TUGAS AKHIR RC09 1380 MODIFIKASI PERENCANAAN GEDUNG B RUMAH SUSUN SEDERHANA SEWA GUNUNGSARI SURABAYA MENGGUNAKAN STRUKTUR KOMPOSIT BAJA BETON Oleh : YOGA C. V. TETHOOL 3107100057 Dosen Pembimbing : ENDAH WAHYUNI, ST., M.Sc., Ph.D Ir. ISDARMANU, M.Sc JURUSAN TEKNIK SIPIL Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2011
PENDAHULUAN
PENDAHULUAN Latar Belakang Permasalahan permukiman yang dihadapi kota besar seperti Surabaya saat ini semakin kompleks. Alternatif pembangunan yang dianggap paling sesuai dengan kondisi saat ini yaitu pembangunan kearah vertikal, dalam hal ini adalah rumah susun. Sebagai bahan studi perencanaan akan dilakukan modifikasi terhadap struktur Gedung B Rumah Susun Sederhana Sewa (Rusunawa) Gunungsari. Struktur awal menggunakan beton bertulang dan terdiri dari 5 lantai, dimodifikasi menggunakan struktur komposit baja beton dengan jumlah lantai sebanyak 15. Atap menggunakan rangka solid beam, dimodifikasi menggunakan pelat komposit baja beton.
PENDAHULUAN Dengan menggunakan konstruksi komposit dalam desain suatu komponen struktur ternyata dapat diperoleh beberapa keuntungan sebagai berikut : a. dapat mereduksi berat profil baja yang dipakai, b. tinggi profil baja yang dipakai dapat dikurangi, c. meningkatkan kekakuan lantai, d. dapat menambah panjang bentang layan.
PENDAHULUAN Perumusan Masalah 1. Bagaimana merencanakan struktur sekunder yang meliputi pelat lantai, balok anak, tangga dan lift? 2. Bagaimana mengasumsikan pembebanan setelah adanya modifikasi? 3. Bagaimana pemodelan dan menganalisa struktur dengan menggunakan program bantu ETABS v9.6? 4. Bagaimana merencanakan struktur utama yang meliputi balok dan kolom? 5. Bagaimana merencanakan sambungan yang sesuai? 6. Bagaimana merencanakan pondasi yang sesuai dengan besarnya beban yang dipikul? 7. Bagaimana menuangkan hasil perencanaan dalam bentuk gambar teknik?
PENDAHULUAN Tujuan 1. Merencanakan struktur sekunder yang meliputi pelat lantai, balok anak, tangga dan lift. 2. Mengasumsikan pembebanan setelah adanya modifikasi. 3. Memodelkan dan menganalisa struktur dengan menggunakan program bantu ETABS v9.6. 4. Merencanakan struktur utama yang meliputi balok dan kolom. 5. Merencanakan sambungan yang sesuai. 6. Merencanakan pondasi yang sesuai dengan besarnya beban yang dipikul. 7. Menuangkan hasil perencanaan dalam bentuk gambar teknik.
PENDAHULUAN Batasan Masalah 1. Modifikasi hanya dilakukan terhadap struktur Gedung B Rusunawa Gunungsari. 2. Perencanaan struktur utama meliputi balok induk dan kolom, sedangkan struktur sekunder meliputi pelat lantai, balok anak, tangga dan lift. 3. Perhitungan struktur pondasi hanya pada kolom dengan beban terbesar. 4. Perencanaan tidak meliputi instalasi mekanikal, elektrikal dan saluran air. 5. Tidak meninjau dari segi metode pelaksanaan, analisa biaya, arsitektural, dan manajemen konstruksi. 6. Program bantú yang digunakan adalah Etabs V.9.6 dan Autocad.
TINJAUAN PUSTAKA
TINJAUAN PUSTAKA Umum Sistem struktur komposit terbentuk akibat interaksi antara komponen struktur baja dan beton yang karakteristik dasar masingmasing bahan dimanfaatkan secara optimal. Aksi Komposit Aksi komposit terjadi apabila dua batang struktural pemikul beban, seperti pada pelat beton dan balok baja sebagai penyangganya, dihubungkan secara menyeluruh dan mengalami defleksi sebagai satu kesatuan.
TINJAUAN PUSTAKA Lendutan Komponen struktur komposit memiliki momen inersia yang lebih besar daripada komponen struktur non komposit, akibatnya lendutan pada komponen struktur komposit akan lebih kecil. Momen inersia dari komponen struktur komposit hanya dapat tercapai setelah beton mengeras, sehingga lendutan yang diakibatkan oleh beban-beban yang bekerja sebelum beton mengeras, dihitung berdasarkan momen inersia dari profil baja saja. Balok Komposit Penampang balok komposit : Balok baja yang diselubungi beton Balok komposit dengan penghubung geser
TINJAUAN PUSTAKA Beberapa jenis balok komposit antara lain : a. Balok komposit penuh Untuk balok komposit penuh, penghubung geser harus disediakan dalam jumlah yang memadai sehingga balok mampu mencapai kuat lentur maksimumnya. Pada penentuan distribusi tegangan elastis, slip antara baja dan beton dianggap tidak terjadi b. Balok komposit parsial Pada balok komposit parsial, kekuatan balok dalam memikul lentur dibatasi oleh kekuatan penghubung geser. Perhitungan elastic untuk balok seperti ini, seperti pada penentuan defleksi atau tegangan akibat beban layan, harus mempertimbangkan pengaruh adanya slip antara baja dan beton
TINJAUAN PUSTAKA Kolom Komposit Kolom komposit dapat dibentuk dari pipa baja yang diisi dengan beton polos atau dapat pula dari profil baja hasil gilas panas yang dibungkus dengan beton dan diberi tulangan baja serta sengkang, seperti halnya pada kolom beton biasa. Penampang kolom komposit dengan profil baja yang dibungkus beton Penampang kolom komposit dengan pipa baja yang diisi dengan beton
TINJAUAN PUSTAKA Dek Baja Gelombang Perkembangan struktur komposit dimulai dengan digunakannya dek baja gelombang, yang selain berfungsi sebagai bekisting saat pelat beton dicetak, juga berfungsi sebagai tulangan positif bagi pelat beton. Penampang Melintang Dek Baja Gelombang Penghubung Geser Gaya geser yang terjadi antara pelat beton dan profil baja harus dipikul oleh sejumlah penghubung geser, sehingga tidak terjadi slip pada saat masa layan. Sistem Struktur Sistem struktur yang digunakan pada perencanaan gedung ini adalah Sistem Rangka Pemikul Momen Biasa (SRPMB) karena bangunan berada pada wilaya gempa 2.
METODOLOGI
Bagan Alir Penyelesaian Tugas Akhir METODOLOGI
METODOLOGI Data Umum Bangunan Nama gedung : Gedung B Rumah Susun Sederhana Sewa (Rusunawa) Gunungsari Surabaya Fungsi : Rumah susun Zona Gempa : 2 Jumlah Lantai : 15 lantai Tinggi gedung : 52.5 m Struktur utama : Komposit baja beton Data Bahan Beton : f c = 30 MPa Baja : Profil : BJ41 (fu = 410 MPa, fy = 250 MPa) Tulangan : fy = 290 MPa
Tampak Depan
Tampak Samping
Denah Lantai 1
Denah Lantai 2-15
Potongan Memanjang A-A
Potongan Melintang B-B
PERENCANAAN STRUKTUR SEKUNDER
STRUKTUR SEKUNDER Perencanaan Pelat Lantai Pelat Lantai direncanakan menggunakan dek baja gelombang (bondeks). Tebal pelat lantai 12cm. Perencanaan Pelat Atap Pelat Lantai direncanakan menggunakan dek baja gelombang (bondeks). Tebal pelat atap 12cm.
STRUKTUR SEKUNDER Perencanaan Tangga Data Perencanaan : Ketinggian antar lantai Tinggi bordes Tinggi injakan Lebar injakan Jumlah tanjakan Lebar bordes Panjang bordes Lebar tangga Balok Utama Tangga Balok Penumpu Tangga : 350 cm : 175 cm : 17.5 cm : 25 cm : 10 buah : 150 cm : 600 cm : 200 cm : WF150x75x5x7 : WF250x125x6x9
STRUKTUR SEKUNDER Perencanaan Balok Lift (BF) Profil balok lift direncanakan sebagai berikut : Balok penggantung lift (BF1) : WF400x200x7x11 Balok penumpu lift (BF2) : WF400x200x8x13 Balok pemisah sangkar lift (BF3) : WF150x75x5x7
STRUKTUR SEKUNDER Perencanaan Balok Anak Atap (BA) Profil balok anak atap direncanakan sebagai berikut : BA1 : WF450x200x8x12 BA2 : WF350x175x6x9 BA3 : WF500x300x11x18
STRUKTUR SEKUNDER Perencanaan Balok Anak Lantai (BL) Profil balok anak lantai direncanakan sebagai berikut : BL1 : WF450x200x9x14 BL2 : WF350x175x7x11 BL3 : WF450x200x8x12
PERENCANAAN STRUKTUR PRIMER
Analisa Struktur Primer Pemodelan struktur dengan Etabs V.9.6 STRUKTUR PRIMER
Kinerja Struktur Gedung Kinerja batas layan (Δs) STRUKTUR PRIMER
Kinerja batas ultimit (Δm) STRUKTUR PRIMER
STRUKTUR PRIMER Perencanaan Balok Induk Balok induk melintang direncanakan menggunakan profil WF600x200x11x17 Kondisi sebelum komposit Pada kondisi sebelum komposit, berdasarkan hasil etabs V9.6.0 diperoleh gaya gaya dalam maksimum sebagai berikut : M max = 7784.77 kgm V max = 10680.29 kg Kontrol kuat geser : Vn = 0.6 x fy x Aw = 0.6 x 2500 x (60 x 1.1) = 99000 kg Syarat : Φ Vn Vu 0.9 x 99000 10680.29 89100 10680.29... Ok Kontrol Kuat Momen Lentur Mn = Mp = Zx x fy = 7157500 kgcm = 71575 kgm Syarat : Φ Mn Mu 0.9 x 71575 7784.77 64417.5 7784.77...Ok
STRUKTUR PRIMER Kondisi sesudah komposit Pada kondisi sesudah komposit, berdasarkan hasil etabs V9.6.0 diperoleh gaya gaya dalam maksimum sebagai berikut : M max (+) = 56469.09 kgm M max (-) = -59309.1 kgm V max = 54646.6 kg Zona momen positif Kontrol kuat geser : Vn = 0.6 x fy x Aw = 0.6 x 2500 x (60 x 1.1) = 99000 kg Syarat : Φ Vn Vu 0.9 x 99000 54646.6 89100 54646.6... Ok Kontrol Kuat Momen Lentur Mn = T x e = 336000 x 38.9 = 13070400 kgcm = 130704 kgm Syarat : Φ Mn Mu 0.85 x 130704 56469.09 111098.4 56469.09...Ok
STRUKTUR PRIMER Zona momen negatif Perhitungan momen negatif Mn = T (d1 + d2) + Pyc (d3 d2) = 58307.99 (10 + 4.99) + 336000 (30 4.99) = 9277396.77 kgcm = 92773.97 kgm Syarat : Φ Mn Mu 0.85 x 92773.97 59309.1 78857.87 59309.1...Ok Perencanaan Kolom Direncanakan menggunakan profil K588x300x12x20
PERENCANAAN SAMBUNGAN
SAMBUNGAN Perencanaan Sambungan Balok Anak Lantai (BL1) dengan Balok Induk Perencanaan Sambungan Balok Anak Atap (BA1) dengan Balok Induk
SAMBUNGAN Perencanaan Sambungan Balok Induk Melintang dengan Kolom Perencanaan Sambungan Balok Induk Memanjang dengan Kolom
SAMBUNGAN Perencanaan Sambungan Antar Kolom Perencanaan Sambungan Kolom dengan Base Plate
PERENCANAAN PONDASI
PONDASI Perencanaan Pondasi Pondasi gedung rusunawa ini menggunakan pondasi tiang pancang produksi PT Wika dengan spesifikasi sebagai berikut : Diameter = 600 mm Tebal = 100 mm Kelas = A1 Allowable axial = 235.4 t Bending momen crack = 17 tm Bending momen ultimate = 25.5 tm Direncanakan menggunakan tiang pancang diameter 60 cm dengan kedalaman 26 m
PENUTUP
PENUTUP Kesimpulan 1. Dimensi dimensi dari struktur yang digunakan adalah sebagai berikut : Dimensi kolom : Beton : 750 mm x 750 mm Profil : K 588 x 300 x 12 x20 Profil balok induk : WF 600 x 200 x 11 x 17 Profil balok anak atap : BA1 : WF 450 x 200 x 8 x 12 BA2 : WF 350 x 175 x 6 x 9 BA3 : WF 500 x 300 x 11 x 18 Profil balok anak lantai : BL1 : WF 450 x 200 x 9 x 14 BL2 : WF 350 x 175 x 7 x 11 BL3 : WF 450 x 200 x 8 x 12 Profil balok lift : BF1 : WF 400 x 200 x 7 x 11 BF2 : WF 400 x 200 x 8 x 13 BF3 : WF 150 x 75 x 5 x 7 Profil balok tangga : Utama : WF 150 x 75 x 5 x 7 Penumpu : WF 250 x 125 x 6 x 9 2. Struktur bangunan bawah menggunakan pondasi dalam berupa tiang pancang berdiameter 50cm sedalam 26 meter.
PENUTUP Saran Perlu dilakukan studi yang lebih mendalam untuk menghasilkan perencanaan struktur dengan mempertimbangkan aspek teknis, ekonomi, dan estetika. Sehingga diharapkan perencanaan dapat dilaksanakan mendekati kondisi sesungguhnya di lapangan dan hasil yang diperoleh sesuai dengan tujuan perencanaan yaitu kuat, ekonomi, dan tepat waktu dalam pelaksanaannya.
Daftar Pustaka Amon, Rene., Bruce Knobloch., dan Atanu Mazumder. 1999. Perencanaan Konstruksi Baja Untuk Insinyur dan Arsitek 2. Jakarta : PT. Pradinya Paramita. Badan Standarisasi Nasional. 2002. Standar Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung (SNI 03-1726-2002). Bandung : BSN. Badan Standarisasi Nasional. 2000. Tata Cara Perencanaan Struktur Baja Untuk Bangunan Gedung (SNI 03-1729-2000). Bandung : BSN. Departemen Pekerjaan Umum. 1983. Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung (PPIUG) 1983. Jakarta : DPU. Mahmudah, Siti. 2007. Evaluasi Fasilitas dan Lokasi Rumah Susun di Surabaya. Tesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya. Marwan dan Isdarmanu. 2006. Buku Ajar : Struktur Baja I. Surabaya : Jurusan Teknik Sipil FTSP ITS. Purwono, Rachmat., Tavio., Iswandi Imran., dan I Gusti Putu Raka. 2007. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung (SNI 03-2847-2002) Dilengkapi Penjelasan. Surabaya : itspress. Salmon, Charles G., dan John E. Johnson. 1991. Struktur Baja : Desain dan Perilaku Jilid 2. Jakarta : Erlangga.
Setiawan, Agus. 2008. Perencanaan Struktur Baja dengan Metode LRFD (Berdasarkan SNI 03 1729 2002). Jakarta : Erlangga. Suprobo, Priyo. 2000. Desain Balok Komposit Baja Beton. Surabaya : Jurusan Teknik Sipil FTSP ITS. Wahyudi, Herman. 1999. Daya Dukung Pondasi Dalam. Surabaya : Jurusan Teknik Sipil FTSP ITS. Widiarsa, Ida Bagus Rai., dan Putu Deskarta. 2007. Kuat Geser Baja Komposit Dengan Variasi Tinggi Penghubung Geser Tipe-T Ditinjau Dari Uji Geser Murni. Jurnal Ilmiah Teknik Sipil Vol. 11, No 1.