BAB III METODOLOGI PERANCANGAN 3.1 Data Perencanaan Studi kasus pada penyusunan Tugas Akhir ini adalah perancangan gedung bertingkat 5 lantai dengan bentuk piramida terbalik terpancung menggunakan struktur baja, adapun gambar gedung yang menjadi bahan penelitian dapat kita lihat pada gambar-gambar berikut : a. Gambar skematik, potongan dan denah 1. Gambar skematik Gambar 3.1 Skematik Gedung III-1
2. Gambar potongan 3. Gambar denah lantai dasar Gambar 3.2 Potongan Gedung Gambar 3.3 Denah Lantai Dasar III-2
4. Gambar denah lantai 1 Gambar 3.4 Denah Lantai 1 5. Gambar denah lantai 2 Gambar 3.5 Denah Lantai 2 III-3
6. Gambar lantai 3 Gambar 3.6 Denah Lantai 3 7. Gambar lantai 4 Gambar 3.7 Denah Lantai 4 III-4
8. Gambar lantai 5 (atap) Gambar 3.8 Gambar Lantai 5 (Atap) b. Studi kasus berada di daerah Jogjakarta (wilayah gempa 3) e Gambar 3.9 Lokasi Bangunan Berdasarkan Wilayah Gempa c. Kondisi tanah adalah tanah keras d. Kategori bangunan adalah pertokoan III-5
e. Finishing lantai terdiri dari pasangan keramik dengan spesi mortar ketebalan 3cm f. Dinding Interior merupakan pasangan dinding ½ bata dengan tebal 15cm g. Dinding façade / exterior merupakan dinding kaca tempered 12mm ( ρ = 2.579kg/m3 ) dengan rangka penggantung pipa besi dengan sistem spider hanger ( berat rangka 50kg/m2 ) h, Langit-langit plafond merupakan pasangan gypsum dengan rangka besi hollow serta terdapat instalasi Mekanikal dan Elektrikal (ME) 3.2 Spesifikasi Bahan dan Material 3.2.1 Baja Profil dan Pelat Baja profil dan pelat yang digunakan harus memenuhi persyaratan sebagai berikut: BJ.37 Berat jenis baja Tegangan Leleh Minimun (fy) Tegangan Ultimate Minimun (fu) Tegangan Ijin, σijin Modulus Elastisitas : 7850 kg/m³ : 240 MPa : 370 MPa : 160 MPa : 200.000 MPa 3.2.2 Beban Perencanaan Struktur bangunan didesain agar mampu memikul beban-beban yang akan bekerja baik beban mati yang merupakan berat sendiri struktur, beban hidup, maupun beban gempa. Berikut ini merupakan beban-beban yang direncanakan bekerja berdasarkan Pedoman Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah dan Gedung : III-6
Beban Mati Baja Pelat lantai beton konvensional Pelat lantai beton ringan pra cetak : 7850 kg/m³ : 2400 kg/m³ : 780 kg/m³ Keramik : 24 kg/m² Spesi : 21 kg/m³ Plafond : 18 kg/m² Waterproofing : 15 kg/m ME : 10 kg/m² Beban Hidup Beban Hidup Pertokoan Beban Hidup Atap : 250 kg/m² : 100 kg/m² Beban Gempa Beban Gempa (SNI 1726-2002) : 0.2 g (Jakarta = wilayah gempa 3) 3.2.3 Kombinasi Pembebanan Kombinasi pembebanan yang secara umum dipakai dalam merancang suatu struktur adalah : 1,4D 1,2D + 1,6 L + 0,5 (La atau H) 1,2D + 1,6 (La atau H) + (γ L L atau 0,8W) 1,2D + 1,3 W + γ L L + 0,5 (La atau H) 1,2D ± 1,0E + γ L L 0,9D ± (1,3W atau 1,0E) III-7
Keterangan: D adalah beban mati yang diakibatkan oleh berat konstruksi permanen, termasuk dinding, lantai, atap, plafon, partisi tetap, tangga, dan peralatan layan tetap L adalah beban hidup yang ditimbulkan oleh penggunaan gedung, termasuk kejut, tetapi tidak termasuk beban lingkungan seperti angin, hujan, dan lain-lain La adalah beban hidup di atap yang ditimbulkan selama perawatan oleh pekerja, peralatan, dan material, atau selama penggunaan biasa oleh orang dan benda bergerak H W E adalah beban hujan, tidak termasuk yang diakibatkan genangan air adalah beban angin adalah beban gempa, yang ditentukan menurut SNI 03 1726 1989, atau penggantinya dengan, γ L = 0,5 bila L< 5 kpa, dan γ L = 1 bila L 5 kpa. Kekecualian: Faktor beban untuk L di dalam kombinasi pembebanan pada persamaan 6.2-3, 6.2-4, dan 6.2-5 harus sama dengan 1,0 untuk garasi parkir, daerah yang digunakan untuk pertemuan umum, dan semua daerah di mana beban hidup lebih besar daripada 5 kpa. III-8
3.3 Bagan Alir Perancangan 3.4 Komponen Perencanaan Struktur 3.4.1 Pelat Lantai Pelat lantai beton cetak menggunakan hebel dengan ukuran 6000x600x125mm, dan pelat lantai beton konvensional menggunakan tebal 120mm (berdasarkan hasil desain dari saudara Budiyono. 3.4.2 Balok Beban vertikal yang berasal dari pelat lantai akan didistribusikan melalui balok induk maupun balok anak. Balok anak menumpang pada balok induk sehingga beban yang bekerja merupakan beban merata yang berasal dari pelat lantai dan akan memberikan beban terpusat pada balok induk menuju kolom yang akhirnya beban perlantai tersebut akan disalurkan ke pondasi. III-9
Pembagian pembebanan balok arah X dan arah Y secara umum dapat dilihat pada gambar berikut : 0.5Ix 0.5Ix 0.5. Wu lantai. Ix Iy Iy 0.5. Wu lantai. Ix Ix Ix Gambar 3.10 Area Pembebanan Balok (Umum) Untuk desain balok, di bagi menjadi beberapa bagian / area dan di bagi menjadi 2 macam, yaitu balok tengah dan balok tepi, di ambil pada kondisi ter-extrim yang akan mewakili secara keseluruhan kondisi balok. Untuk perhitungan pembebanan pada balok tengah pelat lantai di anggap penuh (void tangga di abaikan) Berikut adalah daerah pembebanan masing-masing lantai yang selanjutnya di gunakan untuk perencanaan balok. 3.4.3 Kolom Beban vertikal yang berasal dari pelat lantai akan didistribusikan melalui balok induk maupun balok anak akan menuju kolom yang pada akhirnya beban perlantai tersebut akan disalurkan ke pondasi. Kolom direncanakan untuk memikul beban aksial apabila hanya bekerja beban vertikal. Selain itu, perencanaan kolom harus memperhitungkan momen yang terjadi pada kolom akibat beban lateral. Desain ukuran kolom pada penyusunan tugas akhir ini diambil pada posisi kolom tengah dan kolom tepi bagunan. Pada tahap ini dimulai dengan perhitungan keseluruhan beban yang bekerja pada kolom, yang terdiri atas beban mati dan III-10
beban hidup. Untuk kolom tengah, nilai Wu (beban ultimate) kolom hanya dipengaruhi oleh beban vertkal saja. Sementara untuk kolom tepi nilai Wu dipengaruhi oleh kemiringan, sehingga beban yang bekerja pada kolom akan lebih besar yang merupakan hasil fungsi sinus. 3.5 Analisa Struktur Untuk menganalisa gaya-gaya yang ada pada masing-masing komponen struktur yang direncanakan dapat digunakan program bantu analisa yaitu SAP. Setelah menentukan beban-beban dan kombinasi pembebanan, masukkan nilai-nilai pembebanan tersebut ke program SAP dan cari momen maksimumnya dengan cara mengklik RUN pada program SAP tersebut. Setelah semua langkah diatas dilakukan, kita harus tampilkan output SAP tersebut sebagai bahan kita dalam pendimensian/penentuan profil yang akan kita pakai dan lakukan pengecekan terhadapnya. 3.6 Pengecekan Profil Rencana Profil-profil yang kita pakai dalam struktur yang didesain harus dilakukan pemeriksaan profil antara lain : 1. Periksa terhadap kelangsingan / kestabilan 2. Periksa terhadap kekuatan 3. Periksa terhadap tekuk lokal pelat sayap dan pelat badan 4. Periksa terhadap tekuk lateral 5. Periksa terhadap kuat gese dan kuat lentur 6. Periksa terhadap tekuk lentur 7. Periksa terhadap tekuk lentur torsi III-11
3.7 Menghitung Berat Struktur Bangunan Setelah desain struktur atas dan gambar kerja selesai, maka di hitung total berat sruktur baja dari masing-masing desain struktur ( yang menggunakan pelat lantai beton konvensional dan pelat lantai beton pra cetak), sehingga dapat di bandingkan desain pelat mana yang paling cocok untuk gedung piramida terpancung terbalik yang menggunakan struktur baja. 3.8 Gambar Setelah struktur baja yang direncanakan mendapatkan dimensi profil yang sesuai, maka untuk memudahkan dalam pengerjaanya harus dibantu dengan gambar kerja yang jelas agar tidak terjadi kesalahan dalam pelaksanaanya. III-12