Perencanaan struktur gedung kuliah dan laboratorium 2 lantai dan rab ahmad1
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG KULIAH
DAN LABORATORIUM 2 LANTAI DAN RAB
TUGAS AKHIR
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Ahli Madya Pada Program DIII Teknik Sipil Jurusan Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta
Dikerjakan oleh :
FEBRIANA ZAT MAYA SITRA AHMAD FAISAL KURNIAWAN
NIM. I 8509009 NIM. I 8509036
PROGRAM DIPLOMA III TEKNIK SIPIL
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
(2)
commit to user
ii
PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG KULIAH
DAN LABORATORIUM 2 LANTAI DAN RAB
TUGAS AKHIR
Dikerjakan oleh :
FEBRIANA ZAT MAYA SITRA AHMAD FAISAL KURNIAWAN
NIM. I 8509009 NIM. I 8509036
Diperiksa dan disetujui, Dosen Pembimbing
EDY PURWANTO, ST.,MT.
NIP. 19680912 199702 1 001
PROGRAM DIPLOMA III TEKNIK SIPIL
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
(3)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
iii
HALAMAN PENGESAHAN
PERENCANAAN STRUKTUR DAN
RENCANA ANGGARAN BIAYA GEDUNG
KULIAH DAN LABORATORIUM 2 LANTAI
TUGAS AKHIR
Dikerjakan oleh :
FEBRIANA ZAT MAYA SITRA AHMAD FAISAL KURNIAWAN
NIM. I 8509009 NIM. I 8509036
Dipertahankan di depan Tim Penguji
1. EDY PURWANTO, ST., MT. :………
NIP. 19680912 199702 1 001
2. ACHMAD BASUKI, ST., MT. :………...
NIP. 19710901 199702 1 001
3. FAJAR SRI HANDAYANI, ST., MT. :………...
NIP. 19560717 198703 1 003
Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik UNS
Disahkan,
Ketua Program DIII Teknik Sipil Fakultas Teknik UNS
Ir. BAMBANG SANTOSA, MT ACHMAD BASUKI, ST., MT.
(4)
commit to user
vi
Segala puji syukur penyusun panjatkan kepada Allah SWT, yang telah melimpahkan rahmat, taufik serta hidayah-Nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan judul PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG KULIAH & LABORATORIUM 2 LANTAI & RAB dengan baik. Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, penyusun banyak menerima bimbingan, bantuan dan dorongan yang sangat berarti dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini penyusun ingin menyampaikan rasa terima kasih yang tak terhingga kepada :
1. Segenap pimpinan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta beserta stafnya.
2. Segenap pimpinan Program D-III Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret Surakarta beserta stafnya.
3. Edy Purwanto. ST., MT. selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir atas arahan dan bimbingannya selama dalam penyusunan tugas ini.
4. Widi Hartono. ST., MT. selaku Dosen Pembimbing Akademik yang telah memberikan bimbingannya.
5. Rekan – rekan dari Teknik Sipil khususnya angkatan 2009 yang telah membantu terselesaikannya laporan Tugas Akhir ini, dan semua pihak yang telah membantu terselesaikannya laporan Tugas Akhir ini.
Penyusun menyadari bahwa dalam penyusunan Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, kritik dan saran maupun masukan yang membawa ke arah perbaikan dan bersifat membangun sangat penyusun harapkan. Semoga Tugas Akhir ini dapat memberikan manfaat bagi penyusun khususnya dan pembaca pada umumnya.
Surakarta, September 2012
(5)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
iv
MOTTO
“Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan, maka apabila
kamu telah selesai (dari suatu urusan), kerjakanlah dengan
sungguh-sungguh (urusan) yang lain, dan hanya kepada Tuhanmulah hendaknya
kamu berharap”
(Q.S. Alam Nasyrah: 6-8)
”
...Sesungguhnya Alloh tidak mengubah keadaan suatu kaum sehingga
mereka mengubah keadaan pada diri mereka sendiri...”
(Q.S. 13:11)
Jadikanlah Sholat Dan Doa Sebagai Penolong Bagimu
Hidup memerlukan pengorbanan, pengorbanan memerlukan perjuangan,
perjuangan memerlukan ketabahan, ketabahan memerlukan keyakinan,
keyakinan pula menentukan kejayaan, kejayaan pula akan menentukan
kebahagiaan
“Setiap Manusia akan mencari dan menemukan ja
lan kebahagiaannya
sendiri-
sendiri dan itulah proses menjadi Manusia”
(Butet Kartaredjasa)
Segala Sesuatu Tak Ada Yang Tak Mungkin Di Dunia Ini
“Learn from yesterday, live for today, hope for tomorrow.
The important thing is to not stop questioning”
(6)
commit to user
v
PERSEMBAHAN
Alhamdulillah puji syukur kupanjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, Sang
pencipta alam semesta yang telah memberikan limpahan rahmat, hidayah serta
anugerah yang tak terhingga.
Dibalik tabir pembuatan episode Tugas Akhir
“ Serangkai Budi Penghargaan”
“
Ayahanda dan Ibu Tercinta,
”
Terima Kasih Atas Doa, Materi Yang Telah
Banyak Keluar Hanya Untukku Untuk Mewujudkan Satu Hari Ini.
Fardhu Dan Tahajud Kalian Yang Selalu Membuat Aku Mampu Dan
Bertahan Atas Semua Ini.
”Kakak dan Adik Tersayang” Yang Selalu Menyemangatiku
Rekan-rekan Sipil Gedung khususnya angkatan 2009
Untuk teman-teman, sahabat, tetangga, serta orang special atas inspirasi
The last, thank’s to :
Edy Purwanto, ST, MT, selaku dosen pembimbing yang
memberi pengarahan beserta bimbingan atas terselesaikannya
laporan Tugas Akhir ini
Dosen Karyawan serta Staff Teknik Sipil
(7)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xxii
PENUTUP
Puji syukur penyusun panjatkan atas kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan segala rahmat, dan hidayah-Nya, sehingga penyusun dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini dengan baik, lancar dan tepat pada waktunya.
Tugas akhir ini dibuat berdasarkan atas teori-teori yang telah didapatkan dalam bangku perkuliahan maupun peraturan-peraturan yang berlaku di Indonesia. Tugas Akhir ini diharapkan dapat memberikan tambahan ilmu bagi penyusun yang nantinya menjadi bekal yang berguna dan diharapkan dapat diterapkan dilapangan pekerjaan yang sesuai dengan bidang yang berhubungan di bangku perkuliahan.
Dengan terselesaikannya Tugas Akhir ini merupakan suatu kebahagiaan tersendiri bagi penyusun. Keberhasilan ini tidak lepas dari kemauan dan usaha keras yang disertai doa dan bantuan dari semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.
Penyusun sadar sepenuhnya bahwa dalam penyusunan Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan. Akan tetapi kekurangan tersebut dapat dijadikan pelajaran yang berharga dalam penyusunan Tugas Akhir selanjutnya. Untuk itu penyusun sangat mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya konstruktif dari pembaca.
Akhirnya penyusun berharap semoga Tugas Akhir dengan judul Perencanaan Struktur Gedung Kuliah dan Laboratorium 2 Lantai & RAB ini dapat bermanfaat bagi penyusun khususnya dan semua Civitas Akademik Fakultas Teknik Jurusan Sipil Universitas Sebelas Maret Surakarta, serta para pembaca pada umumnya. Dan juga apa yang terkandung dalam Tugas Akhir ini dapat menambah pengetahuan dalam bidang konstruksi bagi kita semua.
(8)
commit to user
viii
Hal
HALAMAN JUDUL... ... i
HALAMAN PERSETUJUAN ... ii
HALAMAN PENGESAHAN. ... iii
MOTTO ... iv
PERSEMBAHAN ... v
KATA PENGANTAR. ... vi
DAFTAR ISI ... viii
DAFTAR GAMBAR ... xiv
DAFTAR TABEL ... xviii
DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL ... xx
BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Maksud dan Tujuan. ... 1
1.3 Metode Perencanaan ... 2
1.4 Kreteria Perencanaan ... 2
1.5 Peraturan-Peraturan Yang Berlaku ... 3
BAB 2 DASAR TEORI 2.1 Dasar Perencanaan ... 4
2.1.1 Jenis Pembebanan……… 4
2.1.2 Sistem Bekerjanya Beban……… 7
2.1.3 Provisi Keamanan………... 7
2.2 Perencanaan Atap ... 10
2.2.1 Rencana Rangka Kuda Kuda ... 11
2.2.2 Perencanaan Gording ... 13
(9)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ix
2.3.1 Perencanaan Pelat Lantai ... 17
2.3.2 Perencanaan Balok ... 19
2.3.3 Perencanaan Kolom ... 21
2.4 Perencanaan Tangga ... 22
2.5 Perencanaan Struktur Pondasi ... 23
BAB 3 RENCANA ATAP 3.1 Rencana Atap ... 26
3.1.1 Dasar Perencanaan ... 26
3.2 Perencanaan Gording ... 27
3.2.1 Perencanaan Pembebanan ... 27
3.2.2 Perhitungan Pembebanan ... 27
3.2.3 Kontrol Terhadap Tegangan... 30
3.2.4 Kontrol terhadap lendutan ... 31
3.3 Perencanaan Seperempat Kuda-Kuda A ... 32
3.3.1 Perhitungan Panjang Batang Seperempat Kuda-Kuda A ... 32
3.3.2 Perhitungan Luasan Seperempat Kuda-Kuda A ... 33
3.3.3 Perhitungan Pembebanan Seperempat Kuda-kuda A ... 35
3.3.4 Perencanaan Profil Seperempat Kuda-Kuda A ... 41
3.3.5 Perhitungtan Alat Sambung ... 43
3.4 Perencanaan Seperempat Kuda-Kuda B ... 45
3.4.1 Perhitungan Panjang Batang Seperempat Kuda-Kuda B ... 45
3.4.2 Perhitungan Luasan Seperempat Kuda-Kuda B ... 46
3.4.3 Perhitungan Pembebanan Seperempat Kuda-Kuda B ... 48
3.4.4 Perencanaan Profil Seperempat Kuda-Kuda B ... 53
3.4.5 Perhitungtan Alat Sambung ... 55
3.5 Perencanaan Kuda-Kuda Trapesium ... 58
3.5.1 Perhitungan Panjang Batang Kuda-Kuda Trapesium... 58
3.5.2 Perhitungan Luasan Kuda-Kuda Trapesium ... 60
3.5.3 Perhitungan Pembebanan Kuda-Kuda Trapesium ... 62
(10)
commit to user
x
3.6 Perencanaan Jurai ... 75
3.6.1 Perhitungan Panjang Batang Jurai... 75
3.6.2 Perhitungan Luasan Jurai ... 77
3.6.3 Perhitungan Pembebanan Jurai ... 80
3.6.4 Perencanaan Profil Jurai ... 88
3.6.5 Perhitungan Alat Sambung... 90
3.7 Perencanaan Kuda-kuda Utama A ... 93
3.7.1 Perhitungan Panjang Batang Kuda-kuda A ... 93
3.7.2 Perhitungan Luasan Setengah Kuda-kuda Utama A ... 95
3.7.3 Perhitungan Pembebanan Kuda-kuda Utama A ... 97
3.7.4 Perencanaan Profil Kuda-kuda Utama A ... 107
3.7.5 Perhitungan Alat Sambung... 109
3.8 Perencanaan Kuda-kuda Utama B ... 113
3.8.1 Perhitungan Panjang Batang Kuda-kuda B ... 113
3.8.2 Perhitungan Luasan Setengah Kuda-kuda Utama B ... 115
3.8.3 Perhitungan Pembebanan Kuda-kuda Utama B ... 117
3.8.4 Perencanaan Profil Kuda-kuda Utama B ... 126
3.8.5 Perhitungan Alat Sambung... 128
BAB 4 PERENCANAAN TANGGA 4.1 Uraian Umum ... 132
4.2 Data Perencanaan Tangga ... 132
4.3 Perhitungan Tebal Plat Equivalent dan Pembebanan ... 134
4.3.1 Perhitungan Tebal Plat Equivalent ... 134
4.3.2 Perhitungan Beban……….. 135
4.4 Perhitungan Tulangan Tangga dan Bordes………. 136
4.4.1 Perhitungan Tulangan Tumpuan………. 136
4.4.2 Perhitungan Tulangan Lapangan……… 137
4.5 Perencanaan Balok Bordes………. 138
(11)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xi
4.5.2 Perhitungan Tulangan Lentur………. 139
4.5.3 Perhitungan Tulangan Geser……….. 140
4.6 Perhitungan Pondasi Tangga……….. 141
4.6.1 Perencanaan Kapasitas Dukung Pondasi……… 142
4.6.2 Perhitungan Tulangan Lentur………. 142
4.6.3 Perhitungan Tulangan Geser ... 143
BAB 5 PLAT LANTAI 5.1 Perencanaan Plat Lantai ... 145
5.2 Perhitungan Pembebanan Plat Lantai ... 146
5.3 Perhitungan Momen ... 146
5.4 Penulangan Plat Lantai……….. 147
5.4.1 Penulangan Lapangan Arah x……….. 149
5.4.2 Penulangan Lapangan Arah y………. 150
5.4.3 Penulangan Tumpuan Arah x………. 151
5.4.4 Penulangan Tumpuan Arah y………. 152
5.5 Relapitulasi Tulangan ……….. . 153
BAB 6 PERENCANAAN BALOK ANAK 6.1 Perencanaan Balok Anak ... 154
6.1.1 Perhitungan Lebar Equivalent ... 155
6.2 Perhitungan Pembebanan Balok Anak ………... ... 156
6.2.1 Pembebanan Bal;ok Anak as A’ ( 5 – 7 ) ... 156
6.2.1.1 Perhitungan Tulangan ... 157
6.2.2 Perhitungan Balok Anak As B’ (1 – 11) ... ... 162
6.2.2.1 Perhitungan Tulangan Elemen as B’ (1 – 11) ... 163
6.2.3 Perhitungan Balok Anak As E’ (1 – 5) ... ... 167
6.2.3.1 Perhitungan Tulangan Elemen as E’ (1 - 5) ... 168
6.2.4 Perhitungan Balok Anak As E’ (6 – 11) ... ... 172
(12)
commit to user
xii
7.1 Perencanaan Portal ... 178
7.1.1 Dasar Perencanaan……….. ... 178
7.1.2 Perencanaan Pembebanan………. . 179
7.1.3 Perhitungan Luas Equivalen Plat Lantai ... 181
7.2 Perhitungan Pembebanan Portal ... 182
7.2.1 Perhitungan Pembebanan Portal memanjang ... 182
7.2.2 Perhitungan Pembebanan Portal melintang ... 185
7.3 Penulangan Balok Portal………. 199
7.3.1 Perhitungan Tulangan Lentur Ring Balk ... 199
7.3.2 Perhitungan Tulangan Geser Ring Balk …… ... 203
7.3.3 Perhitungan Tulangan Lentur Balok Portal Memanjang ... 204
7.3.4 Perhitungan Tulangan Geser Balok Portal Memanjang… ... 207
7.3.6 Perhitungan Tulangan Lentur Balok Portal Melintang ... 208
7.3.7 Perhitungan Tulangan Geser Balok Portal Melintang… ... 213
7.4 Penulangan Kolom………. ... 214
7.5 Penulangan Sloof………. ... 218
7.5.1 Perhitungan Tulangan Lentur Sloof Melintang... 218
7.5.2 Perhitungan Tulangan Geser Sloof Melintang …… ... 221
BAB 8 PERENCANAAN PONDASI 8.1 Perencanaan Pondasi ... 223
8.2 Perencanaan Kapasitas Dukung Pondasi ... 224
8.2.1 Perhitungan Kapasitas Dukung Pondasi ... 224
8.2.2 Perhitungan Tulangan Geser ... 225
8.2.3 Perhitungan Tulangan Lentur ... 227
BAB 9 RENCANA ANGGARAN BIAYA 9.1 Rencana Anggaran Biaya ... 229
(13)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xiii
9.2 Data Perencanaan ... 229
9.3 Volume Pekerjaan ... 230
9.4 Perhitungan RAB ... 235
9.5 Rekapitulasi ... 238
BAB 10 REKAPITULASI 10.1 Rekapitulasi Rencana Atap ... 239
10.2 Rekapitulasi Penulangan Tangga... 244
10.3 Rekapitulasi Penulangan Plat Lantai ... 244
10.4 Rekapitulasi Penulangan Balok Anak ... 244
10.5 Rekapitulasi Penulangan Balok Portal ... 245
10.6 Rekapitulasi Penulangan Kolom ... 245
10.7 Rekapitulasi Penulangan Pondasi ... 245
10.8 Rekapitulasi Rencana Anggaran Biaya ... 246
BAB 11 KESIMPULAN ... 247
PENUTUP ... xxii
DAFTAR PUSTAKA ... xxiii
(14)
commit to user
xiv
Hal
Gambar 2.1 Denah Rencana Atap ... 11
Gambar 2.1 Rencana Kuda Kuda ... 11
Gambar 2.3 Pembebanan Gording untuk Beban Mati ... 13
Gambar 2.4 Pembebanan Gording untuk Beban Hidup ... 14
Gambar 2.5 Pembebanan Gording untuk Beban Angin ... 14
Gambar 2.6 Diagram Tegangan pada Beton ... 16
Gambar 2.7 Contoh Sketsa Penulangan Pelat ... 17
Gambar 2.8 Penampang Balok ... 19
Gambar 2.9 Pondasi Foot plat ... 24
Gambar 3.1 Denah Rencana Atap ... 26
Gambar 3.2 Rencana Kuda-kuda ... 27
Gambar 3.3 Panjang Batang Seperempat Kuda-kuda A ... 32
Gambar 3.4 Luasan Atap Seperempat Kuda-kuda A ... 33
Gambar 3.5 Luasan Plafon Seperempat Kuda-kuda A ... 34
Gambar 3.6 Pembebanan Seperempat Kuda-kuda akibat Beban Mati ... 35
Gambar 3.7 Pembebanan Seperempat Kuda-kuda akibat Beban Angin ... 39
Gambar 3.8 Panjang Batang Seperempat Kuda-kuda B ... 45
Gambar 3.9 Luasan Atap Seperempat Kuda-kuda B ... 46
Gambar 3.10 Luasan Plafon Seperempat Kuda-kuda B ... 47
Gambar 3.11 Pembebanan Seperempat Kuda-kuda akibat Beban Mati ... 48
Gambar 3.12 Pembebanan Seperempat Kuda-kuda akibat Beban Angin ... 52
Gambar 3.13 Panjang Batang Kuda-kuda Trapesium . ... 58
Gambar 3.14 Luasan Atap Kuda-kuda Trapesium. ... 60
Gambar 3.15 Luasan Plafon Kuda-kuda Trapesium.. ... 61
Gambar 3.16 Pembebanan Kuda-kuda Trapesium Akibat Beban Mati . .... 62
Gambar 3.17 Pembebanan Kuda-kuda Trapesium Akibat Beban Angin . . 66
Gambar 3.18 Panjang Batang Jurai . ... 75
Gambar 3.19 Luasan Atap Jurai. ... 77
(15)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xv
Gambar 3.21 Pembebanan Jurai Akibat Beban Mati . ... 80
Gambar 3.22 Pembebanan Jurai Akibat Beban Angin ... 85
Gambar 3.23 Panjang Batang Kuda-kuda Utama A . ... 93
Gambar 3.24 Luasan Atap Kuda-kuda Utama A . ... 95
Gambar 3.25 Luasan Plafon Kuda-kuda Utama A ... 96
Gambar 3.26 Pembebanan Kuda-kuda Utama A Akibat Beban Mati . ... 98
Gambar 3.27 Pembebanan Kuda-kuda Utama A Akibat Beban Angin . .... 103
Gambar 3.28 Panjang Batang Kuda-kuda Utama B ... 113
Gambar 3.29 Luasan Atap Kuda-kuda Utama B . ... 115
Gambar 3.30 Luasan Plafon Kuda-kuda Utama B ... 116
Gambar 3.31 Pembebanan Kuda-kuda Utama B Akibat Beban Mati . ... 117
Gambar 3.32 Pembebanan Kuda-kuda Utama B Akibat Beban Angin . .... 122
Gambar 4.1 Perencanaan Tangga. ... 132
Gambar 4.2 Detail Tangga. ... 133
Gambar 4.3 Tebal Equivalen. ... 134
Gambar 4.4 Penampang Balok. ... 138
Gambar 4.5 Pondasi Tangga ... 141
Gambar 5.1 Denah Plat lantai ... 145
Gambar 5.2 Plat Tipe A ... 146
Gambar 5.3 Perencanaan Tinggi Efektif ... 148
Gambar 6.1 Rencana Denah Balok Anak ... 154
Gambar 6.2 Lebar Equivalen Balok Anak ... 155
Gambar 6.3 Lebar Equivalen Balok Anak as A’ (5 – 7) ... 156
Gambar 6.4 Gaya Geser ... 157
Gambar 6.5 Momen ... 157
Gambar 6.6 Penulangan Tumpuan dan Lapangan ... 161
Gambar 6.7 Lebar Equivalen Balok Anak as B’ (1 – 11) ... 162
Gambar 6.8 Gaya Geser ... 162
Gambar 6.9 Momen ... 162
Gambar 6.10 Penulangan Tumpuan dan Lapangan ... 166
Gambar 6.11 Lebar Equivalen Balok Anak as E’ (1 – 5) ... 167
(16)
commit to user
xvi
Gambar 6.14 Penulangan Tumpuan dan Lapangan ... 172
Gambar 6.15 Lebar Equivalen Balok Anak as E’ (6 – 11) ... 172
Gambar 6.16 Gaya Geser ... 173
Gambar 6.17 Momen ... 173
Gambar 6.18 Penulangan Tumpuan dan Lapangan ... 177
Gambar 7.1 Struktur Portal Tiga Dimensi. ... 178
Gambar 7.2 Denah Pembebanan Balok Portal. ... 180
Gambar 7.3 Lebar Equvalen Plat Lantai ... 181
Gambar 7.4 Pembebanan Balok Portal As A (5-7) ... 182
Gambar 7.5 Pembebanan Balok Portal As B (1-11) ... 182
Gambar 7.6 Pembebanan Balok Portal As C (1-11) ... 183
Gambar 7.7 Pembebanan Balok Portal As D (1-11) ... 184
Gambar 7.8 Pembebanan Balok Portal As E (1-11) ... 184
Gambar 7.9 Pembebanan Balok Portal As 1 (B-E) ... 185
Gambar 7.10 Pembebanan Balok Portal As 2 (B-E) ... 186
Gambar 7.11 Pembebanan Balok Portal As 3 (B-E) ... 187
Gambar 7.12 Pembebanan Balok Portal As 4 (B-E) ... 189
Gambar 7.13 Pembebanan Balok Portal As 5 (B-E) ... 190
Gambar 7.14 Pembebanan Balok Portal As 6 (A-E)... 191
Gambar 7.15 Pembebanan Balok Portal As 7 (A-E)... 193
Gambar 7.16 Pembebanan Balok Portal As 8 (B-E) ... 194
Gambar 7.17 Pembebanan Balok Portal As 9 (B-E) ... 195
Gambar 7.18 Pembebanan Balok Portal As 10 (B-E) ... 197
Gambar 7.19 Pembebanan Balok Portal As 11 (B-E) ... 198
Gambar 7.20 Bidang Momen Ring Balk As 11 (B-E) ... 199
Gambar 7.21 Bidang Geser Ring Balk As 11 (B-E) ... 200
Gambar 7.22 Penulangn Tumpuan dan Lapangan Ring Balk ... 203
Gambar 7.23 Bidang Momen Balok Memanjang ... 204
Gambar 7.24 Bidang Geser Balok Memanjang ... 204
Gambar 7.25 Penulangan Tumpuan dan Lapangan Balok Memanjang ... 208
(17)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xvii
Gambar 7.27 Bidang Geser Balok Melintang ... 209
Gambar 7.28 Penulangan Tumpuan dan Lapangan Balok Melintang ... 214
Gambar 7.29 Bidang Aksial Kolom ... 214
Gambar 7.30 Bidang Momen Kolom ... 215
Gambar 7.31 Bidang Geser Kolom ... 215
Gambar 7.32 Penulangan Tumpuan dan Lapangan Kolom ... 218
Gambar 7.33 Bidang Momen Sloof ... 218
Gambar 7.34 Bidang Geser Sloof ... 219
Gambar 7.33 Penulangan Tumpuan dan Lapangan Sloof ... 222
Gambar 8.1 Perencanaan Pondasi ... 223
(18)
commit to user
xviii
Hal
Tabel 2.1 Koefisien Reduksi Beban hidup ... 6
Tabel 2.2 Faktor Pembebanan U untuk Beton ... 8
Tabel 2.3 Faktor Reduksi Kekuatan ø ... 9
Tabel 3.1 Kombinasi Gaya Dalam Pada Gording ... 30
Tabel 3.2 Perhitungan Panjang Batang Pada Seperempat Kuda-kuda A .. 32
Tabel 3.3 Rekapitulasi Pembebanan Seperempat Kuda-kuda A ... 38
Tabel 3.4 Perhitungan Beban Angin ... 40
Tabel 3.5 Rekapitulasi Gaya Batang Seperempat Kuda-kuda A ... 40
Tabel 3.6 Rekapitulasi Perencanaan Profil Seperempat Kuda-Kuda A .... 45
Tabel 3.7 Perhitungan Panjang Batang Pada Seperempt Kuda-Kuda B ... 46
Tabel 3.8 Rekapitulasi Pembebanan Seperempat Kuda-Kuda ... 51
Tabel 3.9 Perhitungan Beban Angin ... 52
Tabel 3.10 Rekapitulasi Gaya Batang Seperempat Kuda-Kuda B ... 53
Tabel 3.11 Rekapitulasi Perencanaan Profil Setengah Kuda-Kuda B ... 58
Tabel 3.12 Perhitungan Panjang Batang Kuda-kuda Trapesium ... 58
Tabel 3.13 Rekapitulasi Pembebanan Kuda-kuda Trapesium ... 66
Tabel 3.14 Perhitungan Beban Angin ... 67
Tabel 3.15 Rekapitulasi Gaya Batang Kuda-kuda Trapesium ... 68
Tabel 3.16 Rekapitulasi Perencanaan Profil Kuda-kuda Trapesium ... 74
Tabel 3.17 Perhitungan Panjang Batang Jurai ... 75
Tabel 3.18 Rekapitulasi Pembebanan Jurai ... 85
Tabel 3.19 Perhitungan Beban Angin ... 86
Tabel 3.20 Rekapitulasi Gaya Batang Jurai ... 87
Tabel 3.21 Rekapitulasi Perencanaan Profil Jurai... 92
Tabel 3.22 Perhitungan Panjang Batang Kuda-kuda Utama A ... 93
Tabel 3.23 Rekapitulasi Pembebanan Kuda-kuda Utama ... 103
Tabel 3.24 Perhitungan Beban Angin ... 105
Tabel 3.25 Rekapitulasi Gaya Batang Kuda-kuda Utama A ... 105
(19)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xix
Tabel 3.27 Perhitungan Panjang Batang Kuda-kuda Utama B ... 113
Tabel 3.28 Rekapitulasi Pembebanan Kuda-kuda Utama ... 122
Tabel 3.29 Perhitungan Beban Angin ... 124
Tabel 3.30 Rekapitulasi Gaya Batang Kuda-kuda Utama B ... 124
Tabel 3.31 Rekapitulasi Perencanaan Profil Kuda-kuda Utama B ... 130
Tabel 5.1 Rekapitulasi Perhitungan Plat Lantai ... 147
Tabel 6.1 Hitungan Lebar Equivalen ... 156
Tabel 7.1 Hitungan Lebar Equivalen ... 181
Tabel 10.1 Rekapitulasi Perencanaan Atap ... 239
Tabel 10.2 Rekapitulasi Penulangan Tangga ... 244
Tabel 10.3 Rekapitulasi Penulangan Plat Lantai ... 244
Tabel 10.4 Rekapitulasi Penulangan Balok Anak ... 244
Tabel 10.5 Rekapitulasi Penulangan Balok Portal ... 245
Tabel 10.6 Rekapitulasi Penulangan Kolom ... 246
Tabel 10.7 Rekapitulasi Penulangan Pondasi ... 245
(20)
commit to user
xx A = Luas penampang batang baja (cm2) B = Luas penampang (m2)
AS’ = Luas tulangan tekan (mm2) AS = Luas tulangan tarik (mm2)
B = Lebar penampang balok (mm) C = Baja Profil Canal
D = Diameter tulangan (mm) Def = Tinggi efektif (mm) E = Modulus elastisitas(m) e = Eksentrisitas (m)
F’c = Kuat tekan beton yang disyaratkan (Mpa) Fy = Kuat leleh yang disyaratkan (Mpa) g = Percepatan grafitasi (m/dt)
h = Tinggi total komponen struktur (cm) H = Tebal lapisan tanah (m)
I = Momen Inersia (mm2)
L = Panjang batang kuda-kuda (m) M = Harga momen (kgm)
Mu = Momen berfaktor (kgm) N = Gaya tekan normal (kg) Nu = Beban aksial berfaktor
P’ = Gaya batang pada baja (kg) q = Beban merata (kg/m)
q’ = Tekanan pada pondasi ( kg/m) S = Spasi dari tulangan (mm) Vu = Gaya geser berfaktor (kg) W = Beban Angin (kg)
Z = Lendutan yang terjadi pada baja (cm) = Diameter tulangan baja (mm)
(21)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xxi = Ratio tulangan tarik (As/bd) = Tegangan yang terjadi (kg/cm3) = Faktor penampang
(22)
commit to user
BAB I Pendahuluan 1
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang
Dengan semakin pesatnya perkembangan dunia teknik sipil di Indonesia saat ini menuntut terciptanya sumber daya manusia yang dapat mendukung dalam bidang tersebut. Dengan sumber daya manusia yang berkualitas tinggi, bangsa Indonesia akan dapat memenuhi tuntutan ini.
Bangsa Indonesia telah menyediakan berbagai sarana guna memenuhi sumber daya manusia yang berkualitas. Dalam merealisasikan hal ini, Universitas Sebelas Maret Surakarta sebagai salah satu lembaga pendidikan yang dapat memenuhi tuntutan tersebut memberikan Tugas Akhir sebuah perencanaan gedung bertingkat dengan maksud agar dapat menghasilkan tenaga yang bersumber daya dan mampu bersaing dalam dunia kerja.
1.2Maksud Dan Tujuan
Dalam menghadapi perkembangan jaman yang semakin modern dan berteknologi, serta semakin derasnya arus globalisasi saat ini, sangat diperlukan seorang teknisi yang berkualitas. Dalam hal ini, khususnya teknik sipil sangat diperlukan teknisi-teknisi yang menguasai ilmu dan keterampilan dalam bidangnya. Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta sebagai lembaga pendidikan mempunyai tujuan untuk menghasilkan ahli teknik yang berkualitas, bertanggungjawab, kreatif dalam menghadapi masa depan serta dapat menyukseskan pembangunan nasional di Indonesia.
Program Diploma Tiga Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret memberikan Tugas Akhir dengan maksud dan tujuan:
1. Mahasiswa dapat merencanakan suatu konstruksi bangunan yang sederhana sampai bangunan bertingkat.
(23)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Tugas Akhir Perencanaan Struktur dan Rencana Anggaran Biaya Gedung Kuliah dan Laboratorium 2 Lantai
BAB I Pendahuluan
2
2. Mahasiswa diharapkan dapat memperoleh pengetahuan dan pengalaman dalam merencanakan struktur gedung.
3. Mahasiswa diharapkan dapat memecahkan suatu masalah yang dihadapi dalam perencanaan suatu struktur gedung.
1.3Metode Perencanaan
Metode perencanaan yang digunakan untuk pembahasan tugas akhir ini meliputi: a. Sistem pembebanan.
b. Perencanaan analisa struktur.
c. Penyajian gambar arsitektur dan gambar struktur. d. Perencanaan anggaran biaya.
1.4Kriteria Perencanaan
1. Spesifikasi Bangunan
a. Fungsi Bangunan : Gedung kuliah dan laboratorium b. Luas Bangunan : 1376 m2
c. Jumlah Lantai : 2 lantai d. Tinggi Tiap Lantai : 4 m
e. Konstruksi Atap : Rangka kuda-kuda baja f. Penutup Atap : Genteng
g. Pondasi : Foot Plat
2. Spesifikasi Bahan
a. Mutu Baja Profil : BJ 37 b. Mutu Beton (f’c) : 20 MPa
c. Mutu Baja Tulangan (fy) : Polos : 240 MPa Ulir : 390 Mpa
(24)
commit to user
BAB I Pendahuluan
1.5Peraturan-Peraturan Yang Berlaku
1. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung (SNI
03-2847-2002).
2. Peraturan Beton Bertulang Indonesia 1971 ( untuk perhitungan pelat). 3. Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung (1983).
4. Tata Cara Perencanaan Struktur Baja Untuk Bangunan Gedung (SNI
(25)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Tugas Akhir Perencanaan Struktur dan Rencana Anggaran Biaya Gedung Kuliah dan Laboratorium 2 Lantai
BAB 2 Dasar Teori 4
BAB 2
DASAR TEORI
2.1 Dasar Perencanaan
2.1.1 Jenis Pembebanan
Dalam merencanakan struktur suatu bangunan bertingkat, digunakan struktur yang mampu mendukung berat sendiri, gaya angin, beban hidup maupun beban khusus yang bekerja pada struktur bangunan tersebut. Beban-beban yang bekerja pada struktur dihitung menurut Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk
Gedung 1983, beban - beban tersebut adalah :
1. Beban Mati (qd)
Beban mati adalah berat dari semua bagian dari suatu gedung yang bersifat tetap, termasuk segala unsur tambahan, penyelesaian–penyelesaian, mesin – mesin serta peralatan tetap yang merupakan bagian tak terpisahkan dari gedung itu (PPIUG
1983). Untuk merencanakan gedung ini, beban mati yang terdiri dari berat sendiri
bahan bangunan dan komponen gedung adalah :
a) Bahan Bangunan :
1. Beton Bertulang ... 2400 kg/m3 2. Pasir (jenuh air)………. ... 1800 kg/m3 3. Beton biasa ... 2200 kg/m3 4. Baja ... 7.850 kg/m3
b) Komponen Gedung :
1. Dinding pasangan batu merah setengah bata ... 250 kg/m3 2. Langit – langit dan dinding (termasuk rusuk – rusuknya, tanpa penggantung
langit-langit atau pengaku),terdiri dari :
- semen asbes (eternit) dengan tebal maximum 4 mm ... 11 kg/m2 - kaca dengan tebal 3 – 4 mm ... 10 kg/m2
(26)
commit to user
BAB 2 Dasar Teori
3. Penutup atap genteng dengan reng dan usuk ... . 50 kg/m2 4. Penutup lantai dari tegel, keramik dan beton (tanpa adukan)
per cm tebal ... 24 kg/m2 5. Adukan semen per cm tebal ... 21 kg/m2
2. Beban Hidup (ql)
Beban hidup adalah semua beban yang terjadi akibat penghuni atau pengguna suatu gedung, termasuk beban – beban pada lantai yang berasal dari barang – barang yang dapat berpindah, mesin – mesin serta peralatan yang merupakan bagian yang tidak terpisahkan dari gedung dan dapat diganti selama masa hidup dari gedung itu, sehingga mengakibatkan perubahan pembebanan lantai dan atap tersebut. Khususnya pada atap, beban hidup dapat termasuk beban yang berasal dari air hujan (PPIUG 1983).
Beban hidup yang bekerja pada bangunan ini disesuaikan dengan rencana fungsi bangunan tersebut. Beban hidup untuk bangunan gedung perkuliahan ini terdiri dari :
1. Beban atap ... 100 kg/m2 2. Beban tangga dan bordes ... 300 kg/m2 3. Beban lantai ... 250 kg/m2
Berhubung peluang untuk terjadi beban hidup penuh yang membebani semua bagian dan semua unsur struktur pemikul secara serempak selama unsur gedung tersebut adalah sangat kecil, maka pada perencanaan balok induk dan portal dari sistem pemikul beban dari suatu struktur gedung, beban hidupnya dikalikan dengan suatu koefisien reduksi yang nilainya tergantung pada penggunaan gedung yang ditinjau, seperti diperlihatkan pada tabel 2.1.
(27)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Tugas Akhir Perencanaan Struktur dan Rencana Anggaran Biaya Gedung Kuliah dan Laboratorium 2 Lantai
BAB 2 Dasar Teori
6
Tabel 2.1 Koefisien reduksi beban hidup
Penggunaan Gedung Koefisien Beban Hidup untuk
Perencanaan Balok Induk
PERUMAHAN/HUNIAN Rumah tinggal, Asrama, Hotel PENDIDIKAN:
Sekolahan, Ruang kuliah PERTEMUAN UMUM :
Masjid, Gereja, Bioskop, Restoran PENYIMPANAN :
Perpustakaan, Ruang Arsip TANGGA :
Pendidikan, Kantor
0,75 0,90 0,90 0,80 0,75 Sumber : PPIUG 1983
3. Beban Angin (W)
Beban Angin adalah semua beban yang bekerja pada gedung atau bagian gedung yang disebabkan oleh selisih dalam tekanan udara (PPIUG 1983).
Beban Angin ditentukan dengan menganggap adanya tekanan positif dan tekanan negatif (hisapan), yang bekerja tegak lurus pada bidang yang ditinjau. Besarnya tekanan positif dan negatif yang dinyatakan dalam kg/m2 ini ditentukan dengan mengalikan tekanan tiup dengan koefisien – koefisien angin. Tekan tiup harus diambil minimum 25 kg/m2, kecuali untuk daerah di laut dan di tepi laut sampai sejauh 5 km dari tepi pantai. Pada daerah tersebut tekanan hisap diambil minimum 40 kg/m2.
p = 16
2
V
( kg/m2 )
Keterangan : V = kecepatan angin dalam m/s (ditentukan oleh instansi yang berwenang)
p = tekanan angin hisap dalam kg/m2
Sedangkan koefisien angin ( + berarti tekanan dan – berarti isapan ), untuk gedung tertutup :
(28)
commit to user
BAB 2 Dasar Teori
1. Dinding Vertikal
a) Di pihak angin ... + 0,9 b) Di belakang angin ... - 0,4 c) Sejajar dengan arah angin... - 0,4
2. Atap segitiga dengan sudut kemiringan
a) Di pihak angin : < 65 ... 0,02 - 0,4 65 < < 90 ... + 0,9 b) Di belakang angin, untuk semua ... - 0,4
4. Beban Gempa (E)
Beban gempa adalah semua beban statik equivalen yang bekerja pada gedung atau bagian gedung yang menirukan pengaruh dari gerakan tanah akibat gempa itu. Dalam perencanaan ini beban gempa tidak diperhitungkan
2.1.2 Sistem Bekerjanya Beban
Bekerjanya beban untuk bangunan bertingkat berlaku sistem gravitasi, yaitu elemen struktur yang berada di atas akan membebani elemen struktur di bawahnya, atau dengan kata lain elemen struktur yang mempunyai kekuatan lebih besar akan menahan atau memikul elemen struktur yang mempunyai kekuatan lebih kecil.
Dengan demikian sistem bekerjanya beban untuk elemen – elemen struktur gedung bertingkat secara umum dapat dinyatakan sebagai berikut :
Beban pelat lantai didistribusikan terhadap balok anak dan balok portal, beban balok portal didistribusikan ke kolom dan beban kolom kemudian diteruskan ke tanah dasar melalui pondasi.
2.1.3 Provisi Keamanan
Dalam pedoman beton 1983, struktur harus direncanakan untuk memiliki cadangan kekuatan untuk memikul beban yang lebih tinggi dari beban normal.
(29)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Tugas Akhir Perencanaan Struktur dan Rencana Anggaran Biaya Gedung Kuliah dan Laboratorium 2 Lantai
BAB 2 Dasar Teori
8
Kapasitas cadangan ini mencakup faktor pembebanan (U), yaitu untuk memperhitungkan pelampauan beban dan faktor reduksi (), yaitu untuk memperhitungkan kurangnya mutu bahan di lapangan. Pelampauan beban dapat terjadi akibat perubahan dari penggunaan untuk apa struktur direncanakan dan penafsiran yang kurang tepat dalam memperhitungkan pembebanan. Sedang kekurangan kekuatan dapat diakibatkan oleh variasi yang merugikan dari kekuatan bahan, pengerjaan, dimensi, pengendalian dan tingkat pengawasan.
Tabel 2.2 Faktor Pembebanan U untuk beton
No. KOMBINASI BEBAN FAKTOR U
1. 2. 3. 4. 5. 6.
D
D, L, A,R D, L,W, A, R D, W
D, L, E D, E
1,4 D
1,2 D + 1,6 L + 0,5 (A atau R)
1,2 D + 1,0 L 1,6 W + 0,5 (A atau R) 0,9 D 1,6 W
1,2 D + 1,0 L 1,0 E 0,9 D 1,0 E
Sumber : SNI 03-2847-2002 Keterangan :
D = Beban mati L = Beban hidup W = Beban angin E = Beban gempa A = Beban atap R = Baban air hujan
Perencanaan suatu struktur untuk keadaan-keadaan stabil batas, kekuatan batas, dan kemampuan-layan batas harus memperhitungkan pengaruh-pengaruh dari aksi sebagai akibat dari beban hidup dan mati; dan semua beban yang relevan untuk perencanaan keran (alat pengangkat), pelataran tetap, lorong pejalan kaki, tangga,lift sesuai pedoman baja SNI 03-1727-1989.
Berdasarkan beban-beban tersebut di atas maka struktur baja harus mampu memikul semua kombinasi pembebanan di bawah ini:
(30)
commit to user
BAB 2 Dasar Teori
1,4 D
1,2 D + 1,6 L + 0,5 (La atau H)
1,2 D + 1,6 (La atau H) + (γL L atau 0,8 W) 1,2 D + 1,3 W + γL L + 0,5 (La atau H) 1,2 D 1,0 E + γL L
0,9 D (1,3 W atau 1,0 E) Sumber : SNI 03-1729-2002 Keterangan:
D = beban mati L = beban hidup
La = beban hidup di atap H = beban hujan
W = beban angin
E = beban gempa (menurut SNI 03–1726–1989, atau penggantinya)
Tabel 2.3 Faktor Reduksi Kekuatan
No Kondisi gaya Faktor reduksi ()
1. 2.
3. 4.
Lentur, tanpa beban aksial
Beban aksial, dan beban aksial dengan lentur : a. Aksial tarik dan aksial tarik dengan lentur b. Aksial tekan dan aksial tekan dengan lentur:
Komponen struktur dengan tulangan spiral
Komponen struktur lainnya Geser dan torsi
Tumpuan beton kecuali daerah pengangkuran pasca tarik.
0,80 0,8 0,7 0,65 0,75 0,65
(31)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Tugas Akhir Perencanaan Struktur dan Rencana Anggaran Biaya Gedung Kuliah dan Laboratorium 2 Lantai
BAB 2 Dasar Teori
10
Karena kandungan agregat kasar untuk beton struktural seringkali berisi agregat kasar berukuran diameter lebih dari 2 cm, maka diperlukan adanya jarak tulangan minimum agar campuran beton basah dapat melewati tulangan baja tanpa terjadi pemisahan material sehingga timbul rongga-rongga pada beton. Sedang untuk melindungi dari karat dan kehilangan kekuatannya dalam kasus kebakaran, maka diperlukan adanya tebal selimut beton minimum.
Beberapa persyaratan utama pada SNI 03-2847-2002 adalah sebagai berikut : a. Jarak bersih antara tulangan sejajar yang selapis tidak boleh kurang dari db
atau 25 mm, dimana db adalah diameter tulangan.
b. Jika tulangan sejajar tersebut diletakkan dalam dua lapis atau lebih, tulangan pada lapisan atas harus diletakkan tepat diatas tulangan di bawahnya dengan jarak bersih tidak boleh kurang dari 25 mm.
Tebal selimut beton minimum untuk beton yang dicor setempat adalah:
a) Untuk pelat dan dinding = 20 mm
b) Untuk balok dan kolom = 40 mm
c) Beton yang berhubungan langsung dengan tanah atau cuaca = 50 mm
2.2 Perencanaan Atap
Atap direncanakan dari struktur baja yang dirakit di tempat atau di proyek. Perhitungan struktur rangka atap didasarkan pada panjang bentangan jarak kuda– kuda satu dengan yang lainnya. Selain itu juga diperhitungkan terhadap beban yang bekerja, yaitu meliputi beban mati, beban hidup, dan beban angin. Setelah diperoleh pembebanan, kemudian dilakukan perhitungan dan perencanaan dimensi serta batang dari kuda–kuda tersebut. Seperti terlihat pada gambar 2.1. :
(32)
commit to user
BAB 2 Dasar Teori
Gambar 2.1. Rencana Atap
Keterangan :
KU = Kuda-kuda utama KT = Kuda-kuda trapesium N = Nok
J = Jurai luar B = Bracing G = Gording SK = ¼ kuda-kuda
2.2.1. Rencana Rangka Kuda-Kuda
Rencana kuda-kuda seperti terlihat pada gambar 2.2. :
Gambar 2.2. Rencana Kuda-Kuda
1,5 1,5 1,5
1600
450
(33)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Tugas Akhir Perencanaan Struktur dan Rencana Anggaran Biaya Gedung Kuliah dan Laboratorium 2 Lantai
BAB 2 Dasar Teori
12
a. Pembebanan
Pada perencanaan atap ini, beban yang bekerja adalah : 1) Beban mati
2) Beban hidup 3) Beban angin b. Asumsi Perletakan
1) Tumpuan sebelah kiri adalah rol.. 2) Tumpuan sebelah kanan adalah sendi.
c. Analisa struktur pada perencanaan ini menggunakan program SAP 2000. d. Perhitungan dimensi profil kuda-kuda.
1) Batang tarik
Fy Pma k Agperlu
... (1)
Ae = U .An ... (2) Fu
Ae Pn0,75. .
... (3) Dengan syarat yang terjadi :
Pn
> Pmak ... (4) 2) Batang tekan
i lk
λ
x
... (5)
σ . 0,7 E π λ leleh g 2 leleh 2400kg/cm
σ
dimana,
... (6)
λ λ λ g s
... (7) Apabila = λs ≤ 0,25 ω = 1 ... (8)
0,25 < λs < 1,2 ω
s . 67 , 0 6 , 1 43 , 1
... (9)
λs ≥ 1,2 ω 2
s 1,25.
... (10) kontrol tegangan :
(34)
commit to user
BAB 2 Dasar Teori
ijin
Fp
ω
. P
σ maks. ... (11) 3) Sambungan
a) Tebal plat sambung () = 0,625 × d ... (12) b) Tegangan geser yang diijinkan
Teg. Geser = 0,75 × ijin ... (13) c) Tegangan tumpuan yang diijinkan
Teg. Tumpuan = 1,5 × ijin ... (14) d) Kekuatan baut
Pgeser = 2 . ¼ . . d2 . geser ... (15) Pdesak = . d . tumpuan ... (16) e) Jumlah mur-baut
geser maks P P n
... (17) f) Jarak antar baut
Jika 1,5 d S1 3 d S1 = 2,5 d ... (18) Jika 2,5 d S2 7 d S2 = 5 d ... (19)
2.2.2. Perencanaan Gording
1. Pembebanan
Pada perencanaan atap ini, beban yang bekerja pada gording adalah :
Beban mati (titik).
Beban mati (titik), seperti terlihat pada gambar 2.3. :
Gambar 2.3. Pembebanan Gording untuk Beban Mati (titik)
y
q qy qx
(35)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Tugas Akhir Perencanaan Struktur dan Rencana Anggaran Biaya Gedung Kuliah dan Laboratorium 2 Lantai
BAB 2 Dasar Teori
14
Menentukan beban mati (titik) pada gording (q) Menghitung :
qx = q sin ... (20) qy = q cos ... (21) Mx1 = 1/8 . qy . L2 ... (22) My1 = 1/8 . qx . L2 ... (23)
Beban hidup
Beban hidup, seperti terlihat pada gambar 2.4. :
Gambar 2.4. Pembebanan Gording untuk Beban Hidup
a) Menentukan beban hidup pada gording (P) b) Menghitung :
Px = P sin ... (24) Py = P cos ... (25) Mx2 = 1/4 . Py . L ... (26) My2 = 1/4 . Px . L ... (27)
Beban angin
Beban angin, seperti terlihat pada gambar 2.5. :
TEKAN HISAP
Gambar 2.5. Pembebanan Gording untuk Beban Angin
x y
P Py Px
(36)
commit to user
BAB 2 Dasar Teori
Beban angin kondisi normal, minimum = 25 kg/m2 a) Koefisien angin tekan = (0,02– 0,4) b) Koefisien angin hisap = – 0,4
Beban angin :
a) Angin tekan (W1) = koef. Angin tekan x beban angin x 1/2 x (s1+s2)..(28) b) Angin hisap (W2) = koef. Angin hisap x beban angin x 1/2 x (s1+s2)...(29)
Beban yang bekerja pada sumbu x, maka hanya ada harga Mx :
Mx (tekan) = 1/8 . W1 . L2 ... (30) Mx (hisap) = 1/8 . W2 . L2 ... (31)
2. Kontrol terhadap tegangan
2 2 Wy My Wx Mx L
... (32) Keterangan :
Mx = Momen terhadap arah x Wx = Beban angin terhadap arah x My = Momen terhadap arah y Wy = Beban angin terhadap arah y
3. Kontrol terhadap lendutan
Secara umum, lendutan maksimum akibat beban mati dan beban hidup harus lebih kecil daripada balok yang terletak bebas atas dua tumpuan, L adalah bentang dari balok tersebut, pada balok menerus atau banyak perletakkan, L adalah jarak antar titik beloknya akibat beban mati,sedangkan pada balok kantilever L adalah dua kali panjang kantilevernya. (PPBBI pasal 15.1 butir 1) sedangkan untuk lendutan yang terjadi dapat diketahui dengan rumus:
Iy E L Px Iy E L qx Zx . . 48 . . . 384 . .
5 4 3
(37)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Tugas Akhir Perencanaan Struktur dan Rencana Anggaran Biaya Gedung Kuliah dan Laboratorium 2 Lantai
BAB 2 Dasar Teori
16
Ix E
L Py Ix E
L qy Zy
. . 48
. .
. 384
. .
5 4 3
... (34) 2
2
Zy Zx
Z
... (35) Keterangan:
qy = beban merata arah y qx = beban merata arah x Zx = lendutan pada baja arah x Zy = lendutan pada baja arah y Ix = momen inersia arah x Iy = momen inersia arah y Z = lendutan pada baja
Syarat gording itu dinyatakan aman jika: Z ≤ Z ijin.
2.3. Perencanaan Struktur Beton
Ada dua jenis struktur didalam perencanaan beton bertulang yaitu struktur statis tertentu dan struktur statis tidak tertentu.
Pada struktur statis tertentu diagram–diagram gaya dalam dapat ditentukan secara mudah dengan tiga persyaratan kesetimbangan yaitu M = 0; V = 0; H = 0. Pada struktur statis tak tertentu, besarnya momen tidak dapat ditentukan hanya dengan menggunakan tiga persamaan kesetimbangan yang telah disebutkan, perobahan bentuk struktur ini serta ukuran komponennya memegang peranan penting didalam menentukan distribusi momen yang bekerja didalamnya. Letak tulangan pada struktur statis tak tertentu dapat ditentukan dengan menggambarkan bentuknya setelah mengalami perobahan bentuk.
(38)
commit to user
BAB 2 Dasar Teori
2.3.1. Perencanaan Pelat Lantai
Dalam perencanaan struktur pelat bangunan ini menggunakan metode perhitungan 2 Arah. Dengan ketentuan
Lx
Ly ≤ 2 (Pelat Dua Arah). Beban pelat lantai pada jenis
ini disalurkan ke empat sisi pelat atau ke empat balok pendukung, akibatnya tulangan utama pelat diperlukan pada kedua arah sisi pelat.
Seperti terlihat pada gambar 2.7.
L
1/4 L 1/4 L
p 10 - 250 p 10 - 250
p 10 - 250 p 10 - 250
p 10 - 220 p 8 - 250
p 8 - 250 p 10 - 250
p 10 - 220 p 10 - 125
(39)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Tugas Akhir Perencanaan Struktur dan Rencana Anggaran Biaya Gedung Kuliah dan Laboratorium 2 Lantai
BAB 2 Dasar Teori
18
Kode tulangan : Lapisan terluar
Lapisan kedua dari luar Lapisan terluar
Lapisan kedua dari luar Dengan perencanaan :
a. Pembebanan : 1) Beban mati
2) Beban hidup : 250 kg/m2
b. Asumsi perletakan : jepit elastis dan jepit penuh
c. Analisa struktur menggunakan tabel 13.3.1, 13.3.2 PBBI-1971 dan SAP 2000. d. Analisa tampang menggunakan SNI 03-2847-2002.
Pemasangan tulangan lentur disyaratkan sebagai berikut : a. Jarak minimum tulangan sengkang 25 mm
b. Jarak maksimum tulangan sengkang 240 atau 2h
Penulangan lentur dihitung analisa tulangan tunggal dengan langkah-langkah sebagai berikut :
u n
M
M ... (36) dengan, 0,80
m =
c y xf f ' 85 ,
0 ... (37) Rn = 2
bxd Mn
... (38)
= fy 2.m.Rn 1 1 m 1
... (39)
b =
fy 600 600 . . fy fc . 85 , 0
... (40) max = 0,75 . b ... (41)
Segitiga menunjuk ke
(40)
commit to user
BAB 2 Dasar Teori
min < < maks tulangan tunggal < min dipakai min = 0,0025
As = a da . b . d ... (42) Luas tampang tulangan
As = Jumlah tulangan x Luas ... (43)
2.3.2. Perencanaan Balok
Dalam perencanaan balok langkah pertama yang perlu dilakukan untuk pendimensian balok adalah menentukan besarnya gaya – gaya dalam yang terjadi pada struktur untuk kemudian hasil perencanaan dianalisa apakah memenuhi syarat atau tidak, adapun syarat yang dipakai adalah :
h = 1/10 L – 1/15 L b = 1/2 h – 2/3 h
secara umum hubungan antara d dan h ditentukan oleh :
d = h -1/2Øtul - Øsengk - p ... (44) keterangan :
h = tinggi balok b = lebar balok d = tinggi efektif L = panjang bentang
Ø tul = diameter tulangan utama. Øsengk = diameter sengkang.
Gambar 2.8 Penampang Balok
d h
(41)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Tugas Akhir Perencanaan Struktur dan Rencana Anggaran Biaya Gedung Kuliah dan Laboratorium 2 Lantai
BAB 2 Dasar Teori
20
Dengan perencanaan : a. Pembebanan :
1) Beban mati
2) Beban hidup : 250 kg/m2 b. Asumsi Perletakan : jepit jepit
c. Analisa struktur menggunakan program SAP 2000.
d. Analisa tampang menggunakan peraturan SNI 03-2847-2002. Perhitungan tulangan lentur :
u n
M
M ... (45) dengan,0,80
m =
c y xf f ' 85 ,
0 ... (46) Rn = 2
bxd Mn ... (47) = fy 2.m.Rn 1 1 m 1
... (48)
b =
fy 600 600 . . fy fc . 85 , 0
... (49) max = 0,75 . b ... (50) min = 1,4/fy ... (51) min < < maks tulangan tunggal
< min dipakai min Perhitungan tulangan geser :
Ø = 0,75
Vc = 16x f'cxbxd
... (52) ØVc = 0,75 x Vc ... (53) Ø.Vc ≤ Vu ≤ 3 Ø Vc
(42)
commit to user
BAB 2 Dasar Teori
Vu < Vc < 3 Ø Vc (tidak perlu tulangan geser)
Vs perlu = Vu – Vc ... (54) ( pilih tulangan terpasang )
Vs ada = s
d fy Av. . ) (
... (55) ( pakai Vs perlu )
2.3.3. Perencanaan Kolom
Kolom direncanakan untuk memikul beban aksial terfaktor yang bekerja pada semua lantai atau atap dan momen maksimum yang berasal dari beban terfaktor pada satu bentang terdekat dari lantai atau atap yang ditinjau. Kombinasi pembebanan yang menghasilkan rasio maksimum dari momen terhadap beban aksial juga harus diperhitungkan. Momen-momen yang bekerja harus didistribusikan pada kolom di atas dan di bawah lantai tersebut berdasarkan kekakuan relatif kolom dengan memperhatikan kondisi kekangan pada ujung kolom.
Didalam merencanakan kolom terdapat 3 macam keruntuhan kolom, yaitu : 1. Keruntuhan seimbang, bila Pn = Pnb.
2. Keruntuhan tarik, bila Pn < Pnb. 3. Keruntuhan tekan, bila Pn > Pnb. Adapun langkah-langkah perhitungannya : 1. Menghitung Mu, Pu, e =
Pu Mu
... (56) 2. Tentukan f’c dan fy
3. Tentukan b, h dan d
4. Hitung Pnb secara pendekatan As = As’
Maka Pnb = Cc = 0,85.f’c.ab.b ... (57)
Dengan: ab = d
fy
600 600 1
(43)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Tugas Akhir Perencanaan Struktur dan Rencana Anggaran Biaya Gedung Kuliah dan Laboratorium 2 Lantai
BAB 2 Dasar Teori
22
Hitung Pn perlu =
Pu
... (59) Bila Pn < Pnb maka terjadi keruntuhan tarik
As = ) .( ) 2 2 .( i d d fy d h e Pn
... (60)
b c f Pn
a per lu
. ' . 85 , 0
... (61) Bila Pnperlu > Pnb maka terjadi keruntuhan tekan.
5 , 0 ' 1 d d e k
... (62)
18 , 1 . 3 2
2
d he k
... (63) Kc k k Pn k fy
As' 1 . perlu .
2 1 1
... (64) c
f h b
Kc . . ' ... (65) Untuk meyakinkan hasil perencanaan itu harus dicek dengan analisis dan memenuhi : Pn ≥
Pu
Keterangan :
As = luas tampang baja e = eksentrisitas
b = lebar tampang kolom Pn = kapasitas minimal kolom d = tinggi efektif kolom k = faktor jenis struktur
d’ = jarak tulangan kesisi He = tebal kolom luar beton (tekan) f’c = kuat tekan beton
2.4 Perencanaan Tangga
a. Pembebanan : 1) Beban mati
(44)
commit to user
BAB 2 Dasar Teori
b. Asumsi Perletakan
1) Tumpuan bawah adalah jepit. 2) Tumpuan tengah adalah jepit. 3) Tumpuan atas adalah sendi.
c. Analisa struktur pada perencanaan ini menggunakan program SAP 2000.
2.5. Perencanaan Struktur Pondasi
Dalam perencanaan struktur ini, pondasi yang digunakan adalah pondasi telapak
(foot plat) yang termasuk pondasi dangkal alasanya karena merupakan bangunan 2 lantai dan digunakan pada kondisi tanah dengan sigma antara : 1,5 - 2,00 kg/cm2. Agar pondasi tidak mengalami penurunan yang signifikan, maka diperlukan daya dukung tanah yang memadai yaitu kemampuan tanah untuk menahan beban diatasnya tanpa mengakibatkan tanah tersebut runtuh. Adapun langkah-langkah perhitungan pondasi yaitu :
a. Menghitung daya dukung tanah
A Pu ah tan
... (66)
ah
Pu A
tan
... (67)
A L
B ... (68)
yang terjadi =
2
. ). 6 1 ( bL
M A
Ptotal total
... (69) tanah yang terjadi < ijin tanah ...(aman).
Dengan : ijin tanah 1,1 kg/m2
A = Luas penampang pondasi B = Lebar pondasi
Pu = Momen terfaktor L = Panjang pondasi
b. Menghitung berat pondasi Vt = (Vu + berat pondasi). c. Menghitung tegangan kontak pondasi (qu).
(45)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Tugas Akhir Perencanaan Struktur dan Rencana Anggaran Biaya Gedung Kuliah dan Laboratorium 2 Lantai
BAB 2 Dasar Teori
24 2 . . 2 1 L qu Mu
... (70)
Mu
Mn
... (71)
c f fy m ' . 85 , 0
... (72)
2
.d b
Mn
Rn
... (73) fy Rn m m . . 2 1 1 . 1
... (74) Jika
ρ
<ρ
maks tulangan tunggalJika
ρ
>
ρ
maks tulangan rangkap Jikaρ
>
ρ
min dipakaiρ
min =fy
4 , 1
As =
ρ
ada. b . d ... (75)Keterangan :
Mn = Momen nominal b = Lebar penampang
Mu = Momen terfaktor d = Jarak ke pusat tulangan tarik
Ø
= Faktor reduksi fy = Tegangan lelehρ
= Ratio tulangan Rn = Kuat nominalf’c = Kuat tekan beton d. Perhitungan tulangan geser.
Pondasi footplat, seperti terlihat pada gambar 2.10. :
Gambar 2.9. Pondasi Foot plat
½ ht ½ ht
(46)
commit to user
BAB 2 Dasar Teori
Perhitungan :
Mencari P dan ht pada pondasi.
L = 2 (2ht + b + a) = ... (kg/cm2) ... (75)
τpons
=Lht P
... (76)
τijin
= 0,65 . k ... (77)τpons
<τijin
, maka (tebal Foot plat ½ht cukup, sehingga tidak memerlukan tulangan geser pons).Keterangan :
ht = tebal pondasi.
P = beban yang ditumpu pondasi.
τpons
= tulangan geser pons.(47)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Tugas Akhir Perencanaan Struktur dan Rencana Anggaran Biaya Gedung Kuliah dan Laboratorium 2 Lantai
BAB 3 Perencanaan Atap 26
BAB 3
PERENCANAAN ATAP
3.1 Rencana Atap
Gambar 3.1 Rencana atap
Keterangan :
KU = Kuda-kuda utama KT = Kuda-kuda trapesium N = Nok
G = Gording JR = Jurai luar B = Bracing
SK = ¼ kuda-kuda
3.1.1. Dasar Perencanaan
Dasar perencanaan yang dimaksud di sini adalah data dari perencanaan atap itu sendiri, seperti perencanaan kuda-kuda dan gording, yaitu :
(48)
commit to user
BAB 3 Perencanaan Atap
a. Bentuk rangka kuda-kuda : seperti tergambar b. Jarak antar kuda-kuda : 4,00 m
c. Kemiringan atap () : 30
d. Bahan gording : baja profil lip channels ( )
e. Bahan rangka kuda-kuda : baja profil double siku sama kaki ( ) f. Bahan penutup atap : genteng tanah liat mantili
g. Alat sambung : baut-mur
h. Jarak antar gording : 1,5 m i. Mutu baja profil : Bj-37
ijin = 1600 kg/cm2
leleh = 2400 kg/cm2 (SNI 03–1729-2002)
Gambar 3.2 Rencana kuda-kuda
3.2 Perencanaan Gording
3.2.1. Perencanaan Pembebanan
Dicoba menggunakan gording dengan dimensi baja profil tipe lip channels/ kanal kait ( ) 150 x 75 x 20 x 4,5 dengan data sebagai berikut :
a. Berat gording = 11,0 kg/m f. ts = 4,5 mm
b. Ix = 489 cm4 g. tb = 4,5 mm
c. Iy = 99,2 cm4 h. Zx = 65,2 cm3
d. h = 150 mm i. Zy = 19,8 cm3
e. b = 75 mm
1,5 1,5 1,5
1600
450
(49)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Tugas Akhir 28
Perencanaan Struktur dan Rencana Anggaran Biaya Gedung Kuliah dan Laboratorium 2 Lantai
BAB 3 Perencanaan Atap
Kemiringan atap () = 30 Jarak antar gording (s) = 1,5 m Jarak antar kuda-kuda utama (L) = 4,00 m
Pembebanan berdasarkan Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung
(PPIUG 1983), sebagai berikut :
a. Berat penutup atap = 50 kg/m2
b. Beban angin = 25 kg/m2
c. Beban hidup (pekerja) = 100 kg d. Beban penggantung dan plafond = 18 kg/m2
3.2.2. Perhitungan Pembebanan
a. Beban mati (titik)
Berat gording = = 11,0 kg/m
Berat penutup atap = 1,5 x 50 kg/m = 75,0 kg/m + q = 86,0 kg/m qx = q sin = 86,0 x sin 30 = 43kg/m
qy = q cos = 86,0 x cos 30 = 74,48 kg/m
Mx1 = 1/8 . qy . L2 = 1/8 x 74,48 x (4,0)2 = 148,96 kgm My1 = 1/8 . qx . L2 = 1/8 x 43x (4,0)2 = 86 kgm
y
q qy
qx
(50)
commit to user
BAB 3 Perencanaan Atap
b. Beban hidup
P diambil sebesar 100 kg.
Px = P sin = 100 x sin 30 = 50 kg Py = P cos = 100 x cos 30 = 86,60 kg Mx2 = 1/4 . Py . L = 1/4 x 86,60 x 4,0 = 86,60 kgm My2 = 1/4 . Px . L = 1/4 x 50 x 4,0 = 50 kgm
c. Beban angin
TEKAN HISAP
Beban angin kondisi normal, minimum = 25 kg/m2 (PPIUG 1983) Koefisien kemiringan atap () = 30
1) Koefisien angin tekan = (0,02– 0,4) = (0,02.30 – 0,4) = 0,2 2) Koefisien angin hisap = – 0,4
Beban angin :
1) Angin tekan (W1) = koef. angin tekan x beban angin x 1/2 x (s1+s2) = 0,2 x 25 x ½ x (1, 5+1, 5) = 7,5 kg/m
2) Angin hisap (W2) = koef. angin hisap x beban angin x 1/2 x (s1+s2) = – 0,4 x 25 x ½ x (1, 5+1, 5) = -15 kg/m
P Py
Px
x y
(51)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Tugas Akhir 30
Perencanaan Struktur dan Rencana Anggaran Biaya Gedung Kuliah dan Laboratorium 2 Lantai
BAB 3 Perencanaan Atap
Beban yang bekerja pada sumbu x, maka hanya ada harga Mx : 1) Mx (tekan) = 1/8 . W1 . L2 = 1/8 x 7,5 x (4,0)2 = 15 kgm 2) Mx (hisap) = 1/8 . W2 . L2 = 1/8 x -15 x (4,0)2 = -30 kgm Kombinasi = 1,2D + 1,6L ± 0,8W
1) Mx
Mx (max) = 1,2D + 1,6L + 0,8W
= 1,2 (148,96) + 1,6 (86,60) + 0,8 (15) = 329,31 kgm Mx (min) = 1,2D + 1,6L - 0,8W
= 1,2 (148,96) + 1,6 (86,60) - 0,8 (30) = 293,31 kgm 2) My
My (max) = Muy (min)
= 1,2 (86) + 1,6 (50) = 183,2 kgm
Tabel 3.1. Kombinasi gaya dalam pada gording
Momen Beban Mati (kgm) Beban Hidup (kgm)
Beban Angin Kombinasi Tekan (kgm) Hisap (kgm) Minimum (kgm) Maksimum (kgm) Mx My 148,96 86 86,60 50
15 -30 293,31 183,2
329,31 183,2
3.2.3. Kontrol Terhadap Tegangan
Kontrol terhadap tegangan Minimum Mx = 293,31 kgm = 29331 kgcm My = 183,2 kgm = 18320 kgcm
σ =
2 Y Y 2 X X Z M Z M = 2 2 19,8 18320 65,2 29331
(52)
commit to user
BAB 3 Perencanaan Atap
Kontrol terhadap tegangan Maksimum Mx = 329,31 kgm = 32931 kgcm My = 183,2 kgm = 18320 kgcm
σ =
2 Y Y 2 X X Z M Z M = 2 2 19,8 18320 65,2 32931
= 1054,132kg/cm2< σ ijin = 1600 kg/cm2
3.2.4 Kontrol Terhadap Lendutan
Di coba profil : 150 x 75 x 20 x 4,5 E = 2,1 x 106 kg/cm2
Ix = 489 cm4 Iy = 99,2 cm4
qx = 0,43kg/cm qy = 0,7448 kg/cm Px = 50 kg
Py = 86,60 kg
L Zijin
180 1 400 180 1
Zijin 2,22 cm
Zx =
Iy E L Px Iy E L qx . . 48 . . . 384 . .
5 4 3
= 2 , 99 . 10 . 1 , 2 . 48 400 . 50 2 , 99 . 10 . 1 , 2 . 384 ) 400 .( 43 , 0 . 5 . 6 3 6 4
= 1,008 cm
Zy = Ix E L Py Ix E l qy . . 48 . . . 384 . .
5 4 3
= 489 . 10 . 1 , 2 . 48 400 . 6 , 86 489 . 10 1 , 2 . 384 ) 400 .( 7448 , 0 . 5 6 3 6 4
= 0,35
Z = Zx2 Zy2 = 1,0082 0,352 1,185
z zijin
1,185 < 2,22 ……… aman !
Jadi, baja profil lip channels ( ) dengan dimensi 150 x 75 x 20 x 4,5 aman dan mampu menerima beban apabila digunakan untuk gording.
(53)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Tugas Akhir 32
Perencanaan Struktur dan Rencana Anggaran Biaya Gedung Kuliah dan Laboratorium 2 Lantai
BAB 3 Perencanaan Atap 1
2
3
4 5 6
11 10
9 8 7
225
133 400
3.3. Perencanaan Seperempat Kuda-kuda A
Gambar 3.3. Panjang batang seperempat kuda-kuda A
3.3.1 Perhitungan Panjang Batang Seperempat Kuda-kuda
Perhitungan panjang batang selanjutnya disajikan dalam tabel di bawah ini :
Tabel 3.2 Perhitungan panjang batang pada seperempat kuda-kuda
Nomor Batang Panjang Batang ( m )
1 1,50
2 1,50
3 1,50
4 1,33
5 1,33
6 1,33
7 0,75
8 1,50
9 1,50
10 2
(54)
commit to user
BAB 3 Perencanaan Atap
3.3.2. Perhitungan Luasan Seperempat Kuda-kuda
Gambar 3.4. Luasan atap seperempat kuda-kuda A
Panjang ja = 4,50 m Panjang ab = 1,75 m Panjang ib = 3,66 m Panjang bc = 1,50 m Panjang hc = 3,0 m Panjang cd = 1,50 m Panjang gd = 2,33 m Panjang de = 0,75 m Panjang fe = 2,0 m
Luas abij = ½ ab.( ja + ib )
= ½ 1,75x (4,5 + 3,66 ) = 7,14 m2
Luas bchi = ½ bc.( ib + hc )
= ½ 1,5 x ( 3,66 + 3 ) = 5,0 m2
Luas cdgh = ½ cd. ( hc + gd )
= ½ 1,5 x ( 3 + 2,33 ) = 4,0 m2
(55)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Tugas Akhir 34
Perencanaan Struktur dan Rencana Anggaran Biaya Gedung Kuliah dan Laboratorium 2 Lantai
BAB 3 Perencanaan Atap
Luas defg = ½ de. ( fe+ gd )
= ½ 0,75 x ( 2 + 2,33 ) = 1,62 m2
Gambar 3.5. Luasan plafon seperempat kuda-kuda A
Panjang ja = 4,50 m Panjang ab = 1,67 m Panjang ib = 3,66 m Panjang bc = 1,33 m Panjang hc = 3,0 m Panjang cd = 1,33 m Panjang gd = 2,33 m Panjang de = 0,66 m Panjang fe = 2,0 m
Luas abij = ½ ab.( ja + ib )
= ½ 1,67 x (4,5 + 3,66 ) = 6,82 m2
Luas bchi = ½ bc.( ib + hc )
= ½ 1,33 x ( 3,66 + 3 ) = 4,43 m2
Luas cdgh = ½ cd.( hc + gd )
= ½ 1,33 x ( 3 + 2,33 ) = 3,55 m2
(56)
commit to user
BAB 3 Perencanaan Atap
1
2
3
4 5 6
11 10 9 8 7
P2
P3
P4
P1
P7 P6
P5
Luas defg = ½ de.( fe+ gd )
= ½ 0,66 x ( 2 + 2,33 ) = 1,43 m2
3.3.3. Perhitungan Pembebanan Seperempat Kuda-kuda A
Data-data pembebanan :
Berat gording = 11,0 kg/m Jarak antar kuda-kuda = 4,0 m Berat penutup atap = 50 kg/m2
Berat profil = 3,77 kg/m ( baja profil 50 . 50 . 5 )
Berat plafon = 18 kg/m
Gambar 3.6. Pembebanan seperempat kuda-kuda akibat beban mati
Perhitungan Beban
Beban Mati
1) Beban P1
a) Beban gording = Berat profil gording x panjang gording = 11 x 4,0 = 44 kg
b) Beban atap = Luasan abij x Berat atap = 7,14 x 50 = 357 kg
c) Beban kuda-kuda = ½ x btg (1+4) x berat profil kuda kuda = ½ x (1,50+1,33) x 3,77 = 5,33 kg
(57)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Tugas Akhir 36
Perencanaan Struktur dan Rencana Anggaran Biaya Gedung Kuliah dan Laboratorium 2 Lantai
BAB 3 Perencanaan Atap
d) Beban plat sambung = 30 x beban kuda-kuda = 30 x 3,42 = 1,027 kg e) Beban bracing = 10 x beban kuda-kuda = 10 x 3,42 = 0,342 kg f) Beban plafon = Luasan abij x berat plafon
= 6,82 x 18 = 122,76 kg 2) Beban P2
a) Beban gording = Berat profil gording x panjang gording = 11 x 3,33 = 36,63 kg
b) Beban atap = Luasan bchi x berat atap = 5 x 50 = 250 kg
c) Beban kuda-kuda = ½ x btg (1+2+7+8) x berat profil kuda kuda = ½ x (1,5+1,5+0,75 + 1,5) x 3,77 = 9,89 kg
d) Beban plat sambung = 30 x beban kuda-kuda = 30 x 6,35 = 1,906 kg e) Beban bracing = 10 x beban kuda-kuda
= 10 x 6,35 = 0,635 kg 3) Beban P3
a) Beban gording = Berat profil gording x panjang gording = 11 x 2,67 = 29,37 kg
b) Beban atap = Luasan cdgh x berat atap = 4 x 50 = 200 kg
c) Beban kuda-kuda = ½ x btg (2+3+9 +10) x berat profil kuda kuda = ½ x (1,5+1,5+1,5+2) x 3,77 = 12,25 kg
d) Beban plat sambung = 30 x beban kuda-kuda = 30 x 7,865 = 2,359 kg e) Beban bracing = 10 x beban kuda-kuda = 10 x 7,865 = 0,786 kg
(58)
commit to user
BAB 3 Perencanaan Atap
4) Beban P4
a) Beban gording = Berat profil gording x panjang gording = 11 x 2,0 = 22 kg
b) Beban atap = Luasan defg x berat atap = 1,62 x 50 = 81 kg
c) Beban kuda-kuda = ½ x btg (3+11) x berat profil kuda kuda = ½ x (1,5+2,25) x 3,77 = 7,07 kg
d) Beban plat sambung = 30 x beban kuda-kuda = 30 x 4,537 = 1,361 kg e) Beban bracing = 10 x beban kuda-kuda = 10 x 4,537 = 0,454 kg 5) Beban P5
a) Beban kuda-kuda = ½ x btg (4+5+7) x berat profil kuda kuda = ½ x (1,33+1,33+0,75) x 3,77 = 6,43 kg
b) Beban plat sambung = 30 x beban kuda-kuda = 30 x 4,126 = 1,238 kg c) Beban bracing = 10 x beban kuda-kuda = 10 x 4,126 = 0,413 kg d) Beban plafon = Luasan bchi x berat plafon
= 4,43 x 18 = 79,74 kg 6) Beban P6
a) Beban kuda-kuda = ½ x btg (5+6+8+9) x berat profil kuda kuda = ½ x (1,33+1,33+1,5+1,5) x 3,77 = 10,67 kg
b) Beban plat sambung = 30 x beban kuda-kuda = 30 x 6,849 = 2,055 kg c) Beban bracing = 10 x beban kuda-kuda
= 10 x 6,849 = 0,685 kg d) Beban plafon = Luasan cdgh x berat plafon
(59)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Tugas Akhir 38
Perencanaan Struktur dan Rencana Anggaran Biaya Gedung Kuliah dan Laboratorium 2 Lantai
BAB 3 Perencanaan Atap
7) Beban P7
a) Beban kuda-kuda = ½ x btg (6+10+11) x berat profil kuda kuda = ½ x (1,33+2+2,25) x 3,77 = 10,52 kg
b) Beban plat sambung = 30 x beban kuda-kuda = 30 x 6,752 = 2,026 kg c) Beban bracing = 10 x beban kuda-kuda
= 10 x 6,752 = 0,675 kg d) Beban plafon = Luasan defg x berat plafon
= 1,43 x 18 = 25,74 kg
Tabel 3.3 Rekapitulasi pembebanan seperempat kuda-kuda
Beban
Beban Atap (kg)
Beban gording
(kg)
Beban Kuda - kuda
(kg)
Beban Plat Penyambung
(kg)
Beban Bracing
(kg)
Beban Plafon (kg)
Jumlah Beban (kg)
Input SAP 2000 (kg)
P1 357 44 5,33 1,027 0,342 122,76 530,459 531
P2 250 36,63 9,89 1,906 0,635 - 299,061 300
P3 200 29,37 12,25 2,359 0,786 - 244,765 245
P4 81 22 7,07 1,361 0,454 - 111,885 112
P5 - - 6,43 1,238 0,413 79,74 87,821 88
P6 - - 10,67 2,055 0,685 63,9 77,31 78
(60)
commit to user
BAB 3 Perencanaan Atap 1
2
3
4 5 6
11 10 9 8 7
W2
W1
W3
W4
Beban Hidup
Beban hidup yang bekerja pada P1, P2, P3, P4 = 100 kg
Beban Angin
Perhitungan beban angin :
Gambar 3.7. Pembebanan seperempat kuda-kuda akibat beban angin
Beban angin kondisi normal, minimum = 25 kg/m2 (PPIUG 1983) Koefisien angin tekan = 0,02 0,40
= (0,02 x 30) – 0,40 = 0,2 a) W1 = luasan x koef. angin tekan x beban angin
= 7,14 x 0,2 x 25 = 35,7 kg
b) W2 = luasan x koef. angin tekan x beban angin
= 5,0 x 0,2 x 25 = 25 kg
c) W3 = luasan x koef. angin tekan x beban angin
= 4,0 x 0,2 x 25 = 20 kg
d) W4 = luasan x koef. angin tekan x beban angin
(61)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Tugas Akhir 40
Perencanaan Struktur dan Rencana Anggaran Biaya Gedung Kuliah dan Laboratorium 2 Lantai
BAB 3 Perencanaan Atap
Tabel 3.4. Perhitungan beban angin
Beban
Angin Beban (kg)
Wx
W.Cos
(kg)
Input SAP 2000
(kg)
Wy
W.Sin
(kg)
Input SAP 2000
(kg)
W1 35,7 30,92 31 17,85 18
W2 25 21,65 22 12,5 13
W3 20 17,32 18 10 10
W4 8,1 7,01 8 4,05 5
Dari perhitungan mekanika dengan menggunakan program SAP 2000 diperoleh gaya batang yang bekerja pada batang Seperempat kuda-kuda sebagai berikut :
Tabel 3.5. Rekapitulasi gaya batang seperempat kuda-kuda A
Batang
kombinasi Tarik (+)
( kg )
Tekan (-) ( kg )
1 - 1217,51
2 - 578,98
3 7,34 -
4 1036,36 -
5 1036,36 -
6 462,22
7 105,60 -
8 - 658,73
9 416,55 -
10 - 790,87
(62)
commit to user
BAB 3 Perencanaan Atap
3.3.4 Perencanaan Profil Seperempat Kuda – Kuda
a. Perhitungan profil batang tarik
Pmaks. = 1036,36 kg L = 1,33 m fy = 2400 kg/cm2 fu = 3700 kg/cm2 Kondisi leleh
Pmaks. = .fy .Ag
2 y
maks. 0,48cm
0,9.2400 1036,36 .f P
Ag
Kondisi fraktur Pmaks. = .fu .Ae Pmaks. = .fu .An.U
2 u
maks. 0,42 cm
.0,75 .3700 0,9 1036,36 . .f P
An
U
2
min 0,55cm
240 133 240
L
i
Dicoba, menggunakan baja profil 50.50.5
Dari tabel didapat Ag = 4,80 cm2 i = 1,51 cm Berdasarkan Ag kondisi leleh Ag = 0,48/2 = 0,24 cm2
Berdasarkan Ag kondisi fraktur
Diameter baut = 1/2. 25,4 = 12,7 mm
Diameter lubang = 12,7 + 2 = 14,7 mm = 1,47 cm Ag = An + n.d.t
= (0,42/2) + 1.1,47.0,5 = 0,945 cm2
Ag yang menentukan = 1,337 cm2
Digunakan 50.50.5 maka, luas profil 4,80 > 0,945 ( aman )
(63)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Tugas Akhir 42
Perencanaan Struktur dan Rencana Anggaran Biaya Gedung Kuliah dan Laboratorium 2 Lantai
BAB 3 Perencanaan Atap
Jadi,baja profil double siku-siku sama kaki ( ) dengan dimensi 50.50.5
aman dan mampu menerima beban apabila digunakan untuk Seperempat batang tarik.
b. Perhitungan profil batang tekan
Pmaks. = 1217,51 kg L = 1,5 m fy = 2400 kg/cm2 fu = 3700 kg/cm2
Dicoba, menggunakan baja profil 50.50.5
Dari tabel didapat nilai – nilai : Ag = 2.4,80 = 9,60 cm2 r = 1,51 cm = 15,1 mm b = 50 mm
t = 5 mm
Periksa kelangsingan penampang :
y f t b 200 = 240 200 5 50
= 10
12,910r kL
λc 2
E fy 10 2 3,14 240 15,1 (1500) 1 2 5 x x = 1,10
Karena c >1,2 maka : = 1,25 c2
=1,25.1,10 2 = 1,50 Pn = Ag.fcr = Ag
y f = 960 50 , 1 240= 153469,43 N = 15346,943 kg 09 , 0 943 , 15346 85 , 0 1217,51 max x P P n
(64)
commit to user
BAB 3 Perencanaan Atap
Jadi, baja profil double siku-siku sama kaki ( ) dengan dimensi 50. 50. 5
aman dan mampu menerima beban apabila digunakan untuk seperempat batang tekan.
3.3.5. Perhitungan Alat Sambung
a. Batang Tekan
Digunakan alat sambung baut-mur. ( A490,Fub = 825 N/mm2) Diameter baut () = 12,7 mm ( ½ inches)
Diameter lubang = 14,7 mm. Tebal pelat sambung () = 0,625 . d
= 0,625 . 12,7 = 7,94 mm. Menggunakan tebal plat 8 mm. (BJ 37,fu = 3700 kg/cm2) Tahanan geser baut
Pn = n.(0,5.fub).An
= 2.(0,5.825).¼..12,72 = 104455,44 N = 10445,54 kg/baut Tahanan tarik penyambung
Pn = 0,75.fub.An
= (0,75.825).¼..12,72 = 78341,58 N = 7834,16 kg/baut Tahanan Tumpu baut :
Pn = 0,75 (2,4.fu.dt)
= 0,75 (2,4.370.12,7.8) = 67665,6 N = 6766,56 kg/baut P yang menentukan adalah P tumpu = 6766,56 kg.
Perhitungan jumlah baut-mur, 18 , 0 6766,56 1217,51 P
P
n maks. ~ 2 buah baut
Digunakan : 2 buah baut Perhitungan jarak antar baut : a) 5d S 15t atau 200 mm
Diambil, S1 = 5 d = 5. 12,7 = 63,5 mm = 65 mm
(65)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Tugas Akhir 44
Perencanaan Struktur dan Rencana Anggaran Biaya Gedung Kuliah dan Laboratorium 2 Lantai
BAB 3 Perencanaan Atap
b) 2,5 d S2 (4t +100) atau 200 mm Diambil, S2 = 2,5 d = 2,5 . 12,7 = 31,75 mm = 35 mm
b. Batang tarik
Digunakan alat sambung baut-mur. ( A490,Fub = 825 N/mm2) Diameter baut () = 12,7 mm ( ½ inches)
Diameter lubang = 14,7 mm.
Tebal pelat sambung () = 0,625 . d
= 0,625 . 12,7 = 7,94 mm. Menggunakan tebal plat 8 mm. (BJ 37,fu = 3700 kg/cm2) Tahanan geser baut
Pn = n.(0,5.fub).An
= 2.(0,5.825).¼..12,72 = 104455,44 N = 10445,54 kg/baut Tahanan tarik penyambung
Pn = 0,75.fub.An
= (0,75.825).¼..12,72 = 78341,58 N = 7834,16 kg/baut Tahanan Tumpu baut :
Pn = 0,75 (2,4.fu.dt)
= 0,75 (2,4.370.12,7.8) = 67665,6 N = 6766,56 kg/baut P yang menentukan adalah P tumpu = 6766,56 kg.
Perhitungan jumlah baut-mur, 15 , 0 6766,56 1036,36 P
P
n maks. ~ 2 buah baut
Digunakan : 2 buah baut Perhitungan jarak antar baut : a) 5d S 15t atau 200 mm
Diambil, S1 = 5 d = 5. 12,7 = 63,5 mm = 65 mm
(66)
commit to user
BAB 3 Perencanaan Atap
1
2
3
4 5 6
11 10
9 8 7
225
133 400
b) 2,5 d S2 (4t +100) atau 200 mm Diambil, S2 = 2,5 d = 2,5 . 12,7 = 31,75 mm = 35 mm
Tabel 3.6. Rekapitulasi perencanaan profil seperempat kuda-kuda A Nomer
Batang Dimensi Profil Baut (mm)
1 50. 50 . 5 2 12,7
2 50. 50 . 5 2 12,7
3 50. 50 . 5 2 12,7
4 50. 50 . 5 2 12,7
5 50. 50 . 5 2 12,7
6 50. 50 . 5 2 12,7
7 50. 50 . 5 2 12,7
8 50. 50 . 5 2 12,7
9 50. 50 . 5 2 12,7
10 50. 50 . 5 2 12,7 11 50. 50 . 5 2 12,7
3.4. Perencanaan Seperempat Kuda-kuda B
Gambar 3.8. Panjang batang seperempat kuda-kuda B
3.4.1 Perhitungan Panjang Batang Seperempat Kuda-kuda B
(67)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Tugas Akhir 46
Perencanaan Struktur dan Rencana Anggaran Biaya Gedung Kuliah dan Laboratorium 2 Lantai
BAB 3 Perencanaan Atap
Tabel 3.7 Perhitungan panjang batang pada seperempat kuda-kuda
Nomor Batang Panjang Batang ( m )
1 1, 50
2 1,50
3 1,50
4 1,33
5 1,33
6 1,33
7 0,75
8 1,50
9 1,50
10 2
11 2,25
3.4.2. Perhitungan Luasan Seperempat Kuda-kuda
Gambar 3.9. Luasan atap seperempat kuda-kuda B
Panjang ja = ib =hc = gd = fe = 4,0 m Panjang ab = 1,75 m
Panjang bc = 1,5 m Panjang cd = 1,5 m Panjang de = 0,75 m
(1)
commit to user
Data : Tebal plat ( h ) = 12 cm = 120 mm
p = 20 mm
Diameter tulangan ( ) = 10 mm
Tebal penutup ( d’) = p + ½ = 20 + 5
= 25 mm
b = 1000 mm
fy = 240 Mpa
f’c = 20 Mpa Tinggi Efektif ( d ) = h - d’ = 120 – 25 = 95m Tinggi efektif
Gambar 5.3 Perencanaan tinggi efektif
dx = h – p - ½Ø
= 120 – 20 – 5 = 95 mm dy = h – p – Ø - ½ Ø
= 120 – 20 - 12 - 5 = 83 mm untuk plat digunakan
b =
fy fy
fc
600 600 .
. . 85 , 0
=
240 600
600 .
85 , 0 . 240
20 . 85 , 0
= 0,0430 max = 0,75 . b
= 0,0323
h
d'
dy dx
(2)
5.4.1. Penulangan Lapangan Arah X Mu = 300,12 kg m = 0,30012 . 107 Nmm Mn =
Mu
= 7
7
10 . 375 , 0 8
, 0
10 . 30012 , 0
Nmm
Rn =
2
.d b
Mn
2 795 . 1000
10 . 375 , 0
0,416 N/mm2
m = 14,118
20 . 85 , 0
240 '
. 85 ,
0 f c
fy
perlu =
fy Rn . m 2 1 1 . m
1
=
240 416 , 0 . 118 , 14 . 2 1 1 . 118 , 14
1
= 0,0018 perlu < min, di pakai min = 0,0025 As = min . b . d
= 0,0025. 1000 . 95 = 237,5 mm2
Digunakan tulangan 10 = ¼ . . (10)2 = 78,5 mm2
Jumlah tulangan =
5 , 78
5 , 237
3,02 ~ 4 buah
Jarak tulangan dalam 1 m' = 250 4
1000
mm
Jarak maksimum = 2 x h = 2 x 120 = 240 200 mm As yang timbul = 4. ¼ . . (10)2
= 314 mm2 > As (237,5 mm2 )….…ok Dipakai tulangan 10 mm - 200 mm
(3)
commit to user
5.4.2. Penulangan Lapangan Arah Y Mu = 300,12 kg m = 0,30012 . 107 Nmm Mn =
Mu
= 7
7
10 . 3752 , 0 8
, 0
10 . 30012 , 0
Nmm
Rn =
2
.d b
Mn
2 783 . 1000
10 . 3752 , 0
0,5446 N/mm2
m = 14,118
20 . 85 , 0
240 '
. 85 ,
0 f c
fy
perlu =
fy Rn . m 2 1 1 . m
1
=
240 5446 , 0 . 118 , 14 . 2 1 1 . 118 , 14
1
= 0,0023 > min, di pakai min = 0,0025 As = min . b . d
= 0,0025. 1000 . 83 = 207,5 mm2
Digunakan tulangan 10 = ¼ . . (10)2 = 78,5 mm2 Jumlah tulangan = 2,6
5 , 78
5 , 207
~ 3 buah. Jarak tulangan dalam 1 m' = 333,33
3 1000
mm
Jarak maksimum = 2 x h = 2 x 120 = 240 mm ~ 200 mm As yang timbul = 3. ¼ . . (10)2
= 235,5 > As (207,5 mm2)….…ok! Dipakai tulangan 10 mm - 200 mm
(4)
5.4.3. Penulangan Tumpuan Arah X Mu = 743,14 kg m = 0,74314 x107 Nmm Mn =
Mu
=
8 , 0
10 . 0,74314 7
0,929.107 Nmm
Rn =
2
.d b
Mn
2 795 . 1000
10 . 929 , 0
1,029 N/mm2
m = 14,118
20 . 85 , 0
240 '
. 85 ,
0 f c
fy
perlu =
fy Rn . m 2 1 1 . m
1
= .
118 , 14
1
240 029 , 1 . 118 , 14 . 2 1 1
= 0,00443
< max > min, di pakai perlu = 0,00443 As = perlu . b . d
= 0,00443 . 1000 . 95 = 420,85 mm2
Digunakan tulangan 10 = ¼ . . (10)2 = 78,5 mm2 Jumlah tulangan = 5,36
5 , 78
85 , 420
~ 6 buah. Jarak tulangan dalam 1 m' = 166,66
6 1000
~ 150 mm
Jarak maksimum = 2 x h = 2 x 120 = 240 mm ~ 200 mm As yang timbul = 6. ¼ . . (10)2
= 471 > As ( 420,85 mm2 ).. ..…ok! Dipakai tulangan 10 mm – 200 mm
(5)
commit to user
5.4.4. Penulangan Tumpuan Arah Y Mu = 743,12 kg m = 0,74312 x107 Nmm Mn =
Mu
=
8 , 0
10 . 74312 ,
0 7
0,929.107 Nmm
Rn =
2
.d b
Mn
2 783 . 1000
10 . 929 , 0
1,029 N/mm2
m = 14,118
20 . 85 , 0
240 '
. 85 ,
0 f c
fy
perlu =
fy Rn . m 2 1 1 . m
1
= .
118 , 14
1
240 029 , 1 . 118 , 14 . 2 1 1
= 0,00443
< max > min, di pakai perlu = 0,00443 As = perlu . b . d
= 0,00443 . 1000 . 83 = 367,69 mm2
Digunakan tulangan 10 = ¼ . . (10)2 = 78,5 mm2 Jumlah tulangan = 4,68
5 , 78
69 , 367
~ 5 buah. Jarak tulangan dalam 1 m' = 200
5 1000
mm
Jarak maksimum = 2 x h = 2 x 120 = 240 mm ~ 200 mm As yang timbul = 5. ¼ . . (10)2
= 392,5 > As ( 367,69 mm2 )….. …ok Dipakai tulangan 10 mm – 200 mm
(6)
5.5. Rekapitulasi Tulangan Dari perhitungan diatas diperoleh :
Tulangan lapangan arah x 10 – 200 mm Tulangan lapangan arah y 10 – 200 mm Tulangan tumpuan arah x 10 – 200 mm Tulangan tumpuan arah y 10 – 200 mm