Analisis dan Desain Kolom Komposit dan Balok Honey Comb Pada Bangunan Bertingkat Tiga Lantai.
ix
ANALISIS DAN DESAIN KOLOM KOMPOSIT DAN
BALOK HONEY COMB PADA BANGUNAN
BERTINGKAT TIGA LANTAI
Nalendra Aji Santoso NRP : 0721071
Pembimbing : Ir. GINARDY HUSADA, MT. FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL
UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA BANDUNG
ABSTRAK
Pada proyek-proyek bangunan baja banyak yang menggunakan balok dengan profil baja Honey Comb dan kolom komposit. Diperlukan analisis untuk menghitung kuat lentur dari balok Honey Comb, dan kuat tekan dari kolom komposit, diambil contoh bangunan bertingkat 3 lantai, dalam zona gempa wilayah 3.
Pada balok akan dibahas analisis kuat lentur pada Balok Honey Comb dengan Balok I-Wide Flange menggunakan metoda perhitungan tekuk lokal (local buckling) [SNI 03-1729-2002 pasal 8.2] dan tekuk lateral (lateral torsional buckling) [SNI 03-1729-2002 pasal 8.3]. Pada kolom akan dibahas analisis kuat tekan pada kolom komposit dengan menggunakan metoda perhitungan kuat rencana kolom komposit (pada kolom komposit) [SNI 03-1729-2002 pasal 12.3]. Dalam analisis beban gempa digunakan metoda analisis statik ekuivalen.
Sebagai hasil dari analisis dapat dibandingkan analisis menggunakan Balok Honey Comb dengan analisis menggunakan Balok I-Wide Flange. Hasilnya penggunaan Balok Honey Comb lebih ekonomis, dengan berat yang sama dengan Balok Wide Flange namun mempunyai kapasitas kuat lentur yang lebih besar, sehingga penggunaan Balok Honey Comb lebih praktis daripada menggunakan profil Balok Wide Flange dengan ukuran yang besar.
Kata Kunci : Balok Honey Comb, Balok Wide Flange, Kolom Komposit, analisis statik ekuivalen
(2)
x
ANALYSIS AND DESIGN COMPOSITE COLUMN AND
HONEY COMB BEAM AT BUILDING THREE FLOORS
Nalendra Aji Santoso NRP : 0721071
Advisor : Ir. GINARDY HUSADA, MT. FACULTY OF CIVIL ENGINEERING MARANATHA CHRISTIAN UNIVERSITY
BANDUNG ABSTRACT
At projects of steel building a lot use log with steel section Honey Comb and composite column. Needed analysis for count/calculates strong flex from Honey Comb Beam, and strong depress from composite column, taken example of level building 3 floors, in zone of region earthquake 3.
At log will be discussed strong analysis flexes at Honey Comb Beam with I-Wide Flange Beam use local buckling calculation method [SNI 03-1729-2002 sections 8.2] and lateral torsional buckling [SNI 03-1729-2002 sections 8.3]. At column will be discussed strong analysis depresses at composite column with uses strong calculation method composite column plan (at composite column) [SNI 03-1729-2002 sections 12.3]. In analysis of earthquake burden used method of equivalent analysis static.
As a result of from analysis can be compared to analysis uses Honey Comb Beam by analysis use I-Wide Flange Beam. Usage The result Honey Comb Beam more economic, weighing in common with Wide Flange Beam nevertheless have strong capacities flexes larger ones, until usage Honey Comb Beam more practical than use profile Wide Flange Beam of the size big.
Key word : Honey comb beam, wide flange beam, composite column, analysis static equivalent.
(3)
xi
DAFTAR ISI
Halaman Judul i
Surat Keterangan Tugas Akhir ii
Surat Keterangan Selesai Tugas Akhir iii
Lembar Pengesahan iv
Pernyataan Orisinalitas Laporan Tugas Akhir v
Abstrak vi
Kata Pengantar vii
Daftar Isi ix
Daftar Tabel xi
Daftar Gambar xii
Daftar Notasi xiv
Daftar Konversi Satuan xvi
Daftar Lampiran xvii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang 1.2 TujuanPenelitian
1.3 Ruang Lingkup Penelitian 1.4 Sistematika Penelitian
1 1 2 3
BAB II LANDASAN TEORI
2.1 Sifat-Sifat MaterialBaja
2.1.1 Perilaku Tegangan-Regangan 2.1.2 Sifat Mekanis Baja
2.2 Kolom Komposit 2.2.1 Pendahuluan 2.2.2 Kolom Komposit 2.3 Balok Honey Comb 2.3.1 Pendahuluan
2.3.2 Balok Honey Comb 2.3.3 Pengaruh Tekuk Lokal 2.3.4 Pengaruh Tekuk Lateral 2.3.5 Kuat Geser Nominal 2.3.6 Batas Lendutan 2.4 Kombinasi Pembebanan
2.5 Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Baja 2.5.1 Ketentuan Umum
2.5.2 Struktur Gedung Beraturan dan Tidak Beraturan 2.5.3 Parameter Beban Gempa
2.5.4 Wilayah Gempa
2.5.5 Sistem Rangka Pemikul Momen Biasa 2.5.6 Faktor Keutamaan Gedung (I)
2.5.7 Pembatasan Waktu Getar Alami Fundamental. 2.5.8 Beban Gempa Nominal Statik Ekuivalen 2.5.9 Waktu Getar Alami Fundamental
4 5 7 7 8 11 11 12 14 15 15 16 17 17 18 19 21 22 23 24 25
(4)
xii
2.5.10 Analisis Statik Ekuivalen 2.5.11 Kinerja Struktur Gedung
25 26
BAB III ANALISA PERENCANAAN
3.1 Data Perencanaan
3.2 Data Material Dan Beban Yang Bekerja 3.3 Diagram Alir Studi
3.4 Kombinasi Pembebanan 3.5 Pembebanan
3.5.1 Pembebanan lantai dasar 3.5.2 Pembebanan lantai1,2,3 3.5.3 Pembebanan lantai atap 3.5.4 Beban Lain-lain
3.6 Analisis Gempa Statik Ekivalen 3.7 Pembahasan
3.7.1 Desain Balok 3.7.2 Desain Kolom 3.8 Hasil Pembahasan
28 35 36 37 37 37 38 38 39 66 77 81
BAB IV PENUTUP
4.1 Kesimpulan 4.2 Saran
87 88
DAFTAR PUSTAKA 89
(5)
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Diagram Tegangan-Regangan Baja 6
Gambar 2.2 Macam-macam Kolom Komposit 8
Gambar 2.3 Pemotongan dan Pemasangan Honey Comb 11
Gambar 2.7 Zona Gempa di Indonesia 19
Gambar 2.8 Respons Spektrum Gempa Rencana 20
Gambar 3.1.1 Denah balok lantai 1 dan kolom lantai dasar 29 Gambar 3.1.2 Denah balok lantai 2 dan kolom lantai 1 30 Gambar 3.1.3 Denah balok lantai 3 dan kolom lantai 2 31 Gambar 3.1.4 Denah balok lantai 4 dan kolom lantai 3 32 Gambar 3.1.5 Denah balok atap dan kolom lantai atap 33 Gambar 3.1.6 Denah balok lantai atap dan kolom lantai 4 33
Gambar 3.1.7 Potongan A-A 34
Gambar 3.1.8 Potongan B-B 34
Gambar 3.3 Diagram Bagan Alir 36
Gambar 3.6.1. Awal Pemodelan 39
Gambar 3.6.2. Menginput Grid Data 39
Gambar 3.6.3. Tampilan Grid 40
Gambar 3.6.4 Tampilan Story 40
Gambar 3.6.5 Menginput Data Material 41
Gambar 3.6.6 Menginput Data Balok dan Data Pelat 41
(6)
xiv
Gambar 3.6.8 Menginput Beban Statis 42
Gambar 3.6.9 Menginput Kombinasi Pembebanan 43
Gambar 3.6.10 Define Mass Source 43
Gambar 3.6.11 Menggambar Balok, Kolom dan Pelat 44
Gambar 3.6.12. Menginput Perletakan 44
Gambar 3.6.13 Assign Diaphragm 45
Gambar 3.6.14 Rigid Diaphragm 45
Gambar 3.6.15. Menginput Beban 46
Gambar 3.6.16. Menentukan Kombinasi Beban 47
Gambar 3.6.17 Menampilkan tabel hasil analisis 47
Gambar 3.6.18 Modal participating mass ratio untuk bangunan A 48 Gambar 3.6.19 Modal participating mass ratio untuk bangunan B 48
Gambar 3.6.20 Massa bangunan A 49
Gambar 3.6.21 Massa bangunan B 49
Gambar 3.6.22 Input beban (Fy) pada statik ekivalen 53 Gambar 3.6.23 Input beban (Fx) pada statik ekivalen 53 Gambar 3.6.24 Input beban (Fy) pada statik ekivalen 61 Gambar 3.6.25 Input beban (Fx) pada statik ekivalen 61
Gambar 3.7.1 Profil Balok Honey Comb 66
Gambar 3.7.2 Balok yang ditinjau adalah balok A-D-8, story 2 67 Gambar 3.7.3 Output gaya-gaya dalam yang bekerja (Bangunan A) 67 Gambar 3.7.4 Balok yang ditinjau adalah balok A-D-8, story 2 72 Gambar 3.7.5 Output gaya-gaya dalam yang bekerja (Bangunan B) 72 Gambar 3.7.6 Kolom yang ditinjau adalah kolom A-4, story 2 77
(7)
xv
Gambar 3.7.7 Output gaya-gaya dalam yang bekerja 77
Gambar 3.7.8 Profil Kolom Komposit 78
Gambar L1.1 Gambar balok yang ditinjau 90
Gambar L1.2 Gaya yang bekerja pada balok 90
Gambar L1.3 Gambar kolom lantai 3 yang ditinjau 91
Gambar L1.4 Gambar kolom lantai 2 yang ditinjau 94
Gambar L1.5 Gambar kolom lantai 1 yang ditinjau 97
Gambar L2.1.1 Mengecek Lendutan Pada Balok 105
Gambar L2.1.2 Hasil Analisis Moment 3-3, Tampak 3 Dimensi 106 Gambar L2.1.3 Hasil Analisis Moment 3-3, Potongan A 106 Gambar L2.1.4 Hasil Analisis Shear 2-2, Tampak 3 Dimensi 107 Gambar L2.1.5 Hasil Analisis Shear 2-2, Potongan A 107 Gambar L2.1.6 Hasil Analisis Axial Forces, Tampak 3 Dimensi 108 Gambar L2.1.7 Hasil Analisis Axial Forces, Potongan A 108 Gambar L2.1.8 Hasil Analisis Torsion, Tampak 3 Dimensi 109 Gambar L2.1.9 Hasil Analisis Torsion, Potongan A 109 Gambar L2.2 Output gaya-gaya dalam yang bekerja 110
(8)
xvi
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Sifat Mekanis Baja 7
Tabel 2.2 Tabel batas kelangsingan maksimum 13
Tabel 2.3 Batas-batas jarak pengekang lateral 14
Tabel 2.4.1 Momen kritis untuk tekuk lateral 15
Tabel 2.4.2 Batas lendutan maksimum 16
Tabel 2.5 Tabel klasifikasi sistem struktur, system pemikul beban gempa, factor modifikasi respons, R, dan factor kuat cadang struktur, Ω0
21
Tabel 2.6 Spektrum respons gempa rencana 22
Tabel 2.7 Faktor keutamaan I untuk berbagai kategori gedung dan bangunan 22 Tabel 2.8 Percepatan puncak batuan dasar dan percepatan puncak muka tanah 23 Tabel 2.9 Koefisien yang membatasi waktu getar alami fundamental
struktur gedung
23
Tabel 3.2 Tabel data material dan beban yang bekerja 25
Tabel 3.5.1 Nilai Vby bangunan A 50
Tabel 3.5.2 Nilai Vbx bangunan A 51
Tabel 3.5.3 Nilai Fy bangunan A 52
Tabel 3.5.4 Nilai Fx bangunan A 52
Tabel 3.5.5 Nilai Ty(Ray) pada Gedung A 54
Tabel 3.5.6 Nilai Tx(Ray) pada Gedung A 55
Tabel 3.5.7 Story Drift Bangunan A 56
Tabel 3.5.8 Batas Kinerja Struktur Gedung A 57
Tabel 3.5.9 Nilai Vby Bangunan B 58
(9)
xvii
Tabel 3.5.11 Nilai Fy bangunan B 60
Tabel 3.5.12 Nilai Fx bangunan B 60
Tabel 3.5.13 Nilai Ty(Ray) pada Gedung B 62
Tabel 3.5.14 Nilai Tx(Ray) pada Gedung B 63
Tabel 3.5.15 Story Drift Bangunan B 64
Tabel 3.5.16 Batas Kinerja Struktur Gedung B 65
Tabel 3.6 Tabel profil balok baja yang digunakan 66
Tabel 3.7 Perbandingan Balok 81
Tabel 3.8 Perbandingan Nilai Fy 82
Tabel 3.9 Perbandingan Nilai Fx 82
Tabel 3.10 Perbandingan Nilai T 83
Tabel 3.11 Perbandingan Nilai Simpangan arah-y 83
Tabel 3.12 Perbandingan Nilai Simpangan arah-x 84
(10)
xviii
DAFTAR NOTASI
Ac adalah luas penampang beton, mm2
Ae adalah luas efektif per satuan panjang, mm2 Ag adalah luas penampang bruto, cm2
An adalah luas penampang netto, mm2
Ar adalah luas penampang tulangan longitudinal,mm2 Aw adalah luas pelat badan, mm2
bf adalah lebar pelat sayap, mm bw adalah lebar pelat badan, mm bs adalah lebar pelat pengaku, mm
Ca dan Cv adalah koefisien percepatan gempa E adalah modulus elastisitas baja (200.000 MPa) Ec adalah modulus elastisitas beton, MPa
Em adalah modulus elastisitasuntuk perhitungan kolom komposit, MPa fcradalah tegangan tekan kritis, MPa
fL adalah tegangan leleh dikurangi tegangan sisa, MPa fu adalah Tegangan putus minimum, MPa
fyadalah tegangan leleh profil baja, MPa
fr adalah tegangan sisa (70 MPa untuk roll beam, 115 MPa untuk built up beam) fc’ adalah kuat tekan karakteristik beton, MPa
G adalah modulus geser (80.000 MPa) I adalah momen inersia, cm4
Ix adalah momen inersia sumbu-x, cm4 Iy adalah momen inersia sumbu-y, cm4
Iw adalah konstanta punter lengkung ([1/2(h-ts)]2Iy) Jadalah konstanta puntir torsi (1/3 Σ bt3)
kc adalah factor panjang efektif kolom kn adalah koefisien tekuk geser
L adalah panjang bentang, mm Lp adalah batasan bentang pendek Lradalah batasan bentang tengah Mnadalah kuat lentur nominal, N-mm
Mradalah momen batas tekuk, (S(fy-fr)) MPa Mu adalah momen lentur terfaktor, N-mm Nn adalah kuat aksial nominal, N
Nu adalah gaya aksial tekan terfaktor, N rm adalah jari-jari girasi kolom komposit, mm R adalah faktor modifikasi respons
S adalah modulus penampang elastis, cm3 tb adalah tebal badan, mm.
ts adalah tebal sayap, mm.
T adalah waktu getar dasar struktur, detik V adalah gaya geser dasar rencana total, N
X1 adalah koefisien untuk perhitungan momen tekuk lateral, MPa X2 adalah koefisien untuk perhitungan momen tekuk lateral, MPa
(11)
xix w adalah berat jenis beton, kg/m3
Wt adalah berat total struktur, N
Z adalah modulus penampang plastis, cm3 µ adalah rasio nisbah poisson (0,3) λ adalah parameter kelangsingan
λp batas perbandingan lebar terhadap tebal untuk penampang kompak λr adalah batas maksimum untuk penampang tak kompak
Φ adalah faktor reduksi kekuatan
Φc adalah factor reduksi kekuatan kolom (0,85) Φbadalah factor reduksi kekuatan balok (0,90) ω adalah faktor tekuk
(12)
xx
DAFTAR KONVERSI SATUAN
Dari Ke
Konversi Jenis Dari Ke Konversi
English SI Satuan SI English
ft m 0.3048
Panjang m ft 3.2808 inch mm 25.4 mm inch 0.039
ft2 m2 0.0929
Luas m
2 ft2 10.764
inch2 mm2 645.2 mm2 inch2 0.0015
ft3 m3 0.028
Volume m
3
ft3 35.714 inch3 mm3 16387 mm3 inch3 6.10E-05
ft4 m4 0.0086
Inersia m
4
ft4 115.856 inch4 mm4 416231 mm4 inch4 2.00E-06
lbm kg 0.4536 Massa kg lbm 2.2046
lbm/ft3 kg/m3 16.02 Berat Jenis kg/m3 lbm/ft3 0.062
lb N 4.448
Gaya N lb 0.2248 kip kN 4.448 kN kip 0.2248
lbs/ft N/m 14.59 Gaya per N/m lbs/ft 0.0685 kips/ft kN/m 14.59 Satuan Panjang kN/m kips/ft 0.0685
lbs/in2 kPa 6.895 kPa lbs/in2 0.145 kips/in2 Mpa 6.895 Gaya per Satuan Mpa kips/in2 0.145 lbs/ft2 Pa 47.88 Luas; Tegangan; Pa lbs/ft2 0.021 kips/ft2 kPa 47.88 Tekanan; Modulus kPa kips/ft2 0.021 lbs/ft3 N/m3 157.1 Elastisitas; Volume N/m3 lbs/ft3 0.0064 kips/ft3 kN/m3 157.1 kN/m3 kips/ft3 0.0064
lb-inch N-mm 112.98
Momen atau Energi
N-mm lb-inch 0.0089 kip-inch kN-mm 112.98 kN-mm kip-inch 0.0089 lb-ft N-m 1.356 N-m lb-ft 0.7375 kip-ft kN-m 1.356 kN-m kip-ft 0.7375 ft-lb Joule 1.356 Joule ft-lb 0.7375 ft-kip kJoule 1.356 kJoule ft-kip 0.7375
(13)
xxi
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN 1 PRELIMINARY DESIGN
L1.1 Preliminary Pelat Lantai ……….89
L1.2 PreliminaryBalok ……….…………..89
L1.3 Preliminary Kolom ………...………...…...91 L1.4 Modulus Penampang Plastis (Z) Castellated Beam“Honey Comb”……..101
LAMPIRAN 2 HASIL OUTPUT PERANGKAT LUNAK
L2.1 Hasil Analisis Struktur ………...105 L2.2 Kontrol kekuatan & stabilitas balok IWF 400.200.8.13 ………110
LAMPIRAN 3 GAMBAR ARSITEKTUR, GAMBAR STRUKTUR, BROSUR,
(14)
Universitas Kristen Maranatha 90 LAMPIRAN 1
PRELIMINARY DESAIN
L1.1 Preliminary Pelat Lantai . - Kombinasi Pembebanan
- qult1 = 1,4 qDL = 1,4 (104) = 145,6 kg/m2 - qult2 = 1,2 qDL + 1,6qLL = 1,2 (104) +1,6(400) = 764,8 kg/m2 Digunakan qult2 = 764,8 kg/m2
Menentukan Profil Pelat Prategang
HCS
Type : 150.07.12
Spesifikasi : - Tebal = 150 mm - Diameter Lubang = 7 mm - Jumlah Lubang = 12 Buah - Daya Dukung = 380 kg/m2 - Panjang Bentang = 6,75 m
(Notes : Berat sendiri Pelat Beton Prategang 29%-42% lebih ringan dari pelat lantai beton konvesional)
L1.2 Preliminary Balok 1. Balok (A-D-6 lt.1)
Beban Mati
Beban yang bekerja pada balok akibat pelat lantai,
Berat sendiri HCS(t=15cm=0,15 m)=0,15 x 2400 kg/m³x 70% =252 kg/m2
Finishing, ME, Ducting =104 kg/m2
qPlat=356 kg/m2 qSDL1 = qPlat x (0.5 x 4)
(15)
Universitas Kristen Maranatha 91 Beban yang bekerja pada balok akibat dinding,
Berdasarkan perhitungan pembebanan, beban diding yang bekerja pada balok,
q qSDL2 = 334 kg/m2 x 3,96m =1322,64 kg/m qSDL = qSDL1 + qSDL2
= 712 + 1322,64 = 2034,64 kg/m
Beban hidup
3000
6750
Gambar L1.1 Gambar balok yang ditinjau qLL = 400 kg/m2
qBalok = 1.2 qSDL + 1.6 qLL
= 1.2 (2034,64) + 1.6 (400) = 3081,568 kg/m2
6750
qbalok
(16)
Universitas Kristen Maranatha 92 36
* ) 568 , 3081 ( * 12
1 6 * ) ( * 12
1 2
max qek
M
= 9244,704 kgm = 92447040 Nmm = 92,45 KNm
Mult = .. Zx . fy 92447040 = 0.9 x Zx x 250
Zx = 410875,7 mm3 = 410,9 cm3 Diambil profil :
CSHC 600.200.8.13 (IWF 400.200.8.13)
Zx = 1283,585 cm3= 1283,5x103 mm3≥ 410875,7 mm3 Data profil : A max (Gross) = 100,12 cm2
A min (Net) = 67,68 cm2 W = 66 kg/m
Ix = 55683,6 cm4 Zx = 1283,585 cm3
L1.3 Preliminary Kolom (Kolom A-5 lt. 3)
1
5
0
0
1
5
0
0
3375
3375
(17)
Universitas Kristen Maranatha 93 Beban Mati
Beban yang bekerja pada kolom lantai akibat balok,
Balok B1&B5 diasumsikan menggunakan profil CSHC 600.200.8.13 dengan berat sendiri = 66kg/m
VSDLBalok = 2x (BS Balok x1,5) + (BS Balok x 3,375 m) = 2x (66x1,5) + (66 x 3,375)
= 420,75 kg
Beban yang bekerja pada kolom lantai akibat pelat lantai,
Berat sendiri pelat beton (t =15cm =0.15m) = 0.5x2400 x 70%= 252 kg/m2 qPelat = 252kg/m2 VSDLPelat = 252 x 3,375 x 3 = 2551,5 kg
Beban yang bekerja pada kolom lantai akibat pelat, VSDLKolom Lt3 = 66 x (3,375) = 222,75 kg
VSDL = VSDLBalok + VSDLPelat + VSDLKolom Lt.3 =420,75 + 2551,5 + 222,75
= 3195 kg Beban hidup
VLL = 400 kg/m2 x 3,375 x 3 = 4050 kg Nult = 1.2VSDL + 1.6 VLL
=1.2 (3195) + 1.6 (4050)
= 10314 kg = 103140 N = 103,14 KN Profil kolom komposit :
IWF 600.200.11.17
Data profil : A = 134,4 cm2 W = 106 kg/m Ix = 77600 cm4
Sx (Modulus Penampang Elastis) = 2590 cm3 Luas penampang beton, Ac = 800 x 400 = 320000 mm2
(18)
Universitas Kristen Maranatha 94 Luas penampang profil baja, As = 13440 mm2
Periksa terhadap syarat luas minimum profil baja:
% 4 % 2 , 4 % 100 320000
13440
x
A A c s
Periksa syarat jarak sengkang/pengikat lateral:
Jarak sengkang = 250 mm < 2/3 x 500 = 333,3 mm Periksa syarat luas tulangan longitudinal:
Jarak antar tulangan longitudinal = 800 – 2(40) – 2(10) – 22 = 678 mm
Luas tulangan longitudinal =
2 22 4 1 x x
= 380,13 mm2 > 0,18mm2/mm (678mm) = 122,04 mm2
Periksa syarat tulangan lateral:
Luas tulangan sengkang = 102 4
1 x x
= 78,54 mm2 > 0,18mm2/mm (250mm) = 45 mm2
Hitung tegangan leleh modifikasi:
Luas total tulangan longitudinal, Ar = 4(380,13) = 1520,52 mm2 Luas netto beton, Ac = 320000 – 13440 – 1520,52 = 305039,48 mm2 Untuk profil baja yang diberi selubung beton, maka:
c1= 0,7 c2= 0,6 c3= 0,2
s c c s r yr y my A A f c A A f c f
f 1. . 2. ' .
13440 48 , 305039 ). 25 .( 6 , 0 13440 52 , 1520 ). 400 .( 7 , 0 240
= 612,12 MPa
Hitung modulus elastisitas modifikasi:
s c c m A A E c E
(19)
Universitas Kristen Maranatha 95 13440 48 , 305039 ). 24100 .( 2 , 0 200000
= 309396,60 MPa
Jari-jari girasi kolom komposit diambil dari nilai terbesar antara:
r mm
mm b
y 41,2
120 ) 400 ( 3 , 0 3 , 0 mm rm 120
Kuat tekan kolom komposit:
339 , 0 6 , 309396 12 , 612 120 3600 . . x E f r L k m my m c c
Karena 0,25 < λc < 1,2, maka
1,04
) 339 , 0 ( 67 , 0 6 , 1 43 , 1 67 , 0 6 , 1 43 , 1 c
fcr fmy 588,58MPa
04 , 1 12 , 612
Nn = As . fcr = 13440(588,58) = 7910515,2 N
фNn = 0,85(7910515,2) = 6723937,92 N > Nult = 103140 N
(Kolom A-5 lt.2)
1 5 0 0 1 5 0 0
3375
3375
(20)
Universitas Kristen Maranatha 96 Beban Mati
Beban yang bekerja pada kolom lantai akibat balok,
Balok B1&B5 diasumsikan menggunakan profil CSHC 600.200.8.13 dengan berat sendiri = 66kg/m
VSDLBalok = 2x (BS Balok x1,5) + (BS Balok x 3,375 m) = 2x (66x1,5) + (66 x 3,375)
= 420,75 kg
Beban yang bekerja pada kolom lantai akibat pelat lantai,
Berat sendiri pelat beton (t =15cm =0.15m) = 0.5x2400 x 70%= 252 kg/m2 qPelat = 252kg/m2 VSDLPelat = 252 x 3,375 x 3 = 2551,5 kg
Beban yang bekerja pada kolom lantai akibat pelat, VSDLKolom Lt2 = 66 x (3,375) = 222,75 kg
VSDL = VSDLBalok + VSDLPelat + VSDLKolom Lt.2 + Nkolom lt.3 =420,75 + 2551,5 + 222,75 + 10314
= 13509 kg Beban hidup
VLL = 400 kg/m2 x 3,375 x 3 = 4050 kg Nult = 1.2VSDL + 1.6 VLL
=1.2 (13509) + 1.6 (4050) = 22690 kg = 226900 N Profil kolom komposit : IWF 600.200.11.17
Data profil : A = 134,4 cm2 W = 106 kg/m Ix = 77600 cm4
(21)
Universitas Kristen Maranatha 97 Luas penampang beton, Ac = 800 x 400 = 320000 mm2
Luas penampang profil baja, As = 13440 mm2 Periksa terhadap syarat luas minimum profil baja:
% 4 % 2 , 4 % 100 320000
13440
x
A A c s
Periksa syarat jarak sengkang/pengikat lateral:
Jarak sengkang = 250 mm < 2/3 x 500 = 333,3 mm Periksa syarat luas tulangan longitudinal:
Jarak antar tulangan longitudinal = 800 – 2(40) – 2(10) – 22 = 678 mm
Luas tulangan longitudinal =
2 22 4 1 x x
= 380,13 mm2 > 0,18(678) = 122,04 mm2 Periksa syarat tulangan lateral:
Luas tulangan sengkang = 102 4
1 x x
= 78,54 mm2 > 0,18(250) = 45 mm2 Hitung tegangan leleh modifikasi:
Luas total tulangan longitudinal, Ar = 4(380,13) = 1520,52 mm2 Luas netto beton, Ac = 320000 – 13440 – 1520,52 = 305039,48 mm2 Untuk profil baja yang diberi selubung beton, maka:
c1= 0,7 c2= 0,6 c3= 0,2
s c c s r yr y my A A f c A A f c f
f 1. . 2. ' .
13440 48 , 305039 ). 25 .( 6 , 0 13440 52 , 1520 ). 400 .( 7 , 0 240
= 612,12 MPa
Hitung modulus elastisitas modifikasi:
s c c m A A E c E
(22)
Universitas Kristen Maranatha 98 13440 48 , 305039 ). 24100 .( 2 , 0 200000
= 309396,60 MPa
Jari-jari girasi kolom komposit diambil dari nilai terbesar antara:
r mm
mm b
y 41,2
120 ) 400 ( 3 , 0 3 , 0 mm rm 120
Kuat tekan kolom komposit:
339 , 0 6 , 309396 12 , 612 120 3600 . . x E f r L k m my m c c
Karena 0,25 < λc < 1,2, maka
1,04
) 339 , 0 ( 67 , 0 6 , 1 43 , 1 67 , 0 6 , 1 43 , 1 c
fcr fmy 588,58MPa
04 , 1 12 , 612
Nn = As . fcr = 13440(588,58) = 7910515,2 N
фNn = 0,85(7910515,2) = 6723937,92 N > Nult = 226900 N
(Kolom A-5 lt.1)
1 5 0 0 1 5 0 0
3375
3375
(23)
Universitas Kristen Maranatha 99 Beban Mati
Beban yang bekerja pada kolom lantai akibat balok,
Balok B1&B5 diasumsikan menggunakan profil CSHC 600.200.8.13 dengan berat sendiri = 66kg/m
VSDLBalok = 2x (BS Balok x1,5) + (BS Balok x 3,375 m) = 2x (66x1,5) + (66 x 3,375)
= 420,75 kg
Beban yang bekerja pada kolom lantai akibat pelat lantai,
Berat sendiri pelat beton (t =15cm =0.15m) = 0.5x2400 x 70%= 252 kg/m2 qPelat = 252kg/m2 VSDLPelat = 252 x 3,375 x 3 = 2551,5 kg
Beban yang bekerja pada kolom lantai akibat pelat, VSDLKolom Lt1 = 66 x (3,375) = 222,75 kg
VSDL = VSDLBalok + VSDLPelat + VSDLKolom Lt.1 + Nkolom lt2 =420,75 + 2551,5 + 222,75 + 22690
= 25885 kg Beban hidup
VLL = 400 kg/m2 x 3,375 x 3 = 4050 kg Nult = 1.2VSDL + 1.6 VLL
=1.2 (25885)+ 1.6 (4050) = 37542 kg = 375420 N Profil kolom komposit : IWF 600.200.11.17
Data profil : A = 134,4 cm2 W = 106 kg/m Ix = 77600 cm4
(24)
Universitas Kristen Maranatha 100 Luas penampang beton, Ac = 800 x 400 = 320000 mm2
Luas penampang profil baja, As = 13440 mm2 Periksa terhadap syarat luas minimum profil baja:
% 4 % 2 , 4 % 100 320000
13440
x
A A c s
Periksa syarat jarak sengkang/pengikat lateral:
Jarak sengkang = 250 mm < 2/3 x 500 = 333,3 mm Periksa syarat luas tulangan longitudinal:
Jarak antar tulangan longitudinal = 800 – 2(40) – 2(10) – 22 = 678 mm
Luas tulangan longitudinal =
2 22 4 1 x x
= 380,13 mm2 > 0,18(678) = 122,04 mm2 Periksa syarat tulangan lateral:
Luas tulangan sengkang = 102 4
1 x x
= 78,54 mm2 > 0,18(250) = 45 mm2 Hitung tegangan leleh modifikasi:
Luas total tulangan longitudinal, Ar = 4(380,13) = 1520,52 mm2 Luas netto beton, Ac = 320000 – 13440 – 1520,52 = 305039,48 mm2 Untuk profil baja yang diberi selubung beton, maka:
c1= 0,7 c2= 0,6 c3= 0,2
s c c s r yr y my A A f c A A f c f
f 1. . 2. ' .
13440 48 , 305039 ). 25 .( 6 , 0 13440 52 , 1520 ). 400 .( 7 , 0 240
= 612,12 MPa
Hitung modulus elastisitas modifikasi:
s c c m A A E c E
(25)
Universitas Kristen Maranatha 101 13440 48 , 305039 ). 24100 .( 2 , 0 200000
= 309396,60 MPa
Jari-jari girasi kolom komposit diambil dari nilai terbesar antara:
r mm
mm b
y 41,2
120 ) 400 ( 3 , 0 3 , 0 mm rm 120
Kuat tekan kolom komposit:
339 , 0 6 , 309396 12 , 612 120 3600 . . x E f r L k m my m c c
Karena 0,25 < λc < 1,2, maka
1,04
) 339 , 0 ( 67 , 0 6 , 1 43 , 1 67 , 0 6 , 1 43 , 1 c
fcr fmy 588,58MPa
04 , 1 12 , 612
Nn = As . fcr = 13440(588,58) = 7910515,2 N
фNn = 0,85(7910515,2) = 6723937,92 N > Nult = 375420 N
(26)
Universitas Kristen Maranatha 102 L1.4 Modulus Penampang Plastis (Z) Castellated Beam “Honey Comb” Profil CSHC 600.200.8.13
POT A-A POT B-B
Arah X (POT B-B)
No A (Luas) y (titik berat) Δy = A . y
1 2600 293,5 763100
2 2296 143,5 329476
(27)
Universitas Kristen Maranatha 103 y = Δy / A = 1092576/4896
y 1= y2= 223,1569 mm = 22,31569 cm Zx = 0,5A t. (y1+y2)
Zx = 100,12 . 22,31569 Zx = 2234,2469 cm3 Arah Y (POT B-B)
No A (Luas) x (titik berat) Δx = A . x
1 1300 50 65000
2 2296 2 4592
3 1300 50 65000
4896 134592
x = Δx / A = 134592/4896
x1= x2 = 27,4902 mm = 2,74902 cm Zy = 0,5A t. (x1+x2)
Zy = 100,12 . 2,74902 Zy = 275,2319 cm3
(28)
Universitas Kristen Maranatha 104 Arah X (POT A-A)
No A (Luas) y (titik berat) Δy = A . y
1 2600 293,5 763100
2 676 244,75 165451
3276 928551
y = Δy / A = 928551/3276
y 1= y2= 283,4405 mm = 28,34405 cm Zx = 0,5A t. (y1+y2)
Zx = 67,68 . 28,34405 Zx = 1918,325 cm3 Arah Y (POT A-A)
No A (Luas) x (titik berat) Δx = A . x
1 1300 50 65000
(29)
Universitas Kristen Maranatha 105
3 1300 50 65000
4 338 2 676
3276 131352
x = Δx / A = 131352/3276
x1= x2 = 40,095 mm = 4,0095 cm Zy = 0,5A t. (x1+x2)
Zy = 67,68 . 4,0095 Zy = 271,36 cm3
(30)
Universitas Kristen Maranatha 106 LAMPIRAN 2
HASIL OUTPUT PERANGKAT LUNAK
L2.1 Hasil Analisis Struktur a Mengecek Lendutan
Click kanan pada balok yang akan dicek lendutannya, maka muncul tampilan seperti dibawah ini. Ubah satuan sesuai dengan yang diinginkan. Angka yang terdapat pada Deflection adalah lendutan yang dihasilkan.
Menurut Tabel 2.4.2 tentang batas lendutan maksimum, balok biasa yang tidak memikul beban dinding mempunyai batas maksimum L/240 = 6,75/240 = 0,028 m 0,002 m < 0,028 m → (ok)
Nilai Lendutan
(31)
Universitas Kristen Maranatha 107 b . Analisis
Moment 3-3
Tampilan hasil analisis Moment 3-3, Tampak 3 Dimensi
Tampilan hasil analisis Moment 3-3, Potongan A
Gambar L2.1.2. Hasil Analisis Moment 3-3, Tampak 3 Dimensi
(32)
Universitas Kristen Maranatha 108 Shear 2-2
Tampilan hasil analisis Shear 2-2, Tampak 3 Dimensi
Tampilan hasil analisis Shear 2-2, Potongan A
Gambar L2.1.4. Hasil Analisis Shear 2-2, Tampak 3 Dimensi
(33)
Universitas Kristen Maranatha 109 Gambar L2.1.7. Hasil Analisis Axial Forces, Potongan A
Axial Forces
Tampilan hasil analisis Axial Forces, Tampak 3 Dimensi
Tampilan hasil analisis Axial Forces, Potongan A
Gambar L2.1.6. Hasil Analisis Axial Forces, Tampak 3 Dimensi
(34)
Universitas Kristen Maranatha 110 Gambar L2.1.9. Hasil Analisis Torsion, Potongan A
Torsion
Tampilan hasil analisis Torsion, Tampak 3 Dimensi
Tampilan hasil analisis Torsion, Potongan A
(35)
Universitas Kristen Maranatha 111 L2.2 Kontrol kekuatan & stabilitas balok IWF 400.200.8.13
Gambar L2.2 Output gaya-gaya dalam yang bekerja Output ETABS : Vu = 57,53 KNm
Mu = 48,611 KNm Dipakai profil : IWF 400.200.8.13
Zx = 1326,26 cm³
Mutu Baja : Bj-41 ; fy = 250 MPa = 2500 kg/cm² Kelangsingan penampang Sayap 69 , 7 13 2 200
21
x t b s 75 , 10 250 170 170 fy ps 6 , 27 370 fr fy rs 75 , 10 69 ,
7
ps
s
(36)
Universitas Kristen Maranatha 112 Badan
75 , 42 8 16 13 2 400 ' tw h b 25 , 106 250 1680 1680 fy pb 3 , 161 250 25502550
fy rb 25 , 106 75 ,
42
pb
b
badan Kompak
Penampang Kompak
maka Mn dihitung dengan persamaan, Mp
Mn
Momen Nominal Balok Analisis Plastis 331565000 10 26 , 1326
250 3
y x
p f Z
M Nmm = 331,565 KNm
Analisis Plastis Mp Mn Mn
0,9 *331,565 = 298,408 KNm
Mn
(37)
Universitas Kristen Maranatha 113 Kuat geser penampang
Modulus penampang elastisitas baja (E) = 200000 Mpa
75 , 42 8 16 13 2 400 ' tw h 5 10 ,1 n
y n k f E k +5/(a/h’)2
= 5+5/(1500/570)2 = 6,6245
0047 , 71 250 200000 6245 , 6 10 ,
1
w y n y n A f V f E k tw h
1,10 0,6
'
Aw = 6768 – (2x200x13)= 1568 mm² = 15,68 cm² 225792 1568 250 6 , 0 6 ,
0
y w
n f A
V N
n V
= 0.9*225792 = 203212,8N = 203,2128 KN 2128 , 203 n V
(38)
Universitas Kristen Maranatha 114 Kondisi Batas Tekuk Lateral
Batas-batas jarak pengekang lateral (TCPSB Tabel 8.3-2) L = 6 m ry = 5,1 cm fL = fy– fr = 250 – 70 =180 MPa m mm f E r L y y
p 2538,8 2,5
250 10 2 51 76 , 1 76 , 1 5
J = 1/3 [(2b.ts3)+((h-2ts).tb3)] = 1/3 [(400.133)+((600-26).83)] = 390896 Iw/Iy = [1/2( 600-13)]2 = 38285,44
45 , 8632 2 10012 390896 10 8 , 0 10 2 10 1190 2 5 5 3 1
EGJA
S X 7684 , 8 44 , 38285 390896 10 8 , 0 10 1190 4 4 5 3
2
y w I I GJ S X m mm f X f X r L L L y
r 1 1 8,7684 180 6542,5 6,5
180 45 , 8632 51 1
1 2 2 2
1
Lp<L<Lr → bentang menengah
p p r r r p r b n M L L L L M M M C M ) ( ) ( ) ( Nmm f f S
Mr ( y r)1190.103(180)214200000 3 , 2 3 4 3 5 , 2 5 , 12 max max C B A b M M M M M C
SNI 03-1729-2002 pasal 8.3.1] dengan Mmax adalah momen maksimum pada bentang yang ditinjau, serta MA, MB, dan MC adalah momen pada ¼ bentang, tengah bentang, dan ¾ bentang komponen struktur yang ditinjau.
Mmax = 48,611 KNm
MA = 44,209 KNm → dari ETABS MB = 48,611 KNm
MC = 44,209 Nmm
1,045 2,3 209 , 44 3 611 , 48 4 209 , 44 3 611 , 48 5 , 2 611 , 48 5 ,12
b C p
n KNm M
M
239,17
) 5 , 2 5 , 6 ( ) 6 5 , 6 ( ) 2 , 214 565 , 331 ( 2 , 214 045 , 1
(39)
Universitas Kristen Maranatha 115 Momen Nominal Balok
Analisis Plastis
331565000 10
26 , 1326
250 3
y x
p f Z
M Nmm = 331,565 KNm
Analisis Plastis Mu
Mn
Mn
0,9 * 239,17 = 215,253 KNm
Mn
215,253 KNm Mu = 48,611 KNm → (ok)
Tabel L2.1 Hasil perbandingan kuat lentur nominal Profil CSHC600.200.8.13
(IWF 400.200.8.13)
IWF 400.200.8.13
Φ.Mn 503,2 KNm 215,2 KNm
Φ.Mn = kuat lentur nominal [SNI 03-1729-2002 pasal 8.1.3]
Hasil perbandingan kuat lentur nominal balok Honey Comb dan balok IWF : %
23 , 57 % 100 2
, 503
2 , 215 2 , 503
(40)
Universitas Kristen Maranatha 116 LAMPIRAN 3 GAMBAR ARSITEKTUR, GAMBAR STRUKTUR,
(41)
(42)
(43)
(44)
(45)
(46)
(47)
(48)
(49)
(50)
(51)
(52)
(53)
(54)
(55)
Universitas Kristen Maranatha 1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang
Pada proyek-proyek bangunan baja banyak yang menggunakan balok dengan profil baja Honey Comb. Profil baja Honey Comb atau Castellated Shape Honey Comb adalah hasil pengembangan dari model profil baja Wide Flange Shape. Salah satu keunggulannya dibandingkan profil Wide Flange Shape biasa adalah lebih dikarenakan alasan ekonomis dan beratnya yang lebih ringan. Dalam analisis, akan dilihat perbedaan antara kuat lentur dari balok Honey Comb dengan kuat lentur balok baja Wide Flange Shape.
Kolom komposit yang akan dibahas adalah kolom baja Wide Flange Shape yang di bungkus oleh beton. Dengan perbedaan material tentu berpengaruh terhadap perbedaaan kekuatan. Dalam analisis, akan dilihat perbedaan antara kuat tekan kolom komposit dengan kuat tekan kolom baja Wide Flange Shape.
Dengan hasil analisis dan evaluasi diharapkan dapat membuka pengetahuan kita tentang analisis balok Honey Comb dan kolom komposit. Karena dalam penerapannya di lapangan, balok Honey Comb dan kolom komposit sering digunakan.
1.2Tujuan Penulisan
Tujuan penelitian/penulisan adalah sebagai berikut:
1. Membandingkan struktur bangunan baja yang menggunakan Balok Honey Comb dengan struktur bangunan baja yang menggunakan Balok I-Wide Flange.
(56)
Universitas Kristen Maranatha 2 1.3Ruang Lingkup Penulisan
Ruang lingkup penelitian/penulisan adalah sebagai berikut:
1. Pada penulisan Tugas Akhir ini, masalah dibatasi pada analisis tentang Kolom Komposit dan Balok Honey Comb pada gedung bertingkat 3 lantai. 2. Dalam perhitungan kuat lentur mencakup tekuk lokal (local buckling),
tekuk lateral (lateral torsional buckling).
3. Perhitungan penggunaan pengaku vertikal pada balok Honey comb.
4. Dalam perhitungan kuat tekan diasumsikan elemen kaku, tidak bergoyang. 5. Perhitungan sambungan tidak dibahas, diasumsikan sambungan kaku
dengan las mutu tinggi.
6. Penutup lubang pelat badan pada balok Honey Comb tidak dibahas.
7. Dalam perencanaan ketahanan gempa menggunakan metode analisis beban gempa statik ekuivalen.
8. Dalam perencanaan ketahanan gempa menggunakan Sistem Rangka Pemikul Momen Biasa (SRPMB).
9. Sambungan las penyambung profil Honey Comb, tidak ditinjau.
10. Dalam melakukan pengujian Analisis (mencari gaya-gaya dalam) digunakan bantuan software ETABS versi nonlinear 9.2.0.
11. Dalam menentukan beban hidup yang bekerja, mengunakan asumsi yang mengacu kepada Pedoman Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan Gedung, [SKBI-1.3.53.1987].
12. Peraturan yang digunakan untuk perencanaan struktur, berdasarkan kepada Tata Cara Perencanaan Struktur Baja untuk bangunan gedung [TCPSB SNI 03-1729-2002].
13. Peraturan yang digunakan untuk perencanaan ketahanan gempa, berdasarkan kepada Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk bangunan gedung [TCPKG SNI 03-1726-2002]
14. Spesifikasi material baja yang digunakan berdasarkan Products Catalogue P.T. Gunung Garuda.
(57)
Universitas Kristen Maranatha 3 1.4Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan terdiri dari empat bab, yaitu Pendahuluan, Tinjauan Literatur, Studi Kasus dan Pembahasan, Kesimpulan dan Saran
BAB I PENDAHULUAN
Berisi Pendahuluan, Tujuan Penulisan, Ruang Lingkup Penulisan, dan Sistematika Penulisan.
BAB II TINJAUAN LITERATUR
Berisi tinjauan literatur terkait yang berhubungan dengan penelitian/penulisan Tugas Akhir.
BAB III STUDI KASUS DAN PEMBAHASAN
Berisi studi kasus dan pembahasan penelitian/penulisan Tugas Akhir. BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN
(58)
Universitas Kristen Maranatha 87
BAB IV
KESIMPULAN DAN SARAN
4.1 Kesimpulan
Berdasarkan dari hasil analisis dan perbandingan Balok Honey Comb dengan Balok I-Wide Flange adalah sebagai berikut:
Berdasarkan dari hasil analisis menggunakan metoda perhitungan tekuk lokal (local buckling) [SNI 03-1729-2002 pasal 8.2] dan tekuk lateral (lateral torsional buckling) [SNI 03-1729-2002 pasal 8.3], dan hasil perbandingan kuat lentur nominal (Tabel 3.7), maka didapatkan kesimpulan bahwa kuat lentur nominal balok Honey Comb lebih tinggi 57,23% dari kuat lentur nominal balok IWF original section.
Penggunaan balok Honey Comb (CSHC 600.200.8.13) lebih ekonomis, karena dengan berat sendiri (66 kg/m) yang sama dengan berat sendiri IWF original section (IWF 400.200.8.13), namun mempunyai kapasitas kuat lentur yang lebih tinggi dari profil IWF yang lebih besar penampangnya (IWF 500.200.10.16).
Berdasarkan dari hasil analisis dan perbandingan dengan menggunakan metode analisis beban gempa statik ekuivalen [SNI 03-1726-2002 pasal 6]:
Berdasarkan dari hasil perbandingan waktu getar alami (T) pada bangunan A (menggunakan balok honey comb dan kolom komposit) dan bangunan B (menggunakan balok IWF dan kolom komposit) yang di dapat dari analisis dengan software ETABS v nonlinear 9.20, maka didapat kesimpulan bahwa bangunan A memiliki waktu getar alami (T) lebih kecil dari waktu getar alami (T) bangunan B..
Berdasarkan hasil perbandingan gaya lateral tingkat (F) pada bangunan A (menggunakan balok honey comb dan kolom komposit) dan bangunan B (menggunakan balok IWF dan kolom komposit) yang di dapat dari analisis dengan software ETABS v nonlinear 9.20, maka didapat kesimpulan
(59)
Universitas Kristen Maranatha 88 bahwa bangunan B memiliki gaya lateral tingkat (F) lebih kecil dari gaya lateral tingkat (F) bangunan A.
Berdasarkan hasil perbandingan simpangan antar tingkat pada bangunan A (menggunakan balok honey comb dan kolom komposit) dan bangunan B (menggunakan balok IWF dan kolom komposit) yang di dapat dari analisis dengan software ETABS v nonlinear 9.20, maka didapat kesimpulan bahwa bangunan B memiliki simpangan yang lebih kecil dari simpangan bangunan A.
4.2 Saran
Perlu dilakukan pengecekan, karena tiap pabrik mempunyai standar tersendiri untuk profil yang dibuat, khususnya Honey Comb.
Perlu dilakukan pengecekan, apabila Honey Comb dibuat di lapangan, tentu mempunyai tegangan sisa yang berbeda dengan hasil pabrikasi, yang berpengaruh kepada hasil analisis.
(60)
Universitas Kristen Maranatha 89
DAFTAR PUSTAKA
1. Badan Standardisasi Nasional, 2002, Tata Cara Perencanaan Struktur
Baja untuk bangunan gedung, SNI 03-1729-2002.
2. Badan Standardisasi Nasional, 2002, Tata Cara Perencanaan Ketahanan
Gempa untuk bangunan gedung, SNI 03-1726-2002.
3. Departemen Pekerjaan Umum, 1987, Pedoman Perencanaan Pembebanan
untuk Rumah dan Gedung, SKBI 1.3.53.1987.
4. Agus Setiawan, 2008, Perencanaan Struktur Baja dengan Metode LRFD (Sesuai SNI 03-1729-2002), Penerbit Erlangga.
5. R.P. Johnson, 1975, Composite Structures of Steel and Concrete, Volume 1 Beams, Columns, Frames and Applications in Building, Granada, London. 6. Ivan.M.Viest, Joseph.P.Colaco, Richard.W.Furlong, Lawrence.G.Griffis,
Roberto.T.Leon, Loring.A.Wyllie.Jr, 1997, Composite Construction Design for Building, McGraw-Hill, New York.
7. Omer W. Blodgett ,1986 Design of Welded Structures, James F. Lincoln Arc Welding Foundation, Cleveland, Ohio.
(1)
Universitas Kristen Maranatha 1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang
Pada proyek-proyek bangunan baja banyak yang menggunakan balok dengan profil baja Honey Comb. Profil baja Honey Comb atau Castellated Shape Honey Comb adalah hasil pengembangan dari model profil baja Wide Flange Shape. Salah satu keunggulannya dibandingkan profil Wide Flange Shape biasa adalah lebih dikarenakan alasan ekonomis dan beratnya yang lebih ringan. Dalam analisis, akan dilihat perbedaan antara kuat lentur dari balok Honey Comb dengan kuat lentur balok baja Wide Flange Shape.
Kolom komposit yang akan dibahas adalah kolom baja Wide Flange Shape yang di bungkus oleh beton. Dengan perbedaan material tentu berpengaruh terhadap perbedaaan kekuatan. Dalam analisis, akan dilihat perbedaan antara kuat tekan kolom komposit dengan kuat tekan kolom baja
Wide Flange Shape.
Dengan hasil analisis dan evaluasi diharapkan dapat membuka pengetahuan kita tentang analisis balok Honey Comb dan kolom komposit. Karena dalam penerapannya di lapangan, balok Honey Comb dan kolom komposit sering digunakan.
1.2Tujuan Penulisan
Tujuan penelitian/penulisan adalah sebagai berikut:
1. Membandingkan struktur bangunan baja yang menggunakan Balok Honey Comb dengan struktur bangunan baja yang menggunakan Balok I-Wide Flange.
(2)
Universitas Kristen Maranatha 2
1.3Ruang Lingkup Penulisan
Ruang lingkup penelitian/penulisan adalah sebagai berikut:
1. Pada penulisan Tugas Akhir ini, masalah dibatasi pada analisis tentang Kolom Komposit dan Balok Honey Comb pada gedung bertingkat 3 lantai. 2. Dalam perhitungan kuat lentur mencakup tekuk lokal (local buckling),
tekuk lateral (lateral torsional buckling).
3. Perhitungan penggunaan pengaku vertikal pada balok Honey comb.
4. Dalam perhitungan kuat tekan diasumsikan elemen kaku, tidak bergoyang. 5. Perhitungan sambungan tidak dibahas, diasumsikan sambungan kaku
dengan las mutu tinggi.
6. Penutup lubang pelat badan pada balok Honey Comb tidak dibahas.
7. Dalam perencanaan ketahanan gempa menggunakan metode analisis beban gempa statik ekuivalen.
8. Dalam perencanaan ketahanan gempa menggunakan Sistem Rangka Pemikul Momen Biasa (SRPMB).
9. Sambungan las penyambung profil Honey Comb, tidak ditinjau.
10. Dalam melakukan pengujian Analisis (mencari gaya-gaya dalam) digunakan bantuan software ETABS versi nonlinear 9.2.0.
11. Dalam menentukan beban hidup yang bekerja, mengunakan asumsi yang mengacu kepada Pedoman Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan Gedung, [SKBI-1.3.53.1987].
12. Peraturan yang digunakan untuk perencanaan struktur, berdasarkan kepada Tata Cara Perencanaan Struktur Baja untuk bangunan gedung [TCPSB SNI 03-1729-2002].
13. Peraturan yang digunakan untuk perencanaan ketahanan gempa, berdasarkan kepada Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk bangunan gedung [TCPKG SNI 03-1726-2002]
14. Spesifikasi material baja yang digunakan berdasarkan Products Catalogue
(3)
Universitas Kristen Maranatha 3
1.4Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan terdiri dari empat bab, yaitu Pendahuluan, Tinjauan Literatur, Studi Kasus dan Pembahasan, Kesimpulan dan Saran
BAB I PENDAHULUAN
Berisi Pendahuluan, Tujuan Penulisan, Ruang Lingkup Penulisan, dan Sistematika Penulisan.
BAB II TINJAUAN LITERATUR
Berisi tinjauan literatur terkait yang berhubungan dengan penelitian/penulisan Tugas Akhir.
BAB III STUDI KASUS DAN PEMBAHASAN
Berisi studi kasus dan pembahasan penelitian/penulisan Tugas Akhir. BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN
(4)
Universitas Kristen Maranatha 87
BAB IV
KESIMPULAN DAN SARAN
4.1 Kesimpulan
Berdasarkan dari hasil analisis dan perbandingan Balok Honey Comb
dengan Balok I-Wide Flange adalah sebagai berikut:
Berdasarkan dari hasil analisis menggunakan metoda perhitungan tekuk lokal (local buckling) [SNI 03-1729-2002 pasal 8.2] dan tekuk lateral (lateral torsional buckling) [SNI 03-1729-2002 pasal 8.3], dan hasil perbandingan kuat lentur nominal (Tabel 3.7), maka didapatkan kesimpulan bahwa kuat lentur nominal balok Honey Comb lebih tinggi 57,23% dari kuat lentur nominal balok IWF original section.
Penggunaan balok Honey Comb (CSHC 600.200.8.13) lebih ekonomis, karena dengan berat sendiri (66 kg/m) yang sama dengan berat sendiri IWF original section (IWF 400.200.8.13), namun mempunyai kapasitas kuat lentur yang lebih tinggi dari profil IWF yang lebih besar penampangnya (IWF 500.200.10.16).
Berdasarkan dari hasil analisis dan perbandingan dengan menggunakan metode analisis beban gempa statik ekuivalen [SNI 03-1726-2002 pasal 6]:
Berdasarkan dari hasil perbandingan waktu getar alami (T) pada bangunan A (menggunakan balok honey comb dan kolom komposit) dan bangunan B (menggunakan balok IWF dan kolom komposit) yang di dapat dari analisis dengan software ETABS v nonlinear 9.20, maka didapat kesimpulan bahwa bangunan A memiliki waktu getar alami (T) lebih kecil dari waktu getar alami (T) bangunan B..
Berdasarkan hasil perbandingan gaya lateral tingkat (F) pada bangunan A (menggunakan balok honey comb dan kolom komposit) dan bangunan B (menggunakan balok IWF dan kolom komposit) yang di dapat dari analisis dengan software ETABS v nonlinear 9.20, maka didapat kesimpulan
(5)
Universitas Kristen Maranatha 88 bahwa bangunan B memiliki gaya lateral tingkat (F) lebih kecil dari gaya lateral tingkat (F) bangunan A.
Berdasarkan hasil perbandingan simpangan antar tingkat pada bangunan A (menggunakan balok honey comb dan kolom komposit) dan bangunan B (menggunakan balok IWF dan kolom komposit) yang di dapat dari analisis dengan software ETABS v nonlinear 9.20, maka didapat kesimpulan bahwa bangunan B memiliki simpangan yang lebih kecil dari simpangan bangunan A.
4.2 Saran
Perlu dilakukan pengecekan, karena tiap pabrik mempunyai standar tersendiri untuk profil yang dibuat, khususnya Honey Comb.
Perlu dilakukan pengecekan, apabila Honey Comb dibuat di lapangan, tentu mempunyai tegangan sisa yang berbeda dengan hasil pabrikasi, yang berpengaruh kepada hasil analisis.
(6)
Universitas Kristen Maranatha 89
DAFTAR PUSTAKA
1. Badan Standardisasi Nasional, 2002, Tata Cara Perencanaan Struktur
Baja untuk bangunan gedung, SNI 03-1729-2002.
2. Badan Standardisasi Nasional, 2002, Tata Cara Perencanaan Ketahanan
Gempa untuk bangunan gedung, SNI 03-1726-2002.
3. Departemen Pekerjaan Umum, 1987, Pedoman Perencanaan Pembebanan
untuk Rumah dan Gedung, SKBI 1.3.53.1987.
4. Agus Setiawan, 2008, Perencanaan Struktur Baja dengan Metode LRFD (Sesuai SNI 03-1729-2002), Penerbit Erlangga.
5. R.P. Johnson, 1975, Composite Structures of Steel and Concrete, Volume 1 Beams, Columns, Frames and Applications in Building, Granada, London. 6. Ivan.M.Viest, Joseph.P.Colaco, Richard.W.Furlong, Lawrence.G.Griffis,
Roberto.T.Leon, Loring.A.Wyllie.Jr, 1997, Composite Construction Design for Building, McGraw-Hill, New York.
7. Omer W. Blodgett ,1986 Design of Welded Structures, James F. Lincoln Arc Welding Foundation, Cleveland, Ohio.