Artikel_10301093

Abstraksi

Jurusan Teknik Sipil

Universitas Gunadarma

1

PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG KAMPUS X 12 LANTAI DENGAN MENGGUNAKAN PROGRAM SAP 2000

Yannes Kurniawan Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Tehnik Sipil & Perenanaan, Universitas Gunadarma

[email protected]

ABSTRAKSI

Dalam merancang suatu bangunan, perencanaan struktur (planing of structure) merupakan bagian awal yang penting yang sangat menentukan kekuatan atau daya layan (serviceability) dari suatu bangunan. Dengan adanya perencanaan struktur bangunan ini diharapkan bangunan yang dihasilkan nanti dapat memikul beban atau gaya-gaya yang bekerja selama masa penggunaan bangunan tersebut. Sehingga dalam perancangannya struktur atas maupun struktur bawah suatu bangunan harus memenuhi kriteria kekuatan (strength), kenyamanan (serviceability), keselamatan (safety), keekonomisan serta umur rencana bangunan (durability). Untuk itu perencanaan atau perancangan yang akurat sebelum pembangunan mutlak diperlukan. Dalam mewujudkan semua itu maka perencanaan struktur gedung kampus 12 lantai ini untuk analisa strukturnya digunakan bantuan software SAP 2000 yang tidak lain bertujuan untuk mengurangi tingkat kesalahan perhitungan yang disebabkan oleh manusia (human error) dan mempersingkat waktu perencanaan. Adapun output yang dihasilkan oleh software SAP2000 ini adalah berupa gaya-gaya dalam yang bekerja pada struktur (gaya aksial, geser, torsi dan momen) yang akan digunakan untuk analisa penampang komponen struktur. Untuk analisa penampang komponen struktur baja (gording, batang tekan, batang tarik dan sagrod) digunakan metode LRFD (Load Resisstance Factor Design) sedangkan untuk analisa penampang komponen struktur betonnya (balok, kolom dan pelat) digunakan metode kekuatan (ultimit). Selain itu untuk mencegah terjadinya korban manusia maka diperlukan suatu peraturan atau standar struktur bangunan yang menetapkan syarat minimum yang berhubungan dengan segi keamanan, maka pada perencanaan kali ini digunakan standar SNI T-15-1991-03 yang telah ditetapkan oleh Departemen Pekerjaan Umum RI.

Struktur gedung kampus ini direncanakan berdiri diatas tanah lunak pada wilayah zona gempa 4 (wilayah Jakarta) yang terdiri dari 12 lantai dengan panjang 91 meter, lebar 32,30 meter dan tinggi keseluruhan 52,16 meter. Kata Kunci : Planning of structure, Software SAP2000, Load Resistant Factor Design (LRFD), SNI T-15-1991-03, Metode Ultimit.

PENDAHULUAN 1. Latar Belakang

Dengan adanya perencanaan struktur diharapkan bangunan yang dihasilkan nanti

dapat memikul beban atau gaya-gaya yang bekerja selama masa penggunaan bangunan

tersebut. Adapun beban-beban yang bekerja dapat berupa beban mati (dead load), beban

hidup (live load), beban angin (wind load) dan beban gempa (earthquake load), dimana beban

atau gaya-gaya tersebut dapat bekerja dalam arah vertikal maupun horisontal.

Perkembangan teknologi telah membuat kemudahan dalam mendesain dan

menganalisa kolom (column), balok (beam) serta plat lantai dibandingkan dengan

menggunakan metode manual. Salah satu contohnya yaitu dengan menggunakan program

SAP (Structure Analysis Programme). Program ini memberikan kemudahan dalam hal

mendesain dan menganalisa penampang kolom, penampang balok, serta penampang pelat

Abstraksi



2

lantai. Termasuk didalamnya tabel-tabel yang menunjukkan momen, torsi, axial force dan shear

force yang bekerja pada ketiga penampang tersebut yang diakibatkan oleh beban atau gaya-

gaya yang bekerja pada penampang itu sendiri. Diharapkan dengan menggunakan program ini,

tingkat kesalahan dalam menganalisa dan medesain suatu bangunan dapat diminimalkan,

sehingga didapatkan hasil perancangan yang optimal.

Untuk mencegah terjadinya korban manusia baik pada saat pelaksanaan konstruksi

maupun pada saat penggunaan bangunan maka dibuatlah suatu peraturan atau standar

perencanaan struktur bangunan. Peraturan atau standar persyaratan struktur bangunan pada

hakekatnya ditujukan untuk kesejahteraan umat manusia, untuk mencegah korban manusia.

Oleh karena itu, peraturan struktur bangunan harus menetapkan syarat minimum yang

berhubungan dengan segi keamanan. Di Indonesia, peraturan atau pedoman standar yang

mengatur perencanaan dan pelaksanaan bangunan beton bertulang telah beberapa kali

mengalami perubahan dan pembaharuan, dimulai Peraturan Beton Indonesia 1955 (PBI 1955)

kemudian PBI 1971, dan yang terakhir adalah Standar Tata Cara Perhitungan Struktur Beton :

SK SNI T-15-1991-03. Pembaharuan tersebut tiada lain ditujukan untuk memenuhi kebutuhan

dalam upaya mengimbangi pesatnya laju perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi

khususnya yang behubungan dengan beton atau beton bertulang.

2. Tujuan Adapun tujuan dari pembahasan masalah pada perencanaan struktur gedung

bertingkat ini adalah sebagai berikut :

1. Mengetahui perilaku struktur akibat beban-beban yang bekerja.

2. Dapat menganalisa gempa berdasarkan SNI 03-1726-2002.

3. Dapat menganalisa struktur penampang beton berdasarkan SK SNI T-15-1991-03 dan

struktur penampang baja berdasarkan metode LRFD.

4. Dapat merencanakan struktur suatu bangunan yang memenuhi kriteria kekuatan

(strength), kenyamanan (service ability), keselamatan (safety), umur rencana bangunan

(durability) serta keekonomisan.

3. Permasalahan Mengingat banyak sekali metode dan permasalahan yang akan ditemui pada

perencanaan pembangunan konstruksi gedung bertingkat, maka penulis hanya membatasi

masalah mengenai perencanaan struktur atas dan bawah dari pembangunan gedung

konstruksi beton 12 lantai ini, diantaranya yaitu ;

1. Menganalisa struktur menggunakan program SAP (Structural Analysis Program 2000).

2. Menghitung gempa berdasarkan SNI 03-1726-2002 dengan metode statis dan dinamis.

3. Menganalisa struktur penampang beton (balok, kolom dan pelat) berdasarkan SK SNI T-15-

1991-03.

Abstraksi



3

4. Menganalisa struktur penampang baja berdasarkan metode LRFD (Load Resistant Factor

Design).

5. Menganalisa kapasitas ujung (pile point resistant) dan selimut (pile frictional resistant) tiang

pondasi berdasarkan data N-SPT.

4. Manfaat

Untuk menghasilkan suatu bangunan yang memenuhi kriteria kekuatan (strength),

kenyamanan (serviceability), keselamatan (safety), keekonomisan serta umur rencana

bangunan (durability).

METODELOGI PERENCANAAN Pentingnya perencanaan dilakukan untuk mendapatkan suatu struktur yang baik dari

segi keamanan dan ekonomis dari segi pembiayaan. Perencanaan yang dilakukan adalah

perencanaan struktur gedung kampus yang direncanakan berdiri diatas tanah lunak pada

wilayah zona gempa 4 (wilayah Jakarta) yang terdiri dari 12 lantai dengan panjang 91 meter,

lebar 32,30 meter dan tinggi keseluruhan 52,16 meter. Analisis struktur pada perencanaan ini

menggunakan bantuan program aplikasi struktur yaitu SAP2000. Adapun proses yang

digunakan di dalam SAP2000 pada perencanaan ini adalah sebagai berikut :

ANALISIS DAN PEMBAHASAN 1. Peraturan dan Standar Perencanaan Struktur Baja

Peraturan atau pedoman standar yang mengatur perencanaan dan pelaksanaan

bangunan baja di Indonesia telah beberapa kali mengalami perubahan dan pembaharuan,

sejak Peraturan Perencanaan Bangunan Baja Indonesia (PPBBI) untuk gedung 1983 kemudian

pada tahun 1987 berdasarkan Surat Keputusan Menteri Pekerjaan Umum Nomor

Modul Input Data (Pre-Processor)

Koordinat Nodal Sifat Bahan Tipe Elemen Kondisi Batas Konektivitas

Pembebanan Modul Komputasi

Modul Output (Post-Processor)

Daftar Pustaka Elemen

Program Utama : Peralihan Nodal Nilai Eigen

Subroutine Elemen : Gaya-gaya Dalam Tegangan

SELESAI

START

Abstraksi



4

378/KPTS/1987 tentang Standar Konstruksi Bangunan Indonesia, maka PPBBI dirubah menjadi

Pedoman Perencanaan Bangunan Baja Untuk Gedung dengan Nomor SKBI-1.3.55.1987, dan

pada tahun 1989 dijadikan Standar Nasional Indonesia (SNI) dengan nama Tata Cara

Perencanaan Bangunan Baja Untuk Gedung dengan Nomor SNI-1729-1989-F, kemudian yang

terakhir pada tahun 2000 SNI-1729-1989-F dirubah menjadi SNI 03-1729-2000. [D3]

SNI 03-1729-2000 diadopsi dari peraturan AISC-LRFD (Specification for Structural

Steel Buildings, 1994). AISC (American Institute of Steel Construction) merupakan lembaga

gabungan dari pabrik baja dan perusahaan konstruksi baja, serta perorangan yang tertarik pada

penelitian dan perencanaan struktur baja. Load Resistance Factor Design (LRFD) sendiri

adalah suatu metode perencanaan struktur yang sedemikian sehingga pada saat struktur

dibebani dengan berbagai kombinasi beban terfaktor yang direncanakan, maka kondisi

batasnya tidak dilampaui. Kondisi batas (limit state) adalah suatu kondisi dimana struktur atau

komponen struktur yang ada menjadi tidak fit (kondisi yang menyebabkan ketidaknyamanan

atau kerusakan atau bahkan keruntuhan).

2. Peraturan dan Standar Perencanaan Struktur Beton

Seperti halnya peraturan atau pedoman standar yang mengatur perencanaan dan

pelaksanaan bangunan baja di Indonesia, peraturan atau pedoman standar yang mengatur

perencanaan dan pelaksanaan bangunan beton bertulangpun telah beberapa kali mengalami

perubahan dan pembaharuan, sejak Peraturan Beton Indonesia 1955 (PBI 1955) kemudian PBI

1971, dan terakhir adalah Standar Tata Cara Penghitungan Struktur Beton Bertulang nomor :

SK SNI T-15-1991-03. [D1]

Mutu bahan beton untuk pelat (non pratekan) biasanya menggunakan K175 dan K250.

Untuk struktur beton bertulang untuk balok, kolom (non pratekan) biasanya menggunakan

K175, K250, K300 dan K400 sedangkan untuk struktur beton prategangan digunakan beton

dengan kuat tekan tinggi berkisar antara K350-K500. Jika mutu beton dinyatakan dengan K dan

di konversikan ke f’c maka harus dikalikan 0,83. [G2]

Untuk f’c ≤ 30 MPa maka β1 = 0,85 ........................................................................................ ( 1 )

Untuk 30 < f’c < 55 MPa maka β1 = 0,85 – 0,008 (f’c - 30) ..................................................... ( 2 )

Untuk f’c ≥ 55 MPa maka β1 = 0,65 ......................................................................................... ( 3 )

Modulus elastisitas beton (Ec) dan baja tulangan (Es) berdasarkan SK SNI T-15-1991

pasal 3.1.5 ditetapkan sebagai berikut :

1). Untuk beton normal (Wc = 2300 kg/m3)

Ec = 4700 cf ' (Mpa) ...................................................................................................... ( 4 )

Dimana :

f’c = Kuat tekan beton untuk benda uji silinder diameter 15 cm tinggi 30 cm

f’c = 0,83 σ bk

σ bk = tegangan karakteristik benda uji kubus (15 X 15 X 15) cm.

Abstraksi



5

2). Untuk berat jenis beton (Wc) antara 1500 kg/m3 dan 2500 kg/m3

Ec = 0,043 (Wc)1,5 cf ' (Mpa) ......................................................................................... ( 5 )

3). Modulus elastis baja tulangan (Es) = 200.000 Mpa = 2.106 kg/cm2

3. Pembebanan Berdasarkan jenisnya beban yang bekerja pada struktur suatu bangunan dapat

digolongkan menjadi empat bagian yaitu :

1). Beban mati (dead load)

2). Beban hidup (live load)

3). Beban khusus dan

4). Beban akibat pengaruh alam

Beban khusus dapat berupa beban konstruksi (construction load), beban temperatur

(temperature load), beban dinamis (dynamic load) yang berasal dari mesin, beban yang terjadi

akibat tekanan air dan beban-beban khusus lainnya yang terjadi akibat pengaruh khusus.

Sedangkan beban akibat pengaruh alam dapat berupa beban angin, beban gempa, beban salju

dan beban lainnya yang disebabkan karena pengaruh faktor alam.

4. Analisa Struktur Dengan Menggunakan Software SAP (Structural Analysis Program) 2000 adalah salah satu program komputer (software)

yang digunakan untuk menganalisa dan mendesain berbagai macam bentuk struktur. Program

SAP2000 merupakan perkembangan program SAP yang dibuat oleh Prof. Edward L. Wilson

dari Universitas at Berkeley, US sekitar tahun 1970.

Secara garis besar, perancangan model struktur frame dengan SAP2000 melalui 7

tahapan yaitu [P2] :

1. Menentukan geometri model struktur.

2. Mendefinisikan data-data.

3. Menempatkan (assign) data-data yang telah didefinisikan ke model struktur.

4. Memeriksa input data.

5. Analisis Struktur

6. Analisis disain penampang beton atau baja sesuai aturan yang ada.

7. Modifikasi struktur atau ReDesign.

Dasar teori penyelesaian statik yang digunakan program SAP2000 dalam menganalisa

struktur adalah berdasarkan metode matrik kekakuan. Suatu struktur jika menerima suatu gaya

maka struktur tersebut akan berdeformasi atau terjadi suatu peralihan pada semua titik dalam

struktur tersebut. Besar kecilnya gaya atau peralihan yang terjadi, dipengaruhi oleh kekakuan

struktur atau kekakuan elemen pembentuk struktur. Dengan kata lain, pengertian kekakuan

dalam analisa struktur adalah perbandingan antara gaya dengan peralihannya. Dengan

demikian, hubungan antara gaya, peralihan dan kekakuan dapat ditentukan oleh bentuk

persamaan berikut [K1] :

Abstraksi



6

Untuk setiap elemen pembentuk struktur : { } [ ]{ }nn ukf = ................................ ( 6 )

Untuk struktur secara keseluruhan : { } [ ]{ }UKF = ................................... ( 7 )

Dalam penggunaan matrik [ ]k harus disesuaikan dengan bentuk geometri elemen-

elemen, misalnya dalam suatu struktur terdiri dari elemen-elemen miring (θ < 90 atau θ > 90),

elemen datar (θ= 0) atau elemen tegak (θ = 90), dimana koefisien matrik [ ]k yang berlaku

untuk semua kondisi geometri, maka matrik [ ]k harus ditransformasi dengan suatu matrik

transformasi, matrik [ ]T yang bentuknya disesuaikan dengan sistem sumbu koordinat baik

untuk bidang atau ruang. Prosedur umum dari transformasi koordinat dari sumbu lokal ke

sumbu global adalah [ ] [ ][ ]TkT T .

Joint atau nodal mempunyai peran yang sangat penting pada pemodelan analisa

struktur. Joint merupakan titik kumpul yang menghubungkan antara elemen, dan merupakan

titik pada struktur yang displacement-nya diketahui atau akan dihitung. Komponen displacement

pada joint tersebut terdiri dari translasi dan rotasi yang disebut dengan degree of freedom

(d.o.f). [W2]

Degree of freedom (d.o.f) adalah derajat kebebasan suatu titik nodal untuk mengalami

deformasi yang dapat berupa translasi (perpindahan) maupun rotasi (perputaran) terhadap tiga

sumbu ruang. Suatu nodal dapat terjadi 6 bentuk deformasi jika berada pada suatu kondisi

bebas, yaitu 3 translasi (δx, δy, δz) dan 3 rotasi (θx, θy, θz). Nodal yang tidak bebas berdeformasi

yang biasanya terletak pada tumpuan diberikan restraint. Penempatan restraint pada d.o.f nodal

sehingga menjadi nodal tumpuan adalah sangat penting sekali, karena menentukan stabilitas

struktur tersebut. Jika tidak stabil, suatu struktur tidak dapat dianalisa. Prinsip derajat

kebebasan atau degree of freedom (d.o.f) berkaitan erat dengan pengertian peralihan yaitu

translasi atau rotasi nodal pada struktur akibat pembebanan [D2].

X

Y

Z

X

Z

Y

Gambar 3. Deformasi Pada Nodal

Sebagai suatu acuan untuk menjabarkan besaran dan arah dari suatu gaya, atau

peralihan yang bekerja dan terjadi pada suatu struktur, atau untuk menggambarkan dan

menentukan kedudukan dan ukuran dari suatu struktur biasanya digunakan suatu sistem

sumbu koordinat [K1]. Sistem koordinat yang digunakan pada penulisan ini adalah sistem

koordinat global dan lokal. Sistem koordinat global adalah suatu sistem koordinat yang

digunakan dalam pemodelan struktur, sedangkan sistem koordinat lokal ialah suatu sistem

koordinat yang dimiliki oleh setiap bagian nodal, dan element (constraint). Semua sistem

Abstraksi



7

koordinat yang digunakan dalam penulisan ini (baik lokal maupun global) adalah bersadarkan

sistem koordinat tiga dimensi persegi (Cartesian) yang mengacu kepada kaidah tangan kanan.

i

Gambar 4. Sistem Koordinat Persegi (Cartesian) dalam SAP2000

Translasi atau gaya mempunyai arah positif jika selaras dengan sistem sumbu

koordinat arah positif. Sedangkan untuk rotasi dan momen yang berarah positif, ditentukan

dengan bantuan tangan kanan.

jj

i

j

i

Gambar 5. Orientasi Default Batang Terhadap Sumbu Global

Output Gaya-gaya dalam pada elemen frame yang dihasilkan oleh program SAP2000

terdiri dari gaya dan momen yang dihasilkan dari penjumlahan tegangan tegangan pada

potongan penampang elemen. Gaya-gaya dalam tersebut antara lain [W2] :

1. P, gaya aksial

2. V2, gaya geser pada bidang 1-2

3. V3, gaya geser pada bidang 1-3

4. T, momen torsi aksial

5. M2, momen pada bidang 1-3 (momen terhadap sumbu 2)

6. M3, momen pada bidang 1-2 (momen terhadap sumbu 3)

Semua gaya dan momen ini diberikan pada setiap potongan sepanjang elemen.

(a) Aksial dan Torsi Positif (b) Momen dan Geser Positif Pada Bidang 1-2

(c) Momen dan Geser Positif Pada Bidang 1-3

Gambar 2.8. Gaya dan Momen Internal Elemen Frame

Abstraksi



8

5. Analisa Penampang 5.1. Batang Tekan (Compression Members)

Batang tekan adalah elemen struktur yang mendukung gaya tekan aksial. Gaya tekan

cenderung menyebabkan hancur atau tekuk pada elemen. Persyaratan yang dianjurkan oleh

AISC untuk batang tekan adalah sebagai berikut. Hubungan antara beban-beban dan kekuatan

diambil dari persamaan dibawah ini :

ncu PP ⋅≤ φ ............................................................................................................................... ( 8 )

dimana :

Pu = Penjumlahan beban-beban terfaktor

Pn = Kuat tekan nominal = crg FA ⋅

Fcr = Tegangan tekuk kritis (critical buckling stress)

ø = faktor ketahanan (resistance factor) untuk batang tekan = 0,85

Mengingat tegangan tekuk kritis (Fcr) merupakan sebuah fungsi dari rasio kelangsingan KL/r,

sehingga parameter kelangsingan yang dianjurkan AISC adalah :

EF

rLK y

c ×⋅⋅

=π

λ ................................................................................................................... ( 9 )

untuk elemen tekan elastis :

yc

cr F

rL

EF ⋅=

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

⋅= 22

2 1λ

π ........................................................................................................... (10)

Untuk mengecheck kestabilan lokal batang tekan maka perlu dihitung nilai λ. Untuk profil I atau

H dengan menganggap flange adalah element yang tidak kaku (unstiffened element) maka :

tb

=λ ..................................................................................................................................... (11)

5.2. Batang Tarik (Tension Member)

Batang tarik adalah batang yang mendukung tegangan tarik aksial yang diakibatkan

oleh bekerjanya gaya tarik aksial pada ujung-ujung batang. Tegangan yang terjadi pada batang

tarik dapat dirumuskan sebagai berikut :

APf = .................................................................................................................................... (12)

ntu PP ⋅≤ φ atau unt PP ≥⋅φ ................................................................................................ (13)

Dimana :

f = Tegangan lentur aksial (axial tensile stress)

A = Luas area penampang (cross-sectional area)

Pu = Penjumlahan dari beban-beban terfaktor

Abstraksi



9

Øt = Faktor reduksi kekuatan (untuk batas leleh Øt = 0,90 sedangkan untuk batas keruntuhan

Øt = 0,75)

Untuk menghindari pencapaian batas leleh (limit state of yielding) :

ugy PAF ≥⋅90,0 atau y

ug F

PA⋅

≥90,0

................................................................................. (14)

Untuk menghindari batas runtuh (limit state of fracture) :

ueu PAF ≥⋅75,0 atau y

ue F

PA⋅

≥75,0

.................................................................................. (15)

Luas netto efektif didapat dengan mengalikan luas netto aktual dengan faktor reduksi (U) :

9,01 ≤⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−=

LxU .................................................................................................................. (16)

Gambar 3.28. Luas Netto Efektif (effective Net Area)

Luas netto efektif untuk sambungan baut adalah :

ne AUA ⋅= ............................................................................................................................ (17)

Luas netto efektif untuk sambungan las adalah :

ge AUA ⋅= ............................................................................................................................ (18)

Untuk memastikan konfigurasi sambungan, maka diperlukan peninjauan terhadap block

shear. Ada dua model kegagalan yang mungkin terjadi yaitu :

1 Leleh pada bidang geser dan runtuh pada bidang tarik (shear yield and tension fracture) :

[ ]ntugvyn AFAFR ⋅+⋅⋅⋅= 6,0φφ ................................................................................... (19)

2 Runtuh pada bidang geser dan leleh pada biang tarik (shear fracture and tension yield) :

[ ]ntugvyn AFAFR ⋅+⋅⋅⋅= 6,0φφ ................................................................................... (20)

5.3. Gording Gording diidentifikasikan sebagai balok yang memikul atap dan rangka diantara atau

diatas tumpuan. Hubungan dasar antara pengaruh beban-beban terfaktor yang bekerja dengan

kekuatan nominal profil di tulis sebagai berikut [S3] :

nbu MM ⋅≤ φ ............................................................................................................ (21)

dimana :

Mu = Kombinasi dari beban-beban momen terfaktor

Abstraksi



10

øb = Faktor reduksi kekuatan untuk balok = 0.90

Mn = Kekuatan momen nominal

Gambar 3.26. Keseimbangan Gaya Pada Balok

TC =

ytyc FAFA ⋅=⋅

tc AA =

ZFaAFaAFaAFM yytycyp ⋅=⋅⎟⎠⎞

⎜⎝⎛⋅=⋅⋅=⋅⋅=

2................................................... (22)

dimana :

A = Total luas penampang

a = Jarak antara titik berat setengah penampang terhadap garis netral

Z = aA⋅⎟

⎠

⎞⎜⎝

⎛2

= Modulus plastis penampang

AISC mengklasifikasikan bentuk penampang sebagai compact, noncompact atau

slender tergantung pada nilai rasio width-thickness.

Tabel 3.1. Width-Thickness Parameters

Element λ λp λr

Flange f

f

tb⋅2

yF

65

10141−yF

Web wth

yF

640

yF970

Sumber : William T. Segui, LRFD Steel Design, Penerbit PWS Publishing Company, Boston, 1994.

a. Jika pλλ ≤ dan flange terhubung menerus kepada web, penampang adalah compact.

b. Jika rp λλλ ≤< penampang adalah noncompact, dan

c. Jika rλλ > penampang adalah slender. Kategori penampang didasarkan oleh rasio width-thickness terburuk dari penampang itu sendiri,

misalnya jika web adalah compact dan flange adalah noncompact maka penampang

dikategorikan sebagai noncompact.

5.4. Pelat

Pelat atau slab adalah elemen bidang tipis yang menahan beban-beban transversal

melalui aksi lentur ke masing-masing tumpuan. Karena dalam mendesain pelat gaya-gaya pada

pelat bekerja menurut aksi satu arah dan dua arah sehingga dikenal adanya pelat satu arah

(one-way slab) dan pelat dua arah (two way slab) [W1].

Abstraksi



11

A s

b

h

s

d

c 0 ,8 5

yf

. c'f

cc

sT

= 0 ,0 0 3

a /2c a = .c

d a /2-

β

Gambar 3.29. Penampang Pelat

xtx dphd ⋅−−=21

............................................................................................................... (23)

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ ⋅−−−= xtxy ddphd

21

.................................................................................................. (24)

xlqMt xx ⋅⋅⋅= 2001,0 .......................................................................................................... (25)

dimana x adalah koefisien momen

8,0RR

nMMM ==

θ

SK SNI T-15-1991-03 pasal 3.2.5. mensyaratkan bahwa tebal minimum pelat satu arah (one

way slab) adalah sebagai berikut :

Dua tumpuan sederhana l / 20

Satu ujung menerus l / 24

Kedua ujung menerus l / 28

Kantilever l / 10

Sedangkan tebal maksimum dan minimum untuk pelat dua arah (two way slab) :

β9361500

8,0

min +

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+⋅

=

yn

fl

h ....................................................................................................... (26)

361500

8,0

max

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+⋅

=

yn

fl

h ..................................................................................................... (27)

5.5. Balok Persegi

Pada kondisi fc’, regangan diserat beton bervariasi antara 0,003 sampai 0,008, tetapi

secara praktis dapat ditetapkan bahwa regangan berkisar antara 0,003 sampai 0,004.

Peraturan SNI dan ACI mengambil asumsi bahwa regangan maksimum pada serat beton

terluar harus diambil sebesar 0,003. [W1]

Gambar 3.30. Diagram Tegangan dan Regangan Balok Bertulangan Tunggal (dalam kondisi seimbang)

Abstraksi



12

dbAsb

b ⋅=ρ ............................................................................................................................... (28)

dbAs b ⋅⋅= ρ ......................................................................................................................... (29)

Untuk kondisi keruntuhan imbang (balance failure) berlaku :

ysεε = ................................................................................................................................. (30)

Regangan luluh baja (εy) dapat ditentukan berdasarkan hukum Hooke :

sE

fy

ys== εε ........................................................................................................................ (31)

SK SNI T-15-1991-03 pasal 3.1.5 menetapkan bahwa modulus elastisitas untuk beton normal

(Ec) boleh diambil sebesar '4700 cf , sedangkan modulus elastis untuk tulangan non-pratekan

(Es) boleh diambil sebesar 200.000 Mpa.

Jarak serat tekan terluar ke garis netral (c) dapat ditentukan dengan menggunakan segitiga

sebanding dari diagram regangan sebagai berikut :

sdc

ε+=003,0

003,0

dcs

×⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛

+= ε003,0

003,0............................................................................................................ (32)

d

Ef

c

s

y

×

⎟⎟⎟⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜⎜⎜⎜

⎝

⎛

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+

=003,0

003,0........................................................................................................ (33)

Abstraksi



1

Tabel 4.3. Perhitungan As perlu Pada Pelat

Dimensi (m) U Mu Mu/0,8 d Rn As Type

Pelat ly lx x

y

ll

(kg/m2)

x (kg.m) (kg.m) (cm) (Mpa)

ρ ρ max ρ min (mm2)

6,0 4,5 1,33 868 0,055 966,735 1.208,4190 9,4 1,367608 0,005866 0,04685 0,005833 551,363 1

6,00

4,50

4,5 868 0,038 667,926 834,9075 8,2 1,241683 0,005311 0,04685 0,005833 478,306

6,0 4,5 1,33 868 0,050 878,850 1.098,5630 9,4 1,243280 0,005318 0,04685 0,005833 548,302 2

6,00

4,50

4,5 868 0,038 667,926 834,9075 8,2 1,241683 0,005311 0,04685 0,005833 478,306

6,0 3,5 1,71 868 0,061 648,613 810,7663 9,4 0,917572 0,003897 0,04685 0,005833 548,302 3

6,00

3 ,50

3,5 868 0,035 372,155 465,1938 8,2 0,691841 0,002924 0,04685 0,005833 478,306

6,0 3,5 1,71 868 0,059 627,347 784,1838 9,4 0,887487 0,003767 0,04685 0,005833 548,302 4

6,00

3,50

3,5 868 0,036 382,788 478,4850 8,2 0,711608 0,003009 0,04685 0,005833 478,306 6,0 4,0 1,50 868 0,069 958,272 1197,8400 9,4 1,355636 0,005813 0,04685 0,005833 548,302

5 6,00

4 ,00

4,0 868 0,051 708,288 885,3600 8,2 1,316716 0,005641 0,04685 0,005833 478,306 6,0 4,0 1,50 868 0,056 777,728 972,1600 9,4 1,100226 0,004691 0,04685 0,005833 548,302

6 6,00

4,00

4,0 868 0,037 513,856 642,3200 8,2 0,955265 0,004060 0,04685 0,005833 478,306 5,0 4,0 1,25 868 0,067 930,496 1.163,1200 9,4 1,316342 0,005639 0,04685 0,005833 548,302

7 5,00

4,00

4,0 868 0,051 708,288 885,3600 8,2 1,316716 0,005641 0,04685 0,005833 478,306

5,0 4,0 1,25 868 0,059 819,392 1.024,2400 9,4 1,159167 0,004949 0,04685 0,005833 548,302 8

5 ,0 0

4 ,0 0

4,0 868 0,050 694,400 868,0000 8,2 1,290898 0,005527 0,04685 0,005833 478,306 4,0 4,0 1,00 868 0,038 527,744 659,6800 9,4 0,746582 0,003159 0,04685 0,005833 548,302

9 4 , 0 0

4 , 0 0 4,0 868 0,043 597,184 746,4800 8,2 1,110173 0,004735 0,04685 0,005833 478,306

Abstraksi



2

Tabel 4.4. Momen Nominal (Mn) Pada Pelat

As perlu As aktual a Mn Mu Type Pelat (mm2)

Digunakan Tulangan (mm2) (mm) (KN.m) (KN.m)

551,363 6Ø12 678,6 6,595687 14,77212 12,084201 478,306 5Ø12 565,5 5,496406 10,75605 8,34908548,302 5Ø12 565,5 5,496406 12,38469 10,985602 478,306 5Ø12 565,5 5,496406 10,75605 8,34908548,302 5Ø12 565,5 5,496406 12,38469 8,107663 478,306 5Ø12 565,5 5,496406 10,75605 4,65194548,302 5Ø12 565,5 5,496406 12,38469 7,841844 478,306 5Ø12 565,5 5,496406 10,75605 4,78485548,302 5Ø12 565,5 5,496406 12,38469 9,721605 478,306 5Ø12 565,5 5,496406 10,75605 6,42320548,302 5Ø12 565,5 5,496406 12,38469 9,721606 478,306 5Ø12 565,5 5,496406 10,75605 6,42320548,302 5Ø12 565,5 5,496406 12,38469 11,631207 478,306 5Ø12 565,5 5,496406 10,75605 8,85360548,302 5Ø12 565,5 5,496406 12,38469 10,242408 478,306 5Ø12 565,5 5,496406 10,75605 8,68000548,302 5Ø12 565,5 5,496406 12,38469 6,596809 478,306 5Ø12 565,5 5,496406 10,75605 7,46480

Abstraksi



3

Tabel 4.5 Penulangan Lentur Balok

Mu Mn bf d a c As As

aktual Mn Section (KNm) (KNm) (mm) (mm)

Rn

Rho

Rho max

Rho min

(mm) (mm) (mm2)

Jmlh tul.

(mm2) (KNm)

B1 379,5513 474,4391 600 450 3,904849 0,013729 0,023612 0,0035 100,0831 117,7448 3.706,941 8D25 3.927,00 628,2548 259,3800 324,2250 600 450 2,668519 0,008994 0,023612 0,0035 65,5661 77,1366 2.428,480 5D25 2.454,80 409,6736

B2 559,3361 699,1701 1750 450 1,972967 0,006509 0,023612 0,0035 47,4460 55,8188 5.125,556 9D28 5.541,70 944,9198 402,8198 503,5248 1750 450 1,420881 0,004613 0,023612 0,0035 33,6243 39,5580 3.632,407 6D28 3.694,60 640,1824

B3 319,9225 399,9031 1125 400 2,221684 0,007384 0,023612 0,0035 47,8491 56,2930 3.322,996 7D25 3.436,10 516,8932 59,9529 74,9411 1125 400 0,416340 0,001315 0,023612 0,0035 8,5213 10,0250 591,781 2D25 981,80 155,4148

B4 515,2809 644,1011 1000 450 3,180746 0,010903 0,023612 0,0035 79,4766 93,5019 4.906,176 8D28 4.926,00 808,3796 107,6717 134,5896 1000 450 0,664640 0,002113 0,023612 0,0035 15,4043 18,1228 950,926 2D28 1.231,50 217,8759

B5 546,3580 682,9475 1875 450 1,798709 0,005903 0,023612 0,0035 43,0326 50,6266 4.980,845 9D28 5.541,70 949,8112 418,3051 522,8814 1875 450 1,377136 0,004465 0,023612 0,0035 32,5487 38,2925 3.767,368 7D28 4.310,30 747,7951

Tabel 4.6 Penulangan Geser Balok

bw d D tul. Vu Vc 0,6 x Vc Vs Vs max s dbf wc ⋅×⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⋅ '

31

s maks s terpasang Section

(mm) (mm) (mm) (KN) (KN) (KN) (KN) (KN) (mm) (KN) (mm) (mm)

B1 Tumpuan 350 450 12 314,521 141,4824 84,88943 382,71928 565,9295 106,330 282,9648 112,5 100 Lapangan 350 450 12 139,32 141,4824 84,88943 90,71761 565,9295 448,583 282,9648 225 225

B2 Tumpuan 350 450 12 325,417 141,4824 84,88943 400,87928 565,9295 101,513 282,9648 112,5 100 Lapangan 350 450 12 295,347 141,4824 84,88943 350,76261 565,9295 116,017 282,9648 112,5 100 B3 Tumpuan 300 400 12 156,905 107,7961 64,67766 153,71223 431,1844 264,744 215,5922 200 200 Lapangan 300 400 12 126,147 107,7961 64,67766 102,44890 431,1844 397,217 215,5922 200 200 B4 Tumpuan 350 450 12 214,777 141,4824 84,88943 216,47928 565,9295 187,983 282,9648 225 180 Lapangan 350 450 12 195,146 141,4824 84,88943 183,76095 565,9295 221,453 282,9648 225 220

B5 Tumpuan 350 450 12 412,414 141,4824 84,88943 545,87428 565,9295 74,549 282,9648 112,5 70 Lapangan 350 450 12 345,59 141,4824 84,88943 434,50095 565,9295 93,658 282,9648 112,5 90

Abstraksi



4

Tabel 4.7. Penulangan Lentur Kolom Dengan Pengaku

Kolom Balok Ec

b h EIk

b h EIb M1 M2 P’u

Section

N/mm2 mm mm kNm2 mm mm kNm2

ψ kolom bawah

ψ kolom atas k.lu/r

kNm kNm

34-12(M1/M2)

kN

K1 27081,14 500 600 64994,73 350 500 12314,21 13,57 13,57 18,472 127,86 224,430 27,163 6221,060 K1-A 27081,14 400 600 51995,78 350 500 12314,21 10,86 10,86 18,472 153,36 155,670 22,178 3249,115 K1-B 27081,14 400 500 30090,15 350 500 12314,21 6,28 6,28 21,700 107,74 144,420 25,048 525,810 K2 27081,14 500 700 103209,2 350 500 12314,21 21,55 21,55 16,000 251,62 274,120 22,985 7272,756 K2-A 27081,14 500 600 64994,73 350 500 12314,21 13,57 13,57 18,472 243,82 244,080 22,013 5345,446 K2-B 27081,14 400 600 51995,78 350 500 12314,21 10,86 10,86 18,472 164,88 193,242 23,761 898,107 K3 27081,14 400 600 51995,78 300 450 7694,621 17,38 17,38 18,667 274,77 283,273 22,360 2759,520 K3-A 27081,14 400 500 30090,15 300 450 7694,621 10,06 10,06 22,167 287,31 319,560 23,211 592,930

et et min 0,1.Agr.f'c As total As sisi Mn aktual Section

mm mm kN

K1 et/h K2 d'/h r β ρ

mm2 mm2

As terpsng

kNm

K1 36,076 33 996,00 1,131 0,060 0,068 0,09 0,012 1,283 0,0154 4619,520 1154,880 4D20 231,122

K1-A 47,911 33 796,80 1,107 0,080 0,088 0,09 0,014 1,283 0,0180 4311,552 1077,888 3D22 245,649 K1-B 274,662 30 664,00 0,116 0,549 0,064 0,11 0,010 1,283 0,0128 2566,400 641,600 3D18 167,062 K2 37,691 36 1162,00 1,133 0,054 0,061 0,08 0,012 1,283 0,0154 5389,440 1347,360 3D25 314,582 K2-A 45,661 33 996,00 0,971 0,076 0,074 0,09 0,006 1,283 0,0077 2309,760 577,440 3D16 270,743 K2-B 215,166 33 796,80 0,051 0,359 0,011 0,09 0,010 1,283 0,0128 3079,680 769,920 3D19 211,311 K3 102,653 33 796,80 0,627 0,171 0,175 0,09 0,008 1,283 0,0103 2463,744 615,936 2D20 332,815 K3-A 538,951 30 664,00 0,131 1,078 0,142 0,11 0,022 1,283 0,0282 5646,080 1411,520 3D25 347,670

Abstraksi



1

PENUTUP 5.1. KESIMPULAN

Dari analisa perhitungan perencanaan yang telah dilakukan maka dapat disimpulkan

sebagai berikut :

1. Beban aksial (axial forces) terbesar yang dialami oleh struktur akibat beban yang diderita

oleh struktur pada perencanaan kali ini terdapat pada komponen struktur kolom terbawah,

hal ini dapat dibuktikan dari hasil analisa program SAP yang menunjukkan bahwa diagram

dengan nilai beban aksial terbesar terdapat pada tiap-tiap kolom terbawah (lantai 1).

2. Dari hasil perhitungan perencanaan pile cap didapatkan bahwa pada perencanaan kali ini

digunakan 3 tipe pile cap dengan ketebalan (d) masing-masing 1250, 1000 dan 650 mm,

dimana untuk tipe jenis pile cap yang mendapatkan beban axial terbesar digunakan

tulangan D29-140 pada potongan I dan pada potongan II digunakan tulangan D36-100,

sedangkan untuk jenis pile cap yang menerima beban axial terkecil digunakan tulangan

D20-110 pada potongan I dan II. I

II

I

II

1875600

3075

600

1200

3075

1537,5

1200

600

3. Pada hasil perhitungan perencanaan kolom didapatkan bahwa pada perencanaan kali ini

digunakan 8 tipe kolom dimana untuk kolom yang menerima momen terbesar (K3-A)

digunakan tulangan lentur 8D25 dengan tulangan sengkang D10-140 sedangkan untuk

kolom yang menerima momen terkecil (K1) digunakan tulangan lentur 4D20 dengan

tulangan sengkang D10-320.

4. Pada perencanaan balok kali ini digunakan 13 tipe balok dimana untuk balok yang

menerima momen terbesar (B2) digunakan tulangan lentur 9D28 dengan tulangan

sengkang D12-100 sedangkan untuk balok yang menerima momen terkecil (B8) digunakan

tulangan lentur 2D25 dengan tulangan sengkang D12-225.

5. Pada perencanaan pelat kali ini digunakan 9 tipe pelat dimana pada arah X dan Y rata-rata

dipasang tulangan lentur 5D12.

6. Dari hasil perhitungan perencanaan struktur atap (roof structure) kali ini :

Digunakan profil C 4x7.25 untuk gording.

Digunakan profil double angle 2,5 x 2 x 3/16 untuk batang tarik (tension member) dan

batang tekan (compression member).

Digunakan sambungan (connection) baut ASTM A307 diameter ¾ inch dengan

tegangan tarik izin 24 ksi dan

Digunakan diameter sagrod ½ inch (Ag = 0,19625)

Abstraksi



2

7. Hasil perhitungan perencanaan digunakan penulangan minimum yang memenuhi momen

terfaktornya. Pada perencanaan kali ini hasil perhitungan analisa struktur disajikan dalam

bentuk tabel.

5.2. SARAN Saran yang dapat diberikan dalam perencanaan adalah untuk merencanakan suatu

struktur harus memperhatikan faktor kemudahan dalam pelaksanaan (workability) serta faktor

ekonomis dengan tidak mengurangi kriteria kekuatan dari komponen struktur itu sendiri.

DAFTAR PUSTAKA Dipohusodo, Istimawan, 1994. Struktur Beton Bertulang Berdasarkan SK SNI T-15-1991-03

Departemen Pekerjaan Umum RI, Penerbit PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta. [D1]

Departemen Pekerjaan Umum, 1991. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung (SK SNI T-15-1991-03), Penerbit Yayasan LPMB, Bandung. [D2]

Departemen Pendidikan dan Kebudayaan, 1997. Struktur Baja, Penerbit Gunadarma , Jakarta.

[D3]

Dewobroto, Wiryanto, 2004. Aplikasi Rekayasa Konstruksi dengan SAP2000, Penerbit PT.

Elex Media Komputindo, Jakarta. [D4]

Hardiyatmo, Hary Christady, 2002. Teknik Pondasi 2, Penerbit Beta Offset, Yogyakarta. [H1]

H.G. Poulos & E.H. Davis, Pile Foundation Analysis And Design, John Wiley & Sons Inc.

New York 1980. [H2]

Katili, Irwan, 2000. Aplikasi Metode Elemen Hingga Pada Rangka-Balok-Grid-Portal, Penerbit Fakultas Teknik Universitas Indonesia, Depok. [K1]

Panitia Teknik Bangunan dan Konstruksi, 2002. Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Bangunan Gedung (SNI 03-1726-2002), Penerbit Badan Standardisasi Nasional,

Jakarta. [P1]

Poerbo M.Arch., Ir. Hartono, 2000. Struktur dan Konstruksi Bangunan Tinggi, Penerbit

Djambatan, Jakarta. [P2]

Pramono, Handi, 2004. Struktur 2D & 3D Dengan SAP 2000, Penerbit Maxikom, Palembang.

[P3]

Salmon, G. Charles, 1994. Struktur Baja Desain dan Perilaku, Penerbit Erlangga, Jakarta.

[S1]

Schodek, Daniel L., 1999. Struktur, Penerbit Erlangga, Jakarta. [S2]

Segui, William T., 1994. LRFD Steel Design, Penerbit PWS Publishing Company, Boston. [S3]

Sosrodarsono, Ir. Suyono, 2000. Mekanika Tanah dan Teknik Pondasi, Penerbit Pradnya

Paramita, Jakarta. [S4]

Spiegel, Leonard dan Limbrunner, George F., 1991. Desain Baja Struktural Terapan, Penerbit

PT Eresco, Bandung. [S5]

Abstraksi



3

Sudarmoko, dan Aswin, Muhammad, 1994. Perancangan dan Analisis Kolom Beton Bertulang Mengacu SK SNI T-15-1991-03, Penerbit Biro Penerbit KMTS FT UGM,

Yogyakarta. [S6]

T., Gunawan, dan Saleh, Margaret, 1999. Diktat Teori dan Penyelesaian Struktur Beton Bertulang Berdasarkan SK SNI T-15-1991-03 Jilid 1, Penerbit Delta Teknik Group,

Jakarta. [T1]

T., Gunawan, dan Saleh, Margaret, 1999. Diktat Teori dan Penyelesaian Struktur Beton Bertulang Berdasarkan SK SNI T-15-1991-03 Jilid 2, Penerbit Delta Teknik Group,

Jakarta. [T2]

Universitas Katolik Parahyangan Program Pasca Sarjana Teknik Sipil., Manual Pondasi Tiang, Penerbit Universitas Katolik Parahyangan, Bandung. [U1]

Vis, W.C., dan Kusuma, Gideon, 1996. Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang Berdasarkan SK SNI T-15-1991-03, Penerbit Erlangga, Jakarta. [V1]

Wahyudi, L., dan A. Rahim, Syahril, 1999. Struktur Beton Bertulang Standar Baru SNI T-15-1991-03, Penerbit PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta. [W1]

Wang, Chu-Kia dan Salmon, Charles G., 1993. Disain Beton Bertulang, Penerbit Erlangga,

Jakarta. [W2]

Wigroho, Haryanto Yoso, 2002. Analisis dan Perancangan Struktur Frame menggunakan SAP2000, Penerbit Andi, Yogyakarta. [W3]

Yayasan Badan Penerbit PU, 1987. Pedoman Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan Gedung, Departemen Pekerjaan Umum RI, Jakarta. [Y1]

Yayasan Dana Normalisasi Indonesia, 1977. Peraturan Beton Bertulang Indonesia 1971,

Penerbit Direktorat Penyelidikan Masalah Bangunan, Bandung. [Y2]

Documents

Artikel_10301093