SEMINAR TUGAS AKHIR 4321GO 5 LOADING. JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN ITS SURABAYA
SEMINAR TUGAS AKHIR PERANCANGAN MODIFIKASI GEDUNG RUMAH SAKIT ROYAL SURABAYA DENGAN MENGGUNAKAN BETON PRATEGANG PRACETAK Oleh : DADANG PRAMONO 3107100130 Dosen Konsultasi : Prof. Dr. Ir. IGP Raka Dr. Techn Pujo Aji, ST. MT JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN ITS SURABAYA
PENDAHULUAN
PENDAHULUAN LATAR BELAKANG MASALAH PERUMUSAN MASALAH BATASAN MASALAH TUJUAN MANFAAT PENULISAN
LATAR BELAKANG MASALAH Meninjau proyek pembangunan Rumah Sakit royal yang terletak di Jl. Rungkut Industri I Surabaya, dalam pembangunannya memakai beton bertulang pada perencanaannya. Gedung tersebut belum mempunyai ruang yang luas yang dapat digunakan sebagai tempat pertemuan(konferensi)/multifuction Hall, Pada mulanya gedung tersebut terdiri dari 3 lantai kemudian dimodifikasi menjadi 10 lantai, pada lantai 10 digunakan sebagai ruang pertemuan, sehingga memerlukan ruangan bebas tanpa kolom.
Maka beton prategang merupakan Inovasi dan alternatif yang paling cocok digunakan untuk proses dan pelaksanaan pembangunan struktur khusunya gedung yang mempunyai bentang panjang. Struktur beton prategang mempunyai kelebihan dibandingkan struktur yang lain. Kelemahan yang dimiliki struktur juga perlu diperhatikan.
KELEBIHAN-KELEBIHAN Sangat cocok untuk konstruksi bentang panjang sehingga dapat dilakukan penghematan (lebih ekonomis) Lendutan yang terjadi lebih kecil dibanding konstruksi yang lain. Misalnya beton bertulang Beton prategang mampu menahan beban yang tinggi sebelum retak karena beton mengalami tekan terlebih dahulu. Pemakain beton dan baja berkekuatan tinggi pada batang prategang menghasilkan batang-batang yang lebih ringan dan lebih langsing suatu batang lentur prategang menjadi lebih kaku pada beban kerja daripada suatu beton bertulang dengan tebal yang sama
KELEMAHAN-KELEMAHAN Perlunya pemakaian baja dan beton berkekuatan tinggi Adanya kehilangan prategang yang sangat tinggi misalnya kehilangan akibat susut pada beton, rangkak, perpendekan elastis beton relaksasi baja. Membutuhkan keahlian khusus dalam merancang dan mendisain beton prategang
disebabkan: Tidaklah mudah untuk menentukan konfigurasi/ posisi misalnya dalam menentukan tata letak tendon agar mendapatkan kemampuan struktur yang optimum. Selalu dilakukan inovasi terus menerus seiring dengan perkembangan teknologi khususnya dalam bidang beton prategang
PERUMUSAN MASALAH Permasalahan yang dibahas dalam Tugas Akhir ini adalah : Bagaimana melakukan permodelan struktur gedung tersebut? Bagaimana merencanakan struktur utama balok pratekan untuk lantai atap Bagaimana perhitungan struktur sekunder meliputi perhitungan pelat lantai, pelat atap, tangga, balok anak, dan balok penggantung lift
Bagaimana permodelan pembebanan setelah adanya modifikasi perancangan dan analisanya menurut SRPMM? Bagaimana menganalisa model struktur utama? Bagaimana menghitung pendetailan struktur utama meliputi : balok induk, kolom, dan hubungan balok kolom dengan SRPMM, serta balok pratekan pracetak dengan metode pasca tarik? Bagaimana perhitungan akibat beban-beban gempa yang terjadi?
TUJUAN Tujuan dari penyusunan tugas akhir ini secara umum adalah untuk mengaplikasikan ilmu beton prategang yang telah didapat dari sebelumnya serta mengatasi permasalahan-permasalahan yang akan timbul dalam perhitungan yang sebenarnya. Sedangkan adapun maksud dan tujuan khususnya yaitu : Dapat memodelkan struktur bangunan gedung tersebut. Dapat merencanakan struktur utama beton pratekan yang sesuai pada lantai 9 dan 10. Dapat merencanakan struktur sekunder meliputi perhitungan pelat lantai, pelat atap, tangga, balok anak, dan balok penggantung lift.
Dapat memodelkan permodelan pembebanan setelah adanya modifikasi perancangan dan analisanya menurut SRPMM. Dapat menganalisa model struktur utama. Dapat menghitung pendetailan struktur utama meliputi : balok induk, kolom, dan hubungan balok kolom dengan SRPMM, serta balok pratekan pracetak dengan metode pasca tarik. Dapat menghitung dan menganalisa akibat beban-beban gempa yang terjadi.
BATASAN MASALAH Dalam penyusunan tugas akhir ini perencanaan ini didasarkan pada : Nama Gedung : Rumah Sakit Royal Surabaya Fungsi : Rumah Sakit Jumlah Lantai : 10 lantai Struktur Utama :Struktur beton bertulang sebagian dimodifikasi dengan menggunakan beton prategang
Modifikasi jumlah lantai dari 3 lantai menjadi 10 lantai. Pada perhitungan ini tidak membahas tentang struktur pondasi. Atap direncanakan menggunakan pelat beton Untuk Perhitungan gempa menggunakan Sistem Rangka Pemikul Momen Menengah (SRPMM). Perancangan tidak meninjau aspek RAB.
MANFAAT PENULISAN Adapun manfaat yang dapat diperoleh dari pengerjaan Tugas Akhir ini adalah : Dapat merencanakan struktur beton prategang yang sesuai berdasarkan analisa yang dilakukan. Memahami korelasi antara pelaksanaan di lapangan dengan perhitungan yang dilakukan. Sebagai bahan alternatif untuk pemilihan beton prategang khususnya untuk gedung yang memiliki bentang panjang. Dapat digunakan sebagai acuan dalam perhitungan beton prategang kedepannya.
TINJAUAN PUSTAKA
TINJAUAN PUSTAKA Peraturan Beton Bertulang Indonesia 1971. SNI 03-2847-2002 Perhitungan Struktur Beton untuk Gedung. RSNI 03-1726-2010 Perencanaan Struktur Gedung Tahan Gempa. PPIUG 1987. Peraturan yang digunakan RSNI 03-1727-2002 mengenai pembebanan dan faktor reduksi. ACI 2008 (Khusus untuk penditailan beton prategang)
Perancangan struktur Struktur beton bertulang yang berada di wilayah gempa 3 dan 4 harus memenuhi persyaratan pendetailan menengah dimana struktur akan memiliki perilaku cukup elastis untuk menyerap beban gempa dengan resiko gempa menengah (SRPMM). Ketentuan ini hanya berlaku untuk SRPM (Sistem Rangka Pemikul Momen) dan sistem pelat dua arah tanpa balok, tidak termasuk dinding struktural yang dalam hal ini dipandang cukup memiliki daktilitas pada tingkat drift yang terjadi di daerah resiko gempa menengah. (Rachmat Purwono, 2005)
METODE PRATEGANG 1 Operasi beton pratekan dibagi menjadi dua menurut jenis pemberian gaya prategang (E.G Nawy, 2001) yaitu: Beton Prategang metode Pratarik Beton pratekan metode pratarik adalah beton prategang yang dihasilakan dengan memberi tegangan awal pada tendon baja sebelum proses pengecoran beton. 2. Beton Prategang metode Pasca Tarik Merupakan beton pratekan yang dihasilkan dengan memberi tegangan pada tendon baja setelah proses pengecoran beton (dimana beton telah mengeras mencapai sebagaian kekuatannya). Dalam tugas akhir ini digunakan metode pasca tarik mengingat dalam kemudahan pelaksanaan serta dalam menganalisa.
METODOLOGI
Diagram Alir Perencanaan Mulai Pengumpulan Data Shop Drawing Gedung Studi Literatur Preliminary Design Struktur Sekunder, yang meliputi pelat, rencana tangga dan balok lift Pembebanan Berdasarkan PPIUG 1987, RSNI 03-1726-2010 Analisa Struktur Analisa struktur menggunakan program ETABS 9.7.1 Perhitungan Struktur Primer Balok Anak Balok Induk Kolom Hubungan Balok kolom Perhitungan balok prategang Kontrol Desain NOT OK OK Penggambaran Hasil Perencanaan kedalam Gambar Teknik Selesai
Diagram Alir Perencanaan Perhitungan balok prategang Pemilihan jenis prategang Gaya pratekan awal Tata letak kabel Kehilangan prategang Kontrol tegangan Kekuatan batas balok prategang Kontrol lendutan Kontrol momen retak Not Ok Ok Perhitungan geser Daerah pengangkuran Output gambar
1. Pengumpulan Data Data Umum Bangunan Nama gedung : Gedung Rumah Sakit Royal Surabaya Lokasi : Jl Rungkut Industri 1 Fungsi : Rumah Sakit Jumlah lantai : 10 lantai + 1 lantai atap Tinggi bangunan : 49,5 m (termasuk atap) Ketinggian tiap lantai : 4,5m Struktur utama : Struktur beton bertulang Shop Drawing Gedung
DENAH EXISTING 1 2 3 4 5 6 A B C D
DENAH MODIFIKASI
DENAH LANTAI 1 dan 10
DENAH LANTAI ATAP
TAMPAK DEPAN
DAFTAR PUSTAKA 1) Badan Standardisasi Nasional.2002. SNI 03-1726-2002 Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung. Bandung 2) Badan Standardisasi Nasional.2002. SNI 03-2847-2002 Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung. Bandung 3) DepartemenPekerjaan Umum.1983. Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung 1983. Bandung: Yayasan Penyelidikan Masalah Bangunan Gedung. 4) Purwono, Rachmat. 2003. Perencanaan Struktur BetonBertulang Tahan Gempa Ed.2, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya. 5) Lin,T.Y., dan Burns, Ned H.1993. Desain Struktur Beton Prategang Ed. 2 Jil. 1. Diterjemahkan oleh : Daniel Indrawan M.C.E. Jakarta : Erlangga. 6) Nawy, Edward G.2001. Beton Prategang : Suatu Pendekatan Mendasar Ed. 3 Jil. 1. Diterjemahkan oleh: Bambang Suryoatmono. Jakarta : Erlangga.
PRELIMINARY DESAIN Dimensi: Balok Induk : 30/40 cm Balok Pratekan : 60/90 cm Kolom : 80/80 cm
STRUKTUR SEKUNDER Pelat Pelat atap: Tulangan lentur Arah x = Ф 8-200 Arah y = Ф 8-200 Tulangan susut = Ф8-200 Pelat lantai 1-9: Tulangan lentur Arah x = Ф 10-200 Arah y = Ф 10-250 Tulangan susut = Ф10-200 Tangga Tulangan lentur pelat tangga = Ф16-200 Tulangan lentur pelat bordes = Ф16-250 Tulangan lentur balok bordes = 4Ф16 Tulangan geser balok bordes = Ф8-150 Pelat lantai 10: Tulangan lentur Arah x = Ф 10-250 Arah y = Ф 10-250 Tulangan susut = Ф10-200
STRUKTUR SEKUNDER Lift Balok Penumpu Depan: Tulangan Tumpuan = 4D16 Tulangan Lapangan = 4D16 Tulangan Geser = Ф10-200 Balok Penumpu Belakang: Tulangan Tumpuan = 4D16 Tulangan Lapangan = 4D16 Tulangan Geser = Ф10-200
PEMBEBANAN GEMPA Pembebanan Gempa mengacu pada peraturan Gempa terbaru yakni RSNI 03-1726-2010. berdasarkan peraturan tsb, diperoleh perencanaan gempa untuk tugas Akhir ini adalah: - Kategori Resiko Gempa III - Kategori Desain Seismik D, sehingga dapat didesain menggunakan SRPMM.
PEMBEBANAN GEMPA kinerja batas struktur akibat beban gempa arah sumbu X (Barat Timur) Tingkat hi δxe δx Drift (Δs) Syarat Drift Δs m mm mm mm mm Ket 11 49,5 159,4 478,2 25,2 74,3 OK 10 45 151 453 29,7 74,3 OK 9 40,5 141,1 423,3 34,5 74,3 OK 8 36 129,6 388,8 38,4 74,3 OK 7 31,5 116,8 350,4 41,7 74,3 OK 6 27 102,9 308,7 46,8 74,3 OK 5 22,5 87,3 261,9 53,7 74,3 OK 4 18 69,4 208,2 61,2 74,3 OK 3 13,5 49 147 64,3333 74,3 OK 2 9 27,6 82,8 56,4 74,3 OK 1 4,5 8,8 26,4 26,4 74,3 OK
PEMBEBANAN GEMPA kinerja batas struktur akibat beban gempa arah sumbu Y (Utara Selatan) Tingkat hi δxe δx Drift (Δs) Syarat Drift Δs m mm mm mm mm Ket 11 49,5 178,6 535,8 39 74,3 OK 10 45 165,6 496,8 40,8 74,3 OK 9 40,5 152 456 42 74,3 OK 8 36 138 414 41,7 74,3 OK 7 31,5 124,1 372,3 42 74,3 OK 6 27 110,1 330,3 46,2 74,3 OK 5 22,5 94,7 284,1 55,5 74,3 OK 4 18 76,2 228,6 65,7 74,3 OK 3 13,5 54,3 162,9 71,1 74,3 OK 2 9 30,6 91,8 62,7 74,3 OK 1 4,5 9,7 29,1 29,1 74,3 OK
STRUKTUR PRIMER Balok Induk Interior Dimensi Balok : 30/40 cm Panjang Balok : 600 cm Mutu Beton (f c ) : 35 Mpa Mutu Baja (f y ) : 400 Mpa Mu As Pakai atas Tul Terpasang As Pakai bawah Tul Terpasang ØMn Akibat Tumpuan kiri 252208287,1 Nmm Akibat Tumpuan kanan 252208287,1 Nmm Lapangan 73593508 Nmm 2945,24 mm 2 2945,24 mm 2 981,75 mm 2 6D25 6D25 2D25 1472,62 mm 2 1472,62 mm 2 1472,62 mm 2 3D25 3D25 3D25 265428236,2 Nmm 265428236,2 Nmm 155932958,6 Nmm POTONGAN A-A POTONGAN B-B POTONGAN C-C
STRUKTUR PRIMER Balok Induk Exterior Dimensi Balok : 30/40 cm Panjang Balok : 600 cm Mutu Beton (f c ) : 35 Mpa Mutu Baja (f y ) : 400 Mpa Mu As Pakai atas Tul Terpasang As Pakai bawah Tul Terpasang ØMn Akibat Tumpuan kiri 211252106,6 Nmm Akibat Tumpuan kanan 222985880,8 Nmm Lapangan 52844071,0 Nmm 2454,37 mm 2 2945,24 mm 2 981,75 mm 2 5D25 6D25 2D25 981,75 mm 2 1472,62 mm 2 1472,62 mm 2 2D25 3D25 3D25 226245535,3 Nmm 265428236,2 Nmm 155310924,7 Nmm POTONGAN A-A POTONGAN B-B POTONGAN C-C
STRUKTUR PRIMER Kolom Tulangan Lentur 24D25
STRUKTUR PRATEGANG Balok Prategang : Dimensi 60/90 cm Jacking 2X - F o : 3800 kn - F 1 : 7000 KN Tendon VSL 6-37 dengan jumlah Strand 35 buah.
STRUKTUR PRATEGANG
Total kehilangan Gaya Prategang Tahap kehilangan % 1 Kehilangan Langsung Perpendekan Elastis - Slip Angkur 0,5 Wobble Efek 5,5 2 Kehilangan Tidak langsung Tahap 1 0,65 tahap 2 0,885 Tahap 3 0,34 Tahap 4 4,2 Total kehilangan 12,08
Metode Pelaksanaan
Metode Pelaksanaan 1. Dengan Perancah 2. Tanpa Perancah
PENGECORAN DILAKUKAN SAMPAI LANTAI 10
PENGECORAN BALOK PRATEKAN DILAKUKAN PADA LANTAI 10 Jacking awal = 3800 kn
PADA LANTAI 10 Jacking ke dua = 7000 kn
`
Pada diatas, formwork dan balok prategang precast disangga oleh tiang-tiang perancah untuk pelaksanaan pengecoran plat lantai. Perancah dan formwork baru dibong-kar setelah pelat beton cukup kuat untuk memikul beban.
METHODE DENGAN PERANCAH : 1. Pada saat transfer gaya prategang : Konstruksi belum berlaku sebagai komposit Tegangan yang terjadi akibat : a. Berat sendiri balok ( g ). b. Beban Temporary (pasir) c. Gaya prategang awal ( Pi ). 2. Pada saat pengecoran plat sampai curing : Konstruksi belum berlaku segabai komposit Karena disangga perancah praktis balok tidak memikul beban. 3. Pada saat layan : Konstruksi bersifat komposit Tegangan yang terjadi akibat : a. Berat sendiri balok ( g ). b. Berat pelat beton ( gc ). c. Beban mati tambahan seperti finishing ( gfs ) d. Gaya prategang efektif ( PE ). e. Beban hidup ( gl ).
PONDASI Pondasi yang digunakan pada Tugas Akhir ini adalah pondasi tiang pancang dengan spesifikasi sebagai berikut: Pondasi Tiang Pancang PT WIJAYA KARYA BETON Diameter outside (D) : 400 mm Thickness : 75 mm Kelas : A2 Cross section : 1570 mm 2 Bending momen crack : 5,5 tm Bending momen ultimate : 8,25 tm Allowable axial : 121,1 ton
PONDASI Digunakan Tiang Pancang Group sebanyak 9 buah dengan kedalaman 20 meter.
KESIMPULAN & SARAN KESIMPULAN Dari hasil perhitungan balok pratekan diperoleh dimensi balok yang efektif yaitu 60/90 cm dengan bentang 18 m. Sehingga dapat mengatasi tantangan arsitektural yang luas tanpa kolom. Jarak spasi antar tulangan pada balok tidak harus seragam, bahkan karena alasan kemudahan pelaksanaan maka spasi tulangan disediakan agak lebar pada salah satu bagiannya untuk menjamin agregat kasar dapat mengisi balok sepenuhnya. Penggunaan balok pratekan pracetak pada gedung menjadi efektif dan efisien karena dengan sistem pracetak balok akan menumpu sederhana pada konsol pendek, sehingga tidak mengalami kehilangan gaya prategang akibat kekangan kolom.
KESIMPULAN & SARAN SARAN Perlu dilakukan formulasi pada program Microsoft excel untuk merancang balok pratekan, baik dalam dimensi, gaya jacking, maupun eksentrisitas gayanya. Hal tersebut perlu dilakukan karena mengingat banyaknya trial and error yang harus dilakukan untuk mendapatkan dimensi, gaya dan eksentrisitas yang efektif dan efisien. Pada waktu balok pratekan di jacking, harus diperhatikan benarbenar beban apa saja yang bekerja pada balok tersebut. Apabila gaya jacking melebihi dari beban yang ada, balok pratekan mungkin bisa pecah. Untuk itu, perlu adanya kontrol-kontrol tegangan disetiap kondisi agar gaya jacking memenuhi beban yang ada. Dalam merancang struktur bangunan sebaiknya perencana benar benar memikirkan kemudahan pelaksanaan di lapangan, sehingga hasil perencanaan dapat dilaksanakan oleh pelaksana lapangan.
KESIMPULAN & SARAN SARAN Pengawasan dilapangan juga perlu diperhatikan agar pelaksanaan dilapangan terlaksana dengan baik. Mengingat setiap kondisi balok pratekan sangat mempengaruhi kekuatan balok tersebut Dalam merancang struktur bangunan sebaiknya perencana benar benar memikirkan kemudahan pelaksanaan di lapangan, sehingga hasil perencanaan dapat dilaksanakan oleh pelaksana lapangan.
SEKIAN.. TERIMA KASIH..