Perencanaan Struktur Baja Pada Bangunan Refinery Dan Fraksinasi Delapan Lantai Chapter III V
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Persiapan
Tahap ini merupakan rangkaian kegiatan sebelum melakukan pengumpulan
dan pengolahan data. Tahap ini meliputi kegiatan-kegiatan sebagai berikut :
1. Menentukan judul Tugas Akhir
2. Pembuatan proposal Tugas Akhir
3. Studi pustaka terhadap materi sebagai garis besar.
3.2 Bagan Alir
MULAI
PENGUMPULAN DATA
STUDI LITERATUR
TAHAP DESAIN DATA :
Perhitungan beban mati
Perhitungan beban hidup
Perhitungan beban angin
Perhitungan beban gempa
PENGOLAHAN DATA :
A. Pradimensi dan kontrol struktur sekunder
B. Analisa struktur primer dengan bantuan etabs 2015
(efek P-∆ dan P-δ) dan kontrol manual
C. Disain sambungan balok kolom dan sambungan
balok balok
79
Universitas Sumatera Utara
HASIL DAN PEMBAHASAN :
Dimensi struktur sekunder
Dimensi struktur primer
Rencana Sambungan
KESIMPULAN DAN SARAN
SELESAI
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian
3.2.1 Mulai
3.2.2 Pengumpulan Data
Pengumpulan data data yang di gunakan dalam perencanaan struktur baja
seperti profil yang di gunakan, kuat tarik baja yang tersedia, dan kuat tekan beton
rencana
3.2.3 Studi Literatur
Studi literatur bermula dari pengumpulan teori-teori yang berhubungan
dengan disain baja dan system rangka baja pemikul momen khusus. Selain itu,
dikumpulkan juga data-data yang berhubungan dengan tugas akhir ini, seperti data
pembebanan gedung yang diambil dari peraturan pembebanan untuk gedung 1983
80
Universitas Sumatera Utara
dan rumus-rumus yang akan digunakan dalam perhitungan berdasarkan metode
Load and Resistance Factor Design (LRFD).
3.2.4 Tahap Desain Data
Pada tahap desain data, hal pertama yang dikerjakan adalah menghitung
pembebanan pada struktur sekunder. Perhitungan pembebanan berdasarkan
PPURG 1983. Beban-beban yang bekerja hanya beban mati dan beban hidup.
Struktur sekunder meliputi pelar metal deck, pelat baja, gording dan tangga
Setelah perhitungan pembebanan selesai, tahap selanjutnya adalah
melakukan pradimensi ketebalan pada pelat dan pradimensi profil pada gording dan
tangga . Kemudian, hasil pradimensi akan dikontrol, apakah dimensi yang di
asumsikan sudah memenuhi syarat atau belum sesuai dengan besarnya gaya-gaya
dalam yang bekerja pada masing masing struktur sekunder tersebut . Jika sudah
memenuhi syarat, maka reaksi dari masing masing struktur sekunder tersebut akan
di jadikan beban pada struktur primer. Struktur primer yang sudah di pradimensi
akan di analisa dengan menggunakan kombinasi kombinasi beban mati beban hidup
dan beban gempa dengan bantuan software etabs 2015. Selanjutkan output dari
etabs berupa momen lentur, gaya lintang dan gaya normal pada masing masing
balok dan kolom akan di kontrol secara manual dengan metode LRFD yang
mengacu kepada SNI 1729 2015
81
Universitas Sumatera Utara
3.2.5 Pengolahan Data
3.2.5.a Analisa Struktur Manual Dengan Metode LRFD
Pada tahap analisa struktur manual dengan metode LRFD, bagian yang akan
dianalisa adalah mengontrol momen lentur dan gaya geser yang terjadi pada balok
komposit; Pada kolom di kontrol kombinasi gaya tekan dan lentur dua arah, serta
gaya geser. Lalu selanjutnya adalah melakukan kontrol terhadap pradimensi apakah
sudah memenuhi syarat atau belum.
3.2.5.b Analisa sambungan balok kolom
Analisa sambungan dilakukan untuk mendapatkan jumlah baut , tebal pelat
penyambung, tebal las pada Balok dan kolom. analisa sambungan pemikul momen
menggunakan momen plastis penampang sebagai momen ultimit, sehingga
kekuatan sambungan sama dengan atau lebih besar dari kekuatan profil, sedangkan
pada sambungan sendi digunakan gaya geser ultimate sebagai gaya geser rencana.
3.2.6 Hasil dan Pembahasan
Dimensi struktur sekunder dan dimensi struktur primer yang memenuhi
syarat keamanan dan kenyamanan. Rekapitulasi stress ratio pada balok komposit
dan kolom yang ada di struktur primer. Stress ratio sendiri adalah perbandingan
gaya terfaktor dibagi dengan gaya terkoreksi yang artinya jika stress ratio lebih
besar dari satu (1) maka struktur dinyatakan tidak memenuhi syarat keamanan .
3.2.7 Kesimpulan dan Saran
3.2.8 Selesai
82
Universitas Sumatera Utara
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Disain Struktur Sekunder
4.1.1. Pelat Floor deck
Gambar 4.1. Tributari area elevasi +5,80 m
A. Beban Beban yang Bekerja
1. Beban mati (dead load)
Berat sendiri pelat : 0,12 x 1 x 2400
= 288 kg/m
Berat spesi
: 0,02 x 1 x 2100
= 42
kg/m
Berat keramik
: 0,01 x 1 x 2400
= 24
kg/m +
qdl
= 354 kg/m
2. Beban hidup (life load)
Berdasarkan PPPURG 1987 beban hidup untuk lantai pabrik : 400 kg/m2
83
Universitas Sumatera Utara
3. Beban ultimate
qu
= 1,4 qdl
= 1,4 x 354
= 495,6 kg/m
qu
= 1,2 qdl + 1,6 qll
= 1,2 x 354 + 1,6 x 400
= 1064,8 kg/m
sehingga digunakan qu = 1064,8 kg/m
B. Dimensi Floor Deck
Berdasarkan SNI – 03 – 2847 – 2002 pasal 10.3 didapat momen positif
maximum untuk pelat satu arah adalah :
Gambar 4.2. Distribusi momen untuk pelat satu arah
=
=
,
= 304,22 kg m
Dicoba smartdeck BMT 0,7 mm
Gambar 4.3. Diagram tegangan momen kopel (positif) floor deck
d = h – c = 120 – 25,5 = 94,5 mm
84
Universitas Sumatera Utara
a
=
=
,
,
.
ϕMn = 0.8 As fy ( d- )
= 23,9867 mm
ϕMn = 0.8 x 926,76 x 550 ( 94,5 -
,
)
ϕMn = 3364,4 kg m > Mu = 304,22 kg m ( OK )
C. Dimensi Wiremesh
Berdasarkan SNI – 03 – 2847 – 2002 pasal 10.3 didapat momen negatif
maximum untuk pelat satu arah adalah :
=
,
=
= 425,92 kg m
Dicoba wiremesh M-8 ( AST = 334,93 mm2 )
Gambar 4.4. Diagram tegangan momen kopel (negatif) floor deck
d
= h - selimut – 0.5 ϕ = 120 – 20 – 0.5 x 8 = 96
a
=
ϕMn
,
=
,
,
= 10,83 mm
= 0.8 As fy ( d- )
,
ϕMn
= 0.8 x 334,93 x 400 ( 96 -
ϕMn
= 970,955 kg m > Mu = 425,92 kg m ( OK )
)
85
Universitas Sumatera Utara
4.1.2. Balok Anak Pelat Floor Deck
A. Beban Beban yang Bekerja
1. Beban mati (dead load)
Berat floof deck
= 2 x 354
= 708 kg/m
Berat WF 300 x 150 x 5,5 x 8
= 32
= 32
qdl
kg/m +
= 740 kg/m
2. Beban hidup (life load)
Beban hidup pelat
= 2 x 400
= 800 kg/m
qll
= 800 kg/m
3. Beban ultimate
qu
= 1,4 qdl
= 1,4 x 740
= 1036 kg/m
qu
= 1,2 qdl + 1,6 qll
= 1,2 x 740 + 1,6 x 800
= 2168 kg/m
sehingga digunakan qu = 2168 kg/m
B. Momen ultimate
MMAX
=
qu l2
MMAX
=
2168 x 82
MMAX
= 17344 kg m
C. Kontrol momen
- menentukan lebar efektif pelat beton
1.
be
<
86
Universitas Sumatera Utara
2.
be
<
be
<
be
<
be
<
bo
sehingga digunakan be = 1 meter
akibat adanya lubang pada floor deck, maka digunakan bekivalen
bekivalen =
,
=
= 810 mm
- Menentukan nilai n
Ebeton
=
Ebaja =
200000
n
4700
=
=
=
4700 √
= 23500
= 8,51
- Menentukan lebar transformasi penampang beton
=
Pelat Beton
Floor Deck
Profil WF
= 9,51 cm
,
∑
A ( cm2 )
114,12
18,67
37,66
170,45
y ( cm )
6
9,45
24,5
∑
A.y
684,72
176,43
922,67
1783,82
87
Universitas Sumatera Utara
ẏ
=
∑ .
∑
=
,
,
= 10,46 cm
Titik berat berada di pelat beton
a
=
,
=
,
,
= 49,38 mm
d1 = 0,5hprofil + tpelat = 125 + 120 = 245 mm
d2 = hprofil – ċ = 120 – 17,13 = 102,87
ϕMn = 0,9 As fy ( d1- )
ϕMn = 0,9 x [ 3766 x 240 x ( 245 -
,
) +
ϕMn = 17921,24 + 1023,96
,
( 102,87 -
,
) ]
ϕMn = 189452 kg m > Mu = 17344 kg m ( OK )
88
Universitas Sumatera Utara
D. Dimensi Penghubung Geser (Shear Conector)
Gaya horizontal akibat aksi komposit penuh
Vh = 0,85. a . b .
= 0,85 x 49,38 x 1000 x 25 = 1049325 N
Digunakan Stud connector ⅝” , luas satu buah stud connector adalah :
Asc =
d2 =
15,8752 =198,01 mm2
Kuat geser satu buah shear connector
Qn = 0,5 Asc
< Rg Rp Asc fu
Qn = 0,5 x 198,01 x √
< 0,85 x 0,75 x 198,01 x 550
Qn = 75886,76 N < 69427
Jumlah shear connector yang di butuhkan
N
=
=
= 15,1 ~ 16 buah untuk setengah bentang
Total kebutuhan shear connector adalah 32 buah untuk semua bentang. Jika
dipasang dua buah shear connector pada setiap penampang melintang, maka
jarak shear connector adalah :
S
=
= 500 mm
Smin = 6d = 6 x 15,875 = 95,25 mm
Smax = 8t = 8 x 120 = 960 mm
Strans= 4d = 4 x 15,875 = 63,5 mm
Sehingga digunakan shear connector 2 x (⅝” x 6,5 cm) dengan jarak 20 cm
89
Universitas Sumatera Utara
E. Kontrol Geser
Menghitung gaya geser ultimate
Vu = qu l = x 2168 x 8 = 8672 kg
Menghitung gaya geser nominal
ϕVn = 0,9 (0,6 fy) h tw
ϕVn = 0,9 x 0,6 x 240 x 264 x 5,5
ϕVn = 20243 kg > Vu = 8672 kg (OK)
90
Universitas Sumatera Utara
4.1.3. Pelat Chekered
Gambar 4.5. Tributari area elevasi +10,70 m
A. Beban Beban yang Bekerja
1. Beban mati (dead load)
Berat pelat 4,5 mm
= 0,0045 x 1 x 7850
= 35,325
kg/m
2. Beban hidup (life load)
Berdasarkan PPPURG 1987 beban hidup untuk lantai pabrik : 400 kg/m2
3. Beban ultimate
qu = 1,4 qdl
= 1,4 x 35,325
= 49,455 kg/m
qu = 1,2 qdl + 1,6 qll
= 1,2 x 35,325 + 1,6 x 400
= 682,39 kg/m
91
Universitas Sumatera Utara
sehingga digunakan qu = 682,39 kg/m
B. Momen Maximum
Berdasarkan SNI – 03 – 2847 – 2002 pasal 10.3 didapat momen maximum
untuk pelat satu arah adalah :
Gambar 4.6. Distribusi momen untuk pelat satu arah
=
=
,
.
= 25.57 kg m
C. Momen Nominal
ϕMn = 0,9 zx fy
= 0,9 x ( b d2 ) x fy
= 0,9 x ( 1000 x 4,52 ) x 240
= 109,35 kg m
> Mu = 25,57 kg m
OK
92
Universitas Sumatera Utara
4.1.4. Siku Pengaku Pelat Lantai Chekred
A. Beban Beban yang Bekerja
1. Beban mati (dead load)
Berat pelat 4.5 mm = 0,0045 x 0,6 x 7850
= 21,195
kg/m
Berat L 70 x 70 x 6 = 6,38
= 6.38
kg/m
= 27,575
kg/m
+
2. Beban hidup (life load)
Beban hidup pelat = 0,6 x 400
= 240 kg/m
3. Beban ultimate
qu
= 1,4 qdl
= 1,4 x 27,575
= 35,805 kg/m
qu
= 1,2 qdl + 1,6 qll
= 1,2 x 27,575 + 1,6 x 240
= 414,69 kg/m
sehingga digunakan qu = 414,69 kg/m
B. Momen Maximum
=
=
,
,
= 74,65 kg m
C. Momen Nominal
My
= sx fy
= 7330 x 240
= 175,92 kg m
93
Universitas Sumatera Utara
Me
=
,
=
,
= 1352,4 kg m
Me
>
My
Mn
= [ 1,92 – 1,17
] Me < 1,5 My
= [ 1,92 – 1,17
,
] My < 1,5 My
,
= 1,498 My < 1,5 My
ϕMn
= 0,9 x 1,498 x My
= 0,9 x 1,498 x 175,92
= 237,17 kg m
> Mu = 74,65 kg m
OK
C. Geser Nominal
1 <
ϕVn
< 1,1
< 1,1
,
34,785 ~> cv = 1
= 0,9 . 0,6 . Aw . fy . cv
= 0,9 x 0,6 x 70 x 7 x 240 x 1
= 6350,4 kg > Vu = (0,5 x l x qu = 248,8 kg)
94
Universitas Sumatera Utara
4.1.5. Balok Anak Pelat Chekered
A. Beban Beban yang Bekerja
1. Beban mati (dead load)
Berat L 70 x 70 x 6 = 6,38 x 1,2 x 13
Berat ekivalen siku
=
=
= 99,528 kg
,
= 12,441 kg/m
Berat pelat 4.5 mm
= 0,0045 x 1,2 x 7850 = 42,390 kg/m
Berat WF 200 x 150 x 6 x 9
= 30,600
= 30,600 kg/m
Berat L 70 x 70 x 6
= 12,441
= 12,441 kg/m +
= 85,431
kg/m
2. Beban hidup (life load)
Beban hidup pelat = 1,2 x 400
= 480 kg/m
3. Beban ultimate
qu
= 1,4 qdl
= 1,4 x 85,431
= 119,60 kg/m
qu
= 1,2 qdl + 1,6 qll
= 1,2 x 76,131 + 1,6 x 480
= 870,52 kg/m
sehingga digunakan qu = 870,52 kg/m
B. Momen Maximum
=
=
,
= 6964,14 kg m
95
Universitas Sumatera Utara
C. Menentukan momen nominal
Lp =
L <
=
√
, = 183,57 cm
Lp
Mp = zx fy
= [(b.tf.(h-tf)) + 0,5.(h-2tf)2.tw)] fy
= [(150 x 9 x (200 – 9)) + 0,5.(200 – 2 x 9)2 x 6)] x 240
= 8573,32 kg m
ϕMn
= 0,9 Mp
= 0,9 x 8573,32
= 7715,99 kg m
> Mu = 6964,14 kg m
OK
96
Universitas Sumatera Utara
4.1.6. Gording
Gambar 4.7. Rencana atap elevasi +12,50 m dan +35,50 m
Jarak antara Gording
= 1,4 meter
Panjang gording
= 6 meter
Sudut kemiringan atap
= 10o
Berat atap (BMT 0,45)
= 6,57 kg/m2
Isolation rockwool
= 25 kg/m2
Profil gording
= CNP 150 x 50 x 20 x 3,2
= 7 kg/m
A. Beban Beban yang Bekerja
1. Beban mati (dead load)
Berat isolation rockwool
= 1,4 x 25
= 35
kg/m
Berat atap
= 1,4 x 6,57
= 9,2 kg/m
97
Universitas Sumatera Utara
Berat gording
= 7,0
= 7,0 kg/m +
qdl
= 51,2 kg/m
2. Beban hidup (life load)
Beban hidup di tengah gording
= 100 kg
3. Beban angin
Gambar 4.8. Kecepatan angin
Kecepatan angin maximum adalah 35 KNOT yaitu 64,82 km/jam ( 18 m/s )
P
=
=
= 20,26 kg/m2
Tekanan angin minimum di laut dan di tepi laut sampai sejauh 5 km dari pantai
diambil minimum 40 kg/m2. Sehingga digunakan tekanan angin : 40 kg/m2
Koefisien angin tekan
Koefisien angin hisap
= 0,02α - 0,4 = 0,02 (10) - 0,4 = - 0,2
= - 0,4
98
Universitas Sumatera Utara
qtekan
= -0,2 x 40 = 8 kg/m2
qhisap
= -0,4 x 70 = 16 kg/m2
B. Menghitung momen momen pada gording
1. akibat beban mati
Mx = qdl cosα
=
51,2 x cos10 x 62 = 226,899 kg m
My = qdl sinα
=
51,2 x sin10 x 22 = 4,45 kg m
2. akibat beban hidup
Mx = P cosα lx =
My = P sinα ly =
100 x cos10 x 6 = 147,721 kg m
100 x sin10 x 2 = 8,682 kg m
99
Universitas Sumatera Utara
3. akibat beban angin
Mtekan
= qwl
=
(-8) x cos10 x 62 = -35,45 kg m
Mhisap
= qwl
=
(-16) x sin10 x 62 = -70,9 kg m
No
1
2
3
4
5
6
Kombinasi Beban
1,4 DL
1,2 DL + 0.5La
1,2 DL + 1,6 La
1,2 DL + 1,3 W + 0,5La
1,2 DL + 1,6 La + 0,8 W
0,9 DL + 1,3 W
Sumbu x
317.6586
346.1393
508.6324
446.5911
480.2724
226.1938
Sumbu y
6.23
9.681
19.2312
-18.8234
-37.4888
-86.83
Sehingga didapat momen maximum adalah :
Mx = 508,632 kg m
My = 19,231 kg m
C. Menentukan momen nominal
Lp =
J
√
,
+h
]
=
= [ 2b
= 92 cm
= [ 2 x 50 x 3,23 + 150 x 3,23 ]
= 2730, 6667 mm
Cw =
=
,
[
= 750 x 106
[
]
,
,
,
,
]
100
Universitas Sumatera Utara
=
=
= 11512,931
2
=4
=4
]2
= 3,141 x 10-4
=
=
,
,
= 250,44 cm
,
Lp < L < Lr
Mp = zx fy
= [(b.tf.(h-tf)) + 0,5.(h-2tf)2.tw)] fy
= [(50 x 3,2 x (150 – 3,2)) + 0,5.(150 – 2 x 3,2)2 x 3,2)] x 240
= 959,63 kg m
Mr = Sx fr
= 37400 x (240 – 70)
= 635,8 kg m
101
Universitas Sumatera Utara
ϕMnx = 0,9 ( Mp – ( Mp- Mr)
)
= 0,9 ( 959,63 – (959,63 – 635,8)
= 669,84 kg m
,
, ,
,
>
Mu = 508,632 kg m
>
Mu = 19,231 kg m
,)
OK
ϕMny = 0,9 Sy fy
= 0,9 x 8200 x 240
= 177,12 kg m
OK
kontrol syarat momen lentur
+
,
+
,
< 1,0
,
0,867
< 1,0
,
< 1,0
OK
D. Lendutan
=
=
+
,
= 15,194 + 7,913
+
= 23,107 mm
=
=
+
,
= 0,331 + 0,516
+
= 0,846 mm
102
Universitas Sumatera Utara
δ
=
,
=
= 23,122 mm
δizin =
=
,
= 25 mm
> δ = 23,112 mm
OK
4.1.7. Sagrod (Batang Tarik)
Gambar 4.9. Rencana sagrod
Rencana digunakan sagrod Ø 10 mm
A. Beban yang bekerja
1. Beban mati
-
Gording luar
Berat atap
= 2 x 1,4 x 6,57 x sin 10o
= 3,1944 kg
Berat gording
= 2 x 7 x sin 10o
= 2,4310 kg +
∑
-
= 5,6254 kg
Gording dalam
Berat atap
= 2 x 1,4 x 6,57 x sin 10o
= 3,1944 kg
Berat gording
= 2 x 7 x sin 10o
= 2,4310 kg
o
Isolation rockwoll = 2 x 1,4 x 25 x sin 10
∑
= 12,1553 kg +
= 17,7807 kg
103
Universitas Sumatera Utara
2. Beban hidup
-
Gording luar
Beban tak terduga = 200 x sin 10o
-
= 34,7296 kg
Gording dalam
Beban tak terduga = 100 x sin 10o
= 17,3648 kg
B. Gaya ultimate pada sagrod
PDL = Gording Luar + 10 Gording Dalam + Berat sagrod
= 5,6254 + (10 x 17,7807) + (0,617 x 14)
= 192,0704 kg
PLL = Gording Luar + 10 Gording Dalam
= 34,7296 + (10 x 17,3648)
= 208,3776 kg
Kombinasi
Pu, kg
1,4 DL
288,899
1,2DL + 1,6LL
563,888
Digunakan 2 buah sagrod, sehingga Pu sagrod adalah 563,888/2 = 281,944 kg
C. Menentukan Gaya Nominal Sagrod
Kekuatan leleh tarik pada penampang bruto
ϕPn
= 0,9.As.fy
= 0,9 x 78,5 x 240
= 1695,5 kg
Kekuatan tarik pada penampang netto
ϕPn
= 0,75.As.fu
= 0,75 x (0,9 x 78,5) x 370
104
Universitas Sumatera Utara
= 1960,5 kg
Sehingga ʹϕPn yang digunakan adalah 1695,5 kg
Stress ratio =
,
=
,
= 0,17
<
1
OK
4.1.8. Ikatan Angin
Ikatan angin akan didisain menggunakan besi beton, karena kelangsingan besi
beton sangat kecil maka batang hanya didisain terhadap tarik
β
6,0000
6,0925
6,0925
6,0925
6,0925
6,0000
6,0000
6,0000
6,0000
Gambar 4.10. Tributri area ikatan angin
Dicoba menggunakan ikatan angin Ø 22 mm
Data data geometri :
x
= 12. tanα = 12. tan 10o = 2,1159 m
h1
= 7,1 + x
= 7,1 + 2,1159 = 9,2159 m
105
Universitas Sumatera Utara
h2
= 7,1 + 0,75x = 7,1 + 1,5869 = 8,6869 m
h3
= 7,1 + 0,25x = 7,1 + 0,5289 = 7,6289 m
tan β
=
sin β
= 0,7016
,
β = 44,5617o
= 0,9848
,
cos β = 0,7126
Koefisien angin : C = 0,9
,
,
F1
= C.Pa. λ .
F2
= C.Pa. λ .
F3
= C.Pa. λ .
R
= 0,5F1 + F2 + F3 = 966,75 + 1762,10 + 1590,72 = 4319,57 kg
,
= 0,9 x 40 x 6 x
= 0,9 x 40 x 6 x
= 0,9 x 40 x 6 x
,
,
,
,
= 1933,50 kg
= 1762,10 kg
= 1590,72 kg
A. Gaya Ultimate Pada Ikatan Angin
Gaya batang akan dihitung dengan menggunakan analisa keseimbangan titik
buhul:
-
Titik A
R
H1
∑V = 0
∑H=0
R + S1 = 0
H1 = 0
S1 = - R
S1
-
S1 = - 4319,57 kg
Titik B
S1
H2
F3
∑V = 0
∑H=0
F3 + S1 + D1sinβ = 0
H2 + D1cosβ = 0
D1 = -
H2 = - D1cosβ
106
Universitas Sumatera Utara
,
D1 = -
-
,
,
H2 = - 3889,46 x 0,7124
D1 = 3889,46 kg
H2 = - 2770,85 kg
∑V = 0
∑H=0
S2 + D1sinβ = 0
H3 – H1 - D1cosβ = 0
S2 = - D1sinβ
H3 = 0 + D1cosβ
S2 = - 3889,46 x 0,7016
H3 = 3889,46 x 0,7124
S2 = - 2728,85 kg
H2 = 2770,85 kg
Titik C
H1
H3
S2
-
Titik D
S1
∑V = 0
H4
H2
F2 + S2+ D2sinβ = 0
D2 = -
F2
D2 = -
,
,
,
D2 = 1377,92 kg
Gaya batang maximum pada ikatan angin : 3889,46 kg
Pu = 1,6 WL = 1,6 x 3889,46 = 6223,14 kg
B. Gaya Nominal Ikatan Angin
Kekuatan leleh tarik pada penampang bruto
ϕPn = 0,9.As.fy
= 0,9 x 380,1 x 240
= 8210,16 kg
Kekuatan tarik pada penampang netto
ϕPn
= 0,75.As.fu
= 0,75 x (0,9 x 380,1) x 370
= 9492,99 kg
107
Universitas Sumatera Utara
Sehingga ʹϕPn yang digunakan adalah 8210,16 kg
Stress ratio =
,
=
,
= 0,76
<
1 OK
4.1.9. Tangga
Gambar 4.11. Rencana tangga
A. Beban Beban yang Bekerja
1. Beban mati (dead load)
Pipa 1,5”
3,6 x [ (2x4,942) + (8x1) + (4x0,3)]
= 68,7
kg
kg
Pipa 1”
= 1,8 x [ (4x4,942) + (8x0,3)]
= 39,9
Pelat 4,5 mm
= 35,325 x 0,3 x 1 x 16
= 169,6 kg +
= 278,16 kg
108
Universitas Sumatera Utara
=
=
,
,
= 56,285 kg/m
Digunakan profil UNP 200 x 80 x 7,5 x 11
=
+
= 56,285 + 24,6
= 80,885 kg/m
2. Beban hidup (life load)
Beban hidup tangga
= 400 kg/m
3. Beban ultimate
qu = 1,4 qdl
= 1,4 x 80,885
= 113,239 kg/m
qu = 1,2 qdl + 1,6 qll
= 1,2 x 80,885 + 1,6 x 400
= 737,062 kg/m
sehingga digunakan qu = 737,062 kg/m untuk 2 profil kanal, beban untuk 1
profil kanal adalah = 368,521 kg/m
B. Momen maximum
Mu = q
= 368,521 x ,
= 1125,1 kg m
C. Momen nominal
Lp =
b'
=
√
,
= 121,366 cm
= b – 0,5tw
= 80 – (0,5 x 7,5)
= 76,25 mm
h'
= h - tf
= 200 - 11
= 189 mm
109
Universitas Sumatera Utara
J
= [ 2b’
+ h’
]
= [ 2 x 76,25 x 113 + 189 x 7,53 ]
= 94237,291 mm
Cw =
[
=
,
[
=
,
[
]
,
,
,
]
,
,
]
= 120 x 108
=
=
= 24747,47
2
=4
=4
]2
= 1,8143 x 10-5
=
=
,
,
= 517,92 cm
,
Lp < L < Lr
Mp = zx fy
= [(b.tf.(h-tf)) + 0,5.(h-2tf)2.tw)] fy
= [(80 x 11 x (200 – 11)) + 0,5.(200 – 2 x 11)2 x 7,5)] x 240
= 6843,24 kg m
110
Universitas Sumatera Utara
Mr = sx fr
= 195000 x (240 – 70)
= 3315 kg m
ϕMnx = 0,9 ( Mp – ( Mp- Mr)
)
= 0,9 ( 6843,24 – (6843,24 – 3315)
= 3525,68 kg m
>
,
,
,
,
Mu = 1125,1 kg m
,)
OK
4.2. Disain Struktur Primer
4.2.1. Beban beban yang bekerja
4.2.1.1. Beban gravitasi
a. Beban pada floor deck
-. Beban mati tambahan (dead load)
Berat spesi
: 0,02 x 1 x 2100
= 42
kg/m
Berat keramik
: 0,01 x 1 x 2400
= 24
kg/m +
qdl
= 66
kg/m
adapun berat sendiri profil dihitung dengan software etabs 2015
-. Beban hidup (life load)
Berdasarkan PPPURG 1987
Beban hidup rencana untuk lantai pabrik
= 400 kg/m2
Koefisien reduksi untuk perencanaan balok induk
=
1,00
Koefisien reduksi untuk peninjauan terhadap masa gempa
=
0,90
111
Universitas Sumatera Utara
b. Beban pada lantai chekered plate
- Beban mati tambahan (dead load)
Berat per 6 meter luas L 70 x 70 x 6 = 6,38 x 6 x 9 = 344,52 kg
Berat ekivalen siku =
,
=
= 9,57 kg/m
-. Beban hidup (life load)
Berdasarkan PPPURG 1987
Beban hidup rencana untuk lantai pabrik
= 400 kg/m2
Koefisien reduksi untuk perencanaan balok induk
=
1,00
Koefisien reduksi untuk peninjauan terhadap masa gempa
=
0,90
4.2.1.2. Beban angin
- Dinding vertical
Di pihak angin
= + 0,9 x 40 = + 36 kg/m2
Di belakang angin = - 0,4 x 40 = - 16 kg/m2
- Atap segi-tiga dengan sudut kemiringan α : 10o
Koefisien angin tekan
= 0,02α - 0,4 = 0,02 (10) - 0,4 = - 0,2
Koefisien angin hisap
= - 0,4
qtekan
= -0,2 x 40 = -8 kg/m2
qhisap
= -0,4 x 70 = -16 kg/m2
112
Universitas Sumatera Utara
4.2.1.3. Beban gempa
Jenis pemamfaatan bangunan
= Pabrik (kategori risiko II, tabel 2,7)
Faktor keutamaan gempa Ie
= 1 (tabel 2,8)
Ss
= 0,5g
S1
= 0,3g
Jenis tanah
= Keras (kelas C)
Fa
= 1,2 ( tabel 2.11 dengan input Ss = 0,5 )
Fs
= 1,5 ( tabel 2.12 dengan input S1 = 0,3 )
SDS
= Fa . Ss
=
1,2 . 0,5 = 0,40
SD1
= F V . S1
=
1,5 . 0,3 = 0,30
S
MEDAN TANAH KERAS
0.4500
0.4000
0.3500
0.3000
0.2500
0.2000
0.1500
0.1000
0.0500
0.0000
0.000
1.000
2.000
3.000
4.000
5.000
T
T
0.000
S
0.1600
0.075
0.113
0.150
0.2800
0.3400
0.4000
0.750
0.4000
0.750
0.830
3.070
3.310
3.550
4.030
0.4000
0.3614
0.0977
0.0906
0.0845
0.0744
Gambar 4.12. Respon spectra rencana
Berdasarkan SDS gedung berada di kategori risiko
: C ( tabel 2.13 )
Berdasarkan SD1 gedung berada di kategori risiko
: D ( tabel 2.14 )
113
Universitas Sumatera Utara
Sehingga bangunan akan direncanakan dengan kategori risiko D, yaitu sistem
rangka baja pemikul momen khusus. Adapun nilai koefisien modifikasi respons
(R), faktor kuat lebih (Ω) dan faktor pembesaran defleksi (cd) adalah
Koefisien modifikasi respons (R)
= 8
Faktor kuat lebih (Ω)
= 3
Faktor pembesaran defleksi (cd)
= 5,5
1. Gaya gempa statik ekivalen
-
Menentukan T
-
Ta
= Ct
-> Ct = 0,724 ; x = 0,8 ( tabel 2.13 )
= 0,0724 x
= 1,318 detik
Tmax
= Cu Ta
,
,
-> Cu = 1,4 ( tabel 2.14 )
= 1,4 . 1,318
= 1.845 detik
Tc
= Tx : 3.438, Ty : -3.231
Sehingga digunakan T = 1,845
-
Menentukan nilai C
Cmin
= 0,044 . SDS . I > 0,01
= 0,044 . 0,40 . 1 > 0,01
= 0,0176
Cs
=
=
,
= 0,05
114
Universitas Sumatera Utara
Cs
=
=
.
,
= 0,020
Sehingga digunakan Cs = 0,020
-
Menentukan berat struktur
Beban mati
Tabel 4.1 Beban mati struktur (rangka)
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Jenis Beban Sendiri
H 350 X 350 X 12 X 19
H 300 X 300 X 10 X 15
IWF 300 X 150 X 6.5 X 9
IWF 350 X 175 X 7 X 11
IWF 250 X 125 X 6 X 9
IWF 200 X 200 X 8 X 12
IWF 200 X 100 X 5.5 X 8
CNP
Sagrod
Ikatan angin
q. kg/m
137.00
94.00
36.70
49.60
29.60
49.90
21.30
7.00
0.62
2.98
L, m
428.13
165.83
1924.48
268.50
164.55
46.40
1357.12
852.80
292.42
237.58
∑
W, Kg
58653.13
15587.85
70628.38
13317.60
4870.59
2315.36
28906.59
5969.60
180.42
708.94
201138.45
Tabel 4.2 Beban mati struktur (Atap, partisi, diafragma, dll)
No.
1
2
3
4
5
q, kg/m2
288.00
47.77
4.46
4.98
25.00
Jenis Beban Sendiri
Floor deck
Chekered plate 4,5 mm
Clading
Spandek
Isolation Rockwool
A, m2
526.36
1842.06
22.00
647.00
647.00
∑
W, Kg
151591.68
87986.11
98.12
3222.06
16175.00
259072.97
Sehingga beban mati total struktur adalah 460211.42 kg
Adapun beban hidup total permeter luas adalah 0,9 x 400 = 360 kg/m2
115
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.3 Beban hidup struktur
No.
Beban Hidup
Floor
deck
1
2 Chekered plate 4,5 mm
∑
q, kg/m2
360.00
360.00
A, m2
526.36
1842.06
W, Kg
189489.60
663142.44
852632.04
Sehingga berat struktur adalah
WT
= WDL + WLL
= 259072.97 + 852632.04
= 1312843.46 kg
-
Menentukan gaya geser dasar
V
= Cs . WT
= 0,020 . 1312843.46
= 26683,81 kg
2. Analisis spectrum respons ragam
-
Kontrol partisipasi massa ragam
Tabel 4.4 Waktu getar alami dan partisipasi massa
Case
Mode
Modal
Modal
Modal
Modal
Modal
Modal
Modal
Modal
Modal
Modal
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Period
sec
3.438
3.139
2.539
2.37
2.1
1.271
1.197
1.121
1.047
0.977
Selisih Waktu
Sum UX Sum UY Sum UZ
Getar Alami
8.70%
0.6918 0.0161 0.0022
19.11%
0.7121 0.6293 0.0025
6.66%
0.7818 0.6293 0.0028
11.39%
0.782
0.6297 0.0032
39.48%
0.782
0.7018 0.0037
5.82%
0.786
0.7024 0.0065
6.35%
0.9305 0.7037 0.0066
6.60%
0.9308 0.7038 0.0084
6.69%
0.9308 0.7057 0.0086
3.79%
0.9311 0.7792 0.0088
116
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.4 Waktu getar alami dan partisipasi massa (lanjutan)
Case
Mode
Modal
Modal
Modal
Modal
Modal
Modal
Modal
11
12
13
14
15
16
17
Period
sec
0.94
0.785
0.755
0.736
0.729
0.676
0.645
Selisih Waktu
Sum UX Sum UY Sum UZ
Getar Alami
16.49%
3.82%
2.52%
0.95%
7.27%
4.59%
6.98%
0.9318
0.9332
0.959
0.9612
0.9627
0.9751
0.9799
0.8848
0.8849
0.8885
0.9008
0.9114
0.9119
0.9121
0.0096
0.0099
0.0099
0.0117
0.0125
0.0125
0.0125
Analisa modal pada software etabs 2015 menunjukan bahwa
perbedaan waktu getar sangat sedikit sehingga untuk selanjutnya digunakan
metoda kombinasi kuadrat lengkap (CQC). Pada mode ke 7 partisipasi
massa pada UX sudah mencapai 93% dan pada mode ke 14 partisipasi
massa pada UY sudah mencapai 90% sehingga sudah memenuhi syarat
minimal (90%)
-
Kontrol base reaction
Tabel 4.5 Base Reaction
Load
Case/Combo
RS U1 Max
RS U2 Max
FX
FY
FZ
KN
236.6839
KN
32.5487
KN
1.0303
29.0655
236.7369
2.2637
0,85 . VStatik > VDinamik
0,85 . 26683,81 > 236.7369
22681,2 < 23673,69 (OK)
117
Universitas Sumatera Utara
4.2.1.4. Beban notional
Untuk struktur yang menahan beban gravitasi terutama melalui kolom, dinding
atau portal vertikal nominal, diijinkan menggunakan beban notional untuk mewakili
efek ketidaksempurnaan awal. Beban notional harus digunakan sebagai beban
lateral pada semua level.beban national di hitung otomatis dari program ETABS
2015 dengan nominal 0,002 α Yi untuk mewakili ketidaksempurnaan awal dan
0,001 α Yi untuk kekakuan lentur, sehingga
Ni
= 0,003 α Yi
Gambar 4.13. Beban notional pada etabs 2015
Beban tersebut di distribusikan arah orthogonal baik untuk beban grafitasi beban
hidup maupun beban grafitasi akibat beban mati .
4.2.2. Kombinasi beban
Struktur akan didisain dengan gempa termasuk gaya seismic vertikal dan
faktor redundansi. Gaya seismic vertikal adalah
Ev
= 0,2 SDS . DL
= 0,2 . 0,40 . DL
= 0,08 DL
118
Universitas Sumatera Utara
Faktor redundansi untuk kategori desain seismik D,E dan F adalah 1,3, sehingga
kombinasi pembebanan menjadi
1. 1,4D
2. 1,2D + 1,6L + 0,5(Lr atau R)
3. 1,2D + 1,6(Lr atau R) + (L atau 0.5W)
4. 1,2D + 1,0 W + L + 0,5(Lr atau R)
5. 1,2D + 1,0 E + L
-> 1,3D + 1,3E + L
6. 0,9D + 1,0 W
7. 0,9D + 1,0 E
-> 0,8D + 1,3E
4.2.3. Kontrol Driff
Tabel 4.6 Simpangan antar lantai akibat gempa X
Elevasi
h
m
mm
35.5
31.4
SUMBU X
4100
δse (mm)
80
δx (mm)
440
∆x (mm)
25.85
δse (mm)
15
δy (mm)
82.5
3000
75.3
414.15
20.35
14.3
3000
71.6
393.8
26.95
13.7
25.4
3000
66.7
366.85
36.3
22.4
3000
60.1
330.55
19.4
3000
52.2
16.4
2650
28.4
13.75
10.7
5.8
∆IZIN
SUMBU Y
KETERANGAN
∆y (mm)
3.85
mm
82
OK
78.65
3.3
60
OK
75.35
2.75
60
OK
13.2
72.6
3.3
60
OK
43.45
12.6
69.3
4.4
60
OK
287.1
45.65
11.8
64.9
4.95
60
OK
43.9
241.45
39.05
10.9
59.95
6.6
53
OK
3050
36.8
202.4
40.7
9.7
53.35
11.55
61
OK
4900
29.4
161.7
75.35
7.6
41.8
25.3
98
OK
5800
15.7
86.35
86.35
3
16.5
16.5
116
OK
119
Universitas Sumatera Utara
GRAFIK STORY DRIFT vs ELEVASI
40
35
30
ELEVASI
25
DRIFT X
20
DRIFT Y
15
DRIFT IZIN
10
5
0
0
20
40
60
80
100
120
140
STORY DRIFT
Gambar 4.14. Grafik simpangan antar lantai VS elevasi akibat gempa - X
Tabel 4.7 Simpangan antar lantai akibat gempa Y
h
m
mm
δse (mm)
δx (mm)
∆x (mm)
δse (mm)
δy (mm)
∆y (mm)
35.5
4100
39.8
37.1
35
32.4
28.8
24.6
20.1
16.4
12.7
6.2
74.2
70.7
68
65
60.7
55.1
48.3
41.5
32.3
14.1
3.5
2.7
3
4.3
5.6
6.8
6.8
9.2
18.2
14.1
74.2
70.7
68
65
60.7
55.1
48.3
41.5
32.3
14.1
408.1
388.85
374
357.5
333.85
303.05
265.65
228.25
177.65
97.65
19.25
14.85
16.5
23.65
30.8
37.4
37.4
50.6
80
97.65
31.4
3000
28.4
3000
25.4
3000
22.4
3000
19.4
3000
16.4
2650
13.75
3050
10.7
4900
5.8
5800
SUMBU X
∆IZIN
Elevasi
SUMBU Y
KETERANGAN
mm
82
OK
60
OK
60
OK
60
OK
60
OK
60
OK
53
OK
61
OK
98
OK
116
OK
120
Universitas Sumatera Utara
GRAFIK STORY DRIFT vs ELEVASI
40
35
30
ELEVASI
25
DRIFT X
20
DRIFT Y
15
DRIFT IZIN
10
5
0
0
20
40
60
80
100
120
140
STORY DRIFT
Gambar 4.15. Grafik simpangan antar lantai VS elevasi akibat gempa - Y
4.2.4. Kontrol Profil
4.2.4.1. Kolom 350 x 350 x 12 x 19 , ( A = 173,9 cm2 )
Ix
= 40300 cm4
Zx
= 2493,1
Iy
= 13600 cm4
Zy
= 1174,9
Sx
= 2300 cm3
Lp
= 4,49 m
Sy
= 776 cm3
Lr
= 17,18 m
rx
= 15,2 cm
Mp
= 598.3 KN m
ry
= 8,84 cm
Mr
= 391 KN m
Panjang tidak terkekang lateral
= 5,8 m
Elastisitas bahan
= 200000 MPa
Tegangan leleh bahan
= 240 MPa
121
Universitas Sumatera Utara
a. Kapasitas kolom terhadap tekan
λ
=
.
<
4,71
=
.
<
4,71
<
137,97
.
= 458.90 MPa
,
= 65,611
=
fe
,
,
,
=
,
<
2,25
<
2,25
<
2,25
Sehingga tegangan keritis adalah :
fcr
= ,
= ,
. fy
,
. 240
= 196,98 MPa
ϕPn
= 0,9 . fcr . A
= 0,9 . 196,98 . 17390
= 3083,07 KN
b. Kapasitas kolom terhadap momen sumbu x
L
= 5,8 m
Lp
= 4,49 m
Lr
= 17,18 m
122
Universitas Sumatera Utara
didapat Lp < L < Lr, sehingga momen ultimate adalah
Mn
= Cb [Mp – ( Mp- Mr) .
]
, ,
= 1 . [598.3 - (598.3 – 391) .
,
= 576.94 KN m
ϕ Mn
,
]
= 0,9 . 576.94
= 519,24 KN m
c. Kapasitas kolom terhadap momen sumbu y
ϕ Mn
= 0,9 . Zy . fy
= 0,9 . 1174,9 . 240
= 253,77 KN m
Tabel 4.8 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 350 x 350 x 12 x 19
Station
P
M2
M3
m
kN
kN-m
kN-m
1.4DL
0
-501.08
-4.39
-6.93
1.4DL
2.75
-495.99
0.76
3.40
1.4DL
5.5
-490.90
5.65
13.56
1.2DL + 1.6LL
0
-2345.90
-12.64
-13.80
Pu/ϕPn > 0,2
0.846
1.2DL + 1.6LL
2.75
-2341.53
1.04
7.86
Pu/ϕPn > 0,2
0.794
1.2DL + 1.6LL
5.5
-2337.16
13.60
28.54
Pu/ϕPn > 0,2
0.871
1.2DL + 1.6LL + 0.5WL-X
0
-2375.61
-11.98
21.74
Pu/ϕPn > 0,2
0.867
1.2DL + 1.6LL + 0.5WL-X
2.75
-2371.24
1.16
22.93
Pu/ϕPn > 0,2
0.83
1.2DL + 1.6LL + 0.5WL-X
5.5
-2366.88
13.12
20.04
Pu/ϕPn > 0,2
0.865
1.2DL + 1.6LL + 0.5WL-Y
0
-2344.40
-25.72
-12.45
Pu/ϕPn > 0,2
0.889
1.2DL + 1.6LL + 0.5WL-Y
2.75
-2340.03
-3.42
8.65
Pu/ϕPn > 0,2
0.803
1.2DL + 1.6LL + 0.5WL-Y
5.5
-2335.67
21.44
28.57
Pu/ϕPn > 0,2
0.898
1.2DL + LL + WL-X
0
-1686.93
-1.56
60.11
Pu/ϕPn > 0,2
0.668
1.2DL + LL + WL-X
2.75
-1682.57
2.57
36.04
Pu/ϕPn > 0,2
0.629
1.2DL + LL + WL-X
5.5
-1678.20
5.83
5.12
Pu/ϕPn > 0,2
0.586
1.2DL + LL + WL-Y
0
-1623.86
-46.68
-7.95
Pu/ϕPn > 0,2
0.716
1.2DL + LL + WL-Y
2.75
-1619.49
-10.59
7.76
Pu/ϕPn > 0,2
0.588
Load Case/Combo
Keterangan
Stress
Ratio
Pu/ϕPn < 0,2
0.114
Pu/ϕPn < 0,2
0.092
Pu/ϕPn < 0,2
0.13
123
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.8 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 350 x 350 x 12 x 19 (lanjutan)
Station
P
M2
M3
m
kN
kN-m
kN-m
Load Case/Combo
1.2DL + LL + WL-Y
Keterangan
Stress
Ratio
5.5
-1615.13
32.03
22.42
Pu/ϕPn > 0,2
0.686
1.3DL + LL + ρRS-X Max
0
-1619.04
52.93
46.22
Pu/ϕPn > 0,2
0.802
1.3DL + LL + ρRS-X Max
2.75
-1614.31
18.21
31.50
Pu/ϕPn > 0,2
0.653
1.3DL + LL + ρRS-X Max
5.5
-1609.58
51.45
33.77
Pu/ϕPn > 0,2
0.772
1.3DL + LL + ρRS-X Min
0
-1714.12
-76.24
-59.79
Pu/ϕPn > 0,2
0.938
1.3DL + LL + ρRS-X Min
2.75
-1709.39
-17.31
-15.43
Pu/ϕPn > 0,2
0.654
1.3DL + LL + ρRS-X Min
5.5
-1704.66
-27.92
10.61
Pu/ϕPn > 0,2
0.681
1.3DL + LL + ρRS-Y Max
0
-1571.08
24.83
115.76
Pu/ϕPn > 0,2
0.806
1.3DL + LL + ρRS-Y Max
2.75
-1566.35
9.90
61.17
Pu/ϕPn > 0,2
0.659
1.3DL + LL + ρRS-Y Max
5.5
-1561.62
26.86
44.41
Pu/ϕPn > 0,2
0.688
1.3DL + LL + ρRS-Y Min
0
-1779.29
-35.06
-108.47
Pu/ϕPn > 0,2
0.899
1.3DL + LL + ρRS-Y Min
2.75
-1774.56
-6.09
-37.14
Pu/ϕPn > 0,2
0.673
1.3DL + LL + ρRS-Y Min
5.5
-1769.83
-10.52
-4.92
Pu/ϕPn > 0,2
0.632
0.9DL + WL-X
0
-381.66
0.33
66.60
Pu/ϕPn < 0,2
0.193
0.9DL + WL-X
2.75
-378.39
1.10
32.30
Pu/ϕPn < 0,2
0.13
0.9DL + WL-X
5.5
-375.11
1.61
-8.29
Pu/ϕPn < 0,2
0.085
0.9DL + WLY
0
-318.59
-44.79
-1.46
Pu/ϕPn < 0,2
0.233
0.9DL + WLY
2.75
-315.32
-12.05
4.02
Pu/ϕPn < 0,2
0.108
0.9DL + WLY
5.5
-312.04
27.81
9.01
Pu/ϕPn < 0,2
0.179
0.8DL + ρRS-X Max
0
-239.60
60.89
50.31
Pu/ϕPn < 0,2
0.377
0.8DL + ρRS-X Max
2.75
-236.69
17.94
25.88
Pu/ϕPn < 0,2
0.16
0.8DL + ρRS-X Max
5.5
-233.78
43.59
19.01
Pu/ϕPn < 0,2
0.248
0.8DL + ρRS-X Min
0
-334.68
-68.28
-55.70
Pu/ϕPn < 0,2
0.432
0.8DL + ρRS-X Min
2.75
-331.77
-17.57
-21.05
Pu/ϕPn < 0,2
0.165
0.8DL + ρRS-X Min
5.5
-328.86
-35.78
-4.15
Pu/ϕPn < 0,2
0.204
0.8DL + ρRS-Y Max
0
-185.20
28.30
112.28
Pu/ϕPn < 0,2
0.359
0.8DL + ρRS-Y Max
2.75
-182.29
8.60
52.59
Pu/ϕPn < 0,2
0.166
0.8DL + ρRS-Y Max
5.5
-179.38
21.41
31.32
Pu/ϕPn < 0,2
0.175
0.8DL + ρRS-Y Min
0
-393.41
-31.59
-111.96
Pu/ϕPn < 0,2
0.406
0.8DL + ρRS-Y Min
2.75
-390.50
-7.39
-45.72
Pu/ϕPn < 0,2
0.182
0.8DL + ρRS-Y Min
5.5
-387.59
-15.96
-18.01
Pu/ϕPn < 0,2
0.162
Stress ratio maximum adalah 0,938 < 1 OK
124
Universitas Sumatera Utara
d. Kapasitas kolom terhadap geser
Tabel 4.9 Resume gaya geser Kolom 350 x 350 x 12 x 19
-
V2, kN
V3, kN
Vmax
18.049
9.887
Vmin
-22.158
-15.602
Kontrol terhadap geser sumbu x
ϕVn
= 0,9 . 0,6 . Aw . fy
= 0,9 . 0,6 . 3744 . 240
= 485,22 KN > 22,158
-
OK
Kontrol terhadap geser sumbu y
ϕVn
= 0,9 . 0,6 . Af . fy
= 0,9 . 0,6 . 12844 . 240
= 1664,5 KN > 15,6
OK
4.2.4.2. Kolom 300 x 300 x 10 x 15 , ( A = 119,8 cm2 )
Ix
= 20400 cm4
Zx
= 1464,7 cm3
Iy
= 6750 cm4
Zy
= 681,7 cm3
Sx
= 1360 cm3
Lp
= 3,81 m
Sy
= 450 cm3
Lr
= 13,76 m
rx
= 13,1 cm
Mp
= 351,5 KN m
ry
= 7,51 cm
Mr
= 231,2 KN m
Panjang tidak terkekang laterar
=3m
Elastisitas bahan
= 200000 MPa
Tegangan leleh bahan
= 240 MPa
125
Universitas Sumatera Utara
a. Kapasitas kolom terhadap tekan
λ
=
.
<
4,71
=
.
<
4,71
<
137,97
.
= 1237,97 MPa
,
= 39,947
=
fe
,
,
,
=
,
<
2,25
<
2,25
<
2,25
Sehingga tegangan keritis adalah :
fcr
= ,
= ,
. fy
,
. 240
= 221,295 MPa
ϕPn
= 0,9 . fcr . A
= 0,9 . 221,295 . 11980
= 2386,003 KN
b. Kapasitas kolom terhadap momen sumbu x
L
=3m
Lp
= 3,81 m
126
Universitas Sumatera Utara
didapat Lp > L, sehingga momen ultimate adalah
Mn
= Mp
= 351,52 KN m
ϕ Mn
= 0,9 . 351,52
= 319,376 KN m
c. Kapasitas kolom terhadap momen sumbu y
ϕ Mn
= 0,9 . Zy . fy
= 0,9 . 681,7 . 240
= 147,247 KN m
Tabel 4.10 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 300 x 300 x 10 x 15
Station
P
M2
M3
m
kN
kN-m
kN-m
1.4DL
0
-122.54
-8.84
1.4DL
2.75
-120.82
1.4DL
5.5
1.2DL + 1.6LL
Keterangan
Stress
Ratio
-3.06
Pu/ϕPn < 0,2
0.096
-1.41
0.72
Pu/ϕPn < 0,2
0.038
-119.10
6.05
4.49
Pu/ϕPn < 0,2
0.081
0
-536.58
-65.40
-16.83
Pu/ϕPn > 0,2
0.667
1.2DL + 1.6LL
2.75
-535.10
-11.87
5.15
Pu/ϕPn > 0,2
0.311
1.2DL + 1.6LL
5.5
-533.62
42.28
27.05
Pu/ϕPn > 0,2
0.555
1.2DL + 1.6LL + 0.5WL-X
0
-537.89
-65.36
-11.39
Pu/ϕPn > 0,2
0.652
1.2DL + 1.6LL + 0.5WL-X
2.75
-536.41
-11.83
4.64
Pu/ϕPn > 0,2
0.31
1.2DL + 1.6LL + 0.5WL-X
5.5
-534.94
42.31
20.60
Pu/ϕPn > 0,2
0.538
1.2DL + 1.6LL + 0.5WL-Y
0
-548.67
-71.38
-17.17
Pu/ϕPn > 0,2
0.71
1.2DL + 1.6LL + 0.5WL-Y
2.75
-547.19
-11.76
5.04
Pu/ϕPn > 0,2
0.315
1.2DL + 1.6LL + 0.5WL-Y
5.5
-545.72
47.62
27.15
Pu/ϕPn > 0,2
0.593
1.2DL + LL + WL-X
0
-375.83
-42.62
-0.46
Pu/ϕPn < 0,2
0.37
1.2DL + LL + WL-X
2.75
-374.35
-7.86
2.46
Pu/ϕPn < 0,2
0.14
1.2DL + LL + WL-X
5.5
-372.87
27.30
5.34
Pu/ϕPn < 0,2
0.281
1.2DL + LL + WL-Y
0
-401.60
-57.53
-12.48
Pu/ϕPn < 0,2
0.515
1.2DL + LL + WL-Y
2.75
-400.12
-7.52
3.19
Pu/ϕPn < 0,2
0.145
1.2DL + LL + WL-Y
5.5
-398.64
41.14
18.81
Pu/ϕPn < 0,2
0.423
1.3DL + LL + ρRS-X Max
0
-348.64
-22.78
2.58
Pu/ϕPn < 0,2
0.236
1.3DL + LL + ρRS-X Max
2.75
-347.04
-4.48
6.34
Pu/ϕPn < 0,2
0.124
1.3DL + LL + ρRS-X Max
5.5
-345.44
49.20
32.24
Pu/ϕPn < 0,2
0.509
Load Case/Combo
127
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.10 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 300 x 300 x 10 x 15
(lanjutan)
Station
P
M2
M3
m
kN
kN-m
kN-m
1.3DL + LL + ρRS-X Min
0
-420.10
-66.68
1.3DL + LL + ρRS-X Min
2.75
-418.50
1.3DL + LL + ρRS-X Min
5.5
1.3DL + LL + ρRS-Y Max
Keterangan
Stress
Ratio
-24.96
Pu/ϕPn < 0,2
0.62
-11.39
0.41
Pu/ϕPn < 0,2
0.167
-416.90
9.30
3.53
Pu/ϕPn < 0,2
0.162
0
-360.78
-32.69
17.85
Pu/ϕPn < 0,2
0.355
1.3DL + LL + ρRS-Y Max
2.75
-359.17
-6.44
8.06
Pu/ϕPn < 0,2
0.145
1.3DL + LL + ρRS-Y Max
5.5
-357.57
38.29
46.37
Pu/ϕPn < 0,2
0.482
1.3DL + LL + ρRS-Y Min
0
-406.73
-54.70
-37.09
Pu/ϕPn < 0,2
0.574
1.3DL + LL + ρRS-Y Min
2.75
-405.13
-9.55
-1.83
Pu/ϕPn < 0,2
0.156
1.3DL + LL + ρRS-Y Min
5.5
-403.53
17.91
-14.78
Pu/ϕPn < 0,2
0.253
0.9DL + WL-X
0
-80.94
-5.37
8.95
Pu/ϕPn < 0,2
0.082
0.9DL + WL-X
2.75
-79.83
-0.84
-0.55
Pu/ϕPn < 0,2
0.025
0.9DL + WL-X
5.5
-78.72
3.71
-10.02
Pu/ϕPn < 0,2
0.074
0.9DL + WLY
0
-106.71
-20.28
-3.07
Pu/ϕPn < 0,2
0.17
0.9DL + WLY
2.75
-105.60
-0.50
0.19
Pu/ϕPn < 0,2
0.027
0.9DL + WLY
5.5
-104.49
17.55
3.46
Pu/ϕPn < 0,2
0.153
0.8DL + ρRS-X Max
0
-34.68
16.74
12.16
Pu/ϕPn < 0,2
0.16
0.8DL + ρRS-X Max
2.75
-33.70
2.66
3.36
Pu/ϕPn < 0,2
0.036
0.8DL + ρRS-X Max
5.5
-32.71
23.56
16.74
Pu/ϕPn < 0,2
0.22
0.8DL + ρRS-X Min
0
-106.14
-27.16
-15.39
Pu/ϕPn < 0,2
0.256
0.8DL + ρRS-X Min
2.75
-105.16
-4.26
-2.58
Pu/ϕPn < 0,2
0.06
0.8DL + ρRS-X Min
5.5
-104.17
-16.33
-11.97
Pu/ϕPn < 0,2
0.171
0.8DL + ρRS-Y Max
0
-47.09
6.06
26.25
Pu/ϕPn < 0,2
0.135
0.8DL + ρRS-Y Max
2.75
-46.10
0.75
5.29
Pu/ϕPn < 0,2
0.032
0.8DL + ρRS-Y Max
5.5
-45.12
13.54
32.50
Pu/ϕPn < 0,2
0.205
0.8DL + ρRS-Y Min
0
-93.04
-15.95
-28.69
Pu/ϕPn < 0,2
0.219
0.8DL + ρRS-Y Min
2.75
-92.06
-2.36
-4.59
Pu/ϕPn < 0,2
0.05
0.8DL + ρRS-Y Min
5.5
-91.07
-6.84
-28.66
Pu/ϕPn < 0,2
0.157
Load Case/Combo
Stress ratio maximum adalah 0,710 < 1 OK
128
Universitas Sumatera Utara
d. Kapasitas kolom terhadap geser
Tabel 4.11 Resume gaya geser Kolom 300 x 300 x 10 x 15
-
V2, kN
V3, kN
Vmax
18.748
9.962
Vmin
-29.322
-43.951
Kontrol terhadap geser sumbu x
ϕVn
= 0,9 . 0,6 . Aw . fy
= 0,9 . 0,6 . 2700 . 240
= 349,92 KN > 29.322 KN (OK)
-
Kontrol terhadap geser sumbu y
ϕVn
= 0,9 . 0,6 . Af . fy
= 0,9 . 0,6 . 8700 . 240
= 1127,52 KN > 43.951 KN (OK)
4.2.4.3. Kolom 200 x 200 x 8 x 12 , ( A = 63,53 cm2 )
Ix
= 4720 cm4
Zx
= 513,1 cm3
Iy
= 1600 cm4
Zy
= 242,8 cm3
Sx
= 472 cm3
Lp
= 2,55 m
Sy
= 160 cm3
Lr
= 10,72 m
rx
= 8,62 cm
Mp
= 123,1 KN m
ry
= 5,02 cm
Mr
= 80,2 KN m
Panjang tidak terkekang laterar
= 5.8 m
Elastisitas bahan
= 200000 MPa
Tegangan leleh bahan
= 240 MPa
129
Universitas Sumatera Utara
a.
Kapasitas kolom terhadap tekan
λ
=
.
<
4,71
=
.
<
4,71
<
137,97
.
= 147.99 MPa
,
= 115.538
=
fe
.
.
,
=
,
<
2,25
<
2,25
<
2,25
Sehingga tegangan keritis adalah :
fcr
= ,
= ,
. fy
,
. 240
= 121.737 MPa
ϕPn
= 0,9 . fcr . A
= 0,9 . 121.737. 6353
= 696.056 KN
b. Kapasitas kolom terhadap momen sumbu x
L
= 5,8 m
Lp
= 2,55 m
130
Universitas Sumatera Utara
Lr
= 10,72 m
didapat Lp < L < Lr, sehingga momen ultimate adalah
Mn
= Cb [Mp – ( Mp- Mr) .
]
= 1 . [123,144 - (123,144 – 80,24) .
= 106.077 KN m
ϕ Mn
, ,
,
,
]
= 0,9 . 106.077
= 95.47 KN m
c. Kapasitas kolom terhadap momen sumbu y
ϕ Mn
= 0,9 . Zy . fy
= 0,9 . 242.8 . 240
= 52.4448 KN m
Tabel 4.12 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 200 x 200 x 8 x 12
Station
P
M2
M3
m
kN
kN-m
kN-m
1.4DL
0
-21.95
-0.43
-0.37
1.4DL
2.75
-20.06
0.04
0.01
Pu/ϕPn < 0,2
0.016
1.4DL
5.5
-18.18
0.49
0.38
Pu/ϕPn < 0,2
0.027
1.2DL + 1.6LL
0
-45.66
-1.41
-0.70
Pu/ϕPn < 0,2
0.068
1.2DL + 1.6LL
2.75
-44.05
0.07
0.18
Pu/ϕPn < 0,2
0.035
1.2DL + 1.6LL
5.5
-42.43
1.52
1.07
Pu/ϕPn < 0,2
0.071
1.2DL + 1.6LL + 0.5WL-X
0
-31.07
-1.38
4.83
Pu/ϕPn < 0,2
0.100
1.2DL + 1.6LL + 0.5WL-X
2.75
-29.45
0.08
0.53
Pu/ϕPn < 0,2
0.029
1.2DL + 1.6LL + 0.5WL-X
5.5
-27.84
1.50
-3.78
Pu/ϕPn < 0,2
0.089
1.2DL + 1.6LL + 0.5WL-Y
0
-46.77
-3.84
-0.90
Pu/ϕPn < 0,2
0.117
1.2DL + 1.6LL + 0.5WL-Y
2.75
-45.16
-0.11
0.19
Pu/ϕPn < 0,2
0.037
1.2DL + 1.6LL + 0.5WL-Y
5.5
-43.54
3.64
1.27
Pu/ϕPn < 0,2
0.115
1.2DL + LL + WL-X
0
-6.22
0.05
10.55
Pu/ϕPn < 0,2
0.116
1.2DL + LL + WL-X
2.75
-4.61
0.14
0.81
Pu/ϕPn < 0,2
0.015
1.2DL + LL + WL-X
5.5
-2.99
0.21
-8.95
Pu/ϕPn < 0,2
0.1
1.2DL + LL + WL-Y
0
-38.16
-7.63
-1.00
Pu/ϕPn < 0,2
0.184
Load Case/Combo
Keterangan
Stress
Ratio
Pu/ϕPn < 0,2
0.028
131
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.12 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 200 x 200 x 8 x 12
(lanjutan)
Station
P
M2
M3
m
kN
kN-m
kN-m
1.2DL + LL + WL-Y
2.75
-36.55
-0.41
1.2DL + LL + WL-Y
5.5
-34.93
6.86
1.3DL + LL + ρRS-X Max
0
-19.73
1.3DL + LL + ρRS-X Max
2.75
1.3DL + LL + ρRS-X Max
Keterangan
Stress
Ratio
0.14
Pu/ϕPn < 0,2
0.036
1.26
Pu/ϕPn < 0,2
0.17
9.39
5.90
Pu/ϕPn < 0,2
0.255
-17.98
0.79
0.54
Pu/ϕPn < 0,2
0.034
5.5
-16.23
10.78
5.67
Pu/ϕPn < 0,2
0.277
1.3DL + LL + ρRS-X Min
0
-52.25
-12.17
-6.12
Pu/ϕPn < 0,2
0.334
1.3DL + LL + ρRS-X Min
2.75
-50.50
-0.72
-0.25
Pu/ϕPn < 0,2
0.053
1.3DL + LL + ρRS-X Min
5.5
-48.75
-7.91
-4.86
Pu/ϕPn < 0,2
0.237
1.3DL + LL + ρRS-Y Max
0
3.40
4.25
14.91
Pu/ϕPn < 0,2
0.24
1.3DL + LL + ρRS-Y Max
2.75
5.14
0.43
1.10
Pu/ϕPn < 0,2
0.024
1.3DL + LL + ρRS-Y Max
5.5
6.89
4.62
11.52
Pu/ϕPn < 0,2
0.214
1.3DL + LL + ρRS-Y Min
0
-69.18
-5.05
-12.81
Pu/ϕPn < 0,2
0.281
1.3DL + LL + ρRS-Y Min
2.75
-67.43
-0.23
-0.68
Pu/ϕPn < 0,2
0.06
1.3DL + LL + ρRS-Y Min
5.5
-65.69
-3.43
-12.73
Pu/ϕPn < 0,2
0.246
0.9DL + WL-X
0
15.11
0.08
10.85
Pu/ϕPn < 0,2
0.126
0.9DL + WL-X
2.75
16.32
0.06
0.70
Pu/ϕPn < 0,2
0.021
0.9DL + WL-X
5.5
17.53
0.04
-9.47
Pu/ϕPn < 0,2
0.113
0.9DL + WLY
0
-16.82
-7.61
-0.69
Pu/ϕPn < 0,2
0.165
0.9DL + WLY
2.75
-15.61
-0.49
0.03
Pu/ϕPn < 0,2
0.021
0.9DL + WLY
5.5
-14.40
6.68
0.75
Pu/ϕPn < 0,2
0.146
0.8DL + ρRS-X Max
0
4.12
10.35
5.96
Pu/ϕPn < 0,2
0.263
0.8DL + ρRS-X Max
2.75
5.19
0.77
0.41
Pu/ϕPn < 0,2
0.023
0.8DL + ρRS-X Max
5.5
6.27
9.78
5.34
Pu/ϕPn < 0,2
0.247
0.8DL + ρRS-X Min
0
-28.40
-11.20
-6.06
Pu/ϕPn < 0,2
0.298
0.8DL + ρRS-X Min
2.75
-27.33
-0.74
-0.38
Pu/ϕPn < 0,2
0.038
0.8DL + ρRS-X Min
5.5
-26.25
-8.91
-5.19
Pu/ϕPn < 0,2
0.244
0.8DL + ρRS-Y Max
0
25.16
4.53
14.21
Pu/ϕPn < 0,2
0.254
0.8DL + ρRS-Y Max
2.75
26.24
0.36
0.93
Pu/ϕPn < 0,2
0.036
0.8DL + ρRS-Y Max
5.5
27.31
4.20
11.86
Pu/ϕPn < 0,2
0.224
0.8DL + ρRS-Y Min
0
-47.42
-4.77
-13.50
Pu/ϕPn < 0,2
0.267
0.8DL + ρRS-Y Min
2.75
-46.34
-0.30
-0.85
Pu/ϕPn < 0,2
0.048
0.8DL + ρRS-Y Min
5.5
-45.27
-3.85
-12.39
Pu/ϕPn < 0,2
0.236
Load Case/Combo
Stress ratio maximum adalah 0.334 < 1 (OK)
132
Universitas Sumatera Utara
e. Kapasitas kolom terhadap geser
Tabel 4.13 Resume gaya geser Kolom 200 x 200 x 8 x 12
-
Vmax
V2, kN
4.961
V3, kN
3.345
Vmin
‐4.5461
‐4.0182
Kontrol terhadap geser sumbu x
ϕVn
= 0,9 . 0,6 . Aw . fy
= 0,9 . 0,6 . 1408 . 240
= 182,47 KN > 4,961
-
OK
Kontrol terhadap geser sumbu y
ϕVn
= 0,9 . 0,6 . Af . fy
= 0,9 . 0,6 . 4512 . 240
= 584,755 KN > 4,0182
OK
4.2.4.4. Balok Komposit 300 x 150 x 6,5 x 9 , ( A = 46,78 cm2 )
Ix
= 7210 cm4
Zx
= 522 cm3
Iy
= 508 cm4
Zy
= 104,2 cm3
Sx
= 481 cm3
Lp
= 1,67 m
Sy
= 67,7 cm3
Lr
= 4,97 m
rx
= 12,4 cm
Mp
= 125,3 KN m
ry
= 3,29 cm
Mr
= 81,7 KN m
Panjang tidak terkekang laterar
=8m
Elastisitas bahan
= 200000 MPa
Tegangan leleh bahan
= 240 MPa
133
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.14 Resume Gaya luar envelope balok komposit 300 x 150 x 6,5 x 9
Load Case/Combo
ENVELOPE Max
ENVELOPE Max
ENVELOPE Max
ENVELOPE Max
ENVELOPE Max
ENVELOPE Max
ENVELOPE Max
ENVELOPE Max
ENVELOPE Max
ENVELOPE Max
ENVELOPE Max
ENVELOPE Max
ENVELOPE Max
ENVELOPE Max
ENVELOPE Max
ENVELOPE Max
ENVELOPE Max
ENVELOPE Min
ENVELOPE Min
ENVELOPE Min
ENVELOPE Min
ENVELOPE Min
ENVELOPE Min
ENVELOPE Min
ENVELOPE Min
ENVELOPE Min
ENVELOPE Min
ENVELOPE Min
ENVELOPE Min
ENVELOPE Min
ENVELOPE Min
ENVELOPE Min
ENVELOPE Min
ENVELOPE Min
Station
m
0.175
0.671
1.166
1.662
2.158
2.653
3.149
3.617
4.084
4.552
5.019
5.487
5.955
6.422
6.890
7.357
7.825
0.175
0.671
1.166
1.662
2.158
2.653
3.149
3.617
4.084
4.552
5.019
5.487
5.955
6.422
6.890
7.357
7.825
P
kN
0.030
0.020
0.009
0.000
0.000
0.000
0.000
0.003
0.003
0.002
0.001
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
‐0.002
‐0.013
‐0.023
‐0.034
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
‐0.001
‐0.002
‐0.002
‐0.003
‐0.004
V2
kN
4.867
5.715
6.564
7.412
8.260
9.109
9.957
17.149
17.368
17.587
17.806
18.025
18.244
18.463
18.681
18.900
19.119
‐28.736
‐26.180
‐23.624
‐21.067
‐18.511
‐15.955
‐13.398
‐9.354
‐9.219
‐9.084
‐8.950
‐8.815
‐8.680
‐8.546
‐8.411
‐8.276
‐8.142
V3
kN
0.030
0.020
0.009
0.000
0.000
0.000
0.000
0.003
0.003
0.002
0.001
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
‐0.002
‐0.013
‐0.023
‐0.034
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
‐0.001
‐0.002
‐0.002
‐0.003
‐0.004
T
kN‐m
‐0.009
‐0.009
‐0.009
‐0.009
‐0.009
‐0.009
‐0.009
0.059
0.059
0.059
0.059
0.059
0.059
0.059
0.059
0.059
0.059
‐0.084
‐0.084
‐0.084
‐0.084
‐0.084
‐0.084
‐0.084
0.007
0.007
0.007
0.007
0.007
0.007
0.007
0.007
0.007
0.007
M2
kN‐m
0.012
0.000
0.000
0.000
0.000
0.004
0.018
0.002
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.001
0.003
0.000
0.000
‐0.007
‐0.009
‐0.005
0.000
0.000
0.000
0.000
‐0.001
‐0.001
‐0.002
‐0.002
‐0.001
0.000
0.000
0.000
M3
kN‐m
35.372
32.749
30.189
30.289
29.122
26.687
22.986
15.061
10.950
13.087
15.177
17.921
22.012
26.039
30.003
33.905
37.743
‐56.467
‐42.857
‐30.998
‐23.486
‐16.393
‐9.722
‐3.471
0.930
1.369
‐4.717
‐10.866
‐17.834
‐26.313
‐34.895
‐43.579
‐52.366
‐61.255
Didapat M+max : 37,74 KN m dan M-max : 61,25 KN m
134
Universitas Sumatera Utara
a. Kontrol momen positif
- menentukan lebar efektif pelat beton ( digunakan Lrelativ )
1.
2.
be
<
be
<
be
<
be
<
be
<
bo
sehingga digunakan be = 1 meter
akibat adanya lubang pada floor deck, maka digunakan bekivalen
bekivalen =
,
=
= 810 mm
- Menentukan nilai n
Ebeton =
Ebaja
=
n
=
4700 √
=
4700
200000
=
= 23500
= 8,51
- Menentukan lebar transformasi penampang beton
=
Pelat Beton
Floor Deck
Profil WF
= 9,52 cm
,
∑
A ( cm2 )
114,24
18,67
46,78
179,69
y ( cm )
6
9,45
27
∑
A.y
685,44
176,46
1263,06
2124,96
135
Universitas Sumatera Utara
ẏ
=
∑ .
∑
=
,
,
= 118,25 mm
Titik berat berada di pelat beton
=
,
a
=
d1
= 0,5hprofil + tpelat = 150 + 120 = 270 mm
d2
= hprofil – ċ = 120 – 0,35 = 119,65
ϕMn
= 0,9 As fy ( d1- ӯ )
ϕMn
= 0,9 x [ 4678 x 240 x (270 – 29,84) +
ϕMn
= 242,66 + 11,76
ϕMn
= 254,42 KN m > Mu = 37,74 KN m ( OK )
,
,
= 59,68 mm
,
(119,65 – 29,84) ]
136
Universitas Sumatera Utara
b. Kontrol momen negatif
-
Menentukan sumbu netral penampang
Tsr
= Asr . fyr
= 6,67 . ( 50,3 ) . 400
= 134133,34 N
Tfd
= As . F u
= 814,85 . 550
= 448167,5 N
T
= Tsr + Tfd
= 134133,34 + 448167
= 582300,84 N
Cmax
= As . f y
= 4678 . 240
= 1122720 N
Cmax
METODE PENELITIAN
3.1 Persiapan
Tahap ini merupakan rangkaian kegiatan sebelum melakukan pengumpulan
dan pengolahan data. Tahap ini meliputi kegiatan-kegiatan sebagai berikut :
1. Menentukan judul Tugas Akhir
2. Pembuatan proposal Tugas Akhir
3. Studi pustaka terhadap materi sebagai garis besar.
3.2 Bagan Alir
MULAI
PENGUMPULAN DATA
STUDI LITERATUR
TAHAP DESAIN DATA :
Perhitungan beban mati
Perhitungan beban hidup
Perhitungan beban angin
Perhitungan beban gempa
PENGOLAHAN DATA :
A. Pradimensi dan kontrol struktur sekunder
B. Analisa struktur primer dengan bantuan etabs 2015
(efek P-∆ dan P-δ) dan kontrol manual
C. Disain sambungan balok kolom dan sambungan
balok balok
79
Universitas Sumatera Utara
HASIL DAN PEMBAHASAN :
Dimensi struktur sekunder
Dimensi struktur primer
Rencana Sambungan
KESIMPULAN DAN SARAN
SELESAI
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian
3.2.1 Mulai
3.2.2 Pengumpulan Data
Pengumpulan data data yang di gunakan dalam perencanaan struktur baja
seperti profil yang di gunakan, kuat tarik baja yang tersedia, dan kuat tekan beton
rencana
3.2.3 Studi Literatur
Studi literatur bermula dari pengumpulan teori-teori yang berhubungan
dengan disain baja dan system rangka baja pemikul momen khusus. Selain itu,
dikumpulkan juga data-data yang berhubungan dengan tugas akhir ini, seperti data
pembebanan gedung yang diambil dari peraturan pembebanan untuk gedung 1983
80
Universitas Sumatera Utara
dan rumus-rumus yang akan digunakan dalam perhitungan berdasarkan metode
Load and Resistance Factor Design (LRFD).
3.2.4 Tahap Desain Data
Pada tahap desain data, hal pertama yang dikerjakan adalah menghitung
pembebanan pada struktur sekunder. Perhitungan pembebanan berdasarkan
PPURG 1983. Beban-beban yang bekerja hanya beban mati dan beban hidup.
Struktur sekunder meliputi pelar metal deck, pelat baja, gording dan tangga
Setelah perhitungan pembebanan selesai, tahap selanjutnya adalah
melakukan pradimensi ketebalan pada pelat dan pradimensi profil pada gording dan
tangga . Kemudian, hasil pradimensi akan dikontrol, apakah dimensi yang di
asumsikan sudah memenuhi syarat atau belum sesuai dengan besarnya gaya-gaya
dalam yang bekerja pada masing masing struktur sekunder tersebut . Jika sudah
memenuhi syarat, maka reaksi dari masing masing struktur sekunder tersebut akan
di jadikan beban pada struktur primer. Struktur primer yang sudah di pradimensi
akan di analisa dengan menggunakan kombinasi kombinasi beban mati beban hidup
dan beban gempa dengan bantuan software etabs 2015. Selanjutkan output dari
etabs berupa momen lentur, gaya lintang dan gaya normal pada masing masing
balok dan kolom akan di kontrol secara manual dengan metode LRFD yang
mengacu kepada SNI 1729 2015
81
Universitas Sumatera Utara
3.2.5 Pengolahan Data
3.2.5.a Analisa Struktur Manual Dengan Metode LRFD
Pada tahap analisa struktur manual dengan metode LRFD, bagian yang akan
dianalisa adalah mengontrol momen lentur dan gaya geser yang terjadi pada balok
komposit; Pada kolom di kontrol kombinasi gaya tekan dan lentur dua arah, serta
gaya geser. Lalu selanjutnya adalah melakukan kontrol terhadap pradimensi apakah
sudah memenuhi syarat atau belum.
3.2.5.b Analisa sambungan balok kolom
Analisa sambungan dilakukan untuk mendapatkan jumlah baut , tebal pelat
penyambung, tebal las pada Balok dan kolom. analisa sambungan pemikul momen
menggunakan momen plastis penampang sebagai momen ultimit, sehingga
kekuatan sambungan sama dengan atau lebih besar dari kekuatan profil, sedangkan
pada sambungan sendi digunakan gaya geser ultimate sebagai gaya geser rencana.
3.2.6 Hasil dan Pembahasan
Dimensi struktur sekunder dan dimensi struktur primer yang memenuhi
syarat keamanan dan kenyamanan. Rekapitulasi stress ratio pada balok komposit
dan kolom yang ada di struktur primer. Stress ratio sendiri adalah perbandingan
gaya terfaktor dibagi dengan gaya terkoreksi yang artinya jika stress ratio lebih
besar dari satu (1) maka struktur dinyatakan tidak memenuhi syarat keamanan .
3.2.7 Kesimpulan dan Saran
3.2.8 Selesai
82
Universitas Sumatera Utara
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Disain Struktur Sekunder
4.1.1. Pelat Floor deck
Gambar 4.1. Tributari area elevasi +5,80 m
A. Beban Beban yang Bekerja
1. Beban mati (dead load)
Berat sendiri pelat : 0,12 x 1 x 2400
= 288 kg/m
Berat spesi
: 0,02 x 1 x 2100
= 42
kg/m
Berat keramik
: 0,01 x 1 x 2400
= 24
kg/m +
qdl
= 354 kg/m
2. Beban hidup (life load)
Berdasarkan PPPURG 1987 beban hidup untuk lantai pabrik : 400 kg/m2
83
Universitas Sumatera Utara
3. Beban ultimate
qu
= 1,4 qdl
= 1,4 x 354
= 495,6 kg/m
qu
= 1,2 qdl + 1,6 qll
= 1,2 x 354 + 1,6 x 400
= 1064,8 kg/m
sehingga digunakan qu = 1064,8 kg/m
B. Dimensi Floor Deck
Berdasarkan SNI – 03 – 2847 – 2002 pasal 10.3 didapat momen positif
maximum untuk pelat satu arah adalah :
Gambar 4.2. Distribusi momen untuk pelat satu arah
=
=
,
= 304,22 kg m
Dicoba smartdeck BMT 0,7 mm
Gambar 4.3. Diagram tegangan momen kopel (positif) floor deck
d = h – c = 120 – 25,5 = 94,5 mm
84
Universitas Sumatera Utara
a
=
=
,
,
.
ϕMn = 0.8 As fy ( d- )
= 23,9867 mm
ϕMn = 0.8 x 926,76 x 550 ( 94,5 -
,
)
ϕMn = 3364,4 kg m > Mu = 304,22 kg m ( OK )
C. Dimensi Wiremesh
Berdasarkan SNI – 03 – 2847 – 2002 pasal 10.3 didapat momen negatif
maximum untuk pelat satu arah adalah :
=
,
=
= 425,92 kg m
Dicoba wiremesh M-8 ( AST = 334,93 mm2 )
Gambar 4.4. Diagram tegangan momen kopel (negatif) floor deck
d
= h - selimut – 0.5 ϕ = 120 – 20 – 0.5 x 8 = 96
a
=
ϕMn
,
=
,
,
= 10,83 mm
= 0.8 As fy ( d- )
,
ϕMn
= 0.8 x 334,93 x 400 ( 96 -
ϕMn
= 970,955 kg m > Mu = 425,92 kg m ( OK )
)
85
Universitas Sumatera Utara
4.1.2. Balok Anak Pelat Floor Deck
A. Beban Beban yang Bekerja
1. Beban mati (dead load)
Berat floof deck
= 2 x 354
= 708 kg/m
Berat WF 300 x 150 x 5,5 x 8
= 32
= 32
qdl
kg/m +
= 740 kg/m
2. Beban hidup (life load)
Beban hidup pelat
= 2 x 400
= 800 kg/m
qll
= 800 kg/m
3. Beban ultimate
qu
= 1,4 qdl
= 1,4 x 740
= 1036 kg/m
qu
= 1,2 qdl + 1,6 qll
= 1,2 x 740 + 1,6 x 800
= 2168 kg/m
sehingga digunakan qu = 2168 kg/m
B. Momen ultimate
MMAX
=
qu l2
MMAX
=
2168 x 82
MMAX
= 17344 kg m
C. Kontrol momen
- menentukan lebar efektif pelat beton
1.
be
<
86
Universitas Sumatera Utara
2.
be
<
be
<
be
<
be
<
bo
sehingga digunakan be = 1 meter
akibat adanya lubang pada floor deck, maka digunakan bekivalen
bekivalen =
,
=
= 810 mm
- Menentukan nilai n
Ebeton
=
Ebaja =
200000
n
4700
=
=
=
4700 √
= 23500
= 8,51
- Menentukan lebar transformasi penampang beton
=
Pelat Beton
Floor Deck
Profil WF
= 9,51 cm
,
∑
A ( cm2 )
114,12
18,67
37,66
170,45
y ( cm )
6
9,45
24,5
∑
A.y
684,72
176,43
922,67
1783,82
87
Universitas Sumatera Utara
ẏ
=
∑ .
∑
=
,
,
= 10,46 cm
Titik berat berada di pelat beton
a
=
,
=
,
,
= 49,38 mm
d1 = 0,5hprofil + tpelat = 125 + 120 = 245 mm
d2 = hprofil – ċ = 120 – 17,13 = 102,87
ϕMn = 0,9 As fy ( d1- )
ϕMn = 0,9 x [ 3766 x 240 x ( 245 -
,
) +
ϕMn = 17921,24 + 1023,96
,
( 102,87 -
,
) ]
ϕMn = 189452 kg m > Mu = 17344 kg m ( OK )
88
Universitas Sumatera Utara
D. Dimensi Penghubung Geser (Shear Conector)
Gaya horizontal akibat aksi komposit penuh
Vh = 0,85. a . b .
= 0,85 x 49,38 x 1000 x 25 = 1049325 N
Digunakan Stud connector ⅝” , luas satu buah stud connector adalah :
Asc =
d2 =
15,8752 =198,01 mm2
Kuat geser satu buah shear connector
Qn = 0,5 Asc
< Rg Rp Asc fu
Qn = 0,5 x 198,01 x √
< 0,85 x 0,75 x 198,01 x 550
Qn = 75886,76 N < 69427
Jumlah shear connector yang di butuhkan
N
=
=
= 15,1 ~ 16 buah untuk setengah bentang
Total kebutuhan shear connector adalah 32 buah untuk semua bentang. Jika
dipasang dua buah shear connector pada setiap penampang melintang, maka
jarak shear connector adalah :
S
=
= 500 mm
Smin = 6d = 6 x 15,875 = 95,25 mm
Smax = 8t = 8 x 120 = 960 mm
Strans= 4d = 4 x 15,875 = 63,5 mm
Sehingga digunakan shear connector 2 x (⅝” x 6,5 cm) dengan jarak 20 cm
89
Universitas Sumatera Utara
E. Kontrol Geser
Menghitung gaya geser ultimate
Vu = qu l = x 2168 x 8 = 8672 kg
Menghitung gaya geser nominal
ϕVn = 0,9 (0,6 fy) h tw
ϕVn = 0,9 x 0,6 x 240 x 264 x 5,5
ϕVn = 20243 kg > Vu = 8672 kg (OK)
90
Universitas Sumatera Utara
4.1.3. Pelat Chekered
Gambar 4.5. Tributari area elevasi +10,70 m
A. Beban Beban yang Bekerja
1. Beban mati (dead load)
Berat pelat 4,5 mm
= 0,0045 x 1 x 7850
= 35,325
kg/m
2. Beban hidup (life load)
Berdasarkan PPPURG 1987 beban hidup untuk lantai pabrik : 400 kg/m2
3. Beban ultimate
qu = 1,4 qdl
= 1,4 x 35,325
= 49,455 kg/m
qu = 1,2 qdl + 1,6 qll
= 1,2 x 35,325 + 1,6 x 400
= 682,39 kg/m
91
Universitas Sumatera Utara
sehingga digunakan qu = 682,39 kg/m
B. Momen Maximum
Berdasarkan SNI – 03 – 2847 – 2002 pasal 10.3 didapat momen maximum
untuk pelat satu arah adalah :
Gambar 4.6. Distribusi momen untuk pelat satu arah
=
=
,
.
= 25.57 kg m
C. Momen Nominal
ϕMn = 0,9 zx fy
= 0,9 x ( b d2 ) x fy
= 0,9 x ( 1000 x 4,52 ) x 240
= 109,35 kg m
> Mu = 25,57 kg m
OK
92
Universitas Sumatera Utara
4.1.4. Siku Pengaku Pelat Lantai Chekred
A. Beban Beban yang Bekerja
1. Beban mati (dead load)
Berat pelat 4.5 mm = 0,0045 x 0,6 x 7850
= 21,195
kg/m
Berat L 70 x 70 x 6 = 6,38
= 6.38
kg/m
= 27,575
kg/m
+
2. Beban hidup (life load)
Beban hidup pelat = 0,6 x 400
= 240 kg/m
3. Beban ultimate
qu
= 1,4 qdl
= 1,4 x 27,575
= 35,805 kg/m
qu
= 1,2 qdl + 1,6 qll
= 1,2 x 27,575 + 1,6 x 240
= 414,69 kg/m
sehingga digunakan qu = 414,69 kg/m
B. Momen Maximum
=
=
,
,
= 74,65 kg m
C. Momen Nominal
My
= sx fy
= 7330 x 240
= 175,92 kg m
93
Universitas Sumatera Utara
Me
=
,
=
,
= 1352,4 kg m
Me
>
My
Mn
= [ 1,92 – 1,17
] Me < 1,5 My
= [ 1,92 – 1,17
,
] My < 1,5 My
,
= 1,498 My < 1,5 My
ϕMn
= 0,9 x 1,498 x My
= 0,9 x 1,498 x 175,92
= 237,17 kg m
> Mu = 74,65 kg m
OK
C. Geser Nominal
1 <
ϕVn
< 1,1
< 1,1
,
34,785 ~> cv = 1
= 0,9 . 0,6 . Aw . fy . cv
= 0,9 x 0,6 x 70 x 7 x 240 x 1
= 6350,4 kg > Vu = (0,5 x l x qu = 248,8 kg)
94
Universitas Sumatera Utara
4.1.5. Balok Anak Pelat Chekered
A. Beban Beban yang Bekerja
1. Beban mati (dead load)
Berat L 70 x 70 x 6 = 6,38 x 1,2 x 13
Berat ekivalen siku
=
=
= 99,528 kg
,
= 12,441 kg/m
Berat pelat 4.5 mm
= 0,0045 x 1,2 x 7850 = 42,390 kg/m
Berat WF 200 x 150 x 6 x 9
= 30,600
= 30,600 kg/m
Berat L 70 x 70 x 6
= 12,441
= 12,441 kg/m +
= 85,431
kg/m
2. Beban hidup (life load)
Beban hidup pelat = 1,2 x 400
= 480 kg/m
3. Beban ultimate
qu
= 1,4 qdl
= 1,4 x 85,431
= 119,60 kg/m
qu
= 1,2 qdl + 1,6 qll
= 1,2 x 76,131 + 1,6 x 480
= 870,52 kg/m
sehingga digunakan qu = 870,52 kg/m
B. Momen Maximum
=
=
,
= 6964,14 kg m
95
Universitas Sumatera Utara
C. Menentukan momen nominal
Lp =
L <
=
√
, = 183,57 cm
Lp
Mp = zx fy
= [(b.tf.(h-tf)) + 0,5.(h-2tf)2.tw)] fy
= [(150 x 9 x (200 – 9)) + 0,5.(200 – 2 x 9)2 x 6)] x 240
= 8573,32 kg m
ϕMn
= 0,9 Mp
= 0,9 x 8573,32
= 7715,99 kg m
> Mu = 6964,14 kg m
OK
96
Universitas Sumatera Utara
4.1.6. Gording
Gambar 4.7. Rencana atap elevasi +12,50 m dan +35,50 m
Jarak antara Gording
= 1,4 meter
Panjang gording
= 6 meter
Sudut kemiringan atap
= 10o
Berat atap (BMT 0,45)
= 6,57 kg/m2
Isolation rockwool
= 25 kg/m2
Profil gording
= CNP 150 x 50 x 20 x 3,2
= 7 kg/m
A. Beban Beban yang Bekerja
1. Beban mati (dead load)
Berat isolation rockwool
= 1,4 x 25
= 35
kg/m
Berat atap
= 1,4 x 6,57
= 9,2 kg/m
97
Universitas Sumatera Utara
Berat gording
= 7,0
= 7,0 kg/m +
qdl
= 51,2 kg/m
2. Beban hidup (life load)
Beban hidup di tengah gording
= 100 kg
3. Beban angin
Gambar 4.8. Kecepatan angin
Kecepatan angin maximum adalah 35 KNOT yaitu 64,82 km/jam ( 18 m/s )
P
=
=
= 20,26 kg/m2
Tekanan angin minimum di laut dan di tepi laut sampai sejauh 5 km dari pantai
diambil minimum 40 kg/m2. Sehingga digunakan tekanan angin : 40 kg/m2
Koefisien angin tekan
Koefisien angin hisap
= 0,02α - 0,4 = 0,02 (10) - 0,4 = - 0,2
= - 0,4
98
Universitas Sumatera Utara
qtekan
= -0,2 x 40 = 8 kg/m2
qhisap
= -0,4 x 70 = 16 kg/m2
B. Menghitung momen momen pada gording
1. akibat beban mati
Mx = qdl cosα
=
51,2 x cos10 x 62 = 226,899 kg m
My = qdl sinα
=
51,2 x sin10 x 22 = 4,45 kg m
2. akibat beban hidup
Mx = P cosα lx =
My = P sinα ly =
100 x cos10 x 6 = 147,721 kg m
100 x sin10 x 2 = 8,682 kg m
99
Universitas Sumatera Utara
3. akibat beban angin
Mtekan
= qwl
=
(-8) x cos10 x 62 = -35,45 kg m
Mhisap
= qwl
=
(-16) x sin10 x 62 = -70,9 kg m
No
1
2
3
4
5
6
Kombinasi Beban
1,4 DL
1,2 DL + 0.5La
1,2 DL + 1,6 La
1,2 DL + 1,3 W + 0,5La
1,2 DL + 1,6 La + 0,8 W
0,9 DL + 1,3 W
Sumbu x
317.6586
346.1393
508.6324
446.5911
480.2724
226.1938
Sumbu y
6.23
9.681
19.2312
-18.8234
-37.4888
-86.83
Sehingga didapat momen maximum adalah :
Mx = 508,632 kg m
My = 19,231 kg m
C. Menentukan momen nominal
Lp =
J
√
,
+h
]
=
= [ 2b
= 92 cm
= [ 2 x 50 x 3,23 + 150 x 3,23 ]
= 2730, 6667 mm
Cw =
=
,
[
= 750 x 106
[
]
,
,
,
,
]
100
Universitas Sumatera Utara
=
=
= 11512,931
2
=4
=4
]2
= 3,141 x 10-4
=
=
,
,
= 250,44 cm
,
Lp < L < Lr
Mp = zx fy
= [(b.tf.(h-tf)) + 0,5.(h-2tf)2.tw)] fy
= [(50 x 3,2 x (150 – 3,2)) + 0,5.(150 – 2 x 3,2)2 x 3,2)] x 240
= 959,63 kg m
Mr = Sx fr
= 37400 x (240 – 70)
= 635,8 kg m
101
Universitas Sumatera Utara
ϕMnx = 0,9 ( Mp – ( Mp- Mr)
)
= 0,9 ( 959,63 – (959,63 – 635,8)
= 669,84 kg m
,
, ,
,
>
Mu = 508,632 kg m
>
Mu = 19,231 kg m
,)
OK
ϕMny = 0,9 Sy fy
= 0,9 x 8200 x 240
= 177,12 kg m
OK
kontrol syarat momen lentur
+
,
+
,
< 1,0
,
0,867
< 1,0
,
< 1,0
OK
D. Lendutan
=
=
+
,
= 15,194 + 7,913
+
= 23,107 mm
=
=
+
,
= 0,331 + 0,516
+
= 0,846 mm
102
Universitas Sumatera Utara
δ
=
,
=
= 23,122 mm
δizin =
=
,
= 25 mm
> δ = 23,112 mm
OK
4.1.7. Sagrod (Batang Tarik)
Gambar 4.9. Rencana sagrod
Rencana digunakan sagrod Ø 10 mm
A. Beban yang bekerja
1. Beban mati
-
Gording luar
Berat atap
= 2 x 1,4 x 6,57 x sin 10o
= 3,1944 kg
Berat gording
= 2 x 7 x sin 10o
= 2,4310 kg +
∑
-
= 5,6254 kg
Gording dalam
Berat atap
= 2 x 1,4 x 6,57 x sin 10o
= 3,1944 kg
Berat gording
= 2 x 7 x sin 10o
= 2,4310 kg
o
Isolation rockwoll = 2 x 1,4 x 25 x sin 10
∑
= 12,1553 kg +
= 17,7807 kg
103
Universitas Sumatera Utara
2. Beban hidup
-
Gording luar
Beban tak terduga = 200 x sin 10o
-
= 34,7296 kg
Gording dalam
Beban tak terduga = 100 x sin 10o
= 17,3648 kg
B. Gaya ultimate pada sagrod
PDL = Gording Luar + 10 Gording Dalam + Berat sagrod
= 5,6254 + (10 x 17,7807) + (0,617 x 14)
= 192,0704 kg
PLL = Gording Luar + 10 Gording Dalam
= 34,7296 + (10 x 17,3648)
= 208,3776 kg
Kombinasi
Pu, kg
1,4 DL
288,899
1,2DL + 1,6LL
563,888
Digunakan 2 buah sagrod, sehingga Pu sagrod adalah 563,888/2 = 281,944 kg
C. Menentukan Gaya Nominal Sagrod
Kekuatan leleh tarik pada penampang bruto
ϕPn
= 0,9.As.fy
= 0,9 x 78,5 x 240
= 1695,5 kg
Kekuatan tarik pada penampang netto
ϕPn
= 0,75.As.fu
= 0,75 x (0,9 x 78,5) x 370
104
Universitas Sumatera Utara
= 1960,5 kg
Sehingga ʹϕPn yang digunakan adalah 1695,5 kg
Stress ratio =
,
=
,
= 0,17
<
1
OK
4.1.8. Ikatan Angin
Ikatan angin akan didisain menggunakan besi beton, karena kelangsingan besi
beton sangat kecil maka batang hanya didisain terhadap tarik
β
6,0000
6,0925
6,0925
6,0925
6,0925
6,0000
6,0000
6,0000
6,0000
Gambar 4.10. Tributri area ikatan angin
Dicoba menggunakan ikatan angin Ø 22 mm
Data data geometri :
x
= 12. tanα = 12. tan 10o = 2,1159 m
h1
= 7,1 + x
= 7,1 + 2,1159 = 9,2159 m
105
Universitas Sumatera Utara
h2
= 7,1 + 0,75x = 7,1 + 1,5869 = 8,6869 m
h3
= 7,1 + 0,25x = 7,1 + 0,5289 = 7,6289 m
tan β
=
sin β
= 0,7016
,
β = 44,5617o
= 0,9848
,
cos β = 0,7126
Koefisien angin : C = 0,9
,
,
F1
= C.Pa. λ .
F2
= C.Pa. λ .
F3
= C.Pa. λ .
R
= 0,5F1 + F2 + F3 = 966,75 + 1762,10 + 1590,72 = 4319,57 kg
,
= 0,9 x 40 x 6 x
= 0,9 x 40 x 6 x
= 0,9 x 40 x 6 x
,
,
,
,
= 1933,50 kg
= 1762,10 kg
= 1590,72 kg
A. Gaya Ultimate Pada Ikatan Angin
Gaya batang akan dihitung dengan menggunakan analisa keseimbangan titik
buhul:
-
Titik A
R
H1
∑V = 0
∑H=0
R + S1 = 0
H1 = 0
S1 = - R
S1
-
S1 = - 4319,57 kg
Titik B
S1
H2
F3
∑V = 0
∑H=0
F3 + S1 + D1sinβ = 0
H2 + D1cosβ = 0
D1 = -
H2 = - D1cosβ
106
Universitas Sumatera Utara
,
D1 = -
-
,
,
H2 = - 3889,46 x 0,7124
D1 = 3889,46 kg
H2 = - 2770,85 kg
∑V = 0
∑H=0
S2 + D1sinβ = 0
H3 – H1 - D1cosβ = 0
S2 = - D1sinβ
H3 = 0 + D1cosβ
S2 = - 3889,46 x 0,7016
H3 = 3889,46 x 0,7124
S2 = - 2728,85 kg
H2 = 2770,85 kg
Titik C
H1
H3
S2
-
Titik D
S1
∑V = 0
H4
H2
F2 + S2+ D2sinβ = 0
D2 = -
F2
D2 = -
,
,
,
D2 = 1377,92 kg
Gaya batang maximum pada ikatan angin : 3889,46 kg
Pu = 1,6 WL = 1,6 x 3889,46 = 6223,14 kg
B. Gaya Nominal Ikatan Angin
Kekuatan leleh tarik pada penampang bruto
ϕPn = 0,9.As.fy
= 0,9 x 380,1 x 240
= 8210,16 kg
Kekuatan tarik pada penampang netto
ϕPn
= 0,75.As.fu
= 0,75 x (0,9 x 380,1) x 370
= 9492,99 kg
107
Universitas Sumatera Utara
Sehingga ʹϕPn yang digunakan adalah 8210,16 kg
Stress ratio =
,
=
,
= 0,76
<
1 OK
4.1.9. Tangga
Gambar 4.11. Rencana tangga
A. Beban Beban yang Bekerja
1. Beban mati (dead load)
Pipa 1,5”
3,6 x [ (2x4,942) + (8x1) + (4x0,3)]
= 68,7
kg
kg
Pipa 1”
= 1,8 x [ (4x4,942) + (8x0,3)]
= 39,9
Pelat 4,5 mm
= 35,325 x 0,3 x 1 x 16
= 169,6 kg +
= 278,16 kg
108
Universitas Sumatera Utara
=
=
,
,
= 56,285 kg/m
Digunakan profil UNP 200 x 80 x 7,5 x 11
=
+
= 56,285 + 24,6
= 80,885 kg/m
2. Beban hidup (life load)
Beban hidup tangga
= 400 kg/m
3. Beban ultimate
qu = 1,4 qdl
= 1,4 x 80,885
= 113,239 kg/m
qu = 1,2 qdl + 1,6 qll
= 1,2 x 80,885 + 1,6 x 400
= 737,062 kg/m
sehingga digunakan qu = 737,062 kg/m untuk 2 profil kanal, beban untuk 1
profil kanal adalah = 368,521 kg/m
B. Momen maximum
Mu = q
= 368,521 x ,
= 1125,1 kg m
C. Momen nominal
Lp =
b'
=
√
,
= 121,366 cm
= b – 0,5tw
= 80 – (0,5 x 7,5)
= 76,25 mm
h'
= h - tf
= 200 - 11
= 189 mm
109
Universitas Sumatera Utara
J
= [ 2b’
+ h’
]
= [ 2 x 76,25 x 113 + 189 x 7,53 ]
= 94237,291 mm
Cw =
[
=
,
[
=
,
[
]
,
,
,
]
,
,
]
= 120 x 108
=
=
= 24747,47
2
=4
=4
]2
= 1,8143 x 10-5
=
=
,
,
= 517,92 cm
,
Lp < L < Lr
Mp = zx fy
= [(b.tf.(h-tf)) + 0,5.(h-2tf)2.tw)] fy
= [(80 x 11 x (200 – 11)) + 0,5.(200 – 2 x 11)2 x 7,5)] x 240
= 6843,24 kg m
110
Universitas Sumatera Utara
Mr = sx fr
= 195000 x (240 – 70)
= 3315 kg m
ϕMnx = 0,9 ( Mp – ( Mp- Mr)
)
= 0,9 ( 6843,24 – (6843,24 – 3315)
= 3525,68 kg m
>
,
,
,
,
Mu = 1125,1 kg m
,)
OK
4.2. Disain Struktur Primer
4.2.1. Beban beban yang bekerja
4.2.1.1. Beban gravitasi
a. Beban pada floor deck
-. Beban mati tambahan (dead load)
Berat spesi
: 0,02 x 1 x 2100
= 42
kg/m
Berat keramik
: 0,01 x 1 x 2400
= 24
kg/m +
qdl
= 66
kg/m
adapun berat sendiri profil dihitung dengan software etabs 2015
-. Beban hidup (life load)
Berdasarkan PPPURG 1987
Beban hidup rencana untuk lantai pabrik
= 400 kg/m2
Koefisien reduksi untuk perencanaan balok induk
=
1,00
Koefisien reduksi untuk peninjauan terhadap masa gempa
=
0,90
111
Universitas Sumatera Utara
b. Beban pada lantai chekered plate
- Beban mati tambahan (dead load)
Berat per 6 meter luas L 70 x 70 x 6 = 6,38 x 6 x 9 = 344,52 kg
Berat ekivalen siku =
,
=
= 9,57 kg/m
-. Beban hidup (life load)
Berdasarkan PPPURG 1987
Beban hidup rencana untuk lantai pabrik
= 400 kg/m2
Koefisien reduksi untuk perencanaan balok induk
=
1,00
Koefisien reduksi untuk peninjauan terhadap masa gempa
=
0,90
4.2.1.2. Beban angin
- Dinding vertical
Di pihak angin
= + 0,9 x 40 = + 36 kg/m2
Di belakang angin = - 0,4 x 40 = - 16 kg/m2
- Atap segi-tiga dengan sudut kemiringan α : 10o
Koefisien angin tekan
= 0,02α - 0,4 = 0,02 (10) - 0,4 = - 0,2
Koefisien angin hisap
= - 0,4
qtekan
= -0,2 x 40 = -8 kg/m2
qhisap
= -0,4 x 70 = -16 kg/m2
112
Universitas Sumatera Utara
4.2.1.3. Beban gempa
Jenis pemamfaatan bangunan
= Pabrik (kategori risiko II, tabel 2,7)
Faktor keutamaan gempa Ie
= 1 (tabel 2,8)
Ss
= 0,5g
S1
= 0,3g
Jenis tanah
= Keras (kelas C)
Fa
= 1,2 ( tabel 2.11 dengan input Ss = 0,5 )
Fs
= 1,5 ( tabel 2.12 dengan input S1 = 0,3 )
SDS
= Fa . Ss
=
1,2 . 0,5 = 0,40
SD1
= F V . S1
=
1,5 . 0,3 = 0,30
S
MEDAN TANAH KERAS
0.4500
0.4000
0.3500
0.3000
0.2500
0.2000
0.1500
0.1000
0.0500
0.0000
0.000
1.000
2.000
3.000
4.000
5.000
T
T
0.000
S
0.1600
0.075
0.113
0.150
0.2800
0.3400
0.4000
0.750
0.4000
0.750
0.830
3.070
3.310
3.550
4.030
0.4000
0.3614
0.0977
0.0906
0.0845
0.0744
Gambar 4.12. Respon spectra rencana
Berdasarkan SDS gedung berada di kategori risiko
: C ( tabel 2.13 )
Berdasarkan SD1 gedung berada di kategori risiko
: D ( tabel 2.14 )
113
Universitas Sumatera Utara
Sehingga bangunan akan direncanakan dengan kategori risiko D, yaitu sistem
rangka baja pemikul momen khusus. Adapun nilai koefisien modifikasi respons
(R), faktor kuat lebih (Ω) dan faktor pembesaran defleksi (cd) adalah
Koefisien modifikasi respons (R)
= 8
Faktor kuat lebih (Ω)
= 3
Faktor pembesaran defleksi (cd)
= 5,5
1. Gaya gempa statik ekivalen
-
Menentukan T
-
Ta
= Ct
-> Ct = 0,724 ; x = 0,8 ( tabel 2.13 )
= 0,0724 x
= 1,318 detik
Tmax
= Cu Ta
,
,
-> Cu = 1,4 ( tabel 2.14 )
= 1,4 . 1,318
= 1.845 detik
Tc
= Tx : 3.438, Ty : -3.231
Sehingga digunakan T = 1,845
-
Menentukan nilai C
Cmin
= 0,044 . SDS . I > 0,01
= 0,044 . 0,40 . 1 > 0,01
= 0,0176
Cs
=
=
,
= 0,05
114
Universitas Sumatera Utara
Cs
=
=
.
,
= 0,020
Sehingga digunakan Cs = 0,020
-
Menentukan berat struktur
Beban mati
Tabel 4.1 Beban mati struktur (rangka)
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Jenis Beban Sendiri
H 350 X 350 X 12 X 19
H 300 X 300 X 10 X 15
IWF 300 X 150 X 6.5 X 9
IWF 350 X 175 X 7 X 11
IWF 250 X 125 X 6 X 9
IWF 200 X 200 X 8 X 12
IWF 200 X 100 X 5.5 X 8
CNP
Sagrod
Ikatan angin
q. kg/m
137.00
94.00
36.70
49.60
29.60
49.90
21.30
7.00
0.62
2.98
L, m
428.13
165.83
1924.48
268.50
164.55
46.40
1357.12
852.80
292.42
237.58
∑
W, Kg
58653.13
15587.85
70628.38
13317.60
4870.59
2315.36
28906.59
5969.60
180.42
708.94
201138.45
Tabel 4.2 Beban mati struktur (Atap, partisi, diafragma, dll)
No.
1
2
3
4
5
q, kg/m2
288.00
47.77
4.46
4.98
25.00
Jenis Beban Sendiri
Floor deck
Chekered plate 4,5 mm
Clading
Spandek
Isolation Rockwool
A, m2
526.36
1842.06
22.00
647.00
647.00
∑
W, Kg
151591.68
87986.11
98.12
3222.06
16175.00
259072.97
Sehingga beban mati total struktur adalah 460211.42 kg
Adapun beban hidup total permeter luas adalah 0,9 x 400 = 360 kg/m2
115
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.3 Beban hidup struktur
No.
Beban Hidup
Floor
deck
1
2 Chekered plate 4,5 mm
∑
q, kg/m2
360.00
360.00
A, m2
526.36
1842.06
W, Kg
189489.60
663142.44
852632.04
Sehingga berat struktur adalah
WT
= WDL + WLL
= 259072.97 + 852632.04
= 1312843.46 kg
-
Menentukan gaya geser dasar
V
= Cs . WT
= 0,020 . 1312843.46
= 26683,81 kg
2. Analisis spectrum respons ragam
-
Kontrol partisipasi massa ragam
Tabel 4.4 Waktu getar alami dan partisipasi massa
Case
Mode
Modal
Modal
Modal
Modal
Modal
Modal
Modal
Modal
Modal
Modal
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Period
sec
3.438
3.139
2.539
2.37
2.1
1.271
1.197
1.121
1.047
0.977
Selisih Waktu
Sum UX Sum UY Sum UZ
Getar Alami
8.70%
0.6918 0.0161 0.0022
19.11%
0.7121 0.6293 0.0025
6.66%
0.7818 0.6293 0.0028
11.39%
0.782
0.6297 0.0032
39.48%
0.782
0.7018 0.0037
5.82%
0.786
0.7024 0.0065
6.35%
0.9305 0.7037 0.0066
6.60%
0.9308 0.7038 0.0084
6.69%
0.9308 0.7057 0.0086
3.79%
0.9311 0.7792 0.0088
116
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.4 Waktu getar alami dan partisipasi massa (lanjutan)
Case
Mode
Modal
Modal
Modal
Modal
Modal
Modal
Modal
11
12
13
14
15
16
17
Period
sec
0.94
0.785
0.755
0.736
0.729
0.676
0.645
Selisih Waktu
Sum UX Sum UY Sum UZ
Getar Alami
16.49%
3.82%
2.52%
0.95%
7.27%
4.59%
6.98%
0.9318
0.9332
0.959
0.9612
0.9627
0.9751
0.9799
0.8848
0.8849
0.8885
0.9008
0.9114
0.9119
0.9121
0.0096
0.0099
0.0099
0.0117
0.0125
0.0125
0.0125
Analisa modal pada software etabs 2015 menunjukan bahwa
perbedaan waktu getar sangat sedikit sehingga untuk selanjutnya digunakan
metoda kombinasi kuadrat lengkap (CQC). Pada mode ke 7 partisipasi
massa pada UX sudah mencapai 93% dan pada mode ke 14 partisipasi
massa pada UY sudah mencapai 90% sehingga sudah memenuhi syarat
minimal (90%)
-
Kontrol base reaction
Tabel 4.5 Base Reaction
Load
Case/Combo
RS U1 Max
RS U2 Max
FX
FY
FZ
KN
236.6839
KN
32.5487
KN
1.0303
29.0655
236.7369
2.2637
0,85 . VStatik > VDinamik
0,85 . 26683,81 > 236.7369
22681,2 < 23673,69 (OK)
117
Universitas Sumatera Utara
4.2.1.4. Beban notional
Untuk struktur yang menahan beban gravitasi terutama melalui kolom, dinding
atau portal vertikal nominal, diijinkan menggunakan beban notional untuk mewakili
efek ketidaksempurnaan awal. Beban notional harus digunakan sebagai beban
lateral pada semua level.beban national di hitung otomatis dari program ETABS
2015 dengan nominal 0,002 α Yi untuk mewakili ketidaksempurnaan awal dan
0,001 α Yi untuk kekakuan lentur, sehingga
Ni
= 0,003 α Yi
Gambar 4.13. Beban notional pada etabs 2015
Beban tersebut di distribusikan arah orthogonal baik untuk beban grafitasi beban
hidup maupun beban grafitasi akibat beban mati .
4.2.2. Kombinasi beban
Struktur akan didisain dengan gempa termasuk gaya seismic vertikal dan
faktor redundansi. Gaya seismic vertikal adalah
Ev
= 0,2 SDS . DL
= 0,2 . 0,40 . DL
= 0,08 DL
118
Universitas Sumatera Utara
Faktor redundansi untuk kategori desain seismik D,E dan F adalah 1,3, sehingga
kombinasi pembebanan menjadi
1. 1,4D
2. 1,2D + 1,6L + 0,5(Lr atau R)
3. 1,2D + 1,6(Lr atau R) + (L atau 0.5W)
4. 1,2D + 1,0 W + L + 0,5(Lr atau R)
5. 1,2D + 1,0 E + L
-> 1,3D + 1,3E + L
6. 0,9D + 1,0 W
7. 0,9D + 1,0 E
-> 0,8D + 1,3E
4.2.3. Kontrol Driff
Tabel 4.6 Simpangan antar lantai akibat gempa X
Elevasi
h
m
mm
35.5
31.4
SUMBU X
4100
δse (mm)
80
δx (mm)
440
∆x (mm)
25.85
δse (mm)
15
δy (mm)
82.5
3000
75.3
414.15
20.35
14.3
3000
71.6
393.8
26.95
13.7
25.4
3000
66.7
366.85
36.3
22.4
3000
60.1
330.55
19.4
3000
52.2
16.4
2650
28.4
13.75
10.7
5.8
∆IZIN
SUMBU Y
KETERANGAN
∆y (mm)
3.85
mm
82
OK
78.65
3.3
60
OK
75.35
2.75
60
OK
13.2
72.6
3.3
60
OK
43.45
12.6
69.3
4.4
60
OK
287.1
45.65
11.8
64.9
4.95
60
OK
43.9
241.45
39.05
10.9
59.95
6.6
53
OK
3050
36.8
202.4
40.7
9.7
53.35
11.55
61
OK
4900
29.4
161.7
75.35
7.6
41.8
25.3
98
OK
5800
15.7
86.35
86.35
3
16.5
16.5
116
OK
119
Universitas Sumatera Utara
GRAFIK STORY DRIFT vs ELEVASI
40
35
30
ELEVASI
25
DRIFT X
20
DRIFT Y
15
DRIFT IZIN
10
5
0
0
20
40
60
80
100
120
140
STORY DRIFT
Gambar 4.14. Grafik simpangan antar lantai VS elevasi akibat gempa - X
Tabel 4.7 Simpangan antar lantai akibat gempa Y
h
m
mm
δse (mm)
δx (mm)
∆x (mm)
δse (mm)
δy (mm)
∆y (mm)
35.5
4100
39.8
37.1
35
32.4
28.8
24.6
20.1
16.4
12.7
6.2
74.2
70.7
68
65
60.7
55.1
48.3
41.5
32.3
14.1
3.5
2.7
3
4.3
5.6
6.8
6.8
9.2
18.2
14.1
74.2
70.7
68
65
60.7
55.1
48.3
41.5
32.3
14.1
408.1
388.85
374
357.5
333.85
303.05
265.65
228.25
177.65
97.65
19.25
14.85
16.5
23.65
30.8
37.4
37.4
50.6
80
97.65
31.4
3000
28.4
3000
25.4
3000
22.4
3000
19.4
3000
16.4
2650
13.75
3050
10.7
4900
5.8
5800
SUMBU X
∆IZIN
Elevasi
SUMBU Y
KETERANGAN
mm
82
OK
60
OK
60
OK
60
OK
60
OK
60
OK
53
OK
61
OK
98
OK
116
OK
120
Universitas Sumatera Utara
GRAFIK STORY DRIFT vs ELEVASI
40
35
30
ELEVASI
25
DRIFT X
20
DRIFT Y
15
DRIFT IZIN
10
5
0
0
20
40
60
80
100
120
140
STORY DRIFT
Gambar 4.15. Grafik simpangan antar lantai VS elevasi akibat gempa - Y
4.2.4. Kontrol Profil
4.2.4.1. Kolom 350 x 350 x 12 x 19 , ( A = 173,9 cm2 )
Ix
= 40300 cm4
Zx
= 2493,1
Iy
= 13600 cm4
Zy
= 1174,9
Sx
= 2300 cm3
Lp
= 4,49 m
Sy
= 776 cm3
Lr
= 17,18 m
rx
= 15,2 cm
Mp
= 598.3 KN m
ry
= 8,84 cm
Mr
= 391 KN m
Panjang tidak terkekang lateral
= 5,8 m
Elastisitas bahan
= 200000 MPa
Tegangan leleh bahan
= 240 MPa
121
Universitas Sumatera Utara
a. Kapasitas kolom terhadap tekan
λ
=
.
<
4,71
=
.
<
4,71
<
137,97
.
= 458.90 MPa
,
= 65,611
=
fe
,
,
,
=
,
<
2,25
<
2,25
<
2,25
Sehingga tegangan keritis adalah :
fcr
= ,
= ,
. fy
,
. 240
= 196,98 MPa
ϕPn
= 0,9 . fcr . A
= 0,9 . 196,98 . 17390
= 3083,07 KN
b. Kapasitas kolom terhadap momen sumbu x
L
= 5,8 m
Lp
= 4,49 m
Lr
= 17,18 m
122
Universitas Sumatera Utara
didapat Lp < L < Lr, sehingga momen ultimate adalah
Mn
= Cb [Mp – ( Mp- Mr) .
]
, ,
= 1 . [598.3 - (598.3 – 391) .
,
= 576.94 KN m
ϕ Mn
,
]
= 0,9 . 576.94
= 519,24 KN m
c. Kapasitas kolom terhadap momen sumbu y
ϕ Mn
= 0,9 . Zy . fy
= 0,9 . 1174,9 . 240
= 253,77 KN m
Tabel 4.8 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 350 x 350 x 12 x 19
Station
P
M2
M3
m
kN
kN-m
kN-m
1.4DL
0
-501.08
-4.39
-6.93
1.4DL
2.75
-495.99
0.76
3.40
1.4DL
5.5
-490.90
5.65
13.56
1.2DL + 1.6LL
0
-2345.90
-12.64
-13.80
Pu/ϕPn > 0,2
0.846
1.2DL + 1.6LL
2.75
-2341.53
1.04
7.86
Pu/ϕPn > 0,2
0.794
1.2DL + 1.6LL
5.5
-2337.16
13.60
28.54
Pu/ϕPn > 0,2
0.871
1.2DL + 1.6LL + 0.5WL-X
0
-2375.61
-11.98
21.74
Pu/ϕPn > 0,2
0.867
1.2DL + 1.6LL + 0.5WL-X
2.75
-2371.24
1.16
22.93
Pu/ϕPn > 0,2
0.83
1.2DL + 1.6LL + 0.5WL-X
5.5
-2366.88
13.12
20.04
Pu/ϕPn > 0,2
0.865
1.2DL + 1.6LL + 0.5WL-Y
0
-2344.40
-25.72
-12.45
Pu/ϕPn > 0,2
0.889
1.2DL + 1.6LL + 0.5WL-Y
2.75
-2340.03
-3.42
8.65
Pu/ϕPn > 0,2
0.803
1.2DL + 1.6LL + 0.5WL-Y
5.5
-2335.67
21.44
28.57
Pu/ϕPn > 0,2
0.898
1.2DL + LL + WL-X
0
-1686.93
-1.56
60.11
Pu/ϕPn > 0,2
0.668
1.2DL + LL + WL-X
2.75
-1682.57
2.57
36.04
Pu/ϕPn > 0,2
0.629
1.2DL + LL + WL-X
5.5
-1678.20
5.83
5.12
Pu/ϕPn > 0,2
0.586
1.2DL + LL + WL-Y
0
-1623.86
-46.68
-7.95
Pu/ϕPn > 0,2
0.716
1.2DL + LL + WL-Y
2.75
-1619.49
-10.59
7.76
Pu/ϕPn > 0,2
0.588
Load Case/Combo
Keterangan
Stress
Ratio
Pu/ϕPn < 0,2
0.114
Pu/ϕPn < 0,2
0.092
Pu/ϕPn < 0,2
0.13
123
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.8 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 350 x 350 x 12 x 19 (lanjutan)
Station
P
M2
M3
m
kN
kN-m
kN-m
Load Case/Combo
1.2DL + LL + WL-Y
Keterangan
Stress
Ratio
5.5
-1615.13
32.03
22.42
Pu/ϕPn > 0,2
0.686
1.3DL + LL + ρRS-X Max
0
-1619.04
52.93
46.22
Pu/ϕPn > 0,2
0.802
1.3DL + LL + ρRS-X Max
2.75
-1614.31
18.21
31.50
Pu/ϕPn > 0,2
0.653
1.3DL + LL + ρRS-X Max
5.5
-1609.58
51.45
33.77
Pu/ϕPn > 0,2
0.772
1.3DL + LL + ρRS-X Min
0
-1714.12
-76.24
-59.79
Pu/ϕPn > 0,2
0.938
1.3DL + LL + ρRS-X Min
2.75
-1709.39
-17.31
-15.43
Pu/ϕPn > 0,2
0.654
1.3DL + LL + ρRS-X Min
5.5
-1704.66
-27.92
10.61
Pu/ϕPn > 0,2
0.681
1.3DL + LL + ρRS-Y Max
0
-1571.08
24.83
115.76
Pu/ϕPn > 0,2
0.806
1.3DL + LL + ρRS-Y Max
2.75
-1566.35
9.90
61.17
Pu/ϕPn > 0,2
0.659
1.3DL + LL + ρRS-Y Max
5.5
-1561.62
26.86
44.41
Pu/ϕPn > 0,2
0.688
1.3DL + LL + ρRS-Y Min
0
-1779.29
-35.06
-108.47
Pu/ϕPn > 0,2
0.899
1.3DL + LL + ρRS-Y Min
2.75
-1774.56
-6.09
-37.14
Pu/ϕPn > 0,2
0.673
1.3DL + LL + ρRS-Y Min
5.5
-1769.83
-10.52
-4.92
Pu/ϕPn > 0,2
0.632
0.9DL + WL-X
0
-381.66
0.33
66.60
Pu/ϕPn < 0,2
0.193
0.9DL + WL-X
2.75
-378.39
1.10
32.30
Pu/ϕPn < 0,2
0.13
0.9DL + WL-X
5.5
-375.11
1.61
-8.29
Pu/ϕPn < 0,2
0.085
0.9DL + WLY
0
-318.59
-44.79
-1.46
Pu/ϕPn < 0,2
0.233
0.9DL + WLY
2.75
-315.32
-12.05
4.02
Pu/ϕPn < 0,2
0.108
0.9DL + WLY
5.5
-312.04
27.81
9.01
Pu/ϕPn < 0,2
0.179
0.8DL + ρRS-X Max
0
-239.60
60.89
50.31
Pu/ϕPn < 0,2
0.377
0.8DL + ρRS-X Max
2.75
-236.69
17.94
25.88
Pu/ϕPn < 0,2
0.16
0.8DL + ρRS-X Max
5.5
-233.78
43.59
19.01
Pu/ϕPn < 0,2
0.248
0.8DL + ρRS-X Min
0
-334.68
-68.28
-55.70
Pu/ϕPn < 0,2
0.432
0.8DL + ρRS-X Min
2.75
-331.77
-17.57
-21.05
Pu/ϕPn < 0,2
0.165
0.8DL + ρRS-X Min
5.5
-328.86
-35.78
-4.15
Pu/ϕPn < 0,2
0.204
0.8DL + ρRS-Y Max
0
-185.20
28.30
112.28
Pu/ϕPn < 0,2
0.359
0.8DL + ρRS-Y Max
2.75
-182.29
8.60
52.59
Pu/ϕPn < 0,2
0.166
0.8DL + ρRS-Y Max
5.5
-179.38
21.41
31.32
Pu/ϕPn < 0,2
0.175
0.8DL + ρRS-Y Min
0
-393.41
-31.59
-111.96
Pu/ϕPn < 0,2
0.406
0.8DL + ρRS-Y Min
2.75
-390.50
-7.39
-45.72
Pu/ϕPn < 0,2
0.182
0.8DL + ρRS-Y Min
5.5
-387.59
-15.96
-18.01
Pu/ϕPn < 0,2
0.162
Stress ratio maximum adalah 0,938 < 1 OK
124
Universitas Sumatera Utara
d. Kapasitas kolom terhadap geser
Tabel 4.9 Resume gaya geser Kolom 350 x 350 x 12 x 19
-
V2, kN
V3, kN
Vmax
18.049
9.887
Vmin
-22.158
-15.602
Kontrol terhadap geser sumbu x
ϕVn
= 0,9 . 0,6 . Aw . fy
= 0,9 . 0,6 . 3744 . 240
= 485,22 KN > 22,158
-
OK
Kontrol terhadap geser sumbu y
ϕVn
= 0,9 . 0,6 . Af . fy
= 0,9 . 0,6 . 12844 . 240
= 1664,5 KN > 15,6
OK
4.2.4.2. Kolom 300 x 300 x 10 x 15 , ( A = 119,8 cm2 )
Ix
= 20400 cm4
Zx
= 1464,7 cm3
Iy
= 6750 cm4
Zy
= 681,7 cm3
Sx
= 1360 cm3
Lp
= 3,81 m
Sy
= 450 cm3
Lr
= 13,76 m
rx
= 13,1 cm
Mp
= 351,5 KN m
ry
= 7,51 cm
Mr
= 231,2 KN m
Panjang tidak terkekang laterar
=3m
Elastisitas bahan
= 200000 MPa
Tegangan leleh bahan
= 240 MPa
125
Universitas Sumatera Utara
a. Kapasitas kolom terhadap tekan
λ
=
.
<
4,71
=
.
<
4,71
<
137,97
.
= 1237,97 MPa
,
= 39,947
=
fe
,
,
,
=
,
<
2,25
<
2,25
<
2,25
Sehingga tegangan keritis adalah :
fcr
= ,
= ,
. fy
,
. 240
= 221,295 MPa
ϕPn
= 0,9 . fcr . A
= 0,9 . 221,295 . 11980
= 2386,003 KN
b. Kapasitas kolom terhadap momen sumbu x
L
=3m
Lp
= 3,81 m
126
Universitas Sumatera Utara
didapat Lp > L, sehingga momen ultimate adalah
Mn
= Mp
= 351,52 KN m
ϕ Mn
= 0,9 . 351,52
= 319,376 KN m
c. Kapasitas kolom terhadap momen sumbu y
ϕ Mn
= 0,9 . Zy . fy
= 0,9 . 681,7 . 240
= 147,247 KN m
Tabel 4.10 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 300 x 300 x 10 x 15
Station
P
M2
M3
m
kN
kN-m
kN-m
1.4DL
0
-122.54
-8.84
1.4DL
2.75
-120.82
1.4DL
5.5
1.2DL + 1.6LL
Keterangan
Stress
Ratio
-3.06
Pu/ϕPn < 0,2
0.096
-1.41
0.72
Pu/ϕPn < 0,2
0.038
-119.10
6.05
4.49
Pu/ϕPn < 0,2
0.081
0
-536.58
-65.40
-16.83
Pu/ϕPn > 0,2
0.667
1.2DL + 1.6LL
2.75
-535.10
-11.87
5.15
Pu/ϕPn > 0,2
0.311
1.2DL + 1.6LL
5.5
-533.62
42.28
27.05
Pu/ϕPn > 0,2
0.555
1.2DL + 1.6LL + 0.5WL-X
0
-537.89
-65.36
-11.39
Pu/ϕPn > 0,2
0.652
1.2DL + 1.6LL + 0.5WL-X
2.75
-536.41
-11.83
4.64
Pu/ϕPn > 0,2
0.31
1.2DL + 1.6LL + 0.5WL-X
5.5
-534.94
42.31
20.60
Pu/ϕPn > 0,2
0.538
1.2DL + 1.6LL + 0.5WL-Y
0
-548.67
-71.38
-17.17
Pu/ϕPn > 0,2
0.71
1.2DL + 1.6LL + 0.5WL-Y
2.75
-547.19
-11.76
5.04
Pu/ϕPn > 0,2
0.315
1.2DL + 1.6LL + 0.5WL-Y
5.5
-545.72
47.62
27.15
Pu/ϕPn > 0,2
0.593
1.2DL + LL + WL-X
0
-375.83
-42.62
-0.46
Pu/ϕPn < 0,2
0.37
1.2DL + LL + WL-X
2.75
-374.35
-7.86
2.46
Pu/ϕPn < 0,2
0.14
1.2DL + LL + WL-X
5.5
-372.87
27.30
5.34
Pu/ϕPn < 0,2
0.281
1.2DL + LL + WL-Y
0
-401.60
-57.53
-12.48
Pu/ϕPn < 0,2
0.515
1.2DL + LL + WL-Y
2.75
-400.12
-7.52
3.19
Pu/ϕPn < 0,2
0.145
1.2DL + LL + WL-Y
5.5
-398.64
41.14
18.81
Pu/ϕPn < 0,2
0.423
1.3DL + LL + ρRS-X Max
0
-348.64
-22.78
2.58
Pu/ϕPn < 0,2
0.236
1.3DL + LL + ρRS-X Max
2.75
-347.04
-4.48
6.34
Pu/ϕPn < 0,2
0.124
1.3DL + LL + ρRS-X Max
5.5
-345.44
49.20
32.24
Pu/ϕPn < 0,2
0.509
Load Case/Combo
127
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.10 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 300 x 300 x 10 x 15
(lanjutan)
Station
P
M2
M3
m
kN
kN-m
kN-m
1.3DL + LL + ρRS-X Min
0
-420.10
-66.68
1.3DL + LL + ρRS-X Min
2.75
-418.50
1.3DL + LL + ρRS-X Min
5.5
1.3DL + LL + ρRS-Y Max
Keterangan
Stress
Ratio
-24.96
Pu/ϕPn < 0,2
0.62
-11.39
0.41
Pu/ϕPn < 0,2
0.167
-416.90
9.30
3.53
Pu/ϕPn < 0,2
0.162
0
-360.78
-32.69
17.85
Pu/ϕPn < 0,2
0.355
1.3DL + LL + ρRS-Y Max
2.75
-359.17
-6.44
8.06
Pu/ϕPn < 0,2
0.145
1.3DL + LL + ρRS-Y Max
5.5
-357.57
38.29
46.37
Pu/ϕPn < 0,2
0.482
1.3DL + LL + ρRS-Y Min
0
-406.73
-54.70
-37.09
Pu/ϕPn < 0,2
0.574
1.3DL + LL + ρRS-Y Min
2.75
-405.13
-9.55
-1.83
Pu/ϕPn < 0,2
0.156
1.3DL + LL + ρRS-Y Min
5.5
-403.53
17.91
-14.78
Pu/ϕPn < 0,2
0.253
0.9DL + WL-X
0
-80.94
-5.37
8.95
Pu/ϕPn < 0,2
0.082
0.9DL + WL-X
2.75
-79.83
-0.84
-0.55
Pu/ϕPn < 0,2
0.025
0.9DL + WL-X
5.5
-78.72
3.71
-10.02
Pu/ϕPn < 0,2
0.074
0.9DL + WLY
0
-106.71
-20.28
-3.07
Pu/ϕPn < 0,2
0.17
0.9DL + WLY
2.75
-105.60
-0.50
0.19
Pu/ϕPn < 0,2
0.027
0.9DL + WLY
5.5
-104.49
17.55
3.46
Pu/ϕPn < 0,2
0.153
0.8DL + ρRS-X Max
0
-34.68
16.74
12.16
Pu/ϕPn < 0,2
0.16
0.8DL + ρRS-X Max
2.75
-33.70
2.66
3.36
Pu/ϕPn < 0,2
0.036
0.8DL + ρRS-X Max
5.5
-32.71
23.56
16.74
Pu/ϕPn < 0,2
0.22
0.8DL + ρRS-X Min
0
-106.14
-27.16
-15.39
Pu/ϕPn < 0,2
0.256
0.8DL + ρRS-X Min
2.75
-105.16
-4.26
-2.58
Pu/ϕPn < 0,2
0.06
0.8DL + ρRS-X Min
5.5
-104.17
-16.33
-11.97
Pu/ϕPn < 0,2
0.171
0.8DL + ρRS-Y Max
0
-47.09
6.06
26.25
Pu/ϕPn < 0,2
0.135
0.8DL + ρRS-Y Max
2.75
-46.10
0.75
5.29
Pu/ϕPn < 0,2
0.032
0.8DL + ρRS-Y Max
5.5
-45.12
13.54
32.50
Pu/ϕPn < 0,2
0.205
0.8DL + ρRS-Y Min
0
-93.04
-15.95
-28.69
Pu/ϕPn < 0,2
0.219
0.8DL + ρRS-Y Min
2.75
-92.06
-2.36
-4.59
Pu/ϕPn < 0,2
0.05
0.8DL + ρRS-Y Min
5.5
-91.07
-6.84
-28.66
Pu/ϕPn < 0,2
0.157
Load Case/Combo
Stress ratio maximum adalah 0,710 < 1 OK
128
Universitas Sumatera Utara
d. Kapasitas kolom terhadap geser
Tabel 4.11 Resume gaya geser Kolom 300 x 300 x 10 x 15
-
V2, kN
V3, kN
Vmax
18.748
9.962
Vmin
-29.322
-43.951
Kontrol terhadap geser sumbu x
ϕVn
= 0,9 . 0,6 . Aw . fy
= 0,9 . 0,6 . 2700 . 240
= 349,92 KN > 29.322 KN (OK)
-
Kontrol terhadap geser sumbu y
ϕVn
= 0,9 . 0,6 . Af . fy
= 0,9 . 0,6 . 8700 . 240
= 1127,52 KN > 43.951 KN (OK)
4.2.4.3. Kolom 200 x 200 x 8 x 12 , ( A = 63,53 cm2 )
Ix
= 4720 cm4
Zx
= 513,1 cm3
Iy
= 1600 cm4
Zy
= 242,8 cm3
Sx
= 472 cm3
Lp
= 2,55 m
Sy
= 160 cm3
Lr
= 10,72 m
rx
= 8,62 cm
Mp
= 123,1 KN m
ry
= 5,02 cm
Mr
= 80,2 KN m
Panjang tidak terkekang laterar
= 5.8 m
Elastisitas bahan
= 200000 MPa
Tegangan leleh bahan
= 240 MPa
129
Universitas Sumatera Utara
a.
Kapasitas kolom terhadap tekan
λ
=
.
<
4,71
=
.
<
4,71
<
137,97
.
= 147.99 MPa
,
= 115.538
=
fe
.
.
,
=
,
<
2,25
<
2,25
<
2,25
Sehingga tegangan keritis adalah :
fcr
= ,
= ,
. fy
,
. 240
= 121.737 MPa
ϕPn
= 0,9 . fcr . A
= 0,9 . 121.737. 6353
= 696.056 KN
b. Kapasitas kolom terhadap momen sumbu x
L
= 5,8 m
Lp
= 2,55 m
130
Universitas Sumatera Utara
Lr
= 10,72 m
didapat Lp < L < Lr, sehingga momen ultimate adalah
Mn
= Cb [Mp – ( Mp- Mr) .
]
= 1 . [123,144 - (123,144 – 80,24) .
= 106.077 KN m
ϕ Mn
, ,
,
,
]
= 0,9 . 106.077
= 95.47 KN m
c. Kapasitas kolom terhadap momen sumbu y
ϕ Mn
= 0,9 . Zy . fy
= 0,9 . 242.8 . 240
= 52.4448 KN m
Tabel 4.12 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 200 x 200 x 8 x 12
Station
P
M2
M3
m
kN
kN-m
kN-m
1.4DL
0
-21.95
-0.43
-0.37
1.4DL
2.75
-20.06
0.04
0.01
Pu/ϕPn < 0,2
0.016
1.4DL
5.5
-18.18
0.49
0.38
Pu/ϕPn < 0,2
0.027
1.2DL + 1.6LL
0
-45.66
-1.41
-0.70
Pu/ϕPn < 0,2
0.068
1.2DL + 1.6LL
2.75
-44.05
0.07
0.18
Pu/ϕPn < 0,2
0.035
1.2DL + 1.6LL
5.5
-42.43
1.52
1.07
Pu/ϕPn < 0,2
0.071
1.2DL + 1.6LL + 0.5WL-X
0
-31.07
-1.38
4.83
Pu/ϕPn < 0,2
0.100
1.2DL + 1.6LL + 0.5WL-X
2.75
-29.45
0.08
0.53
Pu/ϕPn < 0,2
0.029
1.2DL + 1.6LL + 0.5WL-X
5.5
-27.84
1.50
-3.78
Pu/ϕPn < 0,2
0.089
1.2DL + 1.6LL + 0.5WL-Y
0
-46.77
-3.84
-0.90
Pu/ϕPn < 0,2
0.117
1.2DL + 1.6LL + 0.5WL-Y
2.75
-45.16
-0.11
0.19
Pu/ϕPn < 0,2
0.037
1.2DL + 1.6LL + 0.5WL-Y
5.5
-43.54
3.64
1.27
Pu/ϕPn < 0,2
0.115
1.2DL + LL + WL-X
0
-6.22
0.05
10.55
Pu/ϕPn < 0,2
0.116
1.2DL + LL + WL-X
2.75
-4.61
0.14
0.81
Pu/ϕPn < 0,2
0.015
1.2DL + LL + WL-X
5.5
-2.99
0.21
-8.95
Pu/ϕPn < 0,2
0.1
1.2DL + LL + WL-Y
0
-38.16
-7.63
-1.00
Pu/ϕPn < 0,2
0.184
Load Case/Combo
Keterangan
Stress
Ratio
Pu/ϕPn < 0,2
0.028
131
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.12 Resume gaya luar dan stress ratio Kolom 200 x 200 x 8 x 12
(lanjutan)
Station
P
M2
M3
m
kN
kN-m
kN-m
1.2DL + LL + WL-Y
2.75
-36.55
-0.41
1.2DL + LL + WL-Y
5.5
-34.93
6.86
1.3DL + LL + ρRS-X Max
0
-19.73
1.3DL + LL + ρRS-X Max
2.75
1.3DL + LL + ρRS-X Max
Keterangan
Stress
Ratio
0.14
Pu/ϕPn < 0,2
0.036
1.26
Pu/ϕPn < 0,2
0.17
9.39
5.90
Pu/ϕPn < 0,2
0.255
-17.98
0.79
0.54
Pu/ϕPn < 0,2
0.034
5.5
-16.23
10.78
5.67
Pu/ϕPn < 0,2
0.277
1.3DL + LL + ρRS-X Min
0
-52.25
-12.17
-6.12
Pu/ϕPn < 0,2
0.334
1.3DL + LL + ρRS-X Min
2.75
-50.50
-0.72
-0.25
Pu/ϕPn < 0,2
0.053
1.3DL + LL + ρRS-X Min
5.5
-48.75
-7.91
-4.86
Pu/ϕPn < 0,2
0.237
1.3DL + LL + ρRS-Y Max
0
3.40
4.25
14.91
Pu/ϕPn < 0,2
0.24
1.3DL + LL + ρRS-Y Max
2.75
5.14
0.43
1.10
Pu/ϕPn < 0,2
0.024
1.3DL + LL + ρRS-Y Max
5.5
6.89
4.62
11.52
Pu/ϕPn < 0,2
0.214
1.3DL + LL + ρRS-Y Min
0
-69.18
-5.05
-12.81
Pu/ϕPn < 0,2
0.281
1.3DL + LL + ρRS-Y Min
2.75
-67.43
-0.23
-0.68
Pu/ϕPn < 0,2
0.06
1.3DL + LL + ρRS-Y Min
5.5
-65.69
-3.43
-12.73
Pu/ϕPn < 0,2
0.246
0.9DL + WL-X
0
15.11
0.08
10.85
Pu/ϕPn < 0,2
0.126
0.9DL + WL-X
2.75
16.32
0.06
0.70
Pu/ϕPn < 0,2
0.021
0.9DL + WL-X
5.5
17.53
0.04
-9.47
Pu/ϕPn < 0,2
0.113
0.9DL + WLY
0
-16.82
-7.61
-0.69
Pu/ϕPn < 0,2
0.165
0.9DL + WLY
2.75
-15.61
-0.49
0.03
Pu/ϕPn < 0,2
0.021
0.9DL + WLY
5.5
-14.40
6.68
0.75
Pu/ϕPn < 0,2
0.146
0.8DL + ρRS-X Max
0
4.12
10.35
5.96
Pu/ϕPn < 0,2
0.263
0.8DL + ρRS-X Max
2.75
5.19
0.77
0.41
Pu/ϕPn < 0,2
0.023
0.8DL + ρRS-X Max
5.5
6.27
9.78
5.34
Pu/ϕPn < 0,2
0.247
0.8DL + ρRS-X Min
0
-28.40
-11.20
-6.06
Pu/ϕPn < 0,2
0.298
0.8DL + ρRS-X Min
2.75
-27.33
-0.74
-0.38
Pu/ϕPn < 0,2
0.038
0.8DL + ρRS-X Min
5.5
-26.25
-8.91
-5.19
Pu/ϕPn < 0,2
0.244
0.8DL + ρRS-Y Max
0
25.16
4.53
14.21
Pu/ϕPn < 0,2
0.254
0.8DL + ρRS-Y Max
2.75
26.24
0.36
0.93
Pu/ϕPn < 0,2
0.036
0.8DL + ρRS-Y Max
5.5
27.31
4.20
11.86
Pu/ϕPn < 0,2
0.224
0.8DL + ρRS-Y Min
0
-47.42
-4.77
-13.50
Pu/ϕPn < 0,2
0.267
0.8DL + ρRS-Y Min
2.75
-46.34
-0.30
-0.85
Pu/ϕPn < 0,2
0.048
0.8DL + ρRS-Y Min
5.5
-45.27
-3.85
-12.39
Pu/ϕPn < 0,2
0.236
Load Case/Combo
Stress ratio maximum adalah 0.334 < 1 (OK)
132
Universitas Sumatera Utara
e. Kapasitas kolom terhadap geser
Tabel 4.13 Resume gaya geser Kolom 200 x 200 x 8 x 12
-
Vmax
V2, kN
4.961
V3, kN
3.345
Vmin
‐4.5461
‐4.0182
Kontrol terhadap geser sumbu x
ϕVn
= 0,9 . 0,6 . Aw . fy
= 0,9 . 0,6 . 1408 . 240
= 182,47 KN > 4,961
-
OK
Kontrol terhadap geser sumbu y
ϕVn
= 0,9 . 0,6 . Af . fy
= 0,9 . 0,6 . 4512 . 240
= 584,755 KN > 4,0182
OK
4.2.4.4. Balok Komposit 300 x 150 x 6,5 x 9 , ( A = 46,78 cm2 )
Ix
= 7210 cm4
Zx
= 522 cm3
Iy
= 508 cm4
Zy
= 104,2 cm3
Sx
= 481 cm3
Lp
= 1,67 m
Sy
= 67,7 cm3
Lr
= 4,97 m
rx
= 12,4 cm
Mp
= 125,3 KN m
ry
= 3,29 cm
Mr
= 81,7 KN m
Panjang tidak terkekang laterar
=8m
Elastisitas bahan
= 200000 MPa
Tegangan leleh bahan
= 240 MPa
133
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.14 Resume Gaya luar envelope balok komposit 300 x 150 x 6,5 x 9
Load Case/Combo
ENVELOPE Max
ENVELOPE Max
ENVELOPE Max
ENVELOPE Max
ENVELOPE Max
ENVELOPE Max
ENVELOPE Max
ENVELOPE Max
ENVELOPE Max
ENVELOPE Max
ENVELOPE Max
ENVELOPE Max
ENVELOPE Max
ENVELOPE Max
ENVELOPE Max
ENVELOPE Max
ENVELOPE Max
ENVELOPE Min
ENVELOPE Min
ENVELOPE Min
ENVELOPE Min
ENVELOPE Min
ENVELOPE Min
ENVELOPE Min
ENVELOPE Min
ENVELOPE Min
ENVELOPE Min
ENVELOPE Min
ENVELOPE Min
ENVELOPE Min
ENVELOPE Min
ENVELOPE Min
ENVELOPE Min
ENVELOPE Min
Station
m
0.175
0.671
1.166
1.662
2.158
2.653
3.149
3.617
4.084
4.552
5.019
5.487
5.955
6.422
6.890
7.357
7.825
0.175
0.671
1.166
1.662
2.158
2.653
3.149
3.617
4.084
4.552
5.019
5.487
5.955
6.422
6.890
7.357
7.825
P
kN
0.030
0.020
0.009
0.000
0.000
0.000
0.000
0.003
0.003
0.002
0.001
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
‐0.002
‐0.013
‐0.023
‐0.034
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
‐0.001
‐0.002
‐0.002
‐0.003
‐0.004
V2
kN
4.867
5.715
6.564
7.412
8.260
9.109
9.957
17.149
17.368
17.587
17.806
18.025
18.244
18.463
18.681
18.900
19.119
‐28.736
‐26.180
‐23.624
‐21.067
‐18.511
‐15.955
‐13.398
‐9.354
‐9.219
‐9.084
‐8.950
‐8.815
‐8.680
‐8.546
‐8.411
‐8.276
‐8.142
V3
kN
0.030
0.020
0.009
0.000
0.000
0.000
0.000
0.003
0.003
0.002
0.001
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
‐0.002
‐0.013
‐0.023
‐0.034
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
‐0.001
‐0.002
‐0.002
‐0.003
‐0.004
T
kN‐m
‐0.009
‐0.009
‐0.009
‐0.009
‐0.009
‐0.009
‐0.009
0.059
0.059
0.059
0.059
0.059
0.059
0.059
0.059
0.059
0.059
‐0.084
‐0.084
‐0.084
‐0.084
‐0.084
‐0.084
‐0.084
0.007
0.007
0.007
0.007
0.007
0.007
0.007
0.007
0.007
0.007
M2
kN‐m
0.012
0.000
0.000
0.000
0.000
0.004
0.018
0.002
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.001
0.003
0.000
0.000
‐0.007
‐0.009
‐0.005
0.000
0.000
0.000
0.000
‐0.001
‐0.001
‐0.002
‐0.002
‐0.001
0.000
0.000
0.000
M3
kN‐m
35.372
32.749
30.189
30.289
29.122
26.687
22.986
15.061
10.950
13.087
15.177
17.921
22.012
26.039
30.003
33.905
37.743
‐56.467
‐42.857
‐30.998
‐23.486
‐16.393
‐9.722
‐3.471
0.930
1.369
‐4.717
‐10.866
‐17.834
‐26.313
‐34.895
‐43.579
‐52.366
‐61.255
Didapat M+max : 37,74 KN m dan M-max : 61,25 KN m
134
Universitas Sumatera Utara
a. Kontrol momen positif
- menentukan lebar efektif pelat beton ( digunakan Lrelativ )
1.
2.
be
<
be
<
be
<
be
<
be
<
bo
sehingga digunakan be = 1 meter
akibat adanya lubang pada floor deck, maka digunakan bekivalen
bekivalen =
,
=
= 810 mm
- Menentukan nilai n
Ebeton =
Ebaja
=
n
=
4700 √
=
4700
200000
=
= 23500
= 8,51
- Menentukan lebar transformasi penampang beton
=
Pelat Beton
Floor Deck
Profil WF
= 9,52 cm
,
∑
A ( cm2 )
114,24
18,67
46,78
179,69
y ( cm )
6
9,45
27
∑
A.y
685,44
176,46
1263,06
2124,96
135
Universitas Sumatera Utara
ẏ
=
∑ .
∑
=
,
,
= 118,25 mm
Titik berat berada di pelat beton
=
,
a
=
d1
= 0,5hprofil + tpelat = 150 + 120 = 270 mm
d2
= hprofil – ċ = 120 – 0,35 = 119,65
ϕMn
= 0,9 As fy ( d1- ӯ )
ϕMn
= 0,9 x [ 4678 x 240 x (270 – 29,84) +
ϕMn
= 242,66 + 11,76
ϕMn
= 254,42 KN m > Mu = 37,74 KN m ( OK )
,
,
= 59,68 mm
,
(119,65 – 29,84) ]
136
Universitas Sumatera Utara
b. Kontrol momen negatif
-
Menentukan sumbu netral penampang
Tsr
= Asr . fyr
= 6,67 . ( 50,3 ) . 400
= 134133,34 N
Tfd
= As . F u
= 814,85 . 550
= 448167,5 N
T
= Tsr + Tfd
= 134133,34 + 448167
= 582300,84 N
Cmax
= As . f y
= 4678 . 240
= 1122720 N
Cmax