TINJAUAN ULANG PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG HOTEL INNA MUARA TOWER 3 (Tiga) DI PADANG

Transkripsi

1 TINJAUAN ULANG PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG HOTEL INNA MUARA TOWER 3 (Tiga) DI PADANG Sandi afrinaldi, Yurisman, Khadavi Jurusan Teknik sipil, Fakultas Teknik sipil dan perencanaan Universitas bung hatta sandi_afrinaldi@yahoo.com, yurisman_pdg@yahoo.com, qhad_17@yahoo.com Abstrak Tugas akhir ini berisikan tentang tinjauan ulang perencanaan struktur gedung Hotel Inna Muara tower 3 (tiga) di Padang. Dalam penulisan tugas akhir ini berpedoman kepada beberapa peraturan standar yaitu peraturan yang digunakan dalam penelitian ini yaitu Tata cara perencanaan struktur baja untuk bangunan gedung (SNI ), Tata cara perhitungan struktur beton untuk bangunan gedung (SNI ), Standar perencanaan ketahanan gempa untuk struktur bangunan gedung (SNI ). Perhitungan analisa struktur menggunakan perangkat lunak komputer yang berlisensi, sedangkan perhitungan dimensi struktur dilakukan secara manual. Dari hasil perhitungan didapat pelat S3A dengan ketebalan 130mm menggunakan tulangan Ø10-125, balok B2-16 dengan dimensi 400x800 menggunakan 8Ø22 untuk tulangan tumpuan, - 9Ø22 untuk tulangan tumpuan +, 5Ø22 untuk tulangan lapangan -, 9Ø22 untuk tulangan lapangan +, kolom K14 dengan dimensi 600x600 menggunakan 16Ø19 untuk tulangan utama/tulangan longitudinal. Terdapat perbedaan hasil perhitungan dalm tugas akhir ini dengan perhitungan konsultan perencana. Perbedaan ini terjadi karena adanya kemungkinan perbedaaan asumsi pembebanan oleh penuls dan konsultan perencana. Kata kunci: analisa struktur, dimensi struktur, penulangan struktur

2 RE-OBSERVATION Of STRUCTURE DESIGN Of INNA MUARA HOTEL TOWER 3 (Three) At PADANG Sandi afrinaldi, Yurisman, Khadavi Civil Engineering Department, Faculty of Civil Engineering and Planning, Bung Hatta University sandi_afrinaldi@yahoo.com, yurisman_pdg@yahoo.com, qhad_17@yahoo.com Abstract This final report consist of re-observation of structure design of Inna Muara Hotel tower 3 (three) at Padang. In writing this final report refer to some standard code such as Calculation Role of Steel Structure for Building Construction (SNI ) Calculation Role of Concrete Structure for Building Construction (SNI ), design Standard of Earthquake Resistance for Building Construction (SNI ). The calculation of structure analyze is by using licensed computer software, then manual calculation use to determine the structure dimension and structure reinforcement. This research/observation got the result as follow, plate S3A with the thickness 130mm using Ø as bar for x and y direction, beam B2-16 with the dimension 400x800 using 8Ø22 as bar in support area -, 9Ø22 as bar in support area +, 5Ø22 as bar in field area -, 9Ø22 as bar in field area +. Column K14 with dimension 600x600 using 16Ø19 as main bar/ longitudinal bar. There are some difference of calculation result in this final report to calculation of design consultant. The difference cause by there is difference probability of loading assumption among writer and design consultant. Key word: Structure analyze, Structure dimension, Structure reinforcement

3 Pendahuluan Konstruksi beton bertulang merupakan kombinasi dari elemen-elemen struktur seperti pelat, balok dan kolom yang dihubungkan menjadi satu kesatuan sehingga membentuk suatu bangunan yang layak huni (kuat, aman and kokoh) dimana material elemen strukturnya terbuat dari bahan beton yang diberi perkuatan baja tulangan. Setiap elemen struktur harus mampu memikul beban serta gaya-gaya yang bekerja pada struktur. Beban-beban serta gaya-gaya yang diasumsikan bekerja pada struktur sangat penting untuk diperhatikan, untuk itu diperlukan penguasaan ilmu-ilmu teknik sipil seperti mekanika teknik, rekayasa gempa dan pengetahuan lapangan yang cukup. Tujuan penulisan tugas akhir ini adalah untuk menganalisa perhitungan struktur pada gedung Hotel Inna Muara dengan berpedoman pada referensi berupa bukubuku dan peraturan standar perencanaan yang ada di Indonesia seperti: Tata Cara Perencanaan Struktur Baja untuk Bangunan Gedung (SNI ), Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung (SNI ), dan Standar Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung (SNI ). Metodologi Pengambilan data lapangan ataupun data perencanaan yg diperlukan dalam penyelesaian tugas akhir ini dilakukan dengan mengambil data sekunder, yaitu data yg diperoleh dari pihak/instansi terkait, yaitu pada kontraktor dan Konsultan Manajemen Konstruksi (Konsultan MK) dari Proyek Pembangunan Kembali Unit Usaha Hotel Inna Muara Jl. Gereja No. 34 Padang. Metodologi penelitian yang digunakan/dilakukan dalam penyusunan skripsi ini adalah sebagai berikut: 1. Studi Literatur Studi literature dilakukan dengan cara mempelajari pembebanan struktur, analisa struktur rangka baja, sambungan rangka baja, dan perhitungan elemen struktur portal beton melalui jurnal, artikel dan bukubuku dengan tetap mengacu pada Tata Cara Perencanaan Struktur Baja untuk Bangunan Gedung (SNI ), Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung (SNI ), dan Standar Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk

4 Struktur Bangunan Gedung (SNI ). 2. Konsultasi Konsultasi dilakukan dengan dosen pembimbing, konsultan manajemen konstruksi, pihak kontraktor serta pihak-pihak yang memahami permasalahan yang relevan dengan topik yang dibahas dalam skripsi ini. 3. Pemodelan struktur dan analisa Pemodelan struktur yang digunakan pada skripsi ini adalah berupa struktur kuda-kuda atap dan struktur portal 3 lantai sesuai denga gambar perencanaan pada bangunan yang ditinjau. Perhitungan dilakukan dengan bantuan program komputer. Hasil dan pembahasan Pelat Menurut SNI pasal butir 3 menyatakan bahwa tebal pelat minimum dengan balok yang menghubungkan tumpuan pada semua sisinya harus memenuhi ketentuan sebagai berikut : a) Untuk m 0,2, tebal pelat minimum harus memenuhi nilai sesuai Tabel.10 dalam SNI dan tidak boleh kurang dari: 120 mm untuk pelat tanpa penebalan 100 mm untuk pelat dengan penebalan b) Untuk 0,2 < m 0,2, ketebalan pelat minimum harus memenuhi dan tidak bolekurang dari 120 mm c) Untuk m > 0,2, tebal pelat minimum tidak boleh kurang dari: dan tidak kurang dari 90 mm d) Pada tepi yang tidak menerus, balok tepi harus mempunyai rasio kekakuan tidak kurang dari 0,8 atau sebagai alternatif ketebalan minimum yang ditentukan oleh persamaan diatas harus dinaikkan paling tidak 10% pada panel dengan tepi yang tidak menerus. - Cek Tebal Pelat Ln = diperoleh dari bentang terpendek dikurangi lebar balok = 4000-(( )/2) = 3625 mm Fy = 400 Mpa = diperoleh dari perbandingan antara bentang bersih yang terpanjang

5 dengan bentang bersih yang terpendek. Eb.I b Maka : dimana pada Ep.I p konstruksi monolit yang direncanakan disini Eb = Ep sehinga : m = Nilai rata-rata ratio kekakuan lentur balok dengan kekakuan pelat. Dalam hal ini bentangan yang dianggap sangat menentukan yaitu sebagai berikut : Menghitung 3 Inersia penampang balok Ib = 1/12. b. h 3 = 1/ = mm 4 Pada pelat membentang secara transversal sampai sumbu panel : Gambar 3.26 Daerah perwakilan untuk perhitungan nilai rasio kekuatan Menghitung 1,dan 3 Inersia penampang balok Ip = 1/ = mm 4 Eb.I b Maka : dimana pada Ep.I p konstruksi monolit yang direncanakan disini Ebp = Ep sehinga : Ib = 1/12. b. h 3 = 1/ = mm 4 Pada pelat membentang secara transversal sampai sumbu panel : Ip = 1/ = mm 4 Menghitung 4 Inersia penampang balok Ib = 1/12. b. h 3 = 1/ = mm 4

6 Pada pelat membentang secara transversal sampai sumbu panel : Ip = 1/ = mm 4 Eb.I b Maka : dimana pada Ep.I p konstruksi monolit yang direncanakan disini Eb = Ep sehinga : Untuk Bangunan Gedung SNI Ada beberapa syarat yang harus diperhatikan dalam menghitung penulangan pelat, yaitu : Pasal : f ' c ρ b = x f Pasal : β 1 = 0,85 y 600 x 600 f y Jika 0 < fc < 30 Mpa β 1 = 0,85 0,008 ( fc =30Mpa ) Jika 30 < fc < 55 Mpa m 2.0 maka h 90 mm 130 mm 90 mm Cek : Maka, tebal pelat h = 130 mm dapat digunakan Dalam menghitung penulangan pada pelat, digunakan metode koefisien momen yang menganalisis nilai momen dari arah X dan arah Y pada setiap panel. Menurut Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Bertulang β 1 = 0,65 Jika fc > 55 Mpa Pasal : ρ maks = 0,75 ρ b ρ min = 1,4 / fy Pasal : = 0.8 (faktor reduksi kekuatan untuk komponen yang memikul lentur murni) Data struktur yang digunakan sebagai berikut : 1. Mutu Beton (fc ) = 25 Mpa 2. Mutu Baja (fy) = 240 Mpa 3. Diameter Tulangan = Ø10 mm

7 Penulangan Pelat Lantai Atap Tinjau Panel S3A Diasumsikan pelat terjepit pada kedua sisi Cek jenis pelat : ly lx 2< 2,0(Pelat 2 arah) Perhitungan beban sebagai berikut : i. Beban Mati - Berat sendiri pelat (t=130mm) = 0,13 x 2400 = 312 kg/m 2 - Plafond+penggantung - keramik = 18 kg/m 2 = 24 kg/m 2 - Instalasi ME dan plumbing 2 = 20 kg/m 2 + DL = 374 kg/m 2 ii. Beban Hidup - Beban pekerja = 100 kg/m 2 - Air hujan (5 cm) = 0,05 x 1000 = 50 kg/m 2 + LL = 150 kg/m 2 Beban mati (DL) = 374 kg/m 2 Beban hidup (LL) = 150 kg/m 2 Beban ultimit (qu) = 1,2 DL + 1,6LL = 1,2 (374) + 1,6 (150) = 688,8 kg/m 2 Perhitungan momen disain pelat dianggap terjepit penuh : o Ml x = 0,001 qu lx 2 X,dimana X = 91 = 0,001 (688,8) (4) 2 (91) = 1002,90 kg.m o Ml y = 0,001 qu lx 2 X,dimana X = 25 = 0,001 (688,8) (4) 2 (25) = 275,52 kg.m o Mt x = - 0,001 qu lx 2 X,dimana X = 114 = - 0,001 (688,8) (4) 2 (114) = ,37 kg.m o Mti x = ½ Mlx = ½. 1002,90 kg.m = 501,45 kg.m o Mti y = ½ Mly = ½. 275,52 kg.m

8 = 137,76 kg.m Perhitungan penulangan pelat sebagai berikut: a. Penulangan lapangan arah X Tulangan utama = Ø 10 mm Tinggi efektif (dx) = h p ½ Øtul.x = ½(10) = 95 mm ) ) Harus memenuhi ρ min ρ perlu ρ maks Pembatasan nilai : ρ min ρ ρ max β1 = 0,85 fc 30 MPa Dimana ; = = M lx =M u = 1002,90kg.m=1002,90x10 4 Nmm M n = M u / = 1002,90 x 10 4 / 0,8 =1253,63 x 10 4 Nmm Jika ρ ada < ρ min, maka digunakan ρ ada = ρ min dan As = ρ ada.b.d Jika ρ ada > ρ maks, maka tebal pelat harus diperbesar Diperoleh : ρ > ρ min 0,006> 0,0058 Maka dipakai ρ perlu = 0,006 Luas tulangan tarik (As) As = ρ x b x d = 0,006 x 1000 x 95 = 570 mm 2 Dipakai tulangan Ø mm As = 628 mm 2 Chek momen nominal penampang : As aktual = 628 mm 2

9 Lengan momen dalam : = 0,040 maka momen nominal aktualnya adalah : = = Mn = As.fy.(d - a/2) = 628x 240 x (95 7,093/2) Ml y =M u =275,52 kg.m = 275,52 x 10 4 Nmm M n =M u / =275,52x10 4 /0,8=344,4x10 4 Nmm Syarat : = ,52 Nmm Mn actual > Mn perlu ) ,52 Nmm > Nmm b. Penulangan lapangan arah Y Tulangan utama arah x = Ø 10 mm Tulangan utama arah y = Ø 10 mm Tinggi efektif (dx) = h p Ø tul.x ½ Ø tul.y = ½ (10)= 85 mm ) Harus memenuhi ρmin ρada ρmaks Jika ρ ada < ρ min,maka digunakan ρada = ρ min dan As = ρ ada.b.d Jika ρ ada > ρ maks,maka tebal pelat harus diperbesar Diperoleh : ρ < ρ min 0,002< 0,0058 Pembatasan nilai : ρ min ρ ρ max β1 = 0,85 fc 30 MPa Dimana ; Maka dipakai ρ min = 0,0058 Luas tulangan tarik (As) As = ρ x b x d = 0,0058 x 1000 x 85 = 493 mm 2

10 Dipakai tulangan Ø mm As = 549,5 mm 2 Chek momen nominal penampang : As aktual = 549,5 mm 2 Dimana ; Lengan momen dalam : = = Mti x =M u = 501,45kg.m = 501,45 x 10 4 Nmm M n =M u / = /0,8=626,81x10 4 Nmm maka momen nominal aktualnya adalah : Mn = As.fy.(d - a/2) = 549,5x 240 x (85 6,206/2) = ,36 Nmm Syarat : Mn actual > Mn perlu ,36 Nmm > Nmm c. Penulangan tumpuan arah X Tinggi efektif (dx) = h p ½ Øtul.x = ½(10)= 95 mm Pembatasan nilai : ρ min ρ ρ max β1 = 0,85 fc 30 MPa ) ) Harus memenuhi ρ min ρ ada ρ maks Jika ρ ada < ρ min, maka digunakan ρada = ρ min dan As = ρ ada.b.d Jika ρ ada > ρ maks, maka tebal pelat harus diperbesar Diperoleh : ρ < ρ min 0,0029< 0,0058 Maka dipakai ρ min = 0,0058

11 Luas tulangan tarik (As) As = ρ x b x d = 0,0058 x 1000 x 95= 551 mm Pembatasan nilai : ρ min ρ ρ max β1 = 0,85 fc 30 MPa Dipakai tulangan Ø mm As = 628 mm 2 Chek momen nominal penampang : As aktual = 628 mm 2 Dimana ; Lengan momen dalam : maka momen nominal aktualnya adalah : = = Mti y =M u = 137,76kg.m = 137,76x 10 4 Nmm M n =M u / =137,76x10 4 /0,8=172,2x10 4 Nmm Mn = As.fy.(d - a/2) = 628x 240 x (95 7, 093/2) = ,52 Nmm Syarat : Mn actual > Mn perlu ,52 Nmm > Nmm ) ) d. Penulangan tumpuan arah Y Tinggi efektif(dx)=h p Øtul.x ½Øtul.y = ½(10)= 85 mm Harus memenuhi ρ min ρ ada ρ maks Jika ρ ada < ρ min,maka digunakan ρada = ρ min dan As = ρ ada.b.d Jika ρ ada > ρ maks,maka tebal pelat harus diperbesar

12 Diperoleh : ρ < ρ min 0,001< 0,0058 Maka dipakai ρ min = 0,0058 Luas tulangan tarik (As) As = ρ x b x d = 0,0058 x 1000 x 85= 493 mm Dipakai tulangan Ø mm As = 549,5 mm 2 Chek momen nominal penampang : As aktual = 549,5 mm 2 Balok Daerah tumpuan (momen negatif untuk tulangan atas) Mu = 58,80541 ton.m = 58805,41kg.m = 58805,41x 10 4 N.mm Tinggi efektif balok (d) d = h p Ds ½ Du = ½.22 = 739 mm d = h d= = 61 mm Koefisien kapasitas penampang Lengan momen dalam : Syarat rasio penulangan = = maka momen nominal aktualnya adalah : Mn = As.fy.(d - a/2) = 549,5x 240 x (85 6,206/2) = ,36 Nmm Syarat : Mn actual > Mn perlu ,36 Nmm > Nmm Perhitungan panel pelat atap yg lainnya di tabelkan 0, , ( ) Nilai perbandingan tegangan m= f 0,85 fc = 400 0, Maka diperoleh nilai rasio tulangan perlu ) )

13 Syarat Karena nilai = 0,007 As perlu = ρ. b. d = 2097,2 mm 2 maka digunakan 0,0035< 0,0103< 0,020 Perhitungan kapasitas penampang Coba 6 Ø 22 dengan As aktual = 2279,64 mm 2 Kontrol terhadap nilai ρ ( ) ( ) Syarat 0,0035< 0,0077< 0,020 Perhitungan kapasitas penampang ( ) Karena Ø Mn < Mu maka As aktual harus dinaikkan dengan cara menambah jumlah tulangan. Coba 8 Ø 22 dengan As aktual = 3039,52 mm 2 Kontrol terhadap nilai ρ Jadi 8 Ø 22 dapat digunakan pada tulangan atas pada tumpuan Daerah tumpuan (momen Positif untuk tulangan bawah) Mu = 65,12253 ton.m = 65122,53kg.m = 65122,53x 10 4 N.mm Tinggi efektif balok (d) d = h p Ds ½ Du = ½.22 = 739 mm d = h d= = 61 mm Koefisien kapasitas penampang

14 Syarat rasio penulangan Perhitungan kapasitas penampang = = ( ) =0,8.3039, ( ,91 ) 2 =72059,47 x 10 4 <65122,53x 10 4 = 0,020 Nilai perbandingan tegangan Jadi 9 Ø 22 dapat digunakan pada tulangan bawah pada tumpuan Kolom Maka diperoleh nilai rasio tulangan perlu ρ perlu = 1 m (2.m. n) (1 1 ) f Jarak dari serat tepi terdesak ke garis netral keadaan seimbang 1 = 18,824 (1 1 Karena nilai = 0,008 (2 18,824 2,98) ) 400 maka digunakan Dengan mengacu pada diagram regangan maka : As perlu = ρ. b. d = 2364,8 mm 2 Coba 9 Ø 22 dengan As aktual = 3419,46 mm 2 Kontrol terhadap nilai ρ Dengan didapatnya disimpulkan bahwa tulangan baja tekan sudah meluluh, dengan demikian maka fs = f Syarat 0,0035< 0,0116< 0,020

15 Selanjutnya dilakukan evaluasi besarnya gaya tekan dan tarik Dengan demikian penampang kolom memenuhi persyaratan Momen yang dihasilkan penampang adalah : Maka : ( ( )) ( ( )) Maka kolom hancur dengan diawali beton didaerah tekan. Periksa kekuatan penampang Dengan demikian penampang kolom memenuhi persyaratan Kesimpulan Dari hasil perhitungan penulangan elemen struktur pada gedung hotel inna muara tower 3 (tiga) maka dapat sisimpulkan sebagai berikut: 1. Dari perhitungan penulangan pelat lantai dengan menggunakan metoda

16 koefisien momen yang ditinjau terhadap arah X dan Y maka diperoleh penulangan pelat seperti terlihat pada tabel 1. Table 1. Penulangan Pelat Panel lantai Penulis Perencana S3A Ø Ø S3 Ø Ø S4 Ø Ø S6 Ø Ø Dari hasil perhitungan penulangan balok antara penulis dan perencana diperoleh bahwa hasil penulangan balok ada yang lebih besar dan ada yang lebih kecil terhadap perencana seperti terlihat pada tabel 2. Table 2. Penulangan Balok 40x80 Tulangan Utama Tipe balok Lokasi Penulis Perencana Tump - 5 Ø 22 5 Ø 22 Tump + 3 Ø 22 3 Ø 22 B1 19 Lap - 3 Ø 22 5 Ø 22 Lap + 3 Ø 22 3 Ø 22 B2 15 Tump - 5 Ø 22 5 Ø 22 Tump + 4 Ø 22 3 Ø 22 Lap - 3 Ø 22 3 Ø 22 Lap + 4 Ø 22 5 Ø Dari hasil perhitungan penulangan Kolom antara penulis dan perencana diperoleh bahwa hasil penulangan berdasarkan perhitungan penulis lebih kecil dari pada perhitungan perencana seperti terlihat pada tabel Table 3. Penulangan Kolom 60x60 Tipe Kolom Tulangan Utama Penulis Perencana K9 16 Ø Ø 19 K11 16 Ø Ø 19 K13 16 Ø Ø 19 K14 16 Ø Ø 19 K15 16 Ø Ø 19 Daftar pustaka Asroni, Ali. 2010, Kolom Pondasi dan Balok T Beton Bertulang, Penerbit : Graha Ilmu. Yogyakarta Cahya, Indra. 1999, Beton Bertulang, Penerbit : Universitas Brawijaya. Malang Departemen Pekerjaan Umum Tata Cara Perencanan Struktur baja untuk bangunan Gedung, SNI , Yayasan Badan Penerbit : PU. B2 16 B2 19 Tump - 8 Ø 22 7 Ø 22 Tump + 9 Ø 22 3 Ø 22 Lap - 5 Ø 22 3 Ø 22 Lap + 9 Ø 22 5 Ø 22 Tump - 3 Ø 22 5 Ø 22 Tump + 3 Ø 22 3 Ø 22 Lap - 4 Ø 22 5 Ø 22 Lap + 3 Ø 22 3 Ø 22 Departemen Pekerjaan Umum Tata Cara perencanan Ketahanan Gempa Untuk Bangunan Gedung, SNI 03

17 , Yayasan Badan Penerbit : PU. Departemen Pekerjaan Umum Tata Cara perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung, SNI , Yayasan Badan Penerbit : PU. Departemen Pekerjaan Umum Pedoman Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah dan Gedung, Yayasan Badan Penerbit : PU Direktorat Penerbit Penyelidikan Masalah Bangunan Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung. Direktorat Jendral Cipta Karya departemen Pekerjaan umum, Bandung. G. Nawy, Edgard, Beton Bertulang Suatu Pendekatan Dasar.Penerbit : PT Refika Aditama.Bandung. H. Kusuma, Gideon, dan Andriano Takim, Desain Struktur Rangka Beton Bertulang di Daerah Rawan Gempa Seri Beton 3.Penerbit : Erlangga.Jakarta. Terbaru Edisi Keempat, Penerbit : ITS Press, Surabaya Setiawan, Agus , Perencanaan Struktur Baja Dengan Metoda LRFD {Sesuai SNI , Penerbit : Erlangga, Jakarta Sunggono Kh, V. 1995, Teknik Sipil, Penerbit : Nova. Bandung Vis, W.C. dan H. Kusuma, Gideon Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang berdasarkan SK SNI T Seri Beton 1. Penerbit : Erlangga. Jakarta. Vis, W.C. dan H. Kusuma, Gideon Grafik dan Tabel Perhitungan Beton Bertulang berdasarkan SK SNI T Seri Beton 4. Penerbit : Erlangga. Jakarta. Y CE, Hadi. 2000, Perhitungan Konstruksi Baja Lengkap Jilid 2, Penerbit : Yustadi Offset Printing. Purwono, Rachmad, 2010, Perencanaan Struktur Beton Bertulang Tahan Gempa Sesuai SNI-1726 dan SNI-2847