Bahan Tugas Gempa 2021 (3).pdf

Laporan Analisis Struktur Rumah Jaya Asri
1
BAB I
PENDAHULUAN
Perencanaan struktur bangunan yang tahan terhadap beban-beban
rencana terutama beban gempa bertujuan untuk mencengah terjadinya
keruntuhan struktur yang dapat berakibat fatal pada saat terjadi gempa. Kinerja
struktur pada saat menerima beban gempa dapat diklasifikasikan:
1. Akibat gempa ringan, struktur bangunan tidak boleh mengalami kerusakan
baik pada elemen structuralnya maupun pada elemen non-strukturalnya.
2. Akibat gempa sedang, elemen structural bangunan tidak boleh rusak tetapi
elemen non-strukturalnya boleh mengalami kerusakan ringan namun struktur
bangunan masih dapat digunakan.
3. Akibat gempa besar, baik elemen structural maupun elemen non-struktural
bangunan akan mengalami kerusakan, tetapi struktur bangunan tidak boleh
runtuh.
Menurut SEAOC Vision 2000 (Fema 451, 2006), gempa sedang
ditetapkan sebagai gempa dengan kemungkinan terlampaui sebesar 50 % dalam
rentang umur layan bangunan 50 tahun, yaitu gempa dengan periode ulang 75
tahun atau gempa yang kadang-kadang terjadi. Sedangkan gempa besar
ditetapkan sebagai gempa dengan kemungkinan terlampaui sebesar 10 % dalam
rentang umur layan bangunan 50 tahun yaitu gempa dengan periode ulang 500
tahun atau gempa yang jarang terjadi.
Berdasarkan filosofi desain yang ada (Fema 451, 2006), tingkat kinerja
struktur bangunan akibat gempa rencana adalah life safety yaitu walaupun
struktur bangunan dapat mengalami tingkat kerusakan yang cukup parah namun
keselamatan penghuni dapat terjaga karena struktur bangunan tidak sampai
runtuh. Secara umum, respon struktur gedung yang baik terhadap gempa kuat
(gempa yang lebih besar dari gempa rencana) ditetapkan sebagai kemampuan
suatu struktur gedung untuk mengalami simpangan pasca elastic yang besar
secara berulang kali dan bolak-balik akibat beban gempa diatas beban gempa
yang mengakibatkan terjadinya pelelehan signifikan pertama. Untuk dapat
mencapai hal ini, elemen-elemen struktur bangunan yang mengalami respon
pascaelastik harus memiliki tingkat daktilitas perpindahan yang memadai.

2
BAB II
PEMODELAN DAN SPESIFIKASI TEKNIS
2.1.Kriteria Bangunan
Prototipe yang dianalisis memiliki kriteria sebagai berikut :
a. Jumlah tingkat adalah 4 tingkat termasuk atap dengan panel 4 x 3
b. Tinggi antar lantai 4 m.
c. Jarak denah antar kolom adalah @ 4,00m terpanjang dan @ 3,00m
terpendek
d. Kekuatan material beton yang digunakan adalah f’c = 20 MPa, dan
Elastisitas Beton Ec = 4700 𝑓 = 4700√20 = 21019 MPa
e. Kekuatan material tulangan utama adalah fy = 390 MPa (baja ulir) dan
tulangan sengkang menggunakan fy = 240 Mpa (baja polos)
Secara umum model rencana yang digunakan dapat dilihat pada Gambar 2.1
di bawah ini:
Gambar 2.1. Denah Rumah Lt. 01
3,50m 4,00m 4,00m
3,00m
3,50m
3,00m
1,00m
3,00m

3
3,50m 4,00m 4,00m
3,00m
3,50m
3,00m
1,00m
3,00m
3,50m 4,00m 4,00m
3,00m
3,50m
3,00m
1,00m
3,00m

4
Gambar 2.5. Potongan Gedung
3,50m 4,00m 4,00m
3,00m
3,50m
3,00m
1,00m
3,00m

5
Gambar 2.6. Perspektif Gedung
2.2.Pembebanan Struktur
Beban mati Secara umum, beban direncanakan sesuai Pedoman Perencanaan
untuk Rumah dan Gedung (SKBI-1987) sebagai berikut:
2.2.1. Beban Mati (DL)
Beban mati yang diperhitungkan dalam struktur gedung bertingkat ini terdiri dari
beban mati structural (structural dead load) dan beban mati arsitektural
(superimpose dead load).
 Beban Mati Struktural

6
Beban dari berat sendiri elemen-elemen tersebut diantaranya sebagai
berikut :
 Baja = 7850 kg/m3
 Beton Bertulang = 2400 kg/m3
 Pasangan Batu Tela = 2200 kg/m3
 Beban Mati Arsitektural
Berikut adalah beban-beban yang termasuk sebagai Superimpose Dead
Load:
 Beban ME
Beban Mechanical and Electrical (ME) diasumsikan sebesar 25 kg/m2.
 Beban keramik dan spesi diasumsikan tebal 5cm sebesar 1.35 kg/m2
Sehingga total beban Superimpose Dead Load yang digunakan untuk lantai
adalah 26.35 kg/m2.
2.2.2. Beban Hidup (LL)
Beban hidup yang direncanakan adalah sebagai berikut:
 Beban Hidup pada Lantai Gedung
Beban hidup yang digunakan mengacu pada standar pedoman pembebanan
SNI 1727-2020 yang untuk hunian sebesar 1,92 kN/m2, sedangkan untuk
atap sebesar 0,96 kN/m2
2.2.3. Beban Gempa (E)
 Analisis Statik Ekivalen
 Analisis Spektrum Respon

7
BAB III
ANALISIS
3.1. Penentuan Parameter Gaya Gempa
3.1.1. Menentukan Kategori Resiko Bangunan Gedung, (I-IV)
Berdasarkan Pasal 4.2 SNI 03-1726-2019 Tabel 3.1 mengenai kategori resiko
bangunan, struktur gedung yang direncanakan didefinisikan termasuk dalam
Kategori Risiko II (Gedung perkantoran/Gedung parkir).
3.1.2. Menentukan faktor Keutamaan
Faktor keutamaan gempa berdasarkan Tabel 1 SNI 03-1726-2019 yang
ditentukan berdasarkan kategori resiko II diperoleh I = 1,00
Tabel 3.1. Kategori resiko bangunan untuk beban gempa SNI 03-1726-2019
Tabel 3.2. Faktor Keutamaan Gempa SNI 03-1726-2019
3.1.3. Menentukan parameter percepatan tanah (SS, S1)
Dari peta gempa untuk parameter percepatan tanah dapat dilihat pada Gambar
3.1 untuk periode pendek T = 0.2 detik diperoleh SS = 1,567g dan pada Gambar
3.2 untuk periode panjang T = 1 detik diperoleh S1 = 0,63g

8
Gambar 3.1. Peta untuk SS Parameter Percepatan Tanah untuk Periode Pendek T=0,2 Detik

9
Gambar 3.2. Peta untuk S1 Parameter Percepatan Tanah untuk Periode Panjang T=1,0 Detik

10
3.1.4. Menentukan Klasifikasi Situs (SA-SF)
Berdasarkan Tabel 3.3. Klasifikasi Situs, data tanah di lokasi site merupakan
tanah rawa maka ditentukan Klasifikasi Site = SD ( Tanah sedang)
Tabel 3.3. Klasifikasi Situs SNI 03-1726-2019
3.1.5. Menentukan faktor Koefisien Situs (Fa, Fv)
Faktor amplifikasi getaran terkait percepatan pada getaran periode pendek
adalah Fa = 1 dan periode panjang Fv = 1,5
Tabel 3.4. Koefisien Situs Fa SNI 03-1726-2019

11
Tabel 3.5. Koefisien Situs Fv SNI 03-1726-2019
3.1.6. Menghitung parameter percepatan desain (SDS, SD1)
Parameter percepatan spectra maksimum yang dijinkan adalah:
SMS = Fa SS = 1 x 1,5 = 1,5
SM1 = FvS1 = 1,5 x 0,6 = 0,9
Dan parameter percepatan respon spectra design adalah:
SDS = 2/3 SMS = 2/3 x 1,5 = 1,0g
SD1 = 2/3 SM1 = 2/3 x 0,9 = 0,6g
Adapun grafik respon spectrum gempa rencana berdasarkan hasil
perhitungan seperti ditunjukkan pada Gambar 3.3 di bawah ini:
Gambar 3.3. Respon Spektrum Gempa Rencana Wilayah Jayapura

12
3.1.7. Menentukan Kategori Desain Seismik KDS
Tabel 3.6. Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons
percepatan pada perioda pendek
Tabel 3.7. Kategori desain seismik berdasarkan parameter
responspercepatan
pada perioda1 detik
Berdasarkan tabel kategori design seismic periode pendek dan kategori
desain seismik periode panjang di atas diambil yang paling berat, sehingga
ditentukan Kategori Desain Seismik (D).
Hubungan kategori design seismik (KDS) dengan resiko kegempaan seperti
ditunjukkan pada Tabel 3.8 di bawah ini:
Tabel 3.8. KDS Versus Resiko Kegempaan

13
Berdasarkan table di atas maka dipilih struktur Sistem Rangka Pemikul
Momen Khusus (SRPMK).
3.2. Penentuan Dimensi Elemen Struktur
3.2.1. Pelat
Perencanaan pelat yang akan digunakan, dilakukan dengan metode two way
slab yaitu penulangan dua arah. Dalam metode ini, ketebalan minimum yang
direncanakan harus memenuhi syarat sebagai berikut :
a. Bila αm ≤ 0.2, maka tebal minimum pelat mengikuti ketetapan SNI (untuk
pelat tanpa penebalan).
tmin > 120 mm
b. Bila 0.2 < αm < 2, maka tebal minimum pelat harus memenuhi :
tmin =
( . )
( . )
> 120𝑚𝑚
c. Bila αm > 2, maka tebal minimum pelat harus memenuhi
tmin =
( . )
> 90𝑚𝑚
dimana: ln adalah bentang bersih dari pelat.
αm adalah nilai rata – rata α dari keempat sisi, dimana α =
dimana :
Ecb = modulus elastisitas balok beton (MPa)
Ecp = modulus elastisitas pelat beton (MPa)
Ib = momen inersia terhadap sumbu pusat penampang bruto balok
Ip = momen inersia terhadap sumbu pusat penampang bruto pelat
Tebal pelat yang digunakan adalah untuk tiap lantai adalah 130 mm,
3.2.2. Balok
Balok dimodelkan sebagai elemen frame dengan memiliki hubungan (joint)
yang kaku dengan kolom sehingga momen-momen maksimum tempat
terjadinya sendi plastis hanya pada kedua ujung balok. Untuk
memperhitungkan pengaruh retak pada beton ketika terjadi gempa kuat,
momen inersia penampang balok direduksi sehingga momen inersia efektif

14
yang digunakan hanya sebesar 35% dari momen inersia awal. Faktor reduksi
ini berdasarkan SNI 03-2847-2002 Pasal 12.11.(1). Untuk Preliminary design
menggunakan ketentuan SNI 03-2847-2002 yaitu :
- Tinggi Balok, h =
,
=
,
= 216,216 mm ≈ 400mm, diambil ukuran balok
400x250 mm
- Tinggi Balok anak, h =
,
=
,
= 162,162 mm ≈ 200 mm Lebar balok, b
= ½ h = 100 mm, sedangkan dalam peraturan dibatasi lebar balok sebesar
250 mm, maka untuk dimensi lebar balok diambil sebesar 250 mm
sedangkan tinggi balok diambil 300 mm.
Seperti yang telah dijelaskan pada bab sebelumnya, karena struktur yang
didesain menurut peraturan SRPMK, maka ada beberapa persyaratan yang
harus dipenuhi balok yaitu :
 Elemen struktur lentur didesain untuk menahan momen, karenanya gaya
aksial yang bekerja tidak boleh lebih dari , balok diasumsikan tidak
menerima gaya aksial → OK
 Untuk menghindari perilaku balok tinggi (deep beam), panjang bentang
harus lebih besar 4 kali tinggi balok, n ≥ 4h, 4000 > 4 x 400 dan 3000 > 4
x 300 → OK
 Lebar balok tidak lebih kecil dari :
a. 0.3 x h, 0.3 x 400 = 120→ OK
b. 250 ≥ 125 mm → OK
c. Tidak lebih besar dari elemen penumpu (kolom) ditambah ¾ d untuk
setiap sisinya, kolom terkecil = 400 mm, maka 400 + ¾ (400-50) =
662.5 mm → OK
Hasil perhitungan dimensi balok yaitu untuk Balok Induk ukuran
400x250mm, sedangkan untuk balok anak 300x250mm. Dimensi dari
masing-masing balok ditunjukkan pada tabel berikut.

15
Tabel 3.9. Dimensi Elemen Struktur
Element Dimensi
text cm
Kolom K1 25x45
Balok B1 (Utama) 25x40
Balok B2 (Anak) 25x30
Balok B3 (Lisplank) 15x40
Sloef 25x45
3.2.3. Kolom
Beban total yang diterima kolom adalah beban kumulatif dari beban-beban
yang bekerja diatasnya. Berikut adalah tabel beban kumulatif yang diterima
oleh setiap kolom pada tiap lantai:
Tabel 3.10. Beban Kumulatif Kolom
Kolom
Pu
Kumulatif
(kN)
Tepi 167.103
Tengah 195.912
Sudut 135.687
Pada tahap awal dimensi kolom dinyatakan sebagai Luas dimensi kolom
rencana menggunakan persamaan dari pasal 12.3.5.2 SNI 2847 sebagai
berikut:
dan berikut adalah tabel hasil desain kolom rencana disajikan di bawah ini :
Tabel 3.11. Dimensi Kolom Hasil Analisis
Kolom Pu
Kumulatif
(kN)
Pu/0,3 f'c
(mm2)
Dimensi
Kolom (mm)
Dimensi
Kolom
(mm)
Tepi 167.103 27850.500 166.885 250x450
Tengah 195.912 32652.000 180.699 250x450
Sudut 135.687 22614.500 150.381 250x450

16
Dari hasil perhitungan dimensi kolom berdasarkan Pu, diperoleh luas kolom
yang tidak memenuhi ketentuan sistem SRPMK untuk dimensi kolom terkecil
yaitu ≥ 300 mm, serta untuk instabilitas akibat efek P-Δ maka ukuran kolom
bagian bawah juga diperbesar. Dimensi kolom yang digunakan dalam
pemodelan adalah 250x450mm.
Karena struktur didesain menurut sistem SRMPK, maka ada beberapa
persayaratan yang harus dipenuhi oleh kolom yaitu :
 Beban aksial terfaktor yang dipikul oleh kolom harus lebih besar dari
=
( ∗ )
= 405,00 kN → OK
 Dimensi terkecil melalui centroid kolom sebesar 300mm → OK
 Perbandingan panjang dan lebar kolom harus lebih besar dari 0,4 =
4000/450 = 8,89 → OK
3.3. ANALISIS STRUKTUR
Untuk analisis struktur menggunakan kombinasi pembebanan berdasarkan
SNI 03-1726-2019 sebagai berikut:
(1,2 + 0,2SDS)D + 0,5L + E
(1,2 + 0,2SDS)D + 0,5L – E
(0,9 – 0,2SDS)D + E
(0,9 – 0,2SDS)D – E
Dimana nilai SDS = 1
(1,2 + 0,2*1)D + 0,5L ± E
1,4D + 0,5L + E
1,4D + 0,5L – E
(0,9 – 0,2*1)D ± E
0,7D + E
0,7D – E
Selanjutnya angka reduksi kekuatan berdasarkan SNI 03-2847-2013 harus
disesuaikan pada SAP2000 yang menggunakan peraturan ACI 318-99.
Adapun angka reduksi kekuatan tersebut adalah:
- Beban lentur tanpa beban aksial φ = 0.8 Phi (Bending-Tension)

17
- Tekan aksial dengan sengang persegi/biasa φ = 0,65 Phi (Compression
Tied)
- Tekan aksial dengan sengkang spiral φ = 0,7 Phi (Compression Spiral)
- Geser φ = 0,75 Phi (Shear)
Hasil running SAP2000 memberikan hasil sebagai berikut:
Tabel 3.12. Hasil Running SAP2000
Element Dimensi P V2 V3 T M2 M3
text cm KN KN KN KN-m KN-m KN-m
Kolom K1 25x45 338.318 81.345 46.979 10.132 56.343 70.521
Balok B1 (Utama) 25x40 83.504 74.903 33.968 8.022 7.021 48.618
Balok B2 (Anak) 25x30 20.302 17.143 4.909 4.638 3.259 13.986
Balok B3 (Lisplank) 15x40 2.932 20.314 0.016 0.709 0.016 12.261
Sloef 25x45 46.147 135.992 23.698 4.167 4.187 26.697
3.3.1. Desain Balok
3.3.1.1. Analisis Balok Induk (B1) 250x400 mm
Dalam perhitungan perencanaan balok digunakan tiga faktor kuat lentur yang
berbeda. Kapasitas berdasarkan yaitu:
Kuat desain ϕ = 0,8. Tegangan tarik dalam tulangan pada 1,00 fy
Kuat Nominal ϕ = 1,0. Tegangan tarik dalam tulangan pada 1,00 fy
Kuat mungkin ϕ = 1,0. Tegangan tarik dalam tulangan pada 1,25 fy
Hasil perhitungan balok induk, balok anak dan sloef ditampilkan pada
perhitungan dibawah ini:

18

19
B. PERHITUNGAN TULANGAN
Untuk : fc' ≤ 30 MPa, b1 = 0.85
Untuk : fc' > 30 MPa, b1 = 0.85 - 0.05 * ( fc' - 30) / 7 = -
Faktor bentuk distribusi tegangan beton,  b1 = 0.85
Rasio tulangan pada kondisi balance ,
rb = b1* 0.85 * fc’/ fy * 600 / ( 600 + fy ) = 0.0233
Faktor tahanan momen maksimum,
Rmax = 0.75 * rb * fy * [1 – ½*0.75* rb * fy / ( 0.85 * fc’ ) ] = 5.4981
Faktor reduksi kekuatan lentur, f = 0.80
Jarak tulangan terhadap sisi luar beton, ds = ts +  + D/2 = 46.50 mm
Jumlah tulangan dlm satu baris, ns = ( b - 2 * ds) / ( 25 + D ) = 4.76
Digunakan jumlah tulangan dalam satu baris, ns = 4 bh
Jarak horisontal pusat ke pusat antara tulangan,
x = ( b - ns * D - 2 * ds ) / ( ns - 1 ) = 35.00 mm
Jarak vertikal pusat ke pusat antara tulangan, y = D + 25 = 38.00 mm
1. TULANGAN MOMEN POSITIF
Momen positif nominal rencana, Mn = Mu
+
/ f = 8.776 kNm
Diperkirakan jarak pusat tulangan lentur ke sisi beton, d' = 50 mm
Tinggi efektif balok, d = h - d' = 350.00 mm
Faktor tahanan momen, Rn = Mn * 10
6
/ ( b * d
2
) = 0.2866
Rn < Rmax  (OK)
Rasio tulangan yang diperlukan :
r = 0.85 * fc’ / fy * [ 1 -  * [1 – 2 * Rn / ( 0.85 * fc’ ) ] = 0.00074
Rasio tulangan minimum, rmin =  fc' / ( 4 * fy ) = 0.00292
Rasio tulangan minimum, rmin = 1.4 / fy = 0.00359
Rasio tulangan yang digunakan,  r = 0.00359
Luas tulangan yang diperlukan, As = r * b * d = 314 mm
2
Jumlah tulangan yang diperlukan, n = As / ( p / 4 * D2
) = 2.366
Digunakan tulangan, 3 D 13
Luas tulangan terpakai, As = n * p / 4 * D
2
= 398 mm
2
Jumlah baris tulangan, nb = n / ns = 0.75

20
nb < 3  (OK)
Baris Jumlah Jarak Juml. Jarak
ke ni yi ni * yi
1 3 46.50 139.50
2 0 0.00 0.00
3 0 0.00 0.00
n = 3 S [ ni * yi ] = 139.5
Letak titik berat tulangan,  d' = S [ ni * yi ] / n = 46.50 mm
46.50 < 50  perkiraan d' (OK)
a = As * fy / ( 0.85 * fc' * b ) = 35.220 mm
Momen nominal, Mn = As * fy * ( d - a / 2 ) * 10
-6
= 52.163 kNm
Tahanan momen balok, f * Mn = 41.730 kNm
Syarat : f * Mn ≥ Mu
+
41.730 > 7.021  AMAN (OK)
2. TULANGAN MOMEN NEGATIF
Momen negatif nominal rencana, Mn = Mu
-
/ f = 60.772 kNm
/ ( b * d2
) = 1.9844
Rn < Rmax  (OK)
r = 0.85 * fc’ / fy * [ 1 -  * [1 – 2 * Rn / ( 0.85 * fc’ ) ] = 0.00541
Rasio tulangan minimum, r min = 1.4 / fy = 0.00359
2
Jumlah tulangan yang diperlukan, n = As / ( p / 4 * D
2
) = 3.568
2
= 531 mm
2
nb < 3  (OK)

21
ke ni yi ni * yi
1 4 46.50 186.00
2 0 0.00 0.00
3 0 0.00 0.00
n = 4 S [ ni * yi ] = 186
a = As * fy / ( 0.85 * fc' * b ) = 46.960 mm
-6
= 68.335 kNm
-
54.668 > 48.618  AMAN (OK)
3. TULANGAN GESER
Gaya geser ultimit rencana, Vu = 74.903 kN
Faktor reduksi kekuatan geser, f = 0.60
Tegangan leleh tulangan geser, fy = 240 MPa
Kuat geser beton, Vc = (√ fc') / 6 * b * d * 10
-3
= 66.430 kN
Tahanan geser beton, f * Vc = 39.858 kN
 Perlu tulangan geser
Tahanan geser sengkang, f * Vs = Vu - f * Vc = 35.045 kN
Kuat geser sengkang, Vs = 58.408 kN
Digunakan sengkang berpenampang : 2 P 10
Luas tulangan geser sengkang, Av = ns * p / 4 * P
2
= 157.08 mm
2
Jarak sengkang yang diperlukan : s = Av * fy * d / ( Vs * 103
) = 225.91 mm
Jarak sengkang maksimum, smax = d / 2 = 176.75 mm
Jarak sengkang maksimum, smax = 250.00 mm
Jarak sengkang yang harus digunakan, s = 176.75 mm
Diambil jarak sengkang :  s = 170 mm
Digunakan sengkang, 2 P 10 150

22
3.3.1.2. Analisis Balok Anak (B2) 250x300 mm

23
Untuk : fc' ≤ 30 MPa, b1 = 0.85
Untuk : fc' > 30 MPa, b1 = 0.85 - 0.05 * ( fc' - 30) / 7 = -
rb = b1* 0.85 * fc’/ fy * 600 / ( 600 + fy ) = 0.0233
Rmax = 0.75 * rb * fy * [1 – ½*0.75* rb * fy / ( 0.85 * fc’ ) ] = 5.4981
x = ( b - ns * D - 2 * ds ) / ( ns - 1 ) = 59.00 mm
+
/ f = 4.074 kNm
6
/ ( b * d
2
) = 0.2599
Rn < Rmax  (OK)
r = 0.85 * fc’ / fy * [ 1 -  * [1 – 2 * Rn / ( 0.85 * fc’ ) ] = 0.00067
2
) = 1.693
2
= 265 mm
2

24
nb < 3  (OK)
ke ni yi ni * yi
1 2 46.50 93.00
2 0 0.00 0.00
3 0 0.00 0.00
n = 2 S [ ni * yi ] = 93
a = As * fy / ( 0.85 * fc' * b ) = 23.480 mm
Momen nominal, Mn = As * fy * ( d - a / 2 ) * 10-6
= 25.030 kNm
+
21.024 > 3.259  AMAN (OK)
-
/ f = 17.483 kNm
6
/ ( b * d
2
) = 1.1189
Rn < Rmax  (OK)
r = 0.85 * fc’ / fy * [ 1 -  * [1 – 2 * Rn / ( 0.85 * fc’ ) ] = 0.00297
2
2
) = 1.690
Luas tulangan terpakai, As = n * p / 4 * D2
= 265 mm
2
nb < 3  (OK)

25
ke ni yi ni * yi
1 2 46.50 93.00
2 0 0.00 0.00
3 0 0.00 0.00
n = 2 S [ ni * yi ] = 93
a = As * fy / ( 0.85 * fc' * b ) = 23.480 mm
= 25.030 kNm
-
20.024 > 13.986  AMAN (OK)
3. TULANGAN GESER
-3
= 47.526 kN
 Hanya perlu tul.geser min
Tahanan geser sengkang, f * Vs = Vu - f * Vc = - kN
2
= 157.08 mm
2
) = 550.65 mm

26
3.3.1.3. Analisis Balok Lisplank (B3) 150x400 mm

27
Untuk : fc' ≤ 30 MPa, b1 = 0.85
Untuk : fc' > 30 MPa, b1 = 0.85 - 0.05 * ( fc' - 30) / 7 = -
rb = b1* 0.85 * fc’/ fy * 600 / ( 600 + fy ) = 0.0233
Rmax = 0.75 * rb * fy * [1 – ½*0.75* rb * fy / ( 0.85 * fc’ ) ] = 5.4981
x = ( b - ns * D - 2 * ds ) / ( ns - 1 ) = 31.00 mm
+
/ f = 0.020 kNm
6
/ ( b * d
2
) = 0.0011
Rn < Rmax  (OK)
r = 0.85 * fc’ / fy * [ 1 -  * [1 – 2 * Rn / ( 0.85 * fc’ ) ] = 0.00000
2
) = 1.420
2
= 265 mm
2

28
nb < 3  (OK)
ke ni yi ni * yi
1 2 46.50 93.00
2 0 0.00 0.00
3 0 0.00 0.00
n = 2 S [ ni * yi ] = 93
a = As * fy / ( 0.85 * fc' * b ) = 39.133 mm
-6
= 34.573 kNm
+
27.658 > 0.016  AMAN (OK)
-
/ f = 15.326 kNm
/ ( b * d2
) = 0.8340
Rn < Rmax  (OK)
r = 0.85 * fc’ / fy * [ 1 -  * [1 – 2 * Rn / ( 0.85 * fc’ ) ] = 0.00219
2
2
) = 1.420
2
= 265 mm
2
nb < 3  (OK)

29
ke ni yi ni * yi
1 2 46.50 93.00
2 0 0.00 0.00
3 0 0.00 0.00
n = 2 S [ ni * yi ] = 93
a = As * fy / ( 0.85 * fc' * b ) = 39.133 mm
= 34.573 kNm
-
27.658 > 12.261  AMAN (OK)
3. TULANGAN GESER
-3
= 39.858 kN
 Hanya perlu tul.geser min
Tahanan geser sengkang, f * Vs = Vu - f * Vc = - kN
2
= 157.08 mm
2
) = 649.54 mm

30
3.3.1.4. Analisis Sloef

31
Untuk : fc' ≤ 30 MPa, b1 = 0.85
Untuk : fc' > 30 MPa, b1 = 0.85 - 0.05 * ( fc' - 30) / 7 = -
rb = b1* 0.85 * fc’/ fy * 600 / ( 600 + fy ) = 0.0233
Rmax = 0.75 * rb * fy * [1 – ½*0.75* rb * fy / ( 0.85 * fc’ ) ] = 5.4981
x = ( b - ns * D - 2 * ds ) / ( ns - 1 ) = 49.00 mm
+
/ f = 5.234 kNm
6
/ ( b * d
2
) = 0.1355
Rn < Rmax  (OK)
r = 0.85 * fc’ / fy * [ 1 -  * [1 – 2 * Rn / ( 0.85 * fc’ ) ] = 0.00035
2
) = 2.657
2
= 398 mm
2

32
nb < 3  (OK)
ke ni yi ni * yi
1 3 56.50 169.50
2 0 0.00 0.00
3 0 0.00 0.00
n = 3 S [ ni * yi ] = 169.5
a = As * fy / ( 0.85 * fc' * b ) = 35.220 mm
-6
= 58.375 kNm
+
46.700 > 4.187  AMAN (OK)
-
/ f = 33.371 kNm
/ ( b * d2
) = 0.8643
Rn < Rmax  (OK)
r = 0.85 * fc’ / fy * [ 1 -  * [1 – 2 * Rn / ( 0.85 * fc’ ) ] = 0.00227
2
2
) = 2.657
2
= 398 mm
2
nb < 3  (OK)

33
ke ni yi ni * yi
1 3 56.50 169.50
2 0 0.00 0.00
3 0 0.00 0.00
n = 3 S [ ni * yi ] = 169.5
a = As * fy / ( 0.85 * fc' * b ) = 35.220 mm
= 58.375 kNm
-
46.700 > 26.697  AMAN (OK)
3. TULANGAN GESER
-3
= 74.592 kN
 Perlu tulangan geser
Tahanan geser sengkang, f * Vs = Vu - f * Vc = 91.237 kN
2
= 157.08 mm
2
) = 97.43 mm

34
Tabel. 3.12. Kesimpulan Hasil Analisis Balok dan Sloef
Kesimpulan penulangan Balok dan Sloef
Tulangan 4 D13 2 D13 2 D13 3 D13
Kuat
desain
(kN-m)
Kuat
lentur
mungkin
(kN-m)
Tulangan 4 D13 2 D13 2 D13 3 D13
Kuat
desain
(kN-m)
Kuat
lentur
mungkin
(kN-m)
46.700
Lokasi
26.697
46.700
54.668 20.024
Uraian
48.618 13.986 12.261
Momen
Negatif
27.658
B. Induk (B1)
3.259
21.024
Momen
Positif
41.730
7.021
Sloef
0.016 4.187
B. Lisplank-B3
27.658
B. Anak-B2
Lokasi
100.0 150.0 100.0
150.0 100.0 150.0 100.0
150.0
B. Induk (B1) B. Anak-B2 B. Lisplank-B3 Sloef
Jarak Sengkang
2P10 (mm) - Tump.
2P10 (mm) - Lap.

35
3.3.2. Desain Kolom
A. Tulangan Longitudinal
Untuk menentukan beban aksial kolom, digunakan kombinasi beban:
1,4D+0,5L-1,0E dan 0,7D-1,0E

36
B. Tulangan Transversal
SNI 03-2847-2012 Pasal 23.4.4 menentukan luas total penampang sengkang
tertutup tidak boleh kurang dari persamaan berikut:
𝐴 = 0,3
𝑠ℎ 𝑓′
𝑓
𝐴
𝐴
− 1
𝐴 = 0,09𝑠ℎ
𝑓′
𝑓
Persamaan pertama diatas adalah control jika Ag/Ach > 1,3.
Ach = (450-75-75)2= 90000 mm2
Ag = 250*450 = 112500 mm2
Ag/ Ach = 1,25
Persamaan kedua menjadi control:
Dicoba menggunakan 2P10:
hc = 450 – 75 – 75 – 11 – 11 = 278 mm
s = 4(78,54)240/(0,09*278*20.7) = 145,16-mm ≈ 150mm

37
Kesimpulan penulangan kolom
3.3.3. Design Pondasi
Untuk analisis pondasi ditunjukkan sebagai berikut:

38
Direkomendasikan menggunakan bor pile berdasarkan data hasil penyelidikan
tanah.

39
Kuat leleh baja tulangan, fy = 400 MPa
Berat beton bertulang, gc = 24 kN/m
3
BEBAN RENCANA FONDASI
Gaya aksial akibat beban terfaktor, Pu = 195.912 kN
Momen arah x akibat beban terfaktor, Mux = 2.941 kNm
Momen arah y akibat beban terfaktor, Muy = 2.494 kNm
B. KAPASITAS DUKUNG TANAH
1. MENURUT TERZAGHI DAN PECK (1943)
Kapasitas dukung ultimit tanah menurut Terzaghi dan Peck (1943) :
qu = c * Nc * (1 + 0.3 * B / L) + Df * g * Nq + 0.5 * B * Ng * (1 - 0.2 * B / L)
c = kohesi tanah (kN/m
2
) c = 5.00 
Df = Kedalaman fondasi (m) Df = 1.00 m
g = berat volume tanah (kN/m
3
) g = 20.00 kN/m
3
B = lebar fondasi (m) B = By = 1.00 m
L = panjang fondasi (m) L = By = 1.00 m
Sudut gesek dalam, f = 40.00 
f = f / 180 * p = 0.6981317 rad
a = e(3*p / 4 - f/2)*tan f
= 5.38803579
Kpg = 3 * tan2
[ 45 + 1/2*( f + 33) ] = 134.314715
Faktor kapasitas dukung tanah menurut Terzaghi :
Nc = 1/ tan f * [ a
2
/ (2 * cos
2
(45 + f/2) - 1 ] = 95.663
Nq = a
2
/ [ (2 * cos
2
(45 + f/2) ] = Nc * tan f + 1 = 81.271
Ng = 1/2 * tan f * [ Kpg / cos2
f - 1 ] = 95.609
Kapasitas dukung ultimit tanah menurut Terzaghi :
qu = c*Nc*(1+0.3*B/L) + Df*g*Nq + 0.5*B*Ng*(1-0.2*B/L) = 2285.47 kN/m
2
Kapasitas dukung tanah, qa = qu / 3 = 761.82 kN/m
2
2. MENURUT MEYERHOF (1956)
Kapasitas dukung tanah menurut Meyerhof (1956) :
qa = qc / 33 * [ ( B + 0.3 ) / B ]2
* Kd ( dalam kg/cm
2
)
dengan, Kd = 1 + 0.33 * Df / B harus  1.33
qc = tahanan konus rata-rata hasil sondir pada dasar fondasi ( kg/cm
2
)

40

41

42

43

44

45

46
Rn < Rmax  (OK)
Rasio tulangan yang diperlukan,
r = 0.85 * fc’ / fy * [ 1 -  {1 – 2 * Rn / ( 0.85 * fc’ ) } ] = 0.0003
Rasio tulangan minimum, rmin = 0.0025
Luas tulangan yang diperlukan, As = r * b * d = 787.50 mm
2
Diameter tulangan yang digunakan, D 13 mm
Jarak tulangan yang diperlukan, s = p / 4 * D
2
* b / As = 169 mm
Jarak tulangan maksimum, smax = 200 mm
Jarak tulangan yang digunakan,  s = 169 mm
Digunakan tulangan, D 13 - 150
Luas tulangan terpakai, As = p / 4 * D2
* b / s = 884.88 mm
2
3. TULANGAN SUSUT
Rasio tulangan susut minimum, rsmin = 0.0014
Luas tulangan susut arah x, Asx = rsmin* d * Bx = 455.000 mm
2
Luas tulangan susut arah y, Asy = rsmin* d * By = 441.000 mm
2
Diameter tulangan yang digunakan,  13 mm
Jarak tulangan susut arah x, sx = p / 4 * 
2
* By / Asx = 292 mm
Jarak tulangan susut maksimum arah x, sx,max = 200 mm
Jarak tulangan susut arah x yang digunakan,  sx = 200 mm
Jarak tulangan susut arah y, sy = p / 4 * 
2
* Bx / Asy = 301 mm
Jarak tulangan susut maksimum arah y, sy,max = 200 mm
Jarak tulangan susut arah y yang digunakan,  sy = 200 mm
Digunakan tulangan susut arah x,  13 - 200
Digunakan tulangan susut arah y,  13 - 200

47
3.3.4. Desain Plat Lantai
Untuk analisis plat lantai selanjutnya ditunjukkan berikut ini:

48
Total beban mati, QD = 4.580
2. BEBAN HIDUP (LIVE LOAD )
Beban hidup pada lantai bangunan = 479 kg/m
2
 QL = 4.790 kN/m
2
3. BEBAN RENCANA TERFAKTOR
Beban rencana terfaktor, Qu = 1.2 * QD + 1.6 * QL = 13.160 kN/m
2
4. MOMEN PLAT AKIBAT BEBAN TERFAKTOR
Momen lapangan arah x, Mulx = Clx * 0.001 * Qu * Lx
2
= 4.001 kNm/m
Momen lapangan arah y, Muly = Cly * 0.001 * Qu * Lx
2
= 0.895 kNm/m
Momen tumpuan arah x, Mutx = Ctx * 0.001 * Qu * Lx
2
= 1.895 kNm/m
Momen tumpuan arah y, Muty = Cty * 0.001 * Qu * Lx
2
= 3.000 kNm/m
Momen rencana (maksimum) plat,  Mu = 1.895 kNm/m
D. PENULANGAN PLAT
Untuk : fc' ≤ 30 MPa, b1 = 0.85
Untuk : fc' > 30 MPa, b1 = 0.85 - 0.05 * ( fc' - 30) / 7 = -
rb = b1* 0.85 * fc'/ fy * 600 / ( 600 + fy ) = 0.0430
Rmax = 0.75 * rb * fy * [ 1 – ½* 0.75 * rb * fy / ( 0.85 * fc') ] = 5.9786
Jarak tulangan terhadap sisi luar beton, ds = ts +  / 2 = 26.0 mm
Tebal efektif plat lantai, d = h - ds = 104.0 mm
Ditinjau plat lantai selebar 1 m,  b = 1000 mm
Momen nominal rencana, Mn = Mu / f = 2.369 kNm
-6
/ ( b * d
2
) = 0.21901
Rn < Rmax  (OK)

49
r = 0.85 * fc' / fy * [ 1 -  [ 1 – 2 * Rn / ( 0.85 * fc' ) ] = 0.0009
Rasio tulangan minimum, rmin = 0.0025
2
Jarak tulangan yang diperlukan, s = p / 4 * 
2
* b / As = 435 mm
Jarak tulangan maksimum, smax = 2 * h = 260 mm
Jarak tulangan maksimum, smax = 200 mm
Jarak sengkang yang harus digunakan, s = 200 mm
Digunakan tulangan,  12 - 200
Luas tulangan terpakai, As = p / 4 * 
2
* b / s = 1131 mm
2
E. KONTROL LENDUTAN PLAT
Modulus elastis beton, Ec = 4700*√ fc' = 21019 MPa
Modulus elastis baja tulangan, Es = 2.00E+05 MPa
Beban merata (tak terfaktor) padaplat, Q = QD + QL = 9.370 N/mm
Panjang bentang plat, Lx = 2000 mm
Batas lendutan maksimum yang diijinkan, Lx / 240 = 8.333 mm
Momen inersia brutto penampang plat, Ig = 1/12 * b * h
3
= 183083333 mm
3
Modulus keruntuhan lentur beton, fr = 0.7 * √ fc' = 3.130495168 MPa
Nilai perbandingan modulus elastis, n = Es / Ec = 9.52
Jarak garis netral terhadap sisi atas beton, c = n * As / b = 10.761 mm
Momen inersia penampang retak yang ditransformasikan ke beton dihitung sbb. :
Icr = 1/3 * b * c3
+ n * As * ( d - c )2
= 93969090 mm
4
yt = h / 2 = 65 mm
Momen retak : Mcr = fr * Ig / yt = 8817561 Nmm
Momen maksimum akibat beban (tanpa faktor beban) :
Ma = 1 / 8 * Q * Lx
2
= 4685000 Nmm
Inersia efektif untuk perhitungan lendutan,
Ie = ( Mcr / Ma )3
* Ig + [ 1 - ( Mcr / Ma )3
] * Icr = 688074919 mm
4
Lendutan elastis seketika akibat beban mati dan beban hidup :
de = 5 / 384 * Q * Lx
4
/ ( Ec * Ie ) = 0.135 mm
Rasio tulangan slab lantai : r = As / ( b * d ) = 0.0109

50
Kesimpulan Penulangan Plat menggunakan Besi P12-200 (2 lapis)
Faktor ketergantungan waktu untuk beban mati (jangka waktu > 5 tahun), nilai :
z = 2.0
l = z / ( 1 + 50 * r ) = 1.2956
Lendutan jangka panjang akibat rangkak dan susut :
dg = l * 5 / 384 * Q * Lx
4
/ ( Ec * Ie ) = 0.175 mm
Lendutan total, dtot = de + dg = 0.310 mm
Syarat : dtot ≤ Lx / 240
0.310 < 8.333  AMAN (OK)

Bahan Tugas Gempa 2021 (3).pdf

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to Bahan Tugas Gempa 2021 (3).pdf

Similar to Bahan Tugas Gempa 2021 (3).pdf (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (11)

Bahan Tugas Gempa 2021 (3).pdf