576,2 kn = 1924,698 kn > Ini berarti A sh terpasang berdasarkan persyaratan pengekangan (Pasal 21.6(4(1)) di l o cukup untuk menahan geser. Sisa panjang kolom tetap harus pakai tulangan transversal dengan: s 6 x d b tulangan memanjang 6 x 25 = 150 mm atau 150 mm pakai s = 150 mm 24D29 4D13 D Gambar 4.29 Penampang kolom lantai 3 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Perencanaan yang dilakukan untuk gedung mall ini menggunakan konstruksi beton bertulang. Secara umum, perencanaan dilakukan dengan menggunakan konsep desain ultimate. Untuk perencanaan terhadap gempa dianalisa dengan analisa gempa dinamis dengan menggunakan Respons Spektrum Disain, lokasi gedung berada pada daerah Kategori Disain Seimik (Seismic Design Category) D menurut SNI dan kondisi tanah keras. Gedung ini direncanakan dengan mengacu kepada SNI tentang Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung. Hasil akhir dari tugas akhir ini dapat disimpulkan sebagai berikut : 1. Tebal Pelat yang direncanakan adalah: a. Pelat Lantai Mall ketebalan 150 mm. 19

20 b. Pelat Lantai Atap Untuk Shelter dengan ketebalan 150 mm. 2. Balok induk yang direncanakan adalah balok ukuran 500x700 mm untuk arah memanjang dan melintang. 3. Balok anak yang direncanakan adalah balok ukuran 300x450 mm. 4. Kolom yang direncanakan adalah Kolom ukuran 700 x 700 mm. 5. Baja tulangan yang digunakan : a. Balok induk : untuk tulangan lentur menggunakan BJTD diameter 29 mm, sedangkan untuk tulangan sengkang menggunakan BJTD diameter 13 mm. b. Balok anak : untuk tulangan lentur menggunakan BJTD diameter 22 mm, sedangkan untuk tulangan sengkang menggunakan BJTD diameter 10 mm. c. Pelat : menggunakan tulangan BJTD diameter 12 mm. Kolom : Untuk tulangan utama menggunakan BJTD diameter 29 mm, sedangkan untuk tulangan sengkang menggunakan BJTD diameter Saran Berdasarkan hasil Tugas Akhir yang telah dilakukan ini, maka disarankan : 1. Untuk analisa beban gempa disarankan menggunakan analisa gempa statik agar terukur keakuratan perhitungannya. 2. Untuk lebih teliti dalam menganalisa gaya-gaya dalam 20 yang diperoleh melalui program agar tidak terjadi kesalahan dalam menentukan jumlah tulangan yang dibutuhkan. 3. Untuk studi lebih lanjut penulis menyarankan melakukan analisa dan perancangan struktur bawah (Pondasi). DAFTAR KEPUSTAKAAN 1. Badan Standar Nasional Tatacara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung (SNI ). 2. Badan Standar Nasional Tatacara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Bangunan Gedung (SNI ). 3. Departemen Pekerjaan Umum PPPURG Kusuma, Gideon Dasardasar Perencanaan Beton Bertulang. 5. Moesley, W.H dan Bungey, J.H, Perencanaan Beton Bertulang. Erlangga 6. McCormac, Jack C Desain Beton Bertulang. Erlangga 7. M. Ferguson, Phil Dasardasar Beton Bertulang. Erlangga 8. Winter, George Perencanaan struktur beton bertulang. PT. PRADNYA PARAMITA