BAB III METODOLOGI PERANCANGAN 3.1 Langkah Kerja Dalam tugas akhir tentang perencanaan gedung beton bertulang berlantai banyak dengan menngunakan sistem perkakuan menggunakan shearwall silinder berongga ini dibuat langkah kerja berupa diagram alur seperti berikut : Gambar 3.1 Bagan Alur Perancangan III-1
3.2 Metode Analisis 3.2.1 Pengumpulan Data Pengumpulan data yang dimaksud adalah pencarian data-data yang akan diolah dalam Tugas Akhir ini. Data-data tersebut akan menjadi acuan perencanaan struktur. Data-data tersebut berupa data tanah, wilayah gempa, dimensi gedung, kuat tekan beton, tinggi leleh baja yang digunakan, dan modulus elastisitas. 3.2.2 Desain Gambar Desain gambar yaitu pemodelan bangunan struktur dalam bentuk gambar desian sebagai acuan untuk dianalisis. Gedung yang didesain dalam Tugas Akhir ini adalah bangunan simetris segiempat dengan shearwall silinder. Alasan pemilihan bentuk bangunan tersebut adalah untuk mengetahui desain kekakuan gedung dengan shearwall lingarab berongga, selain itu juga rongga dalam shearwall dapat dimanfaatkan untuk tangga darurat maupun lift. 3.2.3 Desain Awal Dalam desain awal ini akan menghitung tentang dimensi rencana seperti pelat, balok, dan kolom supaya memperoleh nilai yang ukuran. III-2
3.2.4 Perhitungan Beban Dalam perhitungan beban ini menggunakan dua metode yaitu secara manual dan dengan menggunakan software ETABS. Metode manual dihitung berdasarkan rumus-rumus yang ada, sedangkan ETABS digunakan untuk menghitung beban yang dimasukan secara otomatis dan untuk mendapatkan pemodelan struktur yang lebih teliti. 3.2.5 Desain Tulangan Prinsip prinsip Desain Umum Variabel utama dalam mendesain balok meliputi: bentang, jarak balok, jenis dan besar beban, jenis material, ukuran dan bentuk penampang, serta cara penggabungan atau fabrikasi. Semakin banyak batasan desain, maka semakin mudah desain dilakukan. Setiap desain harus memenuhi kriteria kekuatan dan kekakuan untuk masalah keamanan dan kemampuan layan. Pendekatan desain untuk memenuhi kriteria ini sangat bergantung pada material yang dipilih, apakah menggunakan balok kayu, baja atau beton bertulang. Beberapa faktor yang merupakan prinsip-prinsip desain umum dalam perencanaan balok, yaitu : (1) Kontrol kekuatan dan kekakuan (2) Variasi besaran material III-3
(3) Variasi bentuk balok pada seluruh panjangnya (4) Variasi kondisi tumpuan dan kondisi batas Desain tulangan yang akan dihitung adalah tulangan pada balok dan juga tulangan pada kolom. Pada desain tulangan dibahas tentang tulangan lentur dan geser. 1. Desain Balok Terhadap Lentur Jenis-jenis keruntuhan lentur : a. Keruntuhan tarik Jenis keruntuhan ini terjadi pada balok dengan rasio tulangan kecil (jumlah tulangannya sedikit), sehingga pada saat beban yang bekerja maksimum, baja tulangan sudah mencapai regangan lelehnya sedangkan beton belum hancur (beton belum mencapai regangan maksimumnya = 0,003). Balok dengan kondisi keruntuhan seperti ini bersifat ductile. b. Keruntuhan tekan Jenis keruntuhan ini terjadi pada balok dengan rasio tulangan besar (jumlah tulangannya banyak), sehingga pada saat beban yang bekerja maksimum, baja tulangan belum mencapai regangan lelehnya sedangkan beton sudah hancur(beton sudah mencapai regangan maksimum = 0,003). Balok dengan kondisi keruntuhan seperti ini bersifat getas. III-4
c. Keruntuhan seimbang Jenis keruntuhan ini terjadi pada balok dengan rasio tulangan yang seimbang sehingga pada saat beba yang beerja maksimum, baja tulangan dan beton hancur secara bersamaan. Tulangan sudah mencapai regangan lelehnya dan beton sudah mencapai regangan maksimumnya = 0,003). Balok dengan kondisi keruntuhan seperti ini bersifat getas. 2. Desain Balok Terhadap Geser Beton memiliki kekuatan tarik lebih kecil dari pada kekuatan tekan, karena itu balok harus didesain tahan terhadap geser. Terdapat perbedaan perilaku balok yang runtuh karena geser dengan balok yang runtuh karena lentur. Keuntuhan yang disebabkan oleh geser lebih berbahaya karena balok akan runtuh tiba-tiba tanpa ada peringatan terlebih dahulu. Perencanaan Balok Terhadap Geser Perencanaan bpenampang balok akibat geser didasarkan pada: V u = Ø V n Dimana V u adalah gaya geser terfaktor pada penampang yang ditinjau dan V n adalah kuat geser nominal yang dihitung dari : V n = V c + V s V c = kuat geser nominal yang disumbangkan beton V s = kuat geser nominal yang disumbangkan oleh tulangan geser III-5
Hal-hal penting yang harus dpenuhi dalam menentukan kuat geser : a. Kuat geser V n harus memperhitungkan pengaruh setiap bukaan pada komponen struktur. b. Untuk kuat geser V u dimana berlaku pengaruh regangan aksial tarik yang disebabkan oleh rangkak dan susut pada komponen struktur yang terkekang, maka pengaruh tarik diperhitungakn terhadap pengurangan kuat geser. 3. Desain Balok terhadap Torsi Salah satu beban yang diterima balok adalah beban torsi. Beban torsi menurut sistem struktur digolongkan menjadi dua tipe : A. Beban Torsi Statis tertentu Jika jumlah dari torsi yang harus dipikul bisa memenuhi persyaratan sattika dan bebas dari kekakan unsur. B. Beban Statis Tak tentu Beban ini terjadi dalam keadaan dimana tidak akan ada torsi kalau ketidaktentuan statika dihilangkan. Perencanaan Balok Terhadap Torsi Dasar yang dipakai dalam merencanakan penampang terhadap torsi adalah Tu Ø Tn Tu = torsi terfaktor pada penampang yang ditinjau Tn = kuat momen torsi nominal yang harus dihitung dengan : Tn = Tc + Ts Tn = kuat momen tosi nominal yang disumbangkan beton III-6
Dalam menentukan penulangan pada balok dapat dibedakan menjadi dua bagian diantaranya : a) Tulangan dipasang simetris pada dua sisi penampang kolom. b) Tulangan dipasang sama rata pada sisi-sisi penampang kolom. 4. Desain Kolom Terhadap aksial dan Lentur Jarang sekali ditemukan kasus di mana sebuah elemen struktur hanya menumpu beban aksial atau transversal saja. Sebagai contoh, untuk sebuah rangka ideal dimana semua bagian strukturnya merupakan bagian strukturnya merupakan bagian struktur dua gaya, meskipun beban-beban rangka batang diterapkan pada sendi-sendi titik kumpul, namun berat dari semua bagian struktur yang horizontal atau yang miring, bekerja sebagai beban uniform pada elemen struktur trsebut, yang menjadikan elemnen struktur ini sebagai balok kolom. Beban aksial menghasilkan tegangan lentur, yang mana keduanya bekerja pada bagian struktur pada saat yang sama. Sebuah bagian struktur dapat mengalami gaya aksial, selain beban transversal yang menyebabkan terjadinya lenturan. Untuk kasus tarik aksial dan tekan aksial dari bagian-bagian struktur yang pendek dari struktur yang kekar (stocky) yang tidak akan mengalami tekuk, kita hanya meletakan atau menambah tegangan aksial, f = F/A dengan tegangan lentur, f = M/S. Superposisi dari tegangan lentur secara III-7
serupa bekerja tegak lurus terhadap luas penampang melintang bagian struktur. Jadi tegangan gabungan ialah f = Dalam rumus ini, apabila kita secara sembarangan menyatakan bahwa tegangan tarik adalah positif, maka tegangan tekan akan ditinjau negatif apabila tegangan tarik tersebut negatif, maka tegangan tekan disebut tekan positif. Apabila beban aksial berupa tekan, dan bagian struktur cukup panjang serta cukup ramping hingga perlu diperhatikan kemungkinan terjadinya tekuk, maka bagian struktur ditinjau sebagai sebuah balok-kolom, dan efek-efek kerampingannya memerlukan sebuah analisis yang lebih rumit, sseperti akan kita lihat. Prinsip superposisi juga berlaku untuk tekanandukung lentur dan tegangan aksial yang eksis di antara sebuah balok dan tumpuanya, atau antara bagian bawah setruktur dan tanah yang menumpunya. 5. Gambar Desain Setelah desain secara keseluruhan telah selesai maka kita akan mengetahui struktur yang direncanakan. Untuk mewujudkannya maka harus diterjemahkan pada gambar struktur yang nantinya akan digunakan kontraktor sebagai acuan untuk melaksanakannya. Gambar denah struktur seluruh lantai dan gambar detail, balok, dan kolom dalam bangunan ini. III-8