TUGAS AKHIR RC09-1380
MODIFIKASI PERENCANAAN GEDUNG OFFICE BLOCK PEMERINTAHAN KOTA BATU MENGGUNAKAN STRUKTUR KOMPOSIT BAJA BETON AMANDA KHOIRUNNISA 3109 100 082 DOSEN PEMBIMBING IR. HEPPY KRISTIJANTO, MS. IR. R. SOEWARDOJO, M.Sc.
PENDAHULUAN
LATAR BELAKANG Ketersediaan Lahan Kebutuhan Perkantoran Gedung bertingkat Office Block Pemerintahan Kota Batu 5 block Perencanaan awal menggunakan struktur beton konvensional, direncanakan ulang menjadi 10 lantai menggunakan struktur komposit baja beton
Struktur beton bertulang konvensional, gaya tarik dipikul besi tulangan Struktur komposit, gaya tarik dipikul porfil baja Keistimewaan sistem komposit dibanding baja biasa meliputi : a. Penghematan berat b. Penampong balok yang digunakan lebih kecil c. Kekakuan lantai meningkat d. Kapasitas beban lebih besar e. Panjang bentang untuk batang tertentu dapat lebih besar (Charles G. Salmon, 1991)
Rumusan Masalah Bagaimana menentukan Preliminary design penampang struktur primer dan struktur sekunder? Bagaimana menghitung pembebanan setelah ada modifikasi? Bagaimana memodelkan dan menganalisa struktur setelah ada modifikasi? Bagaimana merencanakan sambungan yang memenuhi perancangan struktur? Bagaimana merencanakan pondasi yang sesuai dengan besar beban yang dipikul dan kondisi tanah di lapangan? Bagaimana menuangkan hasil perhitungan dan perencanaan dalam bentuk gambar teknik?
Tujuan Menentukan Preliminary design penampang struktur primer dan struktur sekunder Menghitung pembebanan setelah ada modifikasi Memodelkan dan menganalisa struktur setelah ada modifikasi Merencanakan sambungan yang memenuhi perencanaan struktur Merencanakan pondasi yang sesuai dengan besar beban yang dipikul dan kondisi tanah di lapangan Menuangkan hasil perhitungan dan perencanaan dalam bentuk gambar teknik
Batasan Masalah Perencanaan kolom komposit menggunakan tipe kolom baja terselubung beton (King Cross) dengan desain awal gedung menggunakan kolom beton bertulang konvensional Tidak meninjau dari segi analisa biaya arsitektural dan manajemen konstruksi Hanya meninjau satu gedung, yaitu gedung berlantai 10 Tidak meninjau metode pelaksanaan Analisa struktur menggunakan program bantu ETABS v9.7.1
Manfaat Dapat merencanakan pembangunan gedung dengan penggunaan lahan seminimal mungkin Dapat merencanakan struktur komposit yang memenuhi persyaratan keamanan struktur Dapat mengetahui hal-hal yang harus diperhatikan pada saat perecanaan sehingga kegagalan struktur dapat diminimalisir Dapat menjadi referensi perencanaan struktur gedung menggunakan material komposit baja beton
TINJAUAN PUSTAKA
Aksi komposit Terjadi apabila pelat beton dan profil baja yang dihubungkan mengalami defleksi sebagai satu kesatuan Balok baja yang dihubungkan oleh penghubung geser dapat menahan perpanjangan serat bawah pelat beton dan perpendekan serat atas balok baja
Gambar 2.1 Perbandingan antara balok yang melendut dengan dan tanpa aksi komposit
METODOLOGI
Diagram Alir
Perencanaan Struktur Sekunder
Perencanaan Struktur Sekunder Perencanaan struktur sekunder meliputi : 1. Perencanaan tangga 2. Perencanaan pelat lantai dan pelat atap 3. Perencanaan balok lift 4. Perencanaan balok anak
Perencanaan Struktur Primer
Pembebanan Struktur Beban Sebelum Komposit o Beban mati : Beban pelat bondek Berat pelat beton o Beban Hidup Lantai atap (q L ) = 100 kg/m 2 Lantai Penghunian (q L ) = 100 kg/m 2
Pembebanan Struktur Beban Setelah Komposit o Beban Mati Pelat Atap (q D1 ) o Beban Aspal o Beban rangka dan plafond o Berat ducting plumbing Pelat Lantai (q D2 ) o Beban spesi o Beban keramik o Beban rangka dan plafond o Beban ducting plumbing Berat Sendiri (q D3 ) o Berat pelat bondek o Berat pelat beton o Beban Hidup Lantai atap (q L ) = 100 kg/m 2 Lantai Penghunian (q L ) = 250 kg/m 2
Pembebanan Struktur Utama Beban Gempa Perhitungan beban gempa dilakukan dengan menganalisa beban gempa dinamik dan ekivalen Didapatkan Berat struktur Wt = 118285,7 kn Beban Angin Jauh dari pantai, tekanan tiup angin = 25 kg/m 2
Kombinasi Pembebanan 1,4 D 1,2 D + 1,6 L!,2 D + 1 L + 1 E 1,2 D + 1 L + 1,3 W 0,9 D + 1 E
Analisa Struktur Analisa Struktur dilakukan dengan program bantu Permodelan Struktur 3 D
Kontrol Drift Δs= x h 1 = x 4 = 0,014 m = 14 mm
Perencanaan Balok Induk Direncanakan menggunakan profil WF 400x200x8x13 o Perencanaan Balok Induk Melintang Sebelum Komposit Kontrol Local Buckling o Sayap bf/2tf < 170 / fy o Badan h/tw < 1680 / fy Kontrol Lateral Buckling Lb = 600 cm ØMn > Mu 0,9 x 32102,6 kgm > 6400,312 kg 28811,3 kgm > 6400,312 kg OK Kontrol Kuat Geser h/tw < 1100 / fy ØV n > Vu 0,9 x 48000 kg > 4417,71 kg 43200 kg > 4572 kg OK Kontrol Lendutan f ijin = 1,667 cm f = 0,23
Perencanaan Balok Induk o Perencanaan Balok Induk Melintang Setelah Komposit (Zona Momen Positif) Kontrol kuat momen lentur o Local Buckling (Badan) h/tw < 1680 / fy Momen Nominal T 1 = 0,85. f c. t p. b eff T 2 = As. Fy T 2 < T 1, garis netral terletak di beton
Perencanaan Balok Induk Jarak-jarak centroid gaya yang bekerja a = (As. fy)/(0,85. f c. beff) d1 = hr + tb (a/2) d2 = 0 d3 = D/2
Perencanaan Balok Induk Momen Nominal Mn = T 2 (d1+d2) + T 2 (d3+d2) Kontrol Lendutan f ijin = 1,667 cm f = 0,4 Kontrol Kuat Geser h/tw < 1,1 (k n. E / fy)
Perencanaan Balok Induk o Perencanaan Balok Induk Melintang Setelah Komposit (Zona Momen Negatif) Menentukan lokasi lokasi gaya tarik pada balok dan baja T = n. Ar. fyr Pyc = As. fy Pf = bf. tf. fy aw = Pw / (tw. Fy) d1 = hr + tb c d2 = (Pf x 0,5 tf) + (Pw(tf + 0,5 aw))/ Pf+Pw d3 = D/2 Perhitungan Momen Negatif Mn = T(d1+d2) + Pyc(d3-d2)
Perencanaan Balok Induk
Perencanaan Kolom Kolom Komposit
Perencanaan Kolom Cek luas penampang minimum profil baja o As / Ac > 4 % o o o o Jarak sengkang < 2/3 lebar selubung beton Luas tulangan longitudinal > 0,18 kali jarak tulangan Luas tulangan sengkang > 0,18 kali jarak tulangan Mutu beton : 21 Mpa < fc < 55 Mpa
Perencanaan Kolom Kekuatan Aksial Kolom Komposit Øc. Pn = 0,85 x As x fcr As = fmy / ω λc = (k. L/r m. π) x (fmy / Em) fmy = fy + c1 fyr (Ar/As) + c2 f c (Ac/As) Em = E + c3 Ec (Ac/As) Kombinaasi Aksial dan Lentur
Perencanaan Sambungan
Balok Anak Lantai dingan Balok Induk Melintang Sambungan Balok Anak Lantai dengan Balok Induk Melintang Eksterior
Balok Anak Lantai dingan Balok Induk Melintang Sambungan Balok Anak Lantai dengan Balok Induk Melintang Interior
Sambungan Balok - Kolom Sambungan Balok Induk dengan Kolom
Sambungan Kolom - Kolom Sambungan Kolom-Kolom
Sambungan Kolom Base Plate Sambungan Kolom dengan Base Plate
Perencanaan Pondasi
Perencanaan Pondasi Spesifikasi Tiang Pancang : o Diameter = 400 mm o Tebal = 90 mm o Allowable axial = 117,6 T o Panjang tiang tertanam = 10 m o Banding Crack = 6,5 Tm
Perencanaan Pondasi Perhitungan Daya Dukung Ijin Tanah Q L = Q P + Q S Q P = qp x Ap x α= (Np x K) x Ap x α Qs = qs x As x β = (Ns/3+1) x As x β Q P = (48,6 x 40) x 0,126 x 1 = 244,29 ton Q S = (27,36/3 + 1) x 12,57 x 1 = 127,19 ton Q L = Q P + Q S = 244,29 + 127,19 = 371,48 ton Sehingga P ijin tiang berdasarakan daya dukung tanah adalah : P ijin 1 tiang = Q L / SF = 371,48 / 3 = 123,8 ton
Perencanaan 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 ijin bahan = 117,6 T Daya dukung tanah : Qd (1tiang) = 123,8 x 0,77 = 95,23 T Jadi diambil Qd = 95,23 T (dari daya dukung tanah) Maka P ijin yang digunakan adalah P ijin berdasarkan kondisi tanah. Untuk perhitungan pondasi dengan beban sementara, maka P ijin dapat dinaikkan sebesar 50%, sehingga : P ijin (beban tetap) = 95,23 T = 95230 kg P ijin (beban sementara) = 1,5 x 95230 = 142845 kg
Perencanaan Pondasi Perhitungan Pondasi Tiang Pancang Gaya gaya yang bekerja pada Pondasi Eksterior
Perencanaan Pondasi Gaya gaya yang bekerja pada Pondasi Interior
Perencanaan Pondasi < P ijin P v = Beban vertikal ekivalen V = Beban vertikal dari kolom N = banyaknya tiang dalam group M x = momen terhadap sumbu x M y = momen terhadap sumbu y x max = absis terjauh terhadap titik berat kelompok tiang y max = ordinat terjauh terhadap titik berat kelompok tiang x 2 = jumlah dari kuadrat absis tiap tiang terhadap garis netral group y 2 = jumlah dari kuadrat ordinat tiap tiang terhadap garis netral group
Perencanaan Pondasi
Kesimpulan
Kesimpulan 1. Perencanaan tangga Tebal pelat anak tangga = 9 cm Tebal pelat bordes = 9 cm Balok utama tangga = WF 250 x 125 x 5 x 8 Balok penumpu tangga = WF 250 x 175 x 7 x 11 2. Perencanaan Pelat Pelat Atap = tebal 10 cm dan tulangan Ø10 150 Pelat Lantai 1 10 = tebal 11 cm dan tulangan Ø13 150 3. Perencanaan Balok Lift Balok penggantung lift = WF 350 x 175 x 6 x 9 Balok penumpu lift = WF 350 x 175 x 6 x 9
Kesimpulan 4. Perencanaan Balok Anak Balok anak lantai 1-10 = WF 350 x 175 x 6 x 9 Balok anak atap = WF 350 x 175 x 6 x 9 5. Perencanaan Balok Induk Balok induk memanjang = WF 400 x 200 x 8 x 13 Balok induk melintang = WF 400 x 200 x 8 x 13 6. Perencanaan Kolom Kolom lantai 1 3 = KC 600 x 200 x 11 x 17 Kolom lantai 4 6 = KC 400 x 200 x 8 x 13 Kolom lantai 7 10 = KC 300 x 150 x 6 x 9
Kesimpulan 7. Perencanaan Pondasi o Pondasi Diameter tiang pancang = 0,4 m Mutu tiang pancang = A3 Kedalaman tiang pancang = 10 m Jumlah tiang pancang tiap poer = 6 buah o Poer Dimensi = 2,4 x 3,6 x1 m Tulangan tarik arah x = D22 115 Tulangan tekan arah x= D16 115 Tulangan tarik arah y = D22 115 Tulangan tekan arah y= D16 115 o Sloof Dimensi = 30 x 50 cm Tulangan utama = 6D22 Tulangan sengkang = Ø10 200
TERIMA KASIH