Peraturan dan Standar Perencanaan 1. Peraturan Perencanaan Tahan Gempa untuk Gedung SNI - PPTGIUG 2000 2. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Gedung SKSNI 02-2847-2002 3. Tata Cara Perencanaan Struktur Baja Untuk Bangunan Dengan Metode LRFD ITB- 2000 4. Pedoman Pembebanan Indonesia untuk Gedung 1983 Referensi 1. Dewobroto, W., Aplikasi Rekayasa Konstruksi dengan SAP 2000, Elex Media Komputindo, Jakarta 2004 2. Wigroho, H. Y., Analisis dan Perancangan Struktur Frame menggunakan SAP 2000 versi 7.42, Andi Offset, Yogyakarta, Februari 1999 3. Kusuma, Gideon, Desain Struktur Rangka Beton Bertulang Di Daerah Rawan Gempa, Erlangga, Jakarta, 1993 4. Salmon, Charles.G. Struktur Baja Desain dan Perilaku 1 dan 2, Gramedia Pustaka Utama, 1996 5. Widodo, Respon Dinamik Struktur Elastik, UII Press, Yogyakarta, September 2001 Program Komputer Program Komputer yang digunakan untuk analisis Beton dan Baja adalah SAP 2000 v. 9.01dan Untuk pengolahan data dan perhitungan desain manual menggunakan program excel. Bahan Struktur 1. Beton Kuat beton yang disyaratkan, fc 25 Mpa Modulus Elastisitas beton Ec 4700. fc ' 2,1.10 4 MPa 2. Baja Tulangan diameter < 12 mm menggunakan BJTP (polos) fy 240 MPa diameter > 12 mm menggunakan BJTD (deform) fy 400 Mpa Asumsi yang Digunakan 1. Pemodelan struktur 3-D (space frame) dilakukan dengan program komputer 2. Efek P-delta diabaikan 1
3. Plat lantai dianggap sebagai diafragma sangat kaku pada bidangnya Pembebanan I. Beban pada Lantai A. Beban Hidup Beban hidup (PPI 83 tabel 3.1) : 250 kg/m 2 B. Beban Mati Beban mati lantai bangunan: Beton : 2400 kg/m 3 Keramik : 25 Kg/m 2 Spesi per cm tebal : 21 Kg/m 2 Langit-langit dan penggantung : 11 Kg/m 2 Beban mati pada plat lantai : - Beton : 1x1x0,12x2400 288 Kg/m 2 - Berat pasir tebal 5 cm 0,05 x 16 80 ` Kg/m 2 - Keramik : 1 x 1 x 25 25 Kg/m 2 - Spesi : (0,03) x 21 63 Kg/m 2 Beban mati pada plat lantai : 451 Kg/cm 2 II. Beban pada bordes A. Beban Hidup Beban hidup (PPI 83 tabel 3.1) : 300 kg/m 2 Faktor reduksi (PPI 83 tabel 3.3) : 0,75 Beban hidup pada plat lantai : 0,75 x 300 225 Kg/m 2 B. Beban Mati Beban mati lantai bangunan : Beton : 2400 kg/m 3 Keramik : 25 Kg/m 2 Spesi per cm tebal : 21 Kg/m 2 Beban mati pada bordes : - Beton : 0,15x2400 360 Kg/m - Keramik +Spesi 0,05x 2200 25 Kg/m - Spesi : (0,02/0.01) x 21 42 Kg/m Beban mati pada plat lantai : 427 Kg/m 2 III. Beban pada plat dag dengan tandon air Beban Hidup Beban air : 1 x 1,6 x 1 x 100 160 kg/m 2 Beban orang : 100 kg/m 2 IV. Beban Pada Balok : Beban mati Dinding ½ batu bata : 250 Kg/m 2 Beban mati merata tiap 1m 1 dinding : - Tinggi Dinding Lantai 4,5 4,5 x 250 11,25 Kg/m 1 2
V. Beban Pada Tangga A. Beban Hidup Beban hidup tangga (PPI 83 tabel 3.1) : 300 kg/m 2 Faktor reduksi (PPI 83 tabel 3.3) : 0,75 Beban hidup pada plat lantai : 0,75 x 300 225 Kg/m 2 225. 252,52 Kg/m 2 cosα B. Beban Mati Beban mati tangga : Keramik : 25 kg/m 2 Spesi per cm tebal : 21 kg/m 2 Beton : 2400 kg/m 3 α : 27 0 Beban mati pada plat lantai tangga : - Plat tangga : 0,25x2400 600 kg/m 2 - Keramik : (0,24+0,2)x1x3,2x 25 35,2 kg/m 2 - Spesi : (0,24+0,2)x1x3,2x(0,02/0,01) x 21 29,568 kg/m 2 Beban mati pada plat lantai tangga : 664,768 664,768 746 kg/m 2 cosα VI. Beban Pada Atap A. Beban Hidup o Pada gording : - Orang 100 Kg/m o Pada atap : - Hujan : (40 0,8x44,35) Kg/m 2 4,52 Kg/m 2 - Beban angin : 25 Kg/m 2 Faktor reduksi (PPI 83 tabel 4.1): 0,8 Beban angin : 0,8 x 25 Kg/m 2 20 Kg/m 2 Beban hidup 4,52 Kg/m 2 X 6 0,2712 KN/m B. Beban Mati - Genting (PPI 83 tabel 2.1): 50 Kg/m 2 Beban mati : 50 Kg/m 2 Untuk beban pada atap dimasukan kedalam kuda-kuda, yang kuda-kuda tersebut dibuat disap pada file yang berbeda, sehingga didapat direaksinya pada tumpuannya, yang nantinya nilai reaksi tersebut dimasukan kedalam model struktur balok dan kolom sebagai beban titik. VII. Beban Gempa Perhitungan Gaya Geser Gempa T 0,085.H 3/4 Sehingga didpat nilai C (diperoleh dari grafik Gambar 2 Respon Spektrum Gempa Rencana dari SKSNI-1726-2002) C 0,23/T 0,543 (diatas tanah Sedang) 3
Faktor keutamaan (I) dan faktor respon gempa (R) I 1 untuk Penghunian, (SNI - PPTGIUG 2000, Tabel 3) R 3,5 (SNI - PPTGIUG 2000, Tabel 3) Gaya geser dasar horizontal akibat gempa V ((C 1.I)/R).Wt Wi. hi Fi. Wi. hi ( V ) Gedung Bagian Tepi Tinggi (m) Berat (KN) Lantai (h) (w) w*h F1 2 8.5 697.52325 5928.9476 198.7502 1 4 4262.4752 17049.901 571.54681 4959.9985 22978.848 Gedung Bagian Tengah Tinggi (m) Berat (KN) Lantai (h) (w) w*h F1 2 8.5 591.51307 5027.8611 154.94901 1 4 1969.616 7878.464 242.79911 2561.1291 12906.325 Kombinasi Pembebanan Semua Komponen struktur dirancang memiliki kekuatan minimal sebesar kekuatan yang dihitung berdasarkan beban kombinasi berikut ini; 1. Kombinasi 1 1,4D 2. Kombinasi 2 1,2D + 1,6 L 3. Kombinasi 5 1,05 + L + E dengan D Dead Load (Mati) Dimensi Frame Balok : L Live Load (Hidup) E Earth Quake (Gempa) 4
- Balok B1, B2, B3, B4, B5, B6, B7 : 30 cm x 60 cm - Balok B8, B9 : 30 cm x 40 cm - Balok B10, B11 : 25 cm x 50 cm - Balok B12 : 20 cm x 40 cm - Balok B13 : 25 cm x 50 cm - Balok B14, B15, B16 : 15 cm x 25 cm Kolom: - Kolom K1 : 35 cm x 35 cm - Kolom K2 : 30 cm x 30 cm - Kolom K3 : 30 cm x 30 cm - Kolom K4 : 30 cm x 30 cm - Kolom K5 : 30 cm x 30 cm Plat lantai : Perencanaan Frame Bangunan 5
Perencanaan Balok Concrete frame design sap2000 Berikut ini adalah hasil desain tulangan longitudinal maupun tulangan geser diperoleh data Dari concrete frame design SAP 2000 v.9.01, diambil contoh perhitungan desain balok B1 ukuran B30X60, dan untuk perhitungan desain balok lainnya kami tabelkan 1. Daerah tumpuan Dari sap 2000 v 9.01 diperoleh data luas tulangan untuk elemen tersebut : a. Tulangan longitudinal - Tulangan perlu bagian atas A 1284,614 mm 2 Digunakan : 5D19; A5 x 283,64 mm 2 1418,24 mm 2 > 1284,614 mm 2. ok - Tulangan perlu bagian bawah A 617,439 mm 2 Digunakan : 3D19 ; A 3 x 283,64 mm 2 850,9 mm 2 > 617,439 mm 2..ok b. Tulangan geser Av. perlu 0,395 mm2 /mm s Digunakan tulangan 8 mm (Av 100,57 mm 2 ) dan Jarak (s) : 150 mm Av. 100,57. Aktual 0,67 mm 2 /mm > 0,395 mm 2 /mm..ok s 150 6
2. Daerah lapangan Dari sap 2000 v 9.01 diperoleh data luas tulangan untuk elemen tersebut : a. Tulangan longitudinal - Tulangan bagian atas A 381,414 mm 2 Digunakan : 2D19; A2 x 283,64 mm 2 567,28 mm 2 > 381,414 mm 2. ok - Tulangan bagian bawah A 1457,482 mm 2 Digunakan : 6D19 ; A 6 x 283,64 mm 2 1701,85 mm 2 > 1457,482 mm 2..ok b. Tulangan geser Av. perlu 0,0001 mm2 /mm s Digunakan tulangan 8 mm (Av 100,57 mm 2 ) dan Jarak (s) : 200 mm Av. 100,57. Aktual 0,502 mm 2 /mm > 0,0001 mm 2 /mm..ok s 200 Perencanaan Kolom Berikut ini adalah hasil desain tulangan longitudinal maupun tulangan geser pada kolom diperoleh data Dari concrete frame design SAP 2000 v.9.01, diambil contoh perhitungan desain kolom K5 ukuran 30x30, dan untuk perhitungan desain kolom lainnya kami tabelkan 7
a. Tulangan longitudinal - Tulangan Perlu Lapangan dan Tumpuan A 900 mm 2 Digunakan : 8D13; A8 x 132,79 mm 2 1062,28 mm 2 > 900 mm 2. ok b. Tulangan geser Av. perlu 0,0001 mm2 /mm s Digunakan tulangan 8 mm (Av 100,57 mm 2 ) dan Jarak (s) : 200 mm Av. 100,57. Aktual 0,502 mm 2 /mm > 0,0001 mm 2 /mm..ok s 200 Perencanaan Pondasi Berikut ini adalah contoh perhitungan pondasi, diambil gaya aksial maksimum pada setiap kolomnya, diambil contoj perhitungan pondasi pada kolom K5 ukuran 30 cm x 30 cm, untuk perhitungan yang lain kami tabelkan, γ tanah : 18 KN/m 3 σ tanah : 250 KN/m 2 fc : 25 MPa fy : 400 MPa Kedalaman tanah keras : 2,5 m Jenis fondasi : Telapak H (tebal) asumsi : 0,3 m 8
Tabel data analisis gaya-gaya Dalam TABLE: Element Forces - Frames Frame Station OutputCase CaseType P V2 V3 T M2 M3 Text m Text Text KN KN KN KN-m KN-m KN-m 1861 0 COMB2 Combination - 80.246257 0.8812552 4.7282849 8.21E-03 6.2991652 0.9422787 Desain Tebal Pondasi Mn (Me portal memanjang) + (0,3 Me portal melintang) Pn P lt.1 portal memanjang + P lt.1 portal melintang e Mn 0,942 0,0117 Pn 80,25 σ neto tanah σijin tanah {γ tanah.(z-h)}-{γ beton. h} 251,8 KN/m 2 B Lebar 0,8 L Panjang 0,8 Pn 6e q 1 ± A L q max 136,43 KN/m 2 q min 114,35 KN/m 2 Cek geser satu arah qc 0,5 (q max + qmin) 125,39 KN/m 2 d h - pb 0.5.Øtulangan 0,224 m qu 3 Pn A Mu. + ( d + 0,5.h kolom) 1.b 12 m (0,5.L) d (0,5.h kolom) 0,026 m max + qu Vu 2 Vc 1 6 q 3 f' c. L.d 0, 6 Vc 89,6 KN 3.m.L 2,81 KN l 149,33 KN θ. Vc > Vu 89,6 KN > 2,81.. Ok 133,64 KN/m 2 Cek geser dua arah b 0 2 {( d + h kolom) + ( d + b kolom) } 2,096 m 9
sisi panjang pondasi β c 1 sisi pendek pondasi Vu qc {( B L) (( d + h kolom )(. d + b kolom) )} Vc 1 Vc 2 45,82 KN 1 3 1 β c 1 + 1. f' c. b 0. d 782,5 KN 6 f' c. b 0. d 782,5 KN Diantara Vc 1 dan Vc 2 ambil yang terkecil, dipakai 782,5 KN θ. Vc > Vu 782,5 KN > 45,82 KN..Ok 10
Perencanaan Pelat Berikut ini adalah contoh perhitungan pelat, diambil contoh perhitungan pelat Lantai tipe F sedang untuk perhitungan pelat lainnya kami tabelkan Pembebanan Beban pada Atap A. Beban Hidup Beban hidup (PPI 83 tabel 3.1) : 100 kg/m 2 B. Beban Mati Berat Jenis Beton : 2400 kg/m 3 Berat Jenis Lapisan Kedap Air : 2200 kg/m 3 Tebal Pelat :100 mm Tebal Lapisan Kedap Ait : 30 mm Beban mati pada plat lantai : - Beton : 0,1 x 2400 240 Kg/m 2 - Lapisan Kedap : 0,03 x 2400 66 Kg/m 2 Beban mati pada pelat Atap : 306 Kg/cm 2 Beban Ultimit Qu 1,2Wd + 1,6Wl 1,2. 306 + 1,6 100 Pelat Tipe F Sisi Terpendek Lx 4 m 527,2 Kg/m 2 5,272 KN/m 2 Sisi Terpanjang Ly 3 m Ly Ly. 4. 4,3 Lx 3 Sehingga Didapat Nilai Koofisien Momen Lx Mlx 67 ; -Mtx 51 ; Mly 67 ; -Mty 51 Mlx -Mtx 0,001.Qu. lx². clx 3 KNm Mly -Mty 0,001.Qu. lx². clx 2 KNm Perhitungan Tulangan Mlx -Mtx Mu. 3. 9,97 KNm φ 0, 8 d 120 20 0,5.10 95 mm ; fc 25 MPa ; fy 240 MPa 11
1,4 1,4 ρ min 0,00583 ( fy 240 0,85. fc' 600 0,85.25 600 ρ b. β 1..0,85. 0, 0537 fy 600 + fy 240 600 + 240 ρ max 0,75.ρb 0,04032 R n Mu / φ b. d 2 0,4403 fy m 14,117 0,85. fc' 1 2. R n. m ρ perlu 1 1 0,0018 m fy 0,0018 <ρ min 0,00583 digunakan ρ min 0,00583 As perlu ρ.b.d 0,00583.1000.95 234,88 mm 2 Digunakan tulangan P 8, As Ø 50,285 mm 2 Jarak tulangan : S pakai As.b φ As perlu 50,285.1000 234.88 214 mm Digunakan D 8-210 As ada As.b φ S pakai 239,45 mm 2 > As perlu 234,88 mm 2.Ok Cek kapasitas lentur arah x: a As ada. fy 3,38 mm 0,85. fc'. b M n As.fy.(d-a/2) 12
5,362 KNm 1,33 Mu 5,285 KNm 0,8 Mu pakai 5,285 KNm M n M u 5,362 KNm > 5,285 KNm OK Perhitungan Tulangan Mly -Mty Mu. 2. 3,024 KNm φ 0, 8 d 120 20 8 0,5.8 85 mm ; fc 25 MPa ; fy 240 MPa 1,4 1,4 ρ min 0,00583 ( fy 240 0,85. fc' 600 0,85.25 600 ρ b. β 1..0,85. 0, 0537 fy 600 + fy 240 600 + 240 ρ max 0,75.ρb 0,04032 R n Mu / φ b. d 2 0,418 fy m 14,117 0,85. fc' 1 2. R n. m ρ perlu 1 1 0,00176 m fy 0,00176<ρ min 0,00583 digunakan ρ min 0,00583 As perlu ρ.b.d 0,00583.1000.85 199,69 mm 2 Digunakan tulangan P 8, As Ø 50,285 mm 2 Jarak tulangan : 13
S pakai As.b φ As perlu 50,285.1000 199,69 251 mm Digunakan D 8-240 As ada As.b φ S pakai 209,523 mm 2 > As perlu 199,69 mm 2.Ok Cek kapasitas lentur arah x: a As ada. fy 3,38 mm 0,85. fc'. b M n As.fy.(d-a/2) 5,36KNm 1,33 Mu 5,285 KNm 0,8 Mu pakai 5,285 KNm M n M u 5,36 KNm > 5,285 KNm OK Perencanaan Tangga Tebal Pelat 15 cm Tampilan Input Beban pada Tangga Diperoleh Hasil desain dari SAP 14
Pada Tangga a. Tumpuan - Tulangan perlu bagian atas A 1307,1 mm 2 Misal Digunakan tulangan P 13, As Ø 132,78 mm 2 Jarak tulangan : S pakai As.b φ As perlu 132,78.1000 1307,1 100 mm Digunakan P 13-100 mm digunakan sengkang P 8-150 mm b. Lapangan - Tulangan perlu bagian atas A 775 mm 2 Misal Digunakan tulangan P 13, As Ø 132,78 mm 2 Jarak tulangan : S pakai As.b φ As perlu 132,78.1000 775 170 mm Digunakan P 13-170 mm digunakan sengkang P 8-150 mm 15
Pada Bordes a. Tumpuan - Tulangan perlu bagian atas A 1091,67 mm 2 Misal Digunakan tulangan P 13, As Ø 132,78 mm 2 Jarak tulangan : S pakai As.b φ As perlu 132,78.1000 1091,67 120 mm Digunakan P 13-120 mm digunakan sengkang P 8-150 mm b. Lapangan - Tulangan perlu bagian atas A 351 mm 2 Misal Digunakan tulangan P 13, As Ø 132,78 mm 2 Jarak tulangan : S pakai As.b φ As perlu 132,78.1000 351 370 mm Digunakan P 13-170 mm digunakan sengkang P 13-250 mm 16
Perencanaan Sloof Concrete frame design sap2000 Berikut ini adalah hasil desain tulangan longitudinal maupun tulangan geser diperoleh data Dari concrete frame design SAP 2000 v.9.01, diambil contoh perhitungan desain SLoof SL1 ukuran 20X30, dan untuk perhitungan desain Sloof lainnya kami tabelkan 1. Daerah tumpuan Dari sap 2000 v 9.01 diperoleh data luas tulangan untuk elemen tersebut : a. Tulangan longitudinal - Tulangan perlu bagian atas A 166,508 mm 2 Digunakan : 3D16; A3 x 201,14 mm 2 603,43 mm 2 > 166,508 mm 2. ok - Tulangan perlu bagian bawah A 82,328 mm 2 Digunakan : 2D16 ; A 2 x 201,14 mm 2 402,28 mm 2 > 82,328 mm 2..ok b. Tulangan geser Av. perlu 0,000mm2 /mm s Digunakan tulangan 8 mm (Av 100,57 mm 2 ) dan Jarak (s) : 150 mm Av. 100,57. Aktual 0,67 mm 2 /mm > 0,000 mm 2 /mm..ok s 150 17
2. Daerah lapangan Dari sap 2000 v 9.01 diperoleh data luas tulangan untuk elemen tersebut : a. Tulangan longitudinal - Tulangan perlu bagian atas A 40,940 mm 2 Digunakan : 3D16; A2 x 201,14 mm 2 402,28 mm 2 > 40,940 mm 2. ok - Tulangan perlu bagian bawah A 82,328 mm 2 Digunakan : 2D16 ; A 3 x 201,14 mm 2 603,43 mm 2 > 82,328 mm 2..ok b. Tulangan geser Av. perlu 0,0001 mm2 /mm s Digunakan tulangan 8 mm (Av 100,57 mm 2 ) dan Jarak (s) : 200 mm Av. 100,57. Aktual 0,502 mm 2 /mm > 0,0001 mm 2 /mm..ok s 200 18