2. Sementara itu apabila prategang awal setelah adanya kehilangan maka balok
ring didesain dengan luasan potongan melintang sebesar:
A
ps
Atau dengan persamaan A
=
�
�
�
��
3.12
ps
Dimana W = Total beban hidup dan beban mati yang terjadi W
=
� cot � 2
��
��
D
+ W
L
f
pe
Kehilangan dan akibat yang menimbulka kehilangan tersebut sebelumnya telah diutarakan pada bab II.
= Prategang baja efektif setelah kehilangan.
3.7 Perhitungan Ketebalan Minimum Kubah
Pada perencanaan kubah tentunya satu hal yang sangat diperhatikan adalah ketebalan dari kubah tersebut. Dalam merencanakan kubah khususnya kubah prategang
ini yang ingin dihasilkan adalah luasan kubah yang begitu besar dengan ketebalan kubah yang roporsioal namun mampu menahan beban yang terjadi sehingga tidak ada
kemungkian kerusan konstruksi. Dimensi ketebalan kubah sangat dibutuhkan untuk menahan tekuk yang terjadi
baik dalam proses konstruksi maupun dalam perawatan. Desain dimensi ketebalan kubah dapat dihitunng dengan persamaan sebagai berikut:
Min h
d
Dimana: a = Jari-jari kubah
= a
�
1.5 �
�
��
�
�
�
�
�
3.13
P
u
= Tekanan ultimate 1.2 D + 1.6 L 144
Universitas Sumatera Utara
�′ = Faktor kekuatan reduksi = 0.65 �
R
i
�
R
i
= Faktor reduksi tekuk pada bentuk permukaan bola akibat ketidaksempurnaan
= ar
i 2
dimana r
i
≤ 1.4 a �
R
c
= Faktor reduksi tekuk untuk material isotropis �
R
c
E 0.53
c
= Modulus Kekuatan Beton = 5700 ��
�
3.8 Hubungan Antara Radius Kubah Dengan Desain Balok Tepi
Perencanaan suatu konstruksi struktur tidak dapat berdiri sendiri tanpa ada pengaruh faktor lain contohnya pembebanan, ukuran bentang struktur dan kondisi
wilayah yang akan dibangun konstruksi tersebut. Demikian juga dengan perencanaan struktur kubah ini, tentunya salah satu hal yang sangat diperhatikan untuk desain kubah
ini adalah ukuran bentang tersebut diantaranya radius bentang dan ketebalan bentang. Selain itu radius bentang terebut akan berpengaruh besar pada desain balok tepi pada
kubah. Desain balok tepi merupakan suatu hal yang sangat penting dalam konstruksi
ini. Selain berfungsi untuk mendistribusikan pembebanan yang terjadi pada kubah, balok tepi juga menjadi penyokong struktur kubah agar menjadi satu kesatuan seperti
setengah bola. Akibat adanya perpindahan antara balok ring dengan kubah yang disebabkan
oleh gaya desak horizontal N ϕ cos� sejauh ∆
s
dan gaya meridional N ϕ sejauh ∆
b
maka dibutukan gaya prategang sebesar ∆
T
sesuai persamaan 3.9a agar kondisi sruktur tetap stabil. Sementara itu gaya desak horizontal N
ϕ cos� dan gaya meridional Nϕ
Universitas Sumatera Utara
dipengruhi oleh dimensi bentang kubah yaitu diameter kubah dua kali radius kubah. Pada konsep ini dinyatakan bahwa gaya meridional N
ϕ dan gaya tangensial NӨ yang terjadi berbanding lurus dengan besar diameter kubah.
• Semakin besar dimensi diameter kubah maka gaya meridional N
ϕ dan gaya tangensial N
Ө yang terjadi pada kubah semakin besar. •
Sebalikya, apabila dimensi diameter kubah diperkecil maka gaya meridional N ϕ
dan gaya tangensial N Ө yang terjadi pada kubah semakin kecil pula. Hal ini
diperlihatkan pada persamaan 3.3a dan persamaan 3.3.b. Dari hasil perhitungan gaya prategang yang terjadi maka akan didesain luasan
balok tepi pada kubah sesuai dengan persamaan 3.11 dan persamaan 3.12 di atas. Desain balok tepi ini sering direncanakan dengan menggunakan persamaan 3.12. Hal ini
disebabkan karena kehilangan pada saat perencanaan beton prategang sering terjadi sehingga perlu suatu perencnaan yang lebih teliti dan memiliki faktor keamanan.
Universitas Sumatera Utara
BAB IV APLIKASI PERENCANAAN
4.1 Langkah-Langkah Perencanaan
Adapun sistematika perencanaan yang dilakukan penulis adalah sebagai berikut: a.
Menentukan dimensi tampang kubah radius bentang, tinggi kubah dan ketebalan kubah
b. Analisa pembebanan yang terjadi pada kubah
c. Analisa gaya yang terjadi pada kubah
d. Analisa desain balok ring yang ada pada kubah tersebut
4.2 Rencana Dimensi Tampang Kubah
Pada perencanaan kubah prategang ini perlu diketahui bahwa cangkang bulat umumnya didesain dengan suatu tinggi rise sebesar seperdelapan diameter dasar.
Dengan demikian diberikan perencanaan kubah sebagai berikut : Diameter dasar span
= 40 meter Tinggi cangkang
= 5 meter Ketebalan cangkang
= 150 mm Faktor kehilangan
Ῠ = 0.7
Modulus Elastisitas baja E
s
= 2,1 x 10
6
kgcm Kuat Tekan Beton Prategang fc’
= 45 Mpa
2
Berat Jenis Beton = 2400 kg m
3
Universitas Sumatera Utara
Kawat bertegangan tinggi : Diameter d
= 5 mm Luas kawat
= 19.65 mm Tegangan tarik mencapai
= 170 kg mm
2
Ditegangkan sampai = 155 kg mm
2 2
4.2.1 Besar Sudut Meridional dan Jari-Jari Cangkang Kubah
Jari- jari pada dasar kubah tidak sama dengan jari-jari kubah cangkang. Jari jari pada dasar kubah merupakan span atau jarak antara tepi lengkungan kubah. Sedangkan
jari-jari dasar kubah merupakan besar dari setengah diameter kubah apabila berbentuk setengah bola. Untuk menghitung besar jari-jari dasar kubah span ditentukan dengan
mengggunakan rumus seperti yang ditulis pada persamaan 3.4 yaitu a =
�2 sin
ϕ
dimana a
= jari-jari kubah d
= diameter dasar kubah span ϕ
=
sudut meridional pada kubah
Maka untuk nilai R dapat dihitung; R
R h
rise d2
Universitas Sumatera Utara
R
2
– R’
2
= d2
2
402 dimana R’= R- h
h= 5 meter; d= 40 meter
2
= R
2
– R
2
Maka nilai R = 42.5 meter -10 R + 25
Sehingga nilai sudut meridional ϕ sudut semi-sentral diperoleh dengan persamaan
a =
�2 sin
ϕ
a = R sin
ϕ = d2 a sin
ϕ
=
40 2 42.5 =0.470 maka sudut meridional
ϕ=28 4
Dengan demikian diameter kubah setengah bola untuk perencanaan ini adalah 85 meter
’
4.2.2 Analisa Pembebanan yang Terjadi Pada Kubah
Pembebanan pada kubah dapat dikategorikan atas dua jenis yaitu pembebanan oleh beban mati berat sendiri ,Wd dan pembebanan akibat beban hidup beban hujan,
dan beban angin Wl
4.2.2.1 Beban Mati Berat Sendiri Wd
Perhitungan beban mati dapat dihitung dengan perkalian tebal kubah dikalian massa jenis beton dalam satuan per m
2
Wd berat sendiri = t x 2400 kgm
.
Wd berat sendiri = 0.15 m x 2400 kg m
3
Wd berat sendiri = 360 kg m
3 2
Universitas Sumatera Utara
4.2.2.2 Beban Hidup W
L
a. Beban Hujan
