PERANCANGAN GEDUNG FMIPA-ITS SURABAYA DENGAN MENGGUNAKAN BALOK PRATEKAN

Transkripsi

1 PERANCANGAN GEDUNG FMIPA-ITS SURABAYA DENGAN MENGGUNAKAN BALOK PRATEKAN Giovanni Loogiss, I Gusti Putu Raka Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Surabaya Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya gloogiss@gmail.com ABSTRAK Perancangan Gedung Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Teknologi Sepuluh November Surabaya dirancang sesuai dengan kebutuhan yaitu 11 lantai. Salah satu fungsi ruangan dalam gedung tersebut adalah sebagai ruang seminar sehingga membutuhkan perancangan struktur yang dapat digunakan untuk bentang panjang yaitu balok pratekan. Dalam Tugas Akhir ini dibahas perancangan dengan menggunakan balok pratekan pada ruang seminar. Perencanaan yang dilakukan pada gedung tersebut meliputi perancangan struktur sekunder dan struktur utama dan metode pelaksanaan dari pembangunan gedung tersebut. Dalam Perancangan ini menghasilkan perencanaan gedung dengan sistem struktur Sistem Rangka Pemikul Momen Menengah (SRPMM) yang memenuhi persyaratan bangunan tahan gempa sesuai dengan SNI , SNI , SNI , dan PPIUG Kata kunci: SRPMM, Balok Pratekan I. Pendahuluan Akhir-ahir ini perkembangan teknologi beton sangat pesat. Diikuti dengan perkembangan besi tulangan yang digunakan. Sehingga dikembangkan teknik beton pratekan yang menggabungkan beton mutu tinggi dengan baja mutu tinggi. Untuk tugas akhir ini penulis menggunakan Gedung FMIPA-ITS Surabaya yang dalam perancangannya menggunakan balok pratekan. Adapun Jumlah lantai gedung tersebut adalah 11 lantai dengan salah satu fungsi ruangan sebagai ruang seminar. Tujuan secara rinci dari pembahasan tuas akhir ini yaitu : 1. Membuat denah sesuai dengan perancangan yang dilakukan 2. Menghitung pembebanan yang terjadi pada gedung Menara SAINS FMIPA-ITS Surabaya dengan modifikasi yang dilakukan. 3. Merancanakan gedung Menara SAINS FMIPA-ITS Surabaya dengan sistem balok pratekan dan sistem struktur SRPMM. II. Metodologi Metodologi pada penulisan tugas akhir ini antara lain dapat dilihat pada alur di bawah ini, selanjutnya akan diikuti dengan penjelasan dari alur tersebut.

2 F c beton pratekan : 50 MPa Fy tendon : 400 MPa Untuk desain awal bangunan didapatkan perancangan sebagai berikut. Dimensi Balok Sesuai dengan SNI Psl untuk dimensi balok (minimum) maka diperoleh dimensi balok yang disajikan dalam tabel berikut : Tabel 3.1 Dimensi Balok No Type Dimensi 1 Balok Induk 60/80 2 Balok Anak 35/45 3 Balok Lift 35/50 4 Balok Pratekan 60/ Pengumpulan Data Data perencanaan bangunan : III. Nama gedung : Gedung Menara SAINS FMIPA-ITS Surabaya Fungsi : Gedung kuliah Jumlah lantai : 11 Lantai Tinggi Gedung : 52,3 meter Struktur utama : Struktur beton bertulang dengan satu ruangan (ruang theather-seminar) menggunakan balok pratekan Hasil dan Pembahasan 3.1 Preliminary Design Data struktur perancangan gedung FMIPA- ITS Surabaya : F c beton Fy baja : 30 MPa : 400 MPa Dimensi Pelat Pelat yang didesain terdiri dari pelat satu arah dan pelat dua arah yang di desain sesuai dengan SNI Ps Dari hasil perhitungan diperoleh tebal pelat seperti pada tabel di bawah ini : Ukuran Lx Ly β Tebal Pelat Lantai Pelat Atap pelat 3,6 x 4, ,4 14 3,6 x 7, ,2 14 3,2 x 7,2 272, ,4 14 3,2 x 4,8 272, ,5 14 3,6 x 4, ,4 10 3,6 x 7, ,2 10 3,2 x 7,2 272, ,4 10 3,2 x 4,8 272, ,5 10 Dimensi Kolom Pada bangunan ini dirancang menggunakan 3 type kolom yang berbeda yang sesuai dengan persyaratan dimensi kolom P 0,3 f 'c (SNI pasal A ) Dimensi kolom yang digunakan : Lantai Dasar 3 ukuran kolom 90/90 Lantai 4 7 ukuran kolom 85/85 Lantai 8 11 ukuran kolom 80/80

3 3.2 Pembebanan dan Analisa Gempa Kombinasi beban yang digunakan 1,4D 1,2D + 1,6L 1,2D + 1,0L ± 1,0 E 0,9D ± 1,0 E Dimana : D = Beban Mati L = Beban Hidup E = Beban Gempa Pembebanan Gempa Data-data analisa gempa yang akan digunakan diperoleh dari SNI sebagai berikut : Kelas situs tanah Kategori resiko : SE (tanah lunak) : II Factor keutamaan : 1,0 S DS : 0,78 S D1 : 0,2475 Perioda hasil analisa struktur Dari hasil analisa struktur dengan program bantu analisa struktur di dapatkan : T : 1,423 detik Syarat T Cu T a 1,423 < 1,4 x 1,439 1,423 < 1,92 detik..ok 3.3 Desain struktur sekunder Penulangan Pelat Perhitungan momen ultimate pada pelat sesuai PBI Sehingga diperoleh hasil penulangan pelat atap dan pelat lantai sebagai berikut : Ukuran Pelat Atap Pelat Lantai Mntx Mnty Mntx Mnty 3,6 x , ,6 x , ,2 x , ,2 x , Perencanaan tangga Tinggi Lantai = 500 cm Elevasi Bordes = cm = 255 cm Lebar Bordes = 400 cm Panjang Bordes = 200 cm Tinggi Injakan = 17 cm Lebar Injakan = 27 cm Tebal Plat dasar Tangga = 12 cm Tebal Plat Bordes = 12 cm Jadi dipasang tulangan lentur D mm untuk tulangan tangga, sedangkan untuk tulangan bordes tulangan lentur dipasang D mm Perencanaan lift Tipe Lift Kapasitas Kecepatan Lebar Pintu Dimensi Sangkar : Lift Perkantoran : 11 orang = 750 kg : 90 m/menit : 800 mm - Outside : mm 2 - Inside : mm 2 Beban Reaksi Ruang Mesin - R 1 = 4550 kg - R 2 = 2800 kg Direncanakan dimensi balok penumpu depan dan belakang 35/50 cm 3.4 Perencanaan Struktur Primer Balok Induk 60/80 Dari hasil analisa struktur dengan menggunakan program bantu analisa struktur di dapat momen pada daerah lapangan dan daerah tumpuan dari

4 balok induk. Selanjutnay penulangan balok induk direncanakan sesuai SNI Ps sehingga digunakan tulangan 16D25 (As=8160 mm 2 ). Sedangkan pada kolom atas didapatkan rasio tulangan longitudinal sebesar 1,274 % sehingga digunakan tulangan 16D25 (As=8160 mm 2 ). Gambar 3.1 penulangan tumpuan balok induk interior Gambar 3.2 penulangan lapangan balok induk interior Gambar 3.3 penulangan tumpuan balok induk eksterior Gambar 3.3 Penulangan kolom 3.5 Perancangan Balok Prategang Data perancangan yang digunakan: Mutu beton (f c) : 50 MPa Mutu Baja (fy) : 400 MPa Dimensi Balok Induk Pratekan : 60/100 cm d : 75 mm - Gaya pratekan yang diberikan sebesar kg sehingga digunakan Nominal diameter digunakan sebesar 12.7 mm dengan luas nominal area kawat mm 2 dan Nominal massa kg/mm dan minimal breaking load 184 KN - Digunakan 2 tendon dengan tiap tendon memiliki 31 strands Gambar 3.4 penulangan lapangan balok induk eksterior Kolom Penulangan lentur pada kolom bawah ukuran 90/90 dengan program bantu didapat rasio tulangan longitudinal sebesar 1,007 % sehingga digunakan tulangan 16D25 (As=8160 mm 2 ). Penulangan lentur pada kolom tengah didapatkan rasio tulangan longitudinal sebesar 1,129 % Kehilangan pratekan yang terjadi Tabel kehilangan prategang Woble langsung effect Slip angkur kehilangan Tahap tak Tahap langsung Tahap total sisa % kehilangan

5 Gambar 3.5 Penampang balok pratekan IV. Penutup Kesimpulan Berdasarkan hasil analisa yang telah dilakukan dalam penyusunan Tugas Akhir ini dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut : 1. Perancangan Gedung Fakultas Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya di zona gempa sedang memiliki dimensi struktur utama,yaitu : Kolom lantai dasar-3 = 90x90 cm Balok Lift lantai 4-7 lantai 8-11 Balok induk Balok prategang Balok Anak = 85x85 cm = 80x80 = 60/80 cm = 35/50 cm = 60/100 cm = 35/45 cm 2. Perhitungan Gaya gempa pada perancangan Gedung Fakultas Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Teknologi Sepuluh November Surabaya menggunakan SNI dengan mencari grafik gempa response spectrum berdasarkan zona gempa dan data tanah sesuai peraturan SNI Perhitungan pada balok, kolom, dan pelat pada perancangan Gedung Fakultas Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Teknologi Sepuluh November Surabaya menggunakan ketentuan sesuai dengan SNI pasal pada ketentuan untuk sistem rangka pemikul momen menengah 4. Perancangan gedung Fakultas Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Teknologi Surabaya dengan menggunakan balok pratekan dinilai efektif dikarenakan fungsi ruangan yang mengharuskan tanpa penggunaan kolom Saran Saran yang dapat diberikan berdasarkan hasil analisa dalam Tugas Akhir ini meliputi : 1. Perancangan struktur beton prategang sebaiknya memperhatikan dimensi balok dengan gaya prategang yang terjadi dengan memperhatikan panjang balok prestress yang dibutuhkan. 2. Dalam perancangan balok pratekan, perlu dilakukan formulasi dengan bantuan program, baik dalam dimensi, gaya jacking, maupun eksentrisitas gayanya. Hal ini dikarenakan banyaknya trial and error yang harus dilakukan untuk mendapatkan dimensi, gaya dan eksentrisitas yang efektif dan efisien. 3. Dalam perancangan Gedung Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Teknologi Sepuluh November Surabaya tidak memperhitungkan faktor pondasi maka perlu adanya perhitungan tersebut untuk lebih menyempurnakan tugas akhir ini. 4. Perancangan struktur bangunan perlu memikirkan kemudahan dalam aplikasi di lapangan sehingga pelaksanaan

6 rancangan di lapangan dapat berjalan dengan baik dan sesuai. V. Daftar Pustaka 1. Badan Standarisasi Nasional Tata Cara Perhitungan Untuk Struktur Bangunan Gedung (SNI ). Bandung, Indonesia. 6. Loogiss, Giovanni Perancangan Gedung FMIPA-ITS dengan menggunakan Balok Pratekan. Surabaya, Indonesia 2. Badan Standarisasi Nasional Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung (SNI ). Bandung, Indonesia. 3. Departemen Pekerjaan Umum Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung Penerbit Yayasan Penyelidikan Masalah Bangunan Gedung. Bandung, Indonesia. 4. Lins, T.Y., and Burns, Ned. H Desain Struktur Beton Prategang, Jilid 1. Diterjemahkan oleh Ir. Mediana, MS. Jakarta, Indonesia: Binarupa Aksara. 5. Prahutdi, Bagus Bab IV : Beton Pratekan ( Beton Prategang ).