MODIFIKASI PERANCANGAN GEDUNG FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN UNIVERSITAS BRAWIJAYA MALANG DENGAN BAJA-BETON BETON KOMPOSIT Disusun Oleh : HENDRO SASONGKO 3107100629
1.1 Latar Belakang BAB I PENDAHULUAN Gedung Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Barwijaya merupakan gedung yang terdiri dari 9 lantai yang dibangun dalam rangka untuk memenuhi kebutuhan perkulihan masyarakat Iindonesia. Sebagai bahan studi perancangan akan dilakukan modifikasi pada struktur 10 Lantai dengan ukuran 40,6 m x 58,8 m dengan struktur atap deck pada Gedung Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Barwijaya dan juga diperhitungkan beban akibat gempa yang terletak pada wilayah zone gempa 4. Gedung ini pada awalnya didesain dengan menggunakan struktur beton bertulang yang akan dimodifikasi menjadi baja-beton komposit, sedangkan pada atap bangunan yang semula digunakan rangka dari baja akan direncanakan menggunakan pelat beton. Selain itu juga akan direncanakan penggunaan pondasi tiang pancang yang sesuai dengan besarnya beban yang akan dipikul dan kondisi tanah di lapangan.
1.2 Rumusan Masalah 1. Bagaimana merencanakan gedung hasil modifikasi? 2. Bagaimana menentukan Preliminary design penampang struktur? 3. Bagaimana merencanakan struktur sekunder yang meliputi pelat lantai, balok anak, tangga dan lift? 4. Bagaimana merencanakan struktur utama yang meliputi balok dan kolom? 5. Bagaimana pemodelan dan menganalisa struktur dengan menggunakan program bantu SAP 2000? 6. Bagaimana merencanakan sambungan yang memenuhi kriteria perancangan struktur, yaitu kekuatan (strength), kekakuan dan stabilitas (stability)? 7. Bagaimana merencanakan pondasi yang sesuai dengan besarnya beban yang dipikul? 8. Bagaimana menuangkan hasil perencanaan dan perhitungan dalam bentuk gambar teknik?
1.3 Tujuan 1. Dapat merencanakan struktur komposit yang memenuhi persyaratan keamanan struktur. 2. Dari perencanaan ini bisa diketahui hal-hal yang harus diperhatikan pada saat perencanaan sehingga kegagalan struktur bisa diminimalisasi. 3. Menentukan Preliminary design penampang struktur. 4. Merencanakan struktur sekunder yang meliputi pelat lantai, balok anak, tangga dan lift. 5. Merencanakan struktur utama yang meliputi balok dan kolom. 6. Memodelkan dan menganalisa struktur dengan menggunakan program bantu SAP 2000. 7. Merencanakan sambungan yang memenuhi kriteria perancangan struktur, yaitu kekuatan (strength), kekakuan dan stabilitas (stability). 8. Merencanakan pondasi yang sesuai dengan besarnya beban yang dipikul. 9. Menuangkan hasil modifikasi perencanaan dan perhitungan dalam bentuk gambar teknik.
1.4 Batasan Masalah Dalam penulisan proposal tugas akhir ini, perencanaan struktur gedung ini ditinjau dari segi teknis saja, yaitu: 1. Perencanaan struktur utama, meliputi balok induk dan kolom dan struktur sekunder, meliputi pelat lantai, balok anak, tangga dan lift. 2. Perhitungan sambungan meliputi balok-kolom serta kolomkolom. 3. Struktur direncanakan terletak di zona 4 SNI-2002. 4. Perhitungan struktur pondasi hanya pada kolom dengan beban terbesar. 5. Tidak meninjau dari segi metode pelaksanaan, analisa biaya, arsitektural, dan manajemen konstruksi. 6. Permodelan dan analisa struktur dilakukan dengan program bantu SAP 2000.
1.5 Manfaat Adapun manfaat dari penulisan Tugas Akhir dalam Perencanaan Gedung Sekolah yang dimodifikasi dengan Struktur Komposit Baja dan Beton adalah: a. Dapat meningkatkan ilmu penulis/perencana dalam hal analisa bangunan mengenai Perhitungan Struktur Komposit b. Dapat meningkatkan pelayanan sekolah dalam hal fasilitas yang lebih lengkap dengan kondisi bangunan menjadi 11lantai c. Penghematan berat baja (Charles G. Salmon, 1991) Penampang balok baja dapat lebih rendah (Charles G. Salmon, 1991) d. Kondisi struktur yang kaku, panjang bentang yang lebih besar (Charles G. Salmon, 1991) e. Kapasitas pemikul beban meningkat (Charles G. Salmon, 1991)
BAB II TINJAUAN PUSTAKA Text book Buku Ajar Dosen ITS Jurnal
BAB III METODOLOGI M U LA I Pengumpulan Data Studi Literatur Perencanaan Struktur Sekunder 3.1 Bagan Alir Prelim inary D esain : - M enentukan tebal plat dack - M enentukan profil tangga - M enentukan profil balok kom posit - M enentukan profil kolom kom posit 3.2 Mengumpulkan data yang berkaitan dengan perencanaan Perhitungan beban : - Beban mati - Beban hidup - Beban angin - Beban gempa Pem odelan dan A nalisa Struktur dengan Program bantu SAP 2000 N ot OK 3.3 Studi Literatur A pakah dim ensi profil sudah m em enuhi persyaratan yang digunakan? K ontrol D esain O K 3.4 Perencanaan Struktur Sekunder Perencanaan Sam bungan Perencanaan Pondasi Penggam baran H asil Perencanaan Selesai
3.5 Preliminary Design dan Pembebanan 3.5.1 Preliminary Design Balok 3.5.2 Preliminary Design Kolom 3.5.3 Analisa Pembebanan 3.6 Pemodelan Struktur dan Analisa Struktur 3.7 Kontrol Design 3.8 Perencanaan Sambungan 3.9 Perencanaan Pondasi 3.10 Penggambaran Hasil Perhitungan dalam Gambar Teknik
A. STRUKTUR SEKUNDER 1. Pelat Lantai 1 s/d 10 BAB IV HASIL PERENCANAAN - Brosur bondek dari PT. Plantech Hokayu Indonesia - Tebal bondek 0,85 mm - Tebal beton 10 cm - Tulangan tarik diameter 10mm 250 mm
2. Pelat Lantai 11 - Brosur bondek dari PT. Plantech Hokayu Indonesia - Tebal bondek 0,85 mm - Tebal beton 10 cm - Tulangan tarik diameter 6mm 200 mm
3. Tangga Tangga Tinggi antar lantai Tinggi bordes Lebar injakan (i) Panjang tangga Lebar bordes Tebal pelat miring Tebal pelat bordes Mutu beton ( fc ) Mutu Baja (fy) = 400 cm = 200 cm = 30 cm = 360 cm = 237 cm = 10 cm = 10 cm = 25 Mpa = 250 kg/cm2 = 250 Mpa = 2500 kg/cm2 Direncanakan memakai tulangan dengan = 6 mm ( As = 28,26 mm2 = 0,2826 cm2) Banyak tulangan yang diperlukan tiap 1 m = 2 buah = 2 buah Jarak antara tulangan tarik = 500 mm Jadi dipasang tulanagan tarik 8 400 mm Balok tangga WF 250.175.7.11 Balok bordes WF 300.200.8.12 Balok tumpuan tangga WF 350.175.7.11
4. Balok anak struktur menggunakan WF 200. 0.150. 0.6.9
Sambungan balok anak dengan balok induk
5. Balok Lift Pengantung dan Penumpu menggunakan WF 350.175.7.11 dan WF 400.200.8.13 Denah Lift
B. STRUKTUR PRIMER Mutu baja : Bj 41 Mutu beton (fc') : 25 Mpa Tinggi tipikal lantai : 4 m Tebal pelat lantai 1-10 : 10 cm Tebal pelat lantai atap : 10 cm Profil balok induk : WF 600x200x11x17 Profil balok induk : WF 500x200x10x16 Profil balok induk : WF 350x175x7x11 Profil balok anak : WF 200x150x6x9 Profil kolom lantai 1-2 : KC 450x200x9x14 Profil kolom lantai 1-4 : KC 600x300x12x20 Profil kolom lantai 5-8 : KC 500x200x10x16 Profil kolom lantai 9-11 : KC 450x200x9x14 Wilayah gempa : WG4 Kategori tanah : Tanah Sedang Faktor keutamaan (I) : 1
Detail Sambungan Kolom dengan Balok
PONDASI Kriteria Design Tiang Pancang Kekuatan dan Dimensi Tiang Dipakai tiang pancang beton pratekan (Prestressed Concrete pile) dengan bentuk penampang bulat berongga (Spun Piles). Mutu beton tiang pancang K-600 (concrete cube compressive strength is 600 kg/cm 2 at 28 days). Tiang pancang yang direncanakan adalah menggunakan alternatif jenis tiang dengan spesifikasi WIKA Pile sebagai berikut : Diameter tiang = 500 mm Tebal tiang = 90 mm Class = A3 P bahan = 178,2 ton Sumber WIKA beton
B 03 02 POTONGAN A-A A 02 01 DENAH PENULANGAN POER 1 03 POTONGAN B-B A 01 A 02 02 POTONGAN A-A 01 DENAH PENULANGAN POER 2 03 POTONGAN B-B
balok Sloof 40 x 60 balok Sloof 40 x 60 D E N A H P O N D A S I DAN SLOOF S KA LA 1 : 300
BAB VII KESIMPULAN DAN SARAN A. KESIMPULAN: Dari hasil perhitungan dan analisa yang telah dilakukan, maka dapat diambil kesimpulan antara lain : Dilakukan perhitungan struktur sekunder terlebih dahulu seperti perhitungan tangga, pelat lantai, dan balok anak terhadap beban-beban yang bekerja baik beban mati, beban hidup maupun beban terpusat. Analisa balok dihitung terhadap kontrol lendutan, kontrol penampang (local buckling), kontrol lateral buckling dan kontrol geser. Dilakukan kontrol terhadap balok utama dengan anggapan balok adalah balok baja dianggap sebagai struktur komposit dengan pelat pada saat komposit. Dimana balok menerima beban dari struktur sekunder yang harus dilakukan kontrol meliputi: kontrol lendutan, kontrol penampang (local buckling), kontrol lateral buckling dan kontrol geser.
Dilakukan kontrol kekuatan struktur kolom komposit yang meliputi kontrol luas minimum beton pada kolom komposit, perhitungan kuat tekan aksial kolom, perhitungan kuat lentur kolom, dan kontrol kombinasi aksial dan lentur. Dari hasil pehitungan didapatkan data-data perencanaan sebagai berikut : Tebal Pelat Atap : 10 cm Tebal Pelat Lantai : 10 cm Dimensi Kolom beton lantai 1 s/d 4 : Dimensi Kolom beton lantai 1 s/d 4 : 90 x 90 cm, KC 700.300.13.24 Dimensi Kolom beton lantai 5 s/d 8 : 80 x 80 cm, KC 588.300.12.20 Dimensi Kolom beton lantai 9 s/d 11: 60 x 60 cm, KC 400.200.8.13 Profil Balok Induk : WF 700.300.13.20 Profil Balok Anak : WF 350.250.8.12 Struktur bawah bangunan menggunakan tiang pancang pracetak dengan diameter 60 cm.
B. 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.
BAB VII DAFTAR PUSTAKA Departemen Pekerjaan Umum. Standar Nasional Indonesia (SNI 03-1726-2002): Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Bangunan Gedung. Departemen Pekerjaan Umum. Standar Nasional Indonesia (SNI 03-2847-2002): Tata Cara Perhitungan Beton Untuk Bangunan Gedung. Departemen Pekerjaan Umum. Standar Nasional Indonesia (SNI 03-1729-2002): Tata Cara Perhitugan Baja Untuk Bangunan Gedung. Direktorat Penyelidikan Masalah Bangunan.1983. Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung. Jakarta: Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan. Lubis, Enni Lisda. & Marta, Proid Kontura, 1991. Kajian Analitis dan Eksperimental Dek Baja Bergelombang Sebagai Elemen Pembentuk Pelat Komposit. Mulyanto, Rakhmat, 2002. Pelat Lantai Komposit Isotropis Tanpa Perancah (Profree Deck). Widiarsa, Ida Bagus Rai. & Deskarta, Putu, 2007. Kuat Geser Baja Komposit dengan Variasi Tinggi Penghubung Geser Type-T Ditinjau Dari Uji Geser Murni. Salmon, Charles. G. & Johnson, John. E. 1991. Struktur Baja Desain dan Perilaku. Alih bahasa Wira. Jakarta: Penerbit Erlangga.
Isdarmanu, Marwan. 2006. Buku Ajar Struktur Baja I. Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan. Institut teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya. Soewardojo. Buku Ajar Struktur Baja II. Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan. Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya. Sidharta Ananta Sigit, Ir.,MSc.,PhD. 2009. Buku Ajar Pondasi Beban Dinamis. Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan. Institut teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya. Djoko Untung, Buku Ajar Pondasi Tiang Pancang. S. Sudjanarko Ir. M.Eng. 2003. Buku Ajar Mekanikah Tanah & Teknik Pondasi. Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan. Institut teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya.
TERIMA KASIH