PERENCANAAN GEDUNG PERPUSTAKAAN DAERAH SUMATERA BARAT ABSTRAK

Transkripsi

1 PERENCANAAN GEDUNG PERPUSTAKAAN DAERAH SUMATERA BARAT Beni Munandar, Wardi, Khadavi Jurusan teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan,Universitas Bung Hatta Padang. ABSTRAK Perencanaan Struktur Gedung Perpustakaan Daerah Sumatera Barat yang terletak dikota Padang dengan struktur beton bertulang dengan tinggi 20,85 m. Perencanaan elemen-elemen struktur yang mengacu pada Tatacara Perhitungan Struktur Beton Bertulang Untuk Bangunan Gedung SNI ( ) dan Tatacara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Bangunan Gedung SNI ( ). Gedung yang direncanakan berada pada kategori resiko gempa wilayah IV, percepatan respons spektral perioda pendek Ss sebesar 1,348g dan spektral percepatan perioda panjang S 1 sebesar 0,599g. Pembebanan yang ditinjau untuk perencanaan elemen struktur adalah beban mati, beban hidup dan beban gempa. Gaya-gaya dalam elemen-elemen struktur dihitung dengan bantuan program komputer sehingga didapat dimensi balok 30x60 cm tulangan pokok 7D19 tulangan sengkang D13-15, sedangkan dimensi kolom 55x55 cm tulangan pokok 20D22 tulangan sengkang D13-15, sedangkan ketebalan plat atap 12 cm, ketebalan plat lantai 13 cm menggunakan tulangan D dan D10-125, pondasi yang digunakan pondasi tiang pancang D 40 cm. Kata kunci : struktur aman gempa, peraturan, perencanaan

2 LIBRARY BUILDING DESIGN OF WEST SUMATRA Beni munandar, Wardi, Khadavi Civil Engineering Department, Faculty of Civil Engineering and Planning, Bunghatta University Padang ABSTRACT Design of Structure Library Building of West Sumatra Province located in the city of Padang with reinforced concrete structure with m high.planning stuctural elements that refer to the procedures for the calculation of reinforced concrete structures for building SNI ( ) and planning procedures for the earthquake resistance of building SNI ( ).The building is planned to be in the area of earthquake risk category IV, the short period spectral response acceleration Ss at 1,348g and spectral acceleration S1 long period of 0,599g.Loading are reviewed for planning structural elements are dead loads, live loads ad seismic loads. Forces in the structural elements are calculated with the aid of a computer program in order to get the dimensions of 30x60 cm beam reinforcement stirrup reinforcement principal 7D19 D13-15, while the dimensions of 55x55 cm column reinforcement stirrup reinforcement principal 20D22 D13-15, while the roof plate thickness of 12 cm, thickness slab 13 cm using reinforcement D and D10-125, used foundation pile foundation D 40 cm. Keywords: earthquake-safe structures, regulations, planning

3 1. PENDAHULUAN Perencanaan suatu struktur bangunan gedung meliputi banyak hal yang mencakup bidang ilmu rekayasa sipil, sehingga dalam merencanakan maupun menganalisis suatu bangunan diperlukan pemahaman terhadap berbagai bidang ilmu rekayasa sipil tersebut. Pemahaman ilmu rekayasa sipil tidak cukup hanya dengan mempelajari teori dan membaca berbagai literaturnya saja, tapi diperlukan suatu penerapan perencanaan. Wilayah Indonesia merupakan wilayah dengan aktifitas gempa yang cukup tinggi. Hal ini dikarenakan wilayah Indonesia berada pada pertemuan tiga lempeng tektonik utama dunia yaitu, lempeng Eurasia, lempeng Australia dan lempeng Filipina yang bergerak dengan kecepatan yang berbeda-beda. Dari interaksi ketiga lempeng inilah yang menyebabkan terjadinya gempa bahkan bisa menimbulkan tsunami. Kota Padang yang 2009 silam yang meruntuhkan sebagian besar bangunan gedung bertingkat, baik bangunan gedung pemerintahan maupun bangunan swasta. Faktor utama keruntuhan bangunan yang disebabkan sudah berubahnya zona wilayah gempa sehingga peraturan-praturan gempa maupun peraturan beton yang lama tidak berlaku lagi. Penulisan Tugas Akhir ini bertujuan untuk merencanakan struktur yang meliputi : 1. Analisa struktur dengan menggunakan aturan SNI Tata cara perencanaan ketahan gempa untuk struktur bangunan gedung dan non gedung, SNI Tata cara perhitungan struktur beton untuk bangunan gedung. 2. Analisa elemen-elemen struktur lainnya berdasarkan standar dan peraturan yang berlaku di Indonesia. berusaha bangkit dari keterpurukan akibat gempa yang terjadi pada 30 September

4 2 STUDI LITERATUR Studi literatur seperti mempelajari seperti gaya-gaya dalam dan kapasitas layan gedung. teori-teori yang menunjang tentang perencanaan struktur gedung tahan gempa dan standar-standar yang digunakan seperti Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung (SNI ), Persyaratan Beton Struktural untuk Bangunan Gedung (SNI ). 3. METODOLOGI PENELITIAN a. Pengumpulan Data Data-data yang dibutuhkan adalah data tanah kota Padang, gambar perencanaan dan spesifikasi teknis struktur seperti, mutu beton (fc ) dan mutu baja tulangan (fy). b. Analisa dan perhitungan - Perhitungan dimensi struktur. - Analisa dan perhitungan bebanbeban yang bekerja, seperti beban gravitasi dan beban gempa. - Analisa dan perhitungan struktur menggunakan program komputer, 4. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Data Struktur 1. Lokasi : Jln. Diponogoro No. 4 Padang 2. Fungsi bangunan : Perpustakaan 3. Jenis tanah : Tanah lunak 4. Jumlah lantai : 6 Lantai 5. Tinggi total bangunan : 20.85m 6. Lebar bangunan : 25 m 7. Panjang bangunan : 41 m 8. Mutu beton (f c) : 30 Mpa 9. Mutu baja (fy) : 400 Mpa B. Data Pembebanan Spesifikasi pembebanan : a. Beban mati (berdasarkan PPPURG 1987) b. Berat sendiri beton bertulang = 2400 kg/m 2 c. Berat keramik = 24 kg/m 2 d. Berat plafond = 11 kg/m 2 e. Berat penggantung= 7 kg/m 2 f. Berat plesteran = 21 kg/m 2

5 g. Berat plumbing = 20 kg/m h. Diding ½ bata = 250 kg/m 2 1. Beban hidup (berdasarkan PPPURG 1987) a. Lantai atap = 100 kg/m 2 b. Lantai = 400 kg/m 2 2. Balok induk arah Y a. Tinggi Balok Berdasarkan peraturan SNI untuk dua tumpuan sederhana tebal minimum h ditentukan : C. Perencanaan Dimensi Balok 1. Balok induk arah X a. Tinggi Balok Berdasarkan peraturan SNI untuk dua tumpuan sederhana tebal minimum h ditentukan : h > L/16 h > 5000/16 h > 312,5 mm Jadi tinggi balok yang dipakai yaitu h = 600 mm h > L/16 h > 5000/16 h > 312,5 mm Jadi tinggi balok yang dipakai yaitu h = 600 mm b. lebar balok 1 2 h < b < h mm < b < 600 mm mm < b < 400 mm Jadi lebar balok yang dipakai yaitu b = b. lebar balok 1 2 h < b < h mm < b < 600 mm mm < b < 400 mm Jadi lebar balok yang dipakai yaitu b = Balok Anak a. Tinggi Balok Berdasarkan peraturan SNI untuk dua tumpuan sederhana

6 tebal minimum h ditentukan : h > L/16 h > 5000/16 atap ukuran bidang perpanelnya lebih kecil dari pelat lantai. Untuk itu dalam perhitungan pelat diambil data pelat lantai, h > 312,5 mm Jadi tinggi balok yang dipakai yaitu h = 400 mm karena perhitungannya dapat plat atap. Direncanakan dimensi balok : mewakili b. lebar balok 1 h < b < 3 2 h 2 4. B I = 300 mm x 600 mm 5. B I = 300 mm x 600 mm 6. B Anak = 250 mm x 500 mm mm < b < 600 mm mm < b < 400 mm Jadi lebar balok yang dipakai yaitu b = 250 Maka Dapat Disimpulkan Dimensi Balok : 1. B I = 300 mm x 600 mm (Untuk Arah Melintang ) 2. B I = 300 mm x 600 mm (Untuk Arah Memanjang) 3. B Anak = 250 mm x 400 mm a. Pemeriksaan bentang bersih dari kedua arah untuk pelat Ln Y = 5000 {2 x (300/2)} = 4700 mm = 470 cm Ln X = 2500 {(300/2) (250/2)} = 2475 mm = cm Untuk perhitungan pakai LnY= 470 cm b. Perbandingan bentang bersih terpanjang dan bentang bersih D. Perhitungan Dimensi Pelat terpendek dari plat yang ditinjau ( β ) Dalam mendesain struktur, perhitungan yang dibuat harus bisa mewakili untuk keseluruhan struktur tersebut.untuk pelat β = LnX = 470/247.5 = 1.89 LnY

7 c. Perbandingan panjang sisi menerus dengan keliling pelat yang ditinjau (βs) βs = 2.5/2.5 = 1 d. Cek tebal plat h min = ln(0,8+ f /1500) y 36+ 9β h min = [{470 x (0.8 + (400/1500)}/{ x 1}} = cm h maks = l (0,8 n + f /1500) y 36 h maks = [{470 x (0.8 + (400/1500)}/{36}} = cm Jadi tebal pelat yang digunakan : a. Pelat lantai = 130 mm b. Pelat Atap = 120 mm E. Perhitungan Dimensi Kolom Dimensi kolom direncanakan dengan asumsi sebagai berikut : 1. Pembebanan diambil dari ½ 2. Ujung-ujung kolom dianggap terjepit 3. Beban yang bekerja hanya beban grafitasi saja Komponen beban grafitasi yang bekerja pada kolom yaitu : a. W1 = Berat lantai atap = 0,13x5x5x 2400 = 7800 kg b. W2 = Beban hidup atap = 100x5x5 = 2500 kg c. W3 = Berat air hujan = 75 x5x5 = 1875 kg d. W4 = Berat lantai typical = 0,15 x5x5x2400 = 9000 kg e. W5 = Berat plasteran = 2x21x5x5 = 1050 kg f. W6 = Berat penutup lantai / bentang yang bersebelahan dalamarah x dan arah y keramik = 24x5x5 = 600 kg g. W7 = Berat tembok ½ bata

8 = 250 x5 x2.5 = 3125 kg h. W8 = ME + Plumbing = 10 x5x5 = 250 kg i. W9 = Berat balok induk = 0,30x0,60x5x2400 =2160 kg j. W10 = Berat balok anak = 0,25x0,5x5x2400 = 1500 kg k. W11 = Beban hidup lantai 6 = 400x5x5 = kg l. W12 = Beban hidup lantai 2,3,4 = = kg b. Lantai 2,3,4 dan 5 Beban hidup = W12 = 6250 kg Beban mati = W4 + W5 + W6 + W7 + W8 + W9 + W10 = = kg c. Total Beban Beban hidup (LL) = = kg dan 5 = 250x5x5 = 6250 kg Beban mati (DL) = Perhitungan beban akibat muatan tiap lantai a. Lantai atap Beban hidup = ( W2 + W3 ) = = 4375 kg Beban mati = W1 + W5 + W8 + W9 + W10 = kg Menurut PPPURG 1983 : Beban hidup dapat direduksi hingga 20 % untuk komponen struktur yang menumpu dua lantai atau lebih. Maka beban hidup di atas dapat direduksi sebesar 20 % atau dikali koefisien reduksi beban hidup = 0,8. Jadi total beban untuk beban hidup :

9 LL = 0, = 8500 Kg Jadi Berat Total lantai : W = DL + LL = = Kg Mutu Beton (fc ) = 35 Mpa = 300 Kg/cm 2 W Rencana Awal A = Φ. f ' c = , = cm 2 Dimensi awal b 2 = cm 2 b = cm 55 cm Jadi dimensi untuk kolom yang di bawah lantai 6 adalah 55 cm 55 cm F. Perhitungan Struktur Akibat Gaya Gempa Tabel 4.1. Perhitungan Berat Bangunan (Wt) Portal As-C b h l faktor Beban Beban No JENIS n Bj beton Wt Satuan m m m reduksi hidup mati A LANTAI ATAP I BEBAN MATI 1 Pelat lantai kg 2 Balok induk 30/60 arah X kg arah Y kg 3 Dinding 1/2 bata kg 4 plesteran kg 5 Intalasi ME + Plumbing kg 6 Sistem pemadam kebakaran kg II BEBAN HIDUP 1 Lantai atap kg 2 Air hujan kg Wtot kg B LANTAI 5 I BEBAN MATI 1 Pelat lantai kg 2 Balok induk 30/60 arah X kg arah Y kg 3 Kolom 55/ kg 4 Dinding 1/2 bata kg 5 plesteran kg 6 Intalasi ME + Plumbing kg 7 Sistem pemadam kebakaran kg 8 Keramik kg 9 Plafond + Penggantung kg II BEBAN HIDUP 1 Perpustakaan kg Wtot kg C LANTAI 4 I BEBAN MATI 1 Pelat lantai kg 2 Balok induk 30/60 arah X kg arah Y kg 3 Kolom 55/ kg 4 Dinding 1/2 bata kg 5 plesteran kg 6 Intalasi ME + Plumbing kg 7 Sistem pemadam kebakaran kg 8 Keramik kg 9 Plafond + Penggantung kg II BEBAN HIDUP 1 Perpustakaan kg Wtot kg D LANTAI 3 Wtot kg E LANTAI 2 Wtot kg Wtot kg a. Berat Bangunan Total (W t ) Wt = n x l x b x Bj beton

10

11 Tabel 4.2. Perhitungan Berat Bangunan (Wt) Portal As-2 b h l faktor Beban Beban No JENIS n Bj beton Wt Satuan m m m reduksi hidup mati A LANTAI ATAP I BEBAN MATI 1 Pelat lantai kg 2 Balok induk 30/60 arah X kg arah Y kg 3 Dinding 1/2 bata kg 4 plesteran kg 5 Intalasi ME + Plumbing kg 6 Sistem pemadam kebakaran kg II BEBAN HIDUP 1 Lantai atap kg 2 Air hujan kg Wtot kg B LANTAI 5 I BEBAN MATI 1 Pelat lantai kg 2 Balok induk 30/60 arah X kg arah Y kg 3 Kolom 55/ kg 4 Dinding 1/2 bata kg 5 plesteran kg 6 Intalasi ME + Plumbing kg 7 Sistem pemadam kebakaran kg 8 Keramik kg 9 Plafond + Penggantung kg II BEBAN HIDUP 1 Perpustakaan kg Wtot kg C LANTAI 4 I BEBAN MATI 1 Pelat lantai kg 2 Balok induk 30/60 arah X kg arah Y kg 3 Kolom 55/ kg 4 Dinding 1/2 bata kg 5 plesteran kg 6 Intalasi ME + Plumbing kg 7 Sistem pemadam kebakaran kg 8 Keramik kg 9 Plafond + Penggantung kg II BEBAN HIDUP 1 Perpustakaan kg Wtot kg D LANTAI 3 Wtot kg E LANTAI 2 Wtot kg Wtot kg Fa = 0.9 Fv = 2.4 Maka nilai : S DS = 2/3.(0.9)(1.348) = 0.809g S D1 = 2/3.(2.4)(0.599) = 0.959g Untuk tanah lunak (SE) dari S DS = 0.809g dan S D1 = 0.959g dengan kategori resiko IV maka didapat kategori desian seismic = D d. Waktu Getar Bangunan (T) Untuk S DS = 0.809g maka dari tabel 14 b. Kategori risiko struktur bangunan (I) Berdasarkan standar gedung untuk perpustakaan sesuai dengan tabel 2.11 berada pada wilayah IV maka faktor ke utamaan (Ie) = 1, (koefesien untuk batas atas pada perioda yang dihitung) SNI diperoleh nilai C u = 1.4 dengan tipe struktur rangka pemikul momen Maka nilai Ta : Ta = C t h c. Spektral Respons Percepatan SE (tanah lunak) berdasarkan tabel koefesien situs yang diambil sesuai dengan peta gerak tanah seismic maka diperoleh : S S = 1.348g S 1 = 0.599g Didapat : Dari tabel 2.10 didapat nilai Ct = a h = x = 0.9 n = 6 Ta = (0.0466)(20.85) 0.9 = 0.72 detik T x max yang diijinkan = Cu. Ta

12 = =1.003 detik Untuk T = 0.6 detik,dengan jenis tanah lunak diperoleh C = 0.8 Atau Sturktur yang tidak melebihi 12 tingkat dimana sistem penahan gaya gempa terdiri rangka penahan f. Perhitungan Geser Dasar (V) V = Cs. W Dimana : momen beton dan tinggi paling sedikti dapat digunakan : Cs = S DS /(R/Ie) = 0.809/(8/1) Ta = 0.1. N = = 0.6 detik = V untuk portal AS - 2 = = kg V untuk portal AS - C = e. Nilai Faktor Respons Gempa (C1) = kg Data-data bangunan : a. Lokasi bangunan : Kota padang b. Jenis tanah : Tanah lunak c. Waktu getar alami : 0,6 detik g. Distribusi Gaya Gempa (F px ) Berdasarkan SNI nilai periode fundamental 0.5 detik < = < 2.5 detik, maka nilai k diperoleh melalui interpolasi berikut K = [(2-1)/( )]( ) = Fx Cvx = Cvx. V = [(Wx.h x k )/(Σ Wi. hi^k) Tabel 4.3 Rekapitulasi Gaya Horizontal Gambar 4.1. Koefisien Gempa Dasar C Pada Portal As 2

13 Lantai Ketotal hi Wi Wi. hi^k V Fi Vx (m) (kg) (kg.m) (kg) (kg) (kg) Lantai atap Lantai Lantai Lantai Lantai a. Detail Penulangan Plat Atap Tabel 4.4 Rekapitulasi Gaya Horizontal Pada Portal As C Lantai Ketotal hi Wi Wi. hi^k V (m) (kg) (kg.m) (kg) Lantai atap Lantai Lantai Lantai Lantai Fi Vx (kg) (kg) b. Detail Penulangan Balok G. Analisa dan Desain Struktur Analisa dan desain struktur dilakukan menggunakan program komputer sehingga didapatkan berupa gaya-gaya dalam yang bekerja, hasil dari gaya-gaya dalam digunakan untuk I. Penulangan Kolom melakukan desain kebutuhan tulangan struktur.

14 5 Kesimpulan Dan Saran a. Kesimpulan Perencanaan yang dilakukan untuk gedung Perpustakaan ini menggunakan konstruksi beton bertulang. Untuk perencanaan terhadap gempa dianalisa dengan analisa gempa respon spektrum dengan lokasi gedung berada pada wilayah dengan kondisi tanah lunak. Gedung ini direncanakan dengan mengacu kepada SNI tentang Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung dan SNI tentang Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Bangunan Gedung. Hasil akhir dari tugas akhir ini dapat disimpulkan sebagai berikut : 1. Balok yang direncanakan adalah sebagai berikut : Tabel 6.1 Penulangan balok Induk dan Balok Anak Balok Induk Balok Anak Lantai Lokasi Tulangan Tulangan Tekan Tarik Tekan Tarik Tumpuan 4 D 19 7 D 19 2 D 16 4 D 16 2 Lapangan 4 D 19 7 D 19 2 D 16 4 D 16 Tumpuan 4 D 19 7 D 19 2 D 16 4 D 16 3 Lapangan 4 D 19 7 D 19 2 D 16 4 D 16 Tumpuan 4 D 19 7 D 19 2 D 16 4 D 16 4 Lapangan 4 D 19 7 D 19 2 D 16 4 D 16 Tumpuan 4 D 19 7 D 19 2 D 16 4 D 16 5 Lapangan 4 D 19 6 D 19 2 D 16 4 D 16 Tumpuan 4 D 19 6 D 19 2 D 16 4 D 16 6 Lapangan 4 D 19 6 D 19 2 D 16 4 D Kolom yang direncanakan adalah sebagai berikut : Tabel 6.2 Penulangan Kolom Kolom Lantai 3. Pelat yang direncanakan adalah sebagai berikut : Tabel 6.3 Penulangan Plat 4. Penulangan sloof yang direncanakan adalah : Tul. Utama Tul.Sengkang (mm) (mm) lantai D 19 Lantai D 22 Lantai D 22 Lantai D 22 Lantai D 22 Tabel 6.4 Penulangan Sloof Tulangan Pelat Posisi Penulangan Atap tumpuan arah x D tumpuan arah Y D (h=12cm) lapangan arah x D lapangan arah Y D lantai 5 tumpuan arah x D tumpuan arah y D (h=13cm) lapangan arah x D lapangan arah y D lantai 4,3,2 tumpuan arah x D tumpuan arah y D (h=13cm) lapangan arah x D lapangan arah y D Tumpuan Tulangan Tarik Tekan 8 5 D 19 3 D D 19 3 D D 19 3 D D 19 3 D D 19 3 D D 19 3 D D 19 3 D D 19 3 D 19

15 5. Baja tulangan yang digunakan : a. Balok induk : untuk tulangan lentur menggunakan BJTD diameter 19 mm dan, sedangkan untuk tulangan sengkang menggunakan BJTD diameter 13 mm. b. Balok anak : untuk tulangan lentur menggunakan BJTD diameter 16, sedangkan untuk tulangan sengkang menggunakan BJTD diameter 13 mm. c. Pelat : menggunakan tulangan BJTD diameter 10 mm. d. Kolom : Untuk tulangan utama menggunakan BJTD diameter 22 mm sedangkan untk tulangan sengkang menggunakan BJTD diameter 13 mm. 6. Perhitungan Pondasi Dari hasil perhitungan dapat disimpulkan bahwa pondasi yang menggunakan 18 D 21 dan untuk tulangan tekan menggunakan 10 D Dengan perencanaan struktur tahan gempa maka kemampuan struktur dalam menahan beban gempa lebih baik jika dibandingkan dengan struktur yang tanpa memperhitungkan aspek gempa tersebut. 8. Dengan memperhatikan faktor gempa terhadap struktur akan menjadikan bangunan lebih kuat dan kokoh, sehingga mengurangi resiko yang tidak diinginkan. 9. Faktor lokasi dan kondisi tanah berpengaruh sekali dalam analisa struktur dengan gempa. Faktor tersebut berdampak terhadap kenaikan volume struktur, dimana kawasan yang rawan gempa atau berpengaruh gempa sangat kuat akan mengakibatkan besarnya volume struktur atau sebaliknya. digunakan adalah pondasi tiang pancang. Untuk pile cap, tebalnya b. Saran adalah 500 mm dan untuk penulangannya, untuk tulangan tarik Berdasarkan hasil Tugas Akhir yang telah dilakukan ini, maka disarankan :

16 1. Perhitungan struktur gedung diperlukan ketelitian agar hasil perhitungan akurat dan benar. 2. Perhitungan struktur gedung harus direncanakan dengan aman, kuat dan ekonomis. 3. Dalam perencanaan struktur gedung harus menggunakan dan mengikuti syarat-syarat / 3. Departemen Pekerjaan Umum PPPURG Kusuma, Gideon Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang. 5. Jack.C.McCormac,2003, DesainBetonBertulang,Erlangga, Jakarta,. 6. Purwuno,Rachmat.2006, Perencanaan Struktur Beton Bertulang Tahan ketentuan-ketentuan/ gempa, ITS Press, Surabaya. standartstandart perencanaan untuk bangunan gedung yang berlaku, sehingga dapat menghasilkan perencanaan yang sesuai dengan apa yang diharapkan. 7. Saefudin, dan Djamaluddin.1999, Konstruksi Beton Bertulang, Angkasa, Bandung. 8. Satyarno,Iman, Nawangalam, Purbolaras dan Pratomo,Indra.2012, Belajar Sap 2000 Analisis Gempa, 6 DAFTAR PUSTAKA Zamil Publishing, Yogyakarta. 1. Badan Standar Nasional Tatacara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung (SNI ). 2. Badan Standar Nasional Tatacara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Bangunan Gedung (SNI ).

17