4.1 DATA – DATA PADA PORTAL STRUKTUR
Gambar 4.1 Struktur portal yang akan direncanakan
Data – data yang diperlukan untuk perencanaan portal 5 tingkat diatas adalah : a.
Tinggi total portal H : 20 m
b. Tinggi perlantai portal h
: 4 m c.
Jarak portal L : 6 m
d. Tegangan leleh baja f
y
: 2400 kgcm
2
e. Tebal pelat beton
Lantai : 12 cm
Atap : 10 cm
f. Berat sendiri balok profil IWF taksiran
: 100 kgm g.
Berat sendiri kolom profil IWF taksiran : 100 kgm
h. Berat sendiri bracing profil IWF taksiran
: 50 kgm
Universitas Sumatera Utara
i. Berat plafon
: 11 kgm
2
j. Berat partisi
: 100 kgm
2
k. Berat spesiadukan semen
: 21 kgm
2
l. Berat tegel
: 24 kmm
2
4.2 PERHITUNGAN BEBAN MATI, BEBAN HIDUP, dan BEBAN GEMPA 4.2.1 Beban Mati
Yang termasuk dalam kategori beban mati antara lain : berat sendiri profil, berat sendiri plat beton, berat plafon, berat spesi, dan berat tegel.
a. Berat sendiri profil balok IWF taksiran
: 100 kgm b.
Berat sendiri pelat beton : Lantai
: 0.12 m x 2400 kgm
3
x 4 m : 1152 kgm
Atap : 0.10 m x 2400 kgm
3
x 4 m : 960 kgm
c. Berat partisi
: 100 kgm
2
x 4 m : 400 kgm
d. Berat plafon
: 11 kgm
2
x 4 m : 44 kgm
e. Berat spesi 1 cm
: 21 kgm
2
x 4 m : 84 kgm
f. Berat tegel 1 cm
: 24 kgm
2
x 4 m : 96 kgm
Total beban mati lantai q dead : 1876 kgm
Total beban mati atap q dead : 1684 kgm
4.2.2 Beban Hidup
Beban hidup yang bekerja sesuai peruntukannya sebagai perkantoran, menurut SKBI 1987 adalah sebagi berikut :
a. Untuk lantai 1, 2, 3, dan 4
Bekerja beban hidup sebesar 250 kgm
2
x 4m : 1000 kgm
Universitas Sumatera Utara
b. Untuk lantai 5 atap
Bekerja beban hidup sebesar 100 kgm
2
x 4m : 400 kgm
4.2.3 Beban Gempa
Untuk menghitung beban gempa yang terjadi pada tiap – tiap lantai pada portal kita harus menghitung dulu beban geser dasr nominal statik ekuivelen V
yang terjadi di tingkat dasar. Kemudian dari nilai V ini baru dibagi kan sepanjang tinggi struktur portal masing – masing lantai. Perhitungan beban gempa ini
mengacu pada SNI 03-1726-2002.
4.2.3.1 Perhitungan Berat Bangunan Tiap Lantai
1. Lantai 1, 2, 3, dan 4
a. Balok
IWF taksiran : 100 kgm x 6 m
= 600 kg b.
Pelat beton Tebal pelat beton 12 cm
: 1152 kgm x 6 m = 6912 kg
c. Plafon
: 44 kgm x 6 m = 264 kg
d. Spesi
: 84 kgm x 6 m = 504 kg
e. Tegel
: 96 kgm x 6 m = 576 kg
f. Kolom
IWF taksiran : 100 kgm x 4 m x 2 m
= 800 kg g.
Bracing
Universitas Sumatera Utara
IWF taksiran : 50 kgm x 7.211 m x 2 m = 721.1 kg
h. Partisi
: 400 kgm x 6 m = 2400 kg
i. 30 reduksi beban hidup
: 1000 kgm x 6 m x 0.3 = 1800 kg
2. Lantai 5 atap
a. Balok
IWF taksiran : 100 kgm x 6 m
= 600 kg b.
Pelat beton Tebal pelat beton 10 cm
: 960 kgm x 6 m = 5760 kg
c. Plafon
: 44 kgm x 6 m = 264 kg
d. Kolom
IWF taksiran : 100 kgm x 4 m x 2 m
= 800 kg e.
Bracing IWF taksiran
: 50 kgm x 7.211 m x 2 m = 721.1 kg f.
30 reduksi beban hidup : 400 kgm x 6 m x 0.3
= 720 kg
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.1 Ringkasan berat bangunan tanpa bracing dinyatakan dalam tabel berikut
lantai Balok
Pelat + Plafon + Spesi + Tegel
Kolom + Partisi
30 reduksi beban hidup
Jumlah kg
kg kg
kg kg
5 600
6024 800
720 8144
4 600
8256 3200
1800 13856
3 600
8256 3200
1800 13856
2 600
8256 3200
1800 13856
1 600
8256 3200
1800 13856
Jumlah Berat Bangunan = 63568 kg
Tabel 4.2 Ringkasan berat bangunan dengan bracing tipe X dinyatakan dalam tabel berikut :
lantai Balok
Pelat + Plafon + Spesi + Tegel
Bracing Kolom
+ Partisi
30 reduksi beban hidup
Jumlah kg
kg kg
kg kg
kg
5 600
6024 721.1
800 720
8865.1 4
600 8256
721.1 3200
1800 14577.1
3 600
8256 721.1
3200 1800
14577.1 2
600 8256
721.1 3200
1800 14577.1
1 600
8256 721.1
3200 1800
14577.1
Jumlah Berat Bangunan = 67173.5 kg
Tabel 4.3 Ringkasan berat bangunan dengan bracing tipe V terbalik dinyatakan dalam tabel berikut :
lantai Balok
Pelat + Plafon + Spesi + Tegel
Bracing Kolom
+ Partisi
30 reduksi beban hidup
Jumlah kg
kg kg
kg kg
kg
5 600
6024 500
800 720
8644 4
600 8256
500 3200
1800 14356
3 600
8256 500
3200 1800
14356 2
600 8256
500 3200
1800 14356
1 600
8256 500
3200 1800
14356
Jumlah Berat Bangunan = 66068 kg
Universitas Sumatera Utara
4.2.3.2 Taksiran Waktu Getar Alami
Rumus empiris memakai metode A berdasarkan UBC section 1630.2.2 adalah :
Tinggi gedung = 20 m
C
t
= 0.0853 T
= Ct x h
34
= 0.0853 x 20
34
= 0.8067 detik Struktur berapa pada wilayah gempa 4 dengan tanah sedang
Gambar 4.2 Respon Spectra gempa rencana wilayah gempa 4
5206 .
8067 .
42 .
42 .
= =
= T
C
4.2.3.3 Perhitungan V Beban Geser Dasar Nominal Statik Ekuivalen
Rumus yang dipakai untuk memperoleh V sesuai SNI 03-1726-2002 adalah :
t
W R
xI C
V
1
=
Universitas Sumatera Utara
Dimana : V = beban geser dasar nominal statik ekuivalen kg.
C
1
= nilai faktor respon gempa yang didapat dari spektrum respon gempa rencana.
I = faktor keutamaan bangunan 1.0 untuk bangunan perkantoran.
R = faktor reduksi gempa tabel 2.2 Wt = berat total gedung kg
Maka : a. Tanpa bracing, faktor reduksi gempa R = 4.5
t
W R
xI C
V
1
=
kg kg
x x
V 111
, 7354
63568 5
. 4
. 1
5206 .
= =
b. Dengan bracing, faktor reduksi gempa R = 5.6 1.
Tipe X
t
W R
xI C
V
1
=
kg kg
x x
V 736
, 6244
5 .
67173 6
. 5
. 1
5206 .
= =
2. Tipe V terbalik
t
W R
xI C
V
1
=
kg kg
x x
V 964
, 6141
66068 6
. 5
. 1
5206 .
= =
Universitas Sumatera Utara
4.2.3.4 Perhitungan Distribusi F
i
Nilai V yang diperoleh didistribusikan sepanjang tinggi portal sesuai rumus : xV
z W
z W
F
n i
i i
i i
i 1
.
=
∑ =
Tabel 4.4 rangkuman perhitungan F
i
tanpa bracing
Lantai Tinggi
Lantai Wi
Wi x hi V
Fi Fi
kg kg
kg kg
kg Ton
5 20
8144 162880
7354.111 1670.345
1.670 4
16 13856
221696 7354.111
2273.507 2.274
3 12
13856 166272
7354.111 1705.13
1.705 2
8 13856
110848 7354.111
1136.753 1.137
1 4
13856 55424
7354.111 568.3767
0.568
717120
Tabel 4.5 rangkuman perhitungan F
i
dengan bracing tipe X
Lantai Tinggi Lantai
Wi Wi x hi
V Fi
Fi kg
kg kg
kg kg
Ton
5 20
8865.1 177302
6244.736 1456.108
1.456 4
16 14577.1
233233.6 6244.736
1915.451 1.915
3 12
14577.1 174925.2
6244.736 1436.588
1.437 2
8 14577.1
116616.8 6244.736
957.726 0.958
1 4
14577.1 58308.4
6244.736 478.863
0.479
760386
Tabel 4.6 rangkuman perhitungan F
i
dengan bracing tipe V terbalik
Lantai Tinggi Lantai
Wi Wi x hi
V Fi
Fi kg
kg kg
kg kg
Ton
5 20
8644 172880
6141.964 1421.221
1.421 4
16 14356
229696 6141.964
1888.297 1.888
3 12
14356 172272
6141.964 1416.223
1.416 2
8 14356
114848 6141.964
944.149 0.944
1 4
14356 57424
6141.964 472.074
0.472
747120
Universitas Sumatera Utara
4.3 PRADIMENSI UNTUK BALOK, BRACING DAN KOLOM
Dalam bab ini, dimensi profil pada portal untuk kolom maupun balok ditentukan terlebih dahulu, kemudian dimensi profil tersebut baru dikontrol
terhadap gaya – gaya dalam yang terjadi untuk menentukan apakah profil tersebut layak untuk digunakan pada portal bangunan tersebut. Metode demikian sering
disebut metode pra-rencana atau pra-desain. Oleh karena itu, profil yag direncanakan untuk ini adalah sebagai berikut :
1. Tanpa bracing
Balok
Direncanakan profil IWF 300 x 200 x 9 x 14, dengan data – data sebagai berikut :
d = 298 mm
r
x
= 12,6 cm b
= 201 mm r
y
= 4,77 cm t
w
= 9 mm A
g
= 83,36 cm
2
t
f
= 14 mm qbs = 65,4 kgm r
o
=18 mm
Kolom Direncanakan profil IWF 450 x 200 x 9 x 14, dengan data – data sebagai
berikut : d
= 450 mm r
x
= 18,6 cm b
= 200 mm r
y
= 4,40 cm t
w
= 9 mm A
g
= 96,76 cm
2
t
f
= 14 mm qbs = 76 kgm
r
o
= 18 mm
Universitas Sumatera Utara
2. Dengan bracing
a. Tipe X
Balok
Direncanakan profil IWF 300 x 200 x 8 x 12, dengan data – data sebagai berikut :
d = 294 mm
r
x
= 12,5 cm b
= 200 mm r
y
= 4,71 cm t
w
= 8 mm A
g
= 72,38 cm
2
t
f
= 12 mm qbs = 56,8 kgm
r
o
=18 mm
Bracing tekan dan tarik
Direncanakan profil IWF 150 x 150 x 7 x 10, dengan data – data sebagai berikut :
d = 150 mm
r
x
= 6,39 cm b
= 150 mm r
y
= 3,75 cm t
w
= 7 mm A
g
= 40,14 cm
2
t
f
= 10 mm qbs = 31,5 kgm
r
o
= 11 mm
Universitas Sumatera Utara
Kolom
Direncanakan profil IWF 350 x 175 x 7 x 11, dengan data – data sebagai berikut :
d = 350 mm
r
x
= 14,7 cm b
= 175 mm r
y
= 3,95 cm t
w
= 7 mm A
g
= 52,68 cm
2
t
f
= 11 mm qbs = 49,6 kgm
r
o
= 14 mm
b. Tipe V terbalik
Balok
Direncanakan profil IWF 300 x 200 x 8 x 12, dengan data – data sebagai berikut :
d = 294 mm
r
x
= 12,5 cm b
= 200 mm r
y
= 4,71 cm t
w
= 8 mm A
g
= 72,38 cm
2
t
f
= 12 mm qbs = 56,8 kgm
r
o
=18 mm
Universitas Sumatera Utara
Bresing tekan dan tarik
Direncanakan profil IWF 125 x 125 x 6,5 x 9, dengan data – data sebagai berikut :
d = 125 mm
r
x
= 5,29 cm b
= 125 mm r
y
= 3,11 cm t
w
= 6,5 mm A
g
= 30,31 cm
2
t
f
= 9 mm qbs = 23,8 kgm
r
o
= 10 mm
Kolom
Direncanakan profil IWF 350 x 175 x 6 x 9, dengan data – data sebagai berikut :
d = 346 mm
r
x
= 14,5 cm b
= 174 mm r
y
= 3,88 cm t
w
= 6 mm A
g
= 52,68 cm
2
t
f
= 9 mm qbs = 41,4 kgm
r
o
= 14 mm
4.4 PEMBEBANAN PADA PORTAL SESUAI SNI 03-1729-2002
Kategori