MODIFIKASI PERENCANAAN GEDUNG SEKOLAH SANTA CLARA SURABAYA DENGAN STRUKTUR KOMPOSIT BAJA DAN BETON Disusun Oleh : BUY ARYANTO 3107100604
1.1 Latar Belakang BAB I PENDAHULUAN Meningkatnya kebutuhan masyarakat terhadap sekolah dengan fasilitas yang lengkap, maka dibangunlah Sekolah Santa Clara yang terletak di Jalan Ngagel Madya No.1 Surabaya. Gedung Sekolah Santa Clara ini merupakan gedung yang terdiri dari 5 lantai dengan struktur konvensional dan akan direncanakan ulang hingga 11 lantai dengan menggunakan struktur komposit baja dan beton Dari berbagai penelitian, struktur komposit ternyata lebih efektif dalam meningkatkan kapasitas pembebanan, kekakuan dan keunggulan ekonomis. (Febriano Rinaldy dan Muh. Ruslailang, 2005) Komposit balok baja dan pelat adalah suatu usaha dalam mendapatkan suatu konstruksi yang baik dan efisien. Keistimewaan yang nyata dalam sistem adalah : (1) Penghematan berat baja, (2) Penampang balok baja dapat lebih rendah, (3) Kekakuan lantai meningkat, (4) Panjang bentang untuk batang tertentu dapat lebih besar, (5) Kapasitas pemikul beban meningkat. (Charles G. Salmon 1991). Pedoman penulisan menggunakan SNI 03-2847-2002 tentang Tata Cara Perhitungan Beton untuk bangunan gedung, SNI 03-1726-2002 tentang Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk bangunan gedung. SNI 03-1729-2002 tentang Tata Cara Perencanaan Struktur Baja.
1.2 Rumusan Masalah Permasalahan yang ditinjau dalam modifikasi dan perencanaan struktur beton komposit untuk gedung Sekolah Santa Clara, antara lain: 1. Bagaimana merencanakan struktur sekunder yang meliputi pelat, balok anak dan tangga? 2. Bagaimana menganalisa struktur dengan menggunakan program SAP 2000? 3. Bagaimana merencanakan struktur utama yang meliputi balok dan kolom? 4. Bagaimana merencanakan pondasi yang sesuai dengan besarnya beban yang dipikul dan kondisi tanah dilapangan? 5. Bagaimana menuangkan hasil perencanaan dan perhitungan dalam bentuk gambar teknik.
1.3 Tujuan Adapun tujuan yang diharapkan dari perencanaan struktur gedung ini adalah sebagai berikut: a. Merencanakan struktur sekunder yang meliputi pelat, balok anak dan tangga b. Menerapkan perhitungan struktur dengan Komputerisasi, dalam hal ini menggunakan program bantu SAP 2000 c. Merencanakan struktur utama yang meliputi balok dan kolom komposit baja dan beton d. Merencanakan pondasi yang sesuai dengan beban besar yang dipikul dan kondisi tanah di lapangan e. Menuangkan hasil perhitungan struktur kedalam bentuk gambar teknik dengan menggunakan program AutoCAD
1.4 Batasan Masalah Dalam penulisan proposal tugas akhir ini, perencanaan struktur gedung ini ditinjau dari segi teknis saja, yaitu: a. Perencanaan tidak meliputi instalasi mechanical, electrical, plumbing dan saluran air b. Tidak merencanakan metode pelaksanaan c. Tidak meninjau dari segi estetika, tetapi hanya dari segi kekuatan struktur saja
1.5 Manfaat Adapun manfaat dari penulisan Tugas Akhir dalam Perencanaan Gedung Sekolah Santa Clara Surabaya 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 8mm 200 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 Tinggi antar lantai = 400 cm Tinggi bordes = 200 cm Panjang tangga = 510 cm Panjang bordes = 300 cm Lebar bordes = 150 cm Tebal Bordes = 10 cm Lebar injakan trap tangga = 30 cm Tinggi injakan trap tangga = 20 cm Tebal Plat trap tangga = 10 cm Mutu Beton (fc ) = 25 Mpa = 250 kg/cm 2 Mutu Baja (fy) = 250 Mpa = 2500 kg/cm 2 Sudut tangga = 28,81, tebal pelat beton 10 cm, sudah temasuk tebal bondek 0,85 mm Pelat bordes Pelat bordes menggunakan pelat bondek. Data-data perencanaan berdasarkan brosur PT.PLANTECH HOKAYU INDONESIA (PHI) Steel. Dipakai pelat komposit bondek dengan tebal pelat = 0,85 mm Bentang 1,5 m, tanpa penyangga Bentang menerus dengan tulangan negatif, tebal pelat beton = 10 cm, Beban berguna = 300 kg/m 2 tulangan dengan Ø = 8 mm (As = 50,24 mm 2 = 0,5024 cm 2 ) dipasang tulangan tarik Ø8 200 mm Balok tangga WF 150.150.7.10 Balok bordes WF 150.150.7.10 Balok tumpuan tangga WF 250.125.5.8
4. Balok anak struktur menggunakan WF 350.250.8.12 Balok anak WF 350.250.8.12 Balok anak WF 350.250.8.12 Balok anak WF 350.250.8.12
Sambungan balok anak dengan balok induk WF 700.300.13.20
5. Balok Lift R1 dan R2 menggunakan WF 300.150.5,5.8 Denah Lift Potongan A-A
Penggantung Lift WF 300.150.5,5.8 Balok Penumpu Lift WF 350.175.6.9
B. STRUKTUR PRIMER Mutu baja : Bj 41 Mutu beton (fc') : 25 Mpa Tinggi tipikal lantai : 4 m Tebal pelat bondek lantai 1-10 : 10 cm Tebal pelat bondek lantai atap : 10 cm Profil balok induk : WF 700x300x13x20 Profil balok anak : WF 350x250x8x12 Profil kolom lantai 1-4 : KC 700x300x13x24 Profil kolom lantai 5-8 : KC 588x300x12x20 Profil kolom lantai 9-11 : KC 400x200x8x13 wialyah gempa : WG3 Kategori tanah : Tanah lunak I : 1 90x90 cm 80x80 cm 60x60 cm
BAB V 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 = 600 mm Tebal tiang = 100 mm Class = C Luas beton = 1571 cm 2 P bahan = 229,5 ton = 229.500 kg Sumber WIKA beton
DENAH PONDASI
Daya Dukung Satu Tiang Pancang Untuk daya dukung ini diambil nilai terkecil antara daya dukung bahan dan daya dukung tanah. Daya dukung bahan : Dari spesifikasi bahan tiang pancang (tabel spesifikasi WIKA), didapat : p 1 tiang pancang = 229,5 ton DENAH TIANG PANCANG Daya dukung tanah : Direncanakan menggunakan tiang pancang Ø60 cm, A = 2826 cm 2 diambil tiang pancang dengan kedalaman (D) = 13 m dari perhitungan yang ditabelkan (terlampir), didapai nilai daya dukung satu tiang pancang : p 1 tiang pancang = 72.849,7 kg
Poer Dimensi Poer (B x L) Tebal poer Diameter tulangan x Diameter tulangan y Tebal selimut beton Mutu beton (f c) Mutu baja (fy) = 5 m x 5 m = 100 cm = D25 mm = D25 mm = 70 mm = 40 Mpa = 400 Mpa
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 Pelaksanaan struktur dengan sistem komposit baja dan beton harus dilakukan dengan pengawasan yang ketat sebab pada bangunan baja, keakuratan pemasangan sangat penting, agar dapat diperoleh hasil sesuai dengan yang direncanakan.
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