Kombinasi Pembebanan Analisa Struktur untuk Menentukan Gaya-Gaya Dalam Komponen Struktur Dimensi Penulangan Pada Kolom dan Kekuatan Kolom

4.5 Kombinasi Pembebanan

Kombinasi pembebanan yang digunakan untuk menentukan gaya-gaya dalam yang terjadi di dalam komponen struktur akibat beban gempa rencana untuk kota Medan diambil berdasarkan pada ketentuan di dalam RSNI3 03-1726-201x adalah sebagai berikut: 1. 1.4 DL + DL + 2. 1.2 DL + DL + + 1.6 LL 3. 1.2 + 0.2S DS DL + DL + + 0.5 LL ± 1,0 EQX ± 0,3 EQY 4. 1.2 + 0.2S DS DL + DL + + 0.5 LL ± 0,3 EQX ± 1,0 EQY 5. 0.9 – 0. 2S DS DL + DL + ± 1,0 EQX ± 0,3 EQY 6. 0.9 – 0. 2S DS DL + DL + ± 0,3 EQX ± 1,0 EQY Catatan: ditentukan didalam RSNI3 03-1726-201x bahwa pada analisis 3 dimensi, setidaknya 30 dari gaya gempa yang bekerja pada arah yang tegak lurus gaya gempa yang ditinjau perlu diikutsertakan di dalam analisis

4.6 Analisa Struktur untuk Menentukan Gaya-Gaya Dalam Komponen Struktur

Analisa struktur yang dilakukan merupakan analisa struktur statik linier untuk mengetahui gaya dalam yang bekerja pada tiap komponen struktur yang kemudian akan digunakan untuk menentukan jumlah tulangan yang dibutuhkan pada balok dan kolom. Bangunan direncanakan untuk didesain agar dapat memikul beban gempa yang direncanakan untuk kota Medan. Kombinasi pembebanan yang digunakan untuk desain telah diuraikan pada subbab 4.5. Analisa struktur dilakukan dengan bantuan program SAP2000. Tabel 4.4 merangkum hasil analisa struktur yang meliputi gaya-gaya maksimum yang paling ekstrim pada balok dan kolom yang akan digunakan untuk menghitung kebutuhan tulangan pada balok dan kolom. Universitas Sumatera Utara Tabel 4.4 Gaya-gaya dalam maksimum pada balok dan kolom Balok M max + kN-m M max – kN-m V max kN 433 738 249 Kolom Letak P max kN P min kN M2 max kN-m M3 max kN-m Sudut 4772 494 502 544 Tepi 6548 1650 536 583 Tengah 9988 4056 539 583

4.7 Dimensi Penulangan Pada Kolom dan Kekuatan Kolom

Karena kolom selain memikul beban aksial juga memikul momen lentur, analisis untuk menghitung tulangan yang diperlukan oleh kolom untuk menahan suatu kombinasi pembebanan merupakan suatu hal yang cukup rumit. Oleh karena itu, pada umumnya, tulangan pada kolom ditentukan terlebih dahulu untuk kemudia diperiksa terhadap kombinasi gaya aksial dan momen lentur yang terjadi pada kolom. Jumlah tulangan yang diizinkan untuk digunakan pada kolom adalah berkisar antara 0.01 hingga 0.06 kali luas penampang kolom menurut SK SNI 03-2847-2002. Oleh karena itu akan digunakan 20 batang tulangan diameter 22 mm dengan luas penampang tulangan total sebesar 7602 mm 2 . Rasio tulangan yang dipakai sebesar 0.0155 adalah berada diantara nilai yang diizinkan. Kekuatan kolom kemudian akan dianalisis dengan bantuan program XTRACT. Hasil analisis berupa diagram interaksi kolom dapat dilihat pada Gambar 4.3. Dengan memetakan Universitas Sumatera Utara nilai batas gaya aksial yang diterima oleh kolom pada sudut, tepi, dan tengah bangunan, nilai momen tahanan maksimum yang dapat dipikul oleh masing-masing kolom dapat ditentukan berdasarkan pada Gambar 4.4 hingga Gambar 4.6. Nilai momen tahanan maksimum untuk kolom pada sudut, tepi, dan tengah bangunan dapat dilihat di dalam Tabel 4.5. Gambar 4.3 Diagram interaksi kolom C700×700 20D22 mm P max = 4772 kN P min = 494 kN M min = 1039 kN-m M max = 1717 kN-m Gambar 4.4 Kapasitas lentur kolom pada sudut bangunan Universitas Sumatera Utara P max = 6548 kN P min = 1650 kN M min = 1315 kN-m M max = 1732 kN-m Gambar 4.5 Kapasitas lentur kolom pada tepi bangunan P max = 9988 kN P min = 4056 kN M min = 1485 kN-m M max = 1732 kN-m Gambar 4.6 Kapasitas lentur kolom pada tengah bangunan Dari Tabel 4.5, nilai kekuatan momen rencana pada kolom terkecil yang mungkin terjadi pada struktur bangunan ini adalah sebesar M nc,min = 1039 kN-m. Faktor reduksi kekuatan ϕ untuk komponen yang memikul beban aksial dan lentur menurut SK SNI 03 - 2847-2002 adalah harus diambil sebesar 0,8. Nilai ϕM nc,min yang diperoleh adalah sebesar Universitas Sumatera Utara 831,2 kN-m dan lebih besar dari momen maksimum yang mungkin terjadi pada kolom yang diperoleh dari hasil analisa struktur yaitu sebesar 583 kN-m. Dapat disimpulkan bahwa kolom yang digunakan kuat menahan beban-beban yang direncanakan. Tabel 4.5 Variasi kekuatan kolom pada beban aksial yang berbeda Letak M nc,max kN-m M nc,min kN-m Sudut 1717 1039 Tepi 1732 1315 Tengah 1732 1485 Untuk memenuhi persyaratan sistem rangka beton bertulang pemikul momen khusus seperti yang ditentukan di dalam SK SNI 03-2847-2002, harus disediakan tulangan transversal berupa sengkang tertutup yang harus di letakkan dengan spasi tidak lebih dari a satu per empat dari dimensi terkecil komponen struktur, b enam kali diameter tulangan longitudinal, dan c s x sesuai dengan persamaan 4.1. 150 3 350 100 100 ≤ − + = ≤ x x h s 4.1 dimana h x adalah spasi horizontal maksimum untuk kaki-kaki sengkang tertutup atau sengkang ikat pada semua muka kolom dalam satuan mm dapat dilihat pada Gambar 4.7. Sehingga diperoleh jarak tulangan transversal yang akan digunakan adalah tidak boleh diambil lebih besar dari: [ ]        = − + = − + = × = × = × = × ≤ mm h mm d mm C C s x b 07 . 136 3 8 . 241 350 100 3 350 100 132 22 6 6 175 700 25 , , min 25 , 2 1 Maka digunakan tulangan transversal dengan diameter sebesar 13 mm dan jarak s = 100 mm. Universitas Sumatera Utara Jumlah tulangan transversal, sesuai yang disyaratkan di dalam SK SNI 03-2847-2002, yang disediakan tidak boleh kurang daripada yang ditentukan oleh persamaan 4.2 dan 4.3.         × × ≥ yh c c sh f f h s A 09 . 4.2       −         × × ≥ 1 3 . ch g yh c c sh A A f f h s A 4.3 dimana h c adalah dimensi penampang inti kolom diukur dari sumbu ke sumbu tulangan pengekang 607 mm, dan A ch adalah luas penampang komponen struktur dari sisi luar ke sisi luar tulangan transversal 620×620 mm 2 sehingga diperoleh: 2 , 390 420 30 607 100 09 . 09 . =       × × =         × × ≥ yh c c sh f f h s A mm 2 3 , 357 1 620 700 420 30 607 100 3 . 1 3 . 2 2 =       −       × × =       −         × × ≥ ch g yh c c sh A A f f h s A mm 2 Sedangkan tulangan transversal yang tersedia adalah sebanyak: 9 , 530 4 4 2 = × = t sh d A π mm 2 357,3 mm 2 Detail penulangan kolom diberikan pada Gambar 4.7. D13-100 20D22 H c = 620 h c = 607 229 149 229 H = 700 H = 700 Gambar 4.7 Detail penampang dan penulangan kolom Universitas Sumatera Utara

4.8 Dimensi Penulangan Pada Balok dan Kekuatan Balok