PERENCANAAN GEDUNG PERKANTORAN DI KOTA PADANG

Transkripsi

1 PERENCANAAN GEDUNG PERKANTORAN DI KOTA PADANG Rivva, Nasfryzal Carlo, dan Indra Farni Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Bung Hatta, Padang rivvariniga@yahoo.co.id, carlo@bunghatta.ac.id, indrafarni@bunghatta.ac.id Abstrak Terjadi gempa 30 September 2009 dengan kekuatan 7,6SR telah merusak bangunan di kota Padang Sumatera Barat. Bangunan mengalami kerusakan ringan hingga berat. Hal ini mungkin dikarenakan perencanaan yang tidak memperhatikan kriteria gempa. Untuk itu, penulis merencanakan gedung perkantoran yang ramah gempa. Beban hidup pada atap 100kg/cm 2 dan lantai 250kg/cm 2. Perencanaan struktur beton bertulang gedung ini berdasarkan SNI dan SNI tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur bangunan gedung dan non gedung. Prinsip yang digunakan adalah struktur kolom bertulangan kuat dan struktur balok bertulangan lemah. Perhitungan terdiri dari struktur atas (pelat, balok, dan kolom) dan struktur bawah (pondasi). Data yang digunakan adalah denah gedung dan hasil penyelidikan tanah gedung Dinas Prasarana Jalan, Tata Ruang dan Permukiman Sumatera Barat. Berdasarkan hasil perhitungan diperoleh tebal pelat atap 13cm dan pelat lantai 15cm, dimensi balok 35/60 tulangan D22, kolom 35/45 dan 50/55 tulangan D25. Pondasi tiang pancang pada kedalaman 25,5m, dengan diameter tiang pancang 60cm. Dimensi tie beam 35/70. Dimensi pilecap 270/120cm dengan tebal 50cm. Penurunan pondasi yang terjadi adalah 0,22cm. Kata kunci : gempa, pelat, balok, kolom, pondasi Pembimbing I Pembimbing II (Prof. Dr. Ir. H. Nasfryzal Carlo, M.Sc, IPM) (Ir. H. Indra Farni, MT)

2 PLANNING OF OFFICE BUILDING IN PADANG Rivva, Nasfryzal Carlo, and Indra Farni Department of Civil Engineering, Faculty of Civil Engineering and Planning, Bung Hatta University, Padang rivvariniga@yahoo.co.id, carlo@bunghatta.ac.id, indrafarni@bunghatta.ac.id Abstract Occurred the earthquake 30 September of 2009 with strength of 7,6SR destroyed buildings in Padang West Sumatra. The building suffered moderate to severe damage. This is because of the planning that did not see the earthquake criteria. Therefore, the writer was planning office building earthquake resistant. Live load of roof 100kg/cm 2 and floor 250kg/cm 2. Planning reinforced concrete structure of the building is based on SNI and SNI 1726: 2012 about planning procedure for the earthquake resistance of buildings and non-building structures. Principle that use is strong column weak beam. Calculation consist of the upper structure (slabs, beams, columns) and the bottom structure (foundation). The data used is the sketch of building and soil investigation Dinas Prasarana Jalan, Tata Ruang, dan Permukiman of West Sumatra. Based on calculations, the thickness of the roof slab 13 cm and 15 cm slab. 35/60 beam dimensions using reinforcement D22. Column 35/45 and 50/55 with reinforcement D25. Pile foundation in 25,5cm, with 60cm diameter piles. Dimensions tie beams 35/70. Dimensions Pilecap 270/120cm with 50cm thick. Settlement of foundation that occurred was 0,22 cm. Key word : earthquakes, slab, beams, columns, foundation Advisor I Advisor II (Prof. Dr. Ir. H. Nasfryzal Carlo, M.Sc, IPM) (Ir. H. Indra Farni, MT)

3 PENDAHULUAN Sumatera Barat diguncang gempa pada 30 September 2009 lalu. Dengan kekuatan 7,6 Skala Richter di lepas pantai Sumatera Barat. Akibat gempa tersebut bangunan yang ada di kota Padang mengalami kerusakan. Baik bangunan pemerintah, swasta, maupun pemukiman masyarakat. Dengan keadaan tersebut, maka penulis merencanakan bangunan yang ramah gempa. Jenis bangunan yang direncanakan adalah gedung perkantoran. Untuk itulah, perencanaan gedung perkantoran ini dibuat agar didapatkan konstruksi gedung yang ramah gempa berdasarkan aturan yang berlaku di Indonesia. Gedung direncanakan berupa konstruksi beton bertulang. Dimana penulis menggunakan denah dan data penelitian tanah gedung dinas prasarana, jalan, tata ruang, dan permukiman. Dengan uraian tersebut penulis membuat tugas akhir ini yang dengan judul Perencanaan Struktur Gedung Perkantoran Di Kota Padang. Maksud dari penulisan tugas akhir ini adalah untuk memahami perencanaan perhitungan gedung perkantoran yang terdiri dari struktur atas (pelat,kolom,dan balok) dan struktur bawah (pondasi). Tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah : a. Untuk dapat merencanakan konstruksi gedung bertingkat dari beton bertulang yang sesuai dengan peraturan yang berlaku. b. Memberikan gambaran mengenai prinsip dasar perencanaan seperti persyaratan dan hal-hal yang harus jadi pertimbangan dalam perencanaan gedung bertingkat. c. Untuk dapat menggunakan software dalam perhitungan struktur gedung sehingga hasil perhitungannya lebih teliti.

4 Dalam pembuatan tugas akhir ini, penulis merencanakan gedung perkantoran berlantai empat dengan menggunakan denah dan data penyelidikan tanah gedung Dinas Prasarana Jalan, Tata Ruang Dan Permukiman Sumatera Barat yang berada di jalan Taman Siswa. Data ada beberapa macam. Data tersebut adalah : Data berdasarkan sumbernya Berdasarkan sumbernya, data penelitian dapat dikelompokkan ke dalam dua jenis yaitu data primer dan data sekunder. 1. Data primer adalah data yang diperoleh atau dikumpulkan oleh peneliti secara langsung dari sumber datanya. Data primer disebut juga dengan data asli atau data baru yang memiliki sifat up to date. Untuk mendapatkan data primer, peneliti harus mengumpulkannya secara digunakan peneliti untuk mendapatkan data primer antara lain observasi, wawancara, diskusi terfokus, dan penyebaran kuisioner. 2. Data sekunder adalah data yang diperoleh atau dikumpulkan peneliti dari berbagai sumber yang telah ada (peneliti sebagai tangan kedua). Data yang penulis kumpulkan merupakan data sekunder. Hal ini dikarenakan penulis mendapatkan data dari Dinas Prasarana Jalan Tata Ruang dan Permukiman yang berada di Jalan Taman Siswa Kota Padang. Tugas akhir ini terfokus pada berikut ini : 1. Perhitungan pada struktur atas (balok, kolom, dan pelat) dan struktur bawah (pondasi). 2. Permodelan dan analisa struktur menggunakan program komputer yaitu SAP langsung. Teknik yang dapat

5 3. Perhitungan struktur bangunan gedung mengacu kepada peraturanperaturan atau standar-standar antara lain, yaitu Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983, SNI , SNI 1726:2012 Tata perencanaan gempa untuk struktur bangunan gedung dan non gedung. 4. Analisa pembebanan akibat gaya vertikal menggunakan metode amvelop. Berikut adalah denah yang ditinjau analisa pembebanannya. cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur bangunan gedung dengan non gedung. Metodologi 1. Fungsi bangunan yang direncanakan adalah untuk perkantoran dengan beban hidup pada atap 100 kg/cm 2 dan lantai 250 kg/cm 2. Terletak di kota Padang. 2. Beban-beban yang diperhitungkan adalah : a. Beban sendiri bangunan(dead Load) b. Beban hidup bangunan (Live Load) c. Beban gempa (Earthquake Load) 3. Perencanaan struktur beton bertulang gedung ini menggunakan peraturan SNI dan SNI untuk

6 ɸ = 0,8 faktor reduksi kekuatan untuk komponen yang memikul lentur murni Langkah-langkahperhitungan : Mu = ɸ.0,5.ρ.b.d.fy. Didapat ρ, cek nilai yang didapat dengan nilai ρ min dan ρ max Tulangan tarik (As) = ρ.b.d 5. Gaya-gaya dalam dihitung dengan program komputer (SAP2000). Output dari SAP2000 ini digunakan untuk perencanaan elemen struktur berupa balok dan kolom. Sedangkan pelat dihitung secara manual. 6. Analisa penulangan pelat : Data-data yang diperlukan dalam menganalisa penulangan pelat adalah : fc = Kuat tekan beton fy = Tegangan leleh baja tulangan yang disyaratkan Wu = Beban terfaktor per unit luas pelat b = Lebar plat yang ditinjau per 1m Tulangan tekan (As ) = 0,5. As 7. Analisa penulangan balok Data yang diperlukan dalam analisa penulangan balok adalah : fc = Kuat tekan beton fy = Tegangan leleh baja tulangan yang disyaratkan b = Lebar plat yang ditinjau per 1m lebar hf = Tebal plat, mm Mn = Kuat momen penampang kn/m 2 ɸ = 0,8, factor reduksi kekuatan untuk komponen yang memikul lentur murni p = Tebal penutup beton, mm d = Tebal plat

7 d = Tinggi efektif balok (jarak dari serat tekan terluar ke pusat tulangan tarik), mm d = Jarak dari serat tekan terluar ke pusat tulangan tekan, mm. 8. Analisa penulangan kolom e x = e = Asumsikan penulangan As = ρ.b.d 9. Analisa tulangan geser Data yang di perlukan : Hitung jarak pemasangan tulangan geser : a. Fc = kuat tekan beton, mpa b. Fy = tekananlelehbajatulangan yang disyaratkan, 400 Mpa c. H = dimensikolom d. Mux = momenterfaktorarah X e. Muy = momenterfaktorarah Y f. Pu = total gaya normal arah memanjang dan melintang g. Agr = luas penampang h. Φ = 0,7 (factor reduksi) Langkah-langkahperhitungan : Eksentrisitas yang terjadi akibat beban rencana. e y = a. Pada daerah ¼ L dipakaiv c= 1/2 ØV c, apabila nilai V u >1/2 ØV c, maka di perlukan tulangan geser Vc = bw.d Vs = Vc s = Dengan syaratnya : Jarak spasi sengkang tidak boleh lebih dari ½ d atau 600 mm, ambil yang lebih kecil b. Pada daerah ½ L dipakai Vc=ØVc, apabila nilai Vu >½ ØVc, maka diperlukan tulangan geser Vc = bw.d

8 Vs = Vc s = Hasil/ Kesimpulan 1. Pelat a. Mutu beton yang digunakan adalah 35 Mpa dan mutu baja 400 Mpa. b. Tebal pelat : Harus lebih besar dari : o Pelat atap = 13 cm o Pelat lantai = 15 cm Asumsikan panel pelat terjepit penuh : Ly/Lx = 7,2 m / 3,6 m = 2 Dari Grafik Dan Tabel Perhitungan Beton Bertulang, hal: 26, didapat momen: Mlx = 0,001. Wu. Lx 2.X = 479,66 Kg.m Mly = 0,001. Wu. Lx 2. X = 124,05 Kg.m h = Mtx = -0,001. Wu. Lx 2. X= -678,14Kg.m Mty = -0,001. Wu. Lx 2. X= - 438,31 Kg.m = = 12,68 cm Harus lebih kecil dari : b = 1000 mm = 1 m h = 130 mm = 0,13 m D= 10 mm h = Penulangan pelat atap arah x (lapangan) = Mu d = 479,66 Kg.m = h p ½ D tulangan= 105 mm = 15,76 cm = = 435,07 kn/m 2 Tebal pelat yang digunakan adalah :

9 Menurut buku Grafik dan Tabel Lengan momen dalam : Perencanaan Beton Bertulang, tabel 5.1.e didapat : = 0,0014 (hasil interpolasi) a= As. fy = 0,85. fc'. b 393 x400 0,85x35x1000 = 5,28 mm ρb = 0,85 x β 1 x x maka momen nominal aktualnya adalah : Mn = As.fy.(d - a/2) = 0,0362 = 393 x 400 x (105 5,28/2) ρmaks = 0,75 x ρb = 0,0272 = Nmm ρmin = = 0,0035 Syarat : Mn actual > Mn perlu Syarat : ρmin ρ ρmaks Nmm> Nmm.OKE!!! 0,0035> 0,0014 < 0,0272..(Tidak Ok) Maka gunakan ρ =0,0035 Penulangan pelat atap arah y (lapangan) As = ρ. b. d = 367,5mm 2 Dipakai tulangan : D mm As = 393 mm 2 Mu d = 124,05 Kg.m = h p Ø tul.arah-x ½ Øtul.arahy = (½ x 10) = 95 mm Cek momen nominal penampang : = = 137,45 KN/m 2 Ρ aktual = Luastul.aktual = bxd = 0, x 105 Menurut buku Grafik dan Tabel Perencanaan Beton Bertulang, tabel 5.1.e.

10 didapat : = 0,00041 (hasil As aktual = 349 mm 2 interpolasi) Ρ aktual = Luastul.aktual bxd = ρb = 0,85 x β 1 x x 349 = 0, x95 Lengan momen dalam : = 0,85 x 0,81 x x[ = 0,0362 a = As. fy 0,85. fc'. b = 349 x400 0,85x35x1000 = 4,69 mm ρmaks = 0,75 x ρb = 0,75 x 0,0362 = 0,0272 maka momen nominal actualnya adalah : ρmin = = = 0,0035 Mn = As.fy.(d - a/2) Syarat : ρmin ρ ρmaks = 349 x 400 x (95 4,69/2) 0,0035> 0,00041< 0,0272 (Tidak Ok) Maka gunakan ρ =0,0035 Luas tulangan tarik (As) As = ρ. b. d = 0,0035 x 1000 x 95 = 332,5 mm 2 = Nmm Syarat : Mn actual > Mn perlu Nmm > Nmm..OKE!!! Resume penulangan pelatatap : Dipakai tulangan : D10 225mm As = 349 mm 2 Chek momen nominal penampang : lapangan arah x lapangan arah y tumpuan arah x tumpuan arah y =D =D =D =D10-225

11 c. Tebal pelat lantai tipikal (4,3,2,1) adalah 150mm dengan menggunakan tulangan : = = 1790,88kN/m 2 Dari Buku Grafik Dan Tabel Perencanaan lapangan arah x lapangan arah y tumpuan arah x tumpuan arah y 2. Balok Dimensi balok : =D =D =D =D Beton Bertulang, Tabel. 5.1.e. Syarat : ρmin ρ ρmaks 0,0035 < 0,0058 <0,0272.ok Maka gunakan ρ = 0,0058 As = ρ. b. d= 1094,17 mm 2 h = 1 16 L = x 7200= 450 mm n = = = 2,879 3 h rencana = 600 mm maka digunakan As = 3D 22. b = 2 1 ( h ) = 2 1 ( 600 ) =300 mm As = ½*As = 547,085 mm 2 b rencana = 350 mm n = = = 1,439 2 Dimensi balok 35/60. Momen desain untuk penulangan balok diambil yang di muka kolom. maka digunakan As = 2D 22. Dengan cara yang sama hasil perhitungan ditabelkan. Balok pada lantai atap Penulangan balok daerah tumpuan : Mu = 145,681 kn.m

12 A g = 0,0354 P n(max) = 0,0354 (43649,28) = 1545,19 cm 2 Diambil lebar kolom (b) yaitu sebesar 35 Penulangan geser balok : cm, maka h kolom adalah : h = A g / b = 1545,19 / 35 = 44,12 cm, maka digunakan h = 45cm Maka dimensi kolom K1350 x 450 mm pada lantai 4 dan K2500 mm x 550 mm pada lantai 3, 2, dan 1. Penulangan kolom : 3. Kolom Perhitungan dimensi awal kolom dihitung berdasarkan SNI , dengan persamaan berikut : Ø Pn (max) = 0,8 Ø [ (0,85. f c (A g A st ) + f y A st ] Kolom lantai 4 (Pu) = 629,52kN (Mux) = 355,24 knm A g = 0,0354 P n(max) Dimensi kolom lantai 4 (Muy) = 193,30kNm Beban yang bekerja pada kolom lantai 4 = W 4 = 43649,28kg Mutu beton (fc ) Mutu baja (fy) = 35 MPa = 400 MPa

13 Faktor reduksi = 0,7 Dari grafik 6.2 Buku grafik dan tabel D tulangan utama D tulangansengkang = 22 mm = 10 mm perhitungan beton bertulang, maka didapatkan : r = 0,03 d = /2 (22) =61 mm Eksentrisitas momen lentur searah sumbu X (ex) ex = = = 0,31 Eksentrisitas momen lentur searah sumbu Y (ey) ey = = = 0,56 Eksentrisitas momen lentur resultan fc = 35 Mpa, maka β = 1,33 Rasio tulangan (As) ρ = r. β = 0,03.1,33 = 0,0399 As = ρ.agr = 0, = 6284 mm 2 Maka dipakai tulangan 14 D 25= 6868,75 mm 2 Penulangan selanjutnya ditabelkan. e = = 0,64 m = 640 mm = = 0,138 = = 0,192> 0,1 = = 1,428. = 0,192. 1,42 = 0,274

14 Penulangan geser kolom : d. Jumlah tiang 2 buah dengan jarak antar tiang adalah 150cm. e. Daya dukung vertikal kelompok tiang adalah : = Eg x jumlah tiang x daya dukung tiang = 0,88 x 2 x 291, Pondasi a. Pondasi yang direncanakan adalah pondasi tiang pancang sedalam 25,5m. b. daya dukung ujung (Qe) adalah : Qe = 40 x Ap x N = 512,49 ton > 356,59 ton (memenuhi). f. Daya dukung horizontal kelompok tiang adalah Hu = 231,17 t. g. Penurunan pondasi tiang pancang Total penurunan : = 40x 0,2826 x 39,88= 450,8 T ΔH total = e + ΔH= 1,149 mm + 1,02 mm Daya dukung selimut tiang dengan rumus Meyerhoff (1976) : Qs = 0,2 x Nspt x P x L = 0,2 x 20,54 x 1,884 x 25,5 = 197,36 t Qult = Qe+Qs = 450,8+ 197,36 = 648,16 t Daya dukung ijin tiang Qall =291,187 T. c. Diameter tiang pancang 60cm = 2,169 mm = 0,22 cm h. Dimensi pilecap cm dengan tebal 50 cm 5. Berdasarkan perbedaan penurunan pondasi, diperoleh tie beam dengan dimensi 35/70 dan tulangan D22. Daftar pustaka Ilmu Sipil, ketentuan perencanaan bangunan yang baik,

15 pada tanggal 1 Mei 2014 pukul Pamungkas Anugrah Desain Pondasi Tahan Gempa Sesuai SNI dan SNI , Andi, Yogyakarta. Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Bertulang Berdasarkan SK SNI T Seri Beton 1, Erlangga. Jakarta. W.C. Vis dan Gideon Kusuma, Grafik Dan Tabel perhitungan Beton Bertulang Berdasarkan SK SNI T Seri Beton 4, Erlangga, Jakarta. Gedung Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur bangunan gedung dan non gedung SNI 1726:2012. Tata cara perhitungan struktur beton untuk bangunan gedung SNI Teknik Sipil, Beban gempa dan pengaruhnya terhadap struktur bangunan, pada tanggal 25 April 2014 pukul W.C. Vis dan Gideon Kusuma, Dasar Dasar Perencanaan Beton