ALTERNATIF PENGGUNAAN STRUKTUR RANGKA BAJA PADA GEDUNG D’SOYA HOTEL DENGAN METODE SISTEM RANGKA PEMIKUL MOMEN KHUSUS.

RANGKA PEMIKUL MOMEN KHUSUS

TUGAS AKHIR

Untuk memenuhi sebagian persyaratan dalam memperoleh Gelar Sarjana Teknik Sipil (S-1)

Oleh :

THOMAS ARYA P. 0753010053

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL ”VETERAN”

JAWA TIMUR

2011

LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR

ALTERNATIF PENGGUNAAN STRUKTUR RANGKA BAJA

PADA GEDUNG D’SOYA HOTEL DENGAN METODE SISTEM

RANGKA PEMIKUL MOMEN KHUSUS

Disusun Oleh :

THOMAS ARYA PIDEKSA NPM. 0753010053

Telah diuji, dipertahankan dan diterima oleh Tim Penguji Tugas Akhir Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan

Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur Pada hari Rabu 1 Juni 2011

Pembimbing : Tim Penguji :

1. Pembimbing Utama 1. Penguji I

Drs. Ir. Made D. Astawa, MT. Ima Muljati, ST.,MT.,MEng.

NIP. 19530919 198601 1 00 1 NIDN. 073 0076 803

2. Pembimbing Pendamping 2. Penguji II

Sumaidi, ST. Ir. Wahyu Kartini, MT.

NPT. 3 7909 05 0204 1 NPT. 3 6304 94 0031 1

3. Penguji III

Ir. Sardjono HS

Mengetahui :

Dekan Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur

Ir. Naniek Ratni JAR, MKes. NIP. 19590729 198603 2 00 1

i

ABSTRAK

Disusun Oleh: Thomas Arya Pideksa

0753010053

Dalam pembangunan gedung bertingkat tinggi, konstruksi baja merupakan salah satu pilihan yang cukup atraktif. Gedung D’SOYA HOTEL yang strukturnya dari beton bertulang akan dirancang ulang menjadi struktur rangka baja dengan metode Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK). Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK) dipakai untuk daerah dengan resiko gempa tinggi (wilayah gempa 5 dan 6). Perencanaan yang akan dilakukan hanya perhitungan struktur atas yaitu perencanaan balok baja, kolom baja dan sambungan balok ke kolom. Dalam kebutuhan fungsi ruang gedung D’SOYA HOTEL, terdapat kebutuhan ruang terbuka yang luas dengan bentang balok utama cukup panjang, mencapai 10 (sepuluh) meter. Sehingga terdapat permasalahan, bagaimana mendesain balok baja dengan bentang yang panjang agar tidak terjadi lendutan yang terlalu besar? Dari hasil perencanaan untuk gedung tersebut diperoleh hasil perencanaan umum sebagai berikut: gording menggunakan C 125x50x20x2,3. Kuda-kuda solid beam menggunakan WF 200x150x6x9. Balok anak untuk atap dan lantai menggunakan WF 350x250x9x14 untuk bentang 8 m, sedangkan untuk bentang 5,10 m dan 5,80 m menggunakan WF 300x150x5,5x8. Balok induk untuk atap dan lantai menggunakan WF 450x300x10x15 untuk bentang 10,2 m, WF 400x200x8x13 untuk bentang 8 m, 5 m, 4 m dan WF 350x250x9x14 untuk bentang 5,8 m. Kolom yang digunakan untuk semua tingkat menggunakan HC30; 458x417x30x50.

Kata kunci : LRFD, struktur rangka baja, SRPMK, sambungan balok kolom.

ii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Tuhan YME yang telah melimpahkan karunia-Nya sehingga tugas akhir dengan judul ”ALTERNATIF PENGGUNAAN STRUKTUR RANGKA BAJA PADA GEDUNG D’SOYA HOTEL DENGAN METODE SISTEM RANGKA PEMIKUL MOMEN KHUSUS”, dapat terselesaikan.

Dengan segala keterbatasan yang dimiliki oleh penyusun, maka tugas akhir ini tentunya masih jauh dari kesempurnaan. Walaupun demikian penyusun telah berusaha semaksimal mungkin untuk mencapai hasil yang terbaik. Untuk itu penyusun memerlukan saran dan kritik demi menyempurnakan tugas akhir ini.

Atas terselesaikannya tugas akhir ini, penyusun menyampaikan rasa hormat dan mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada :

1. Ibu Ir. Naniek Ratni JAR., MKes. selaku Dekan Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan UPN “Veteran” Jawa Timur.

2. Ibu Ir. Wahyu Kartini, MT. selaku Ketua Program Studi Teknik Sipil FTSP UPN “Veteran” Jawa Timur dan dosen penguji.

3. Bapak Ir. Drs. Made D. Astawa, MT. selaku dosen pembimbing utama yang telah meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan, motivasi, wawasan, saran dan petunjuk selama penyusunan tugas akhir ini.

4. Bapak Sumaidi, ST. selaku dosen pembimbing pendamping yang telah meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan, motivasi, wawasan, saran dan petunjuk selama penyusunan tugas akhir ini.

iii agar menjadi lebih baik lagi.

6. Bapak Ir. Sardjono HS. selaku dosen penguji.

7. Bapak N. Dita P. Putra, ST. MT. selaku dosen wali yang memberikan dukungan, semangat dalam proses kegiatan perkuliahan.

8. Seluruh dosen dan karyawan Teknik Sipil, UPN “Veteran” Jatim, atas semua ilmu pengetahuan yang diberikan.

9. Kedua orangtua saya tercinta, Bapak Felix Y. Soetopo dan Ibu Felicitas Sri Prapti. Merekalah yang telah membesarkan dan mendidikku untuk mampu bersabar, bersikap terbuka, disiplin dan bijaksana. Mereka memiliki peran yang sangat penting dan tak terhingga, dan berkat doa restu merekalah saya dapat menyelesaikan tugas akhir ini.

10. Ketiga kakak saya yang sangat saya sayangi, mas Pandu, mas Krisna dan mbak Tika. Merekalah adalah kakak yang sangat selalu mengasihi dan pengertian kepada adiknya ini.

11. Best friends, Dedik, Alfian, Cripsi, Hannafi alias “Gang Buntu”, terima kasih atas dukungan dan bantuannya selama ini. Jasa kalian tidak akan aku lupakan.

12. Seluruh teman-temanku angkatan 2007, Vishe, Dika, Didin, Diyana, Wulan, Mira, Hendri, Pendik, Iwan (kacong), Risang, Tito, Dede Sulaiman, Yayan, Intan,ST., Fauzi, Guntur, Reza, Iwan (cuprus), Catur, Aland, Rouf, Sanggra, Hendra. Pengalaman ketika bersama duduk

iv

dibangku perkuliahan, itu tidak akan terlupakan. Semangat kawan, kita pasti bisa!

13. Semuanya yang namanya tidak dapat saya sebutkan satu persatu, yang telah menjadi bagian dalam kehidupan saya di kampus Teknik Sipil UPN Surabaya maupun dikehidupan sehari-hari, terlebih pada saat proses penyelesaian tugas akhir ini.

Semoga segala kerja keras, bantuan dan budi baik selalu mendapat balasan dari Tuhan YME. Penyusun berharap tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi semua pembaca.

Surabaya, Juni 2011

Penyusun

v

ABSTRAK ………....……… KATA PENGANTAR ………. DAFTAR ISI ……… DAFTAR GAMBAR ... DAFTAR TABEL ... BAB I PENDAHULUAN ………...

1.1. Latar Belakang ………...

1.2. Perumusan Masalah ………...

1.3. Tujuan ………

1.4. Batasan Masalah ………

1.5. Lokasi Gedung ………...

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ………

2.1. Konsep Desain ………...

2.2. LRFD Batang Tarik ... 2.3. LRFD Batang Tekan ...

2.4. Perencanaan Balok ……….

2.5. Perencanaan Kolom ………...

2.6. Tekuk Lokal Pada Komponen Struktur Balok-Kolom ………..

2.7. Sambungan Balok ke Kolom ……….

BAB III METODOLOGI PERENCANAAN ………..

3.1. Umum ………

3.2. Data-data Perencanaan ... i ii v viii ix 1 1 2 3 3 4 5 5 5 6 7 8 10 10 12 12 12

vi

3.2.1. Data Gedung …...……….

3.2.2. Data Mutu Bahan ...

3.3. Peraturan-peraturan Yang Dipakai ………

3.4. Metodologi Perencanaan ………...

3.4.1. Preliminary Design ………...

3.4.2. Rencana Pembebanan ………...

3.4.3. Analisa Perencanaan Struktur ………...

3.4.4. Pendetailan ...………..

BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR ... 4.1. Perencanaan Atap ... 4.1.1. Perencanaan Gording ... 4.1.2. Perencanaan Penggantung Gording ... 4.1.3. Perencanaan Ikatan Angin Atap ... 4.1.4. Perencanaan Kuda-kuda ... 4.2. Perencanaan Balok Anak ... 4.2.1. Perencanaan BA1 (L = 5,8 m) ... 4.2.2. Perencanaan BA2 (L = 8 m) ... 4.3. Perhitungan Beban Pada Portal ... 4.3.1. Beban Pelat Atap ... 4.3.2. Beban Pelat Lantai ... 4.3.3. Beban P Akibat Balok Anak ... 4.3.4. Beban Angin Pada Dinding ... 4.3.5. Beban Gempa ... 4.4. Perencanaan Balok ...

12 12 13 13 13 14 14 14 16 16 16 27 30 33 40 40 43 47 47 48 50 51 52 67

vii

4.4.3. Balok Dengan Bentang 5,8 m ... 4.5. Perencanaan Kolom ... 4.6. Sambungan ... 4.6.1. Perencanaan Sambungan Balok Induk Dengan Kolom ... 4.6.2. Perencanaan Sambungan Balok Induk Dengan Balok Anak ... BAB V KESIMPULAN ... DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

71 74 78 78 87 89

viii

DAFTAR GAMBAR

ix

DAFTAR TABEL

Gambar 4.1. Kuda-kuda dan Gording ... Gambar 4.2. Pengekang Vertikal pada Gording ... Gambar 4.3. Pembebanan Gaya Angin ... Gambar 4.4. Lendutan yang terjadi pada Gording ... Gambar 4.5. Penggantung Gording ... Gambar 4.6. Gaya pada Penggantung Gording ... Gambar 4.7. Rencana Ikatan Angin Atap ... Gambar 4.8. Gaya pada Ikatan Angin Atap ... Gambar 4.9. Rencana Sambungan Baut Kuda-kuda ... Gambar 4.10. Rencana Detail Sambungan Baut A ... Gambar 4.11. Rencana Detail Sambungan Baut B ... Gambar 4.12. Rencana Balok Anak ... Gambar 4.13. Beban Terpusat P pada Balok 8 m ... Gambar 4.14. Pembebanan Pelat Atap Tipe A ... Gambar 4.15. Sambungan Baut pada Balok dan Kolom ... Gambar 4.16. Diagram Gaya Baut akibat Mu ...

Gambar 4.17. Sambungan Baut pada Balok dan Kolom ... Gambar 4.18. Diagram Gaya Baut akibat Mu ...

Gambar 4.19. Sambungan Baut pada Balok dan Kolom ... Gambar 4.20. Diagram Gaya Baut akibat Mu ...

Gambar 4.21. Sambungan Baut pada Balok Induk dan Balok Anak ... 16 20 21 26 27 28 30 31 37 37 39 40 45 47 78 80 81 82 83 85 87

x

Tabel 4.1. Pembebanan Pelat Atap ... Tabel 4.2. Pembebanan Pelat Lantai ... Tabel 4.3. Berat Bangunan Tiap Lantai ... Tabel 4.4. Gaya Gempa Tiap Lantai dengan T1 = 0,807 ...

Tabel 4.5. Analisa Perhitungan Trayleigh ...

Tabel 4.6. Gaya Gempa Tiap Lantai dengan Tx-ray = 2,62 detik ...

Tabel 4.7. Gaya Gempa Tiap Lantai dengan Ty-ray = 2,91 detik ...

Tabel 4.8. Analisa ∆s Akibat Gempa ... Tabel 4.9. Analisa ∆m Akibat Gempa ...

49 50 60 62 62 64 65 65 66

1

1.1. Latar Belakang

Dalam pembangunan gedung bertingkat tinggi, konstruksi baja merupakan salah satu pilihan yang cukup atraktif. Baja adalah suatu jenis bahan bangunan yang berdasarkan pertimbangan ekonomi, sifat, dan kekuatannya, cocok untuk pemikul beban. Oleh karena itu baja banyak dipakai sebagai bahan struktur, misalnya untuk rangka utama bangunan bertingkat sebagai kolom dan balok, sistem penyangga atap dengan bentangan panjang seperti gedung olahraga, hanggar, menara antena atau jembatan.

Beberapa keunggulan baja sebagai bahan struktur dapat diuraikan sebagai berikut. Batang struktur dari baja mempunyai ukuran tampang yang lebih kecil daripada batang struktur dengan bahan lain, karena kekuatan baja jauh lebih tinggi daripada beton maupun kayu. Kekuatan yang tinggi ini terdistribusi secara merata. The Kozai Club (1983) menyatakan kekuatan baja bervariasi dari 300 Mpa sampai 2000 Mpa. Kekuatan yang tinggi ini mengakibatkan struktur yang terbuat dari baja lebih ringan daripada struktur dengan bahan lain. Dengan demikian kebutuhan pondasi juga lebih kecil. Selain itu baja mempunyai sifat mudah dibentuk. Struktur dari baja dapat dibongkar untuk kemudian dipasang kembali, sehingga elemen struktur baja dapat dipakai berulang-ulang dalam berbagai bentuk.

Adapun kekurangan struktur baja antara lain bisa mengalami korosi sehingga butuh perawatan atau pengecatan/coating secara berkala. Selain itu baja tidak tahan terhadap api sehingga memerlukan pelapisan agar lebih tahan terhadap api.

2

Dalam tugas akhir ini gedung D’SOYA HOTEL yang strukturnya dari beton bertulang akan dirancang ulang menjadi gedung dengan struktur rangka baja. Dalam kebutuhan fungsi ruang gedung D’SOYA HOTEL, terdapat kebutuhan ruang terbuka yang luas dengan bentang balok utama cukup panjang, mencapai 10 (sepuluh) meter. Sehingga penggunaan struktur rangka baja merupakan pilihan yang tepat dari segi kekuatan bahan, kecepatan pengerjaan dan lebih ekonomis. Modifikasi terhadap gedung yaitu letak gedung yang berada di daerah dengan resiko gempa kecil (zona gempa 2) dirubah menjadi daerah dengan resiko gempa tinggi (zona gempa 5) maka metode yang digunakan adalah Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK).

SRPMK merupakan sistem yang diharapkan dapat mengalami deformasi inelastis dan tingkat daktilitas yang sesuai dengan prinsip desain kapasitas. Desain SRPMK harus memenuhi persyaratan “Strong Column Weak Beam” sesuai SNI 03-1729-2002 pasal 15.7.6 yang dipakai untuk mendesain struktur yang lebih mengandalkan daktilitas.

1.2. Perumusan Masalah

Dalam perencanaan struktur rangka baja dengan Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus terdapat beberapa permasalahan yang timbul, yaitu :

1. Bagaimana merancang struktur rangka baja yang monolit dan mampu menahan beban lateral dan gravitasi menggunakan Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus?

2. Bagaimana mendesain balok dengan bentang yang panjang agar tidak terjadi lendutan yang terlalu besar?

3. Bagaimana merencanakan detail sambungan balok ke kolom, sehingga memenuhi konsep desain kapasitas untuk mencapai kondisi “Strong Column Weak Beam”?

1.3. Tujuan

Perencanaan struktur rangka baja Gedung D’SOYA HOTEL menggunakan Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK) mempunyai tujuan diantaranya :

1. Dapat merancang struktur rangka baja yang monolit dan mampu menahan beban lateral dan gravitasi menggunakan Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus.

2. Dapat mendesain balok dengan bentang yang panjang agar tidak terjadi lendutan yang terlalu besar.

3. Dapat merencanakan detail sambungan balok ke kolom, sehingga memenuhi konsep desain kapasitas untuk mencapai kondisi “Strong Column Weak Beam”.

1.4. Batasan Masalah

Dalam perencanaan ini diambil batasan :

1. Menggunakan Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus pada perencanaan struktur gedung D’SOYA HOTEL SURABAYA sesuai SNI 03-1729-2002 dan SNI 03-1726-03-1729-2002.

2. Peraturan yang dipakai adalah peraturan desain yang diterbitkan oleh American Institute of Steel Contruction (AISC) dalam Load and

4

Resistance Faktor Design (LRFD), yang juga tertuang dalam SNI 03-1729-2002.

3. Hanya meninjau komponen struktur atas (balok, kolom, dan sambungan balok ke kolom), untuk perhitungan struktur bawah (pondasi) tidak dibahas.

1.5. Lokasi Gedung

Perencanaan gedung D’SOYA HOTEL ini terletak pada Jl. Raya Manyar Kertoarjo no. 44 Surabaya.

Gambar 1.1. Site Plan Lokasi Proyek Gedung D’SOYA HOTEL Jl. Raya Manyar Kertoarjo

Jl. Raya Manyar Kertoarjo Samsat

Manyar SPBU

Lokasi :

Proyek Pembangunan Gedung D'SOYA HOTEL

Jl. Raya Kertajaya Indah

Jl. Raya

Me

nur

Jl. Raya Kertajaya

J

l.

M

a

ny

a

r

T

irt

oy

os

o

Jl. Raya Dharma

H

usa

da

Jl. Menu

r

5   

2.1. Konsep Desain

Dalam mendesain struktur baja, berdasarkan SNI 03-1729-2002 pasal 8.1, 8.8, dan 9.1, setiap komponen struktur harus memenuhi persamaan-persamaan sebagai berikut :

Nu ≤ Nn (2.1)

Vu ≤ Vn (2.2)

Mu ≤ Mn (2.3)

2.2. LRFD Batang Tarik

Dalam menentukan tahanan nominal suatu batang tarik, harus diperiksa terhadap tiga macam kondisi keruntuhan yang menentukan, yaitu :

1. Leleh pada penampang kotor di daerah yang jauh dari sambungan. 2. Fraktur pada penampang efektif di daerah sambungan.

3. Keruntuhan blok geser di daerah sambungan.

Menurut SNI 03-1729-2002 pasal 10.1 dinyatakan bahwa semua komponen struktur yang memikul gaya tarik aksial terfaktor sebesar Nu, maka harus memenuhi :

Nu ≤ Nn (2.4)

Dimana :

Nu = gaya tarik terfaktor/ultimit

Nn = kuat nominal dari batang tarik

6   

Besarnya kuat rencana, Nn, suatu batang tarik untuk tipe keruntuhan leleh

dan fraktur ditentukan sebagai berikut : 1. Leleh pada penampang kotor

g y g

y

n f A f A

N . . 0,90. .

.  

 (2.5)

2. Fraktur pada penampang efektif

e u e

u

n f A f A

N . . 0,75. .

.  

 (2.6)

3. Keruntuhan blok geser



y gs u nt



n f A f A

N 0,75.0,6. . .

.  

 atau (2.7)



u nt y gt



n f A f A

N 0,75.0,6. . .

.  

 (2.8)

2.3. LRFD Batang Tekan

Suatu komponen struktur yang mengalami gaya tekan konsentris akibat beban terfaktor Nu, menurut SNI 03-1729-2002 pasal 9.1 harus memenuhi :

Nu ≤nNn (2.9)

Dimana :

n

 = faktor reduksi = 0,85 Nu = gaya tekan terfaktor/ultimit Nn = kuat nominal dari batang tekan

Tegangan kritis untuk daerah elastik, dituliskan sebagai :

2 2

2

1 .

.

c y y

cr

f E f

f



 

 (2.10)

sehingga,

E f_y

c .



  (2.11)

Daya dukung nominal Nn struktur tekan dihitung sebagai berikut :



y g cr g n

f A f A

N  .  . (2.12)

Dengan besarnya  ditentukan oleh _c,yaitu :

Untuk 25_c 0, maka  1 (2.13) Untuk 20,25_c 1, maka

c

 

. 67 , 0 6 , 1

43 , 1 

 (2.14)

Untuk 2_c 1, maka  1,25.c2 (2.15)

2.4. Perencanaan Balok

Dalam mendesain balok, kapasitas profil terpilih diperiksa terhadap suatu rumusan interaksi akibat gaya-gaya dalam yang bekerja. Gaya aksial yang bekerja pada balok dapat diabaikan, maka interaksi yang menentukan adalah interaksi antara momen dengan geser (SNI 03-1729-2002 pasal 8.9.3). Interaksi tersebut dapat   dituliskan sebagai berikut :

375 , 1 . 625 , 0

.  _n 

u n

u

V V M

M



 (2.16)

Dimana :

Mu = momen lentur terfaktor

 Mn = momen lentur nominal balok dengan  diambil sebesar 0,9 (SNI

03-1729-2002 tabel 6.4.2)

Vu = gaya geser terfaktor

 Vn = kuat geser nominal balok dengan  diambil sebesar 0,9 (SNI

03-1729-2002 tabel 6.4.2)

8   

2.5. Perencanaan Kolom

Kolom merupakan elemen pemikul beban lateral yang utama sehingga mengalami momen yang cukup besar akibat gaya lateral yang terjadi. Gaya lateral memberikan efek momen yang lebih dominan dibandingkan efek gaya lateral tersebut.

Disamping itu, kolom juga menerima beban gravitasi yang berasal dari balok dimana akibat beban gravitasi ini kolom menerima beban aksial yang lebih dominan dibanding momen akibat beban gravitasi maka kolom akan menerima beban kombinasi antara beban gravitasi dan beban lateral sehingga kolom perlu direncanakan terhadap interaksi antara momen dan gaya aksial.

Diatur dalam SNI 03-1729-2002 pasal 11.3 yang menyatakan bahwa suatu komponen struktur yang mengalami momen lentur dan gaya aksial harus direncanakan untuk memenuhi ketentuan sebagai berikut :

Untuk 0,2 . _n 

u

N N

 , maka :

0 , 1 . . 9 8 .       ny b uy nx b ux n u M M M M N N  

 (2.17)

Untuk 0,2 . _n 

u

N N

 , maka :

0 , 1 . . . .

2 

     ny b uy nx b ux n u M M M M N N  

 (2.18)

Dimana :

Nu = gaya aksial terfaktor

 Nn = kuat tekan nominal penampang kolom dengan  adalah faktor

reduksi tahanan tekan diambil sebesar 0,85

Mux = momen lentur terfaktor pada sumbu kuat

b

 Mnx = momen lentur nominal sumbu kuat balok dengan b adalah faktor reduksi tahanan lenturdiambil sebesar 0,9

Muy = momen lentur terfaktor pada sumbu lemah

b

 Mny = momen lentur nominal sumbu lemah balok dengan b adalah faktor reduksi tahanan lentur diambil sebesar 0,9

Besarnya Nn didapat dari SNI 03-1729-2002 pasal 7.6.2 :

Dimana :

Ag = luas penampang profil

fy = tegangan leleh profil

ω = faktor yang ditentukan dengan rumus sebagai berikut : untuk λc ≤ 0,25 maka ω = 1

untuk λc > 1,2 maka ω = 1,25 λc2

λc didapat dari :

dimana :

i = jari-jari girasi

fy = tegangan leleh profil

10   

E = modulus elastisitas baja

Lk = panjang efektif

2.6. Tekuk Lokal Pada Komponen Struktur Balok-Kolom

Untuk menentukan tahanan lentur rencana dari suatu profil, maka terlebih dahulu harus diperiksa kekompakan dari penampang tersebut. Dengan

menggunakan notasi h/tw, maka kelangsingan dari web dapat dikategorikan

menjadi tiga bagian :

1. jika  _p, maka penampang kompak

2. jika _p _r, maka penampang tidak kompak 3. jika  _r, maka penampang langsing

Batasan nilai untuk _p dan _r tertuang dalam SNI 03-1729-2002 Tabel 7.5-1

2.7. Sambungan Balok ke Kolom

Perencanaan sambungan balok ke kolom menggunakan peraturan yang tertuang dalam SNI 03-1729-2002 pasal 15.7.6 tentang Perbandingan momen kolom terhadap momen balok. Hubungan berikut harus dipenuhi pada sambungan balok ke kolom :

1 * M

* M

Σ

pb pc



 (2.21)

Σ M*pc adalah jumlah momen-momen kolom di bawah dan di atas sambungan pada pertemuan antara as kolom dan as balok. Diperkenankan untuk mengambil

) Ag / N f ( Z *

M

Σ pc  c yc  uc (2.22)

Σ M*pb adalah jumlah momen-momen balok-balok pada pertemuan as balok dan as kolom. Diperkenankan untuk mengambil

) M M . R . 1 , 1 ( *

M

Σ pb  y p  y (2.23)

Dimana : Ag adalah luas penampang bruto kolom, mm2

f yc adalah tegangan leleh penampang kolom, MPa

Nuc adalah gaya aksial tekan terfaktor pada kolom, N

Zc adalah modulus plastis penampang kolom, mm3

12 

 

BAB III

METODOLOGI PERENCANAAN

3.1. Umum

Perencanaan struktur rangka baja Gedung D’SOYA HOTEL menggunakan Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus, dimana dalam perhitungan struktur atas yang akan dianalisa adalah meliputi balok anak, balok induk melintang, balok induk memanjang, kolom dan sambungan balok ke kolom.

3.2. Data-data Perencanaan 3.2.1. Data Gedung

Data-data gedung adalah sebagai berikut : - Nama gedung : D’SOYA HOTEL

- Lokasi : Jl. Manyar Kertoarjo no. 44 Surabaya - Fungsi bangunan : Restoran dan Hotel

- Jumlah lantai : 8 lantai

- Tinggi tiap lantai : diseragamkan menjadi 4 m - Panjang gedung : 33 m

- Lebar gedung : 16 m - Tinggi gedung : 32 m

- Wilayah gempa : Direncanakan zona 5

3.2.2. Data Mutu Bahan

Dalam tugas akhir ini data mutu bahan direncanakan sebagai berikut :

1. Mutu baja profil ( fy ) = 240 MPa. Untuk profil balok dan kolom

2. Berat beton = 2400 kg/m3

3.3. Peraturan-peraturan Yang Dipakai

Didalam perencanaan ini, akan digunakan pedoman dari beberapa peraturan yang ada antara lain :

 SNI 03-1726-2002 tentang Tata Cara Perancangan Ketahanan Gempa Untuk Bangunan Gedung.

 SNI 03-1729-2002 tentang Tata Cara Perencanaan Struktur Baja Untuk Bangunan Gedung.

 Load and Resistance Factor Design (LRFD).

 SNI 03-1727-2002 tentang Tata Cara Perhitungan Pembebanan Untuk Bangunan Rumah dan Gedung.

 Dan tidak menutup kemungkinan digunakan literature yang lain sebagai acuan selama proses mengerjakan.

3.4. Metodologi Perencanaan

Data yang diperoleh akan dihitung sesuai dengan rumus-rumus yang ditentukan menurut literature yang berlaku, antara lain SNI 1729-2002, SNI 03-1726-2002 dan peraturan-peraturan lainnya. Dalam tugas akhir ini, metodologi perencanaan dapat diuraikan sebagai berikut.

3.4.1. Preliminary Design

- Tinggi tiap lantai diseragamkam menjadi 4 meter.

14 

 

3.4.2. Rencana Pembebanan

a. Beban lateral :

beban gempa dan beban angin b. Beban grafitasi :

beban terfaktor beban hidup dan beban mati

3.4.4. Analisa Perencanaan Struktur

1. Perencanaan balok anak.

2. Perhitungan gaya dalam balok dan kolom, analisa untuk mendapatkan gaya dalam menggunakan bantuan program ”SAP2000”, dengan cara memodelkan balok dan kolom sebagai rangka (frame).

3. Perencanaan balok baja. 4. Perencanaan kolom baja

5. Perencanaan sambungan balok ke kolom

3.4.4. Pendetailan

- potongan memanjang - potongan melintang

- sambungan balok ke kolom

MULAI

Pendetailan : - Potongan memanjang - Potongan melintang

- Sambungan balok ke kolom SYARAT

Pembebanan Preliminary Design

SELESAI

Analisa perencanaan struktur : - Balok baja

- Kolom baja

- Sambungan balok ke kolom Pengumpulan data-data - Bangunan :

gambar-gambar.

OK

TIDAK OK

Gambar 3.1. Flowchart Metodologi Perencanaan

16   

BAB IV

PERHITUNGAN STRUKTUR

Pada bab ini akan dibahas perhitungan struktur dari gedung D’Soya Hotel yg direncanakan mengunakan struktur rangka baja. Perencanaan dimulai dengan perencanaan atap kemudian perencanaan balok dan kolom.

4.1. Perencanaan Atap

Desain struktur atap direncanakan menggunakan kuda-kuda baja solid beam. Spesifikasi profil WF yang digunakan mengacu pada buku Tabel Profil Konstruksi Baja oleh Ir. Rudy Gunawan. Kemiringan kuda-kuda baja solid beam direncanakan sebesar 150.

4.1.1. Perencanaan Gording

GORDING TREKS

KUDA-KUDA

105

15°

620

105 105

105 105

105 A

C _B

1

3

0

  Gambar 4.1. Kuda-kuda dan Gording 

CB = 620 cm

cm 87 , 641 15

cos cm 620

AB ₀ 

Direncanakan gording menggunakan profil C 125 x 50 x 20 x 2,3 q = 4,51 kg/m Zx = 21,9 cm3 rx = 4,88 cm Ix = 137 cm4

   

A = 5,747 cm2 Zy = 6,22 cm3 ry = 1,89 cm Iy = 20,6 cm4

Direncanakan penutup atap dari fiber semen gelombang Eter6-6’ produksi PT. Eternit Gresik dengan spesifikasi ukuran :

panjang = 250 cm berat = 12 kg/m2 lebar = 100 cm tebal = 0,6 cm

Perhitungan Momen

Beban mati

- Berat sendiri gording = 4,51 kg/m - Berat penutup atap (12 kg/m2 x 1,05 m) = 12,60 kg/m +

17,11 kg/m

- Berat alat pengikat ± 10% = 1,71 kg/m + qD = 18,82 kg/m MxD = 1/12 . 18,82 . cos 150 . 62 = 54,54 kg.m

MyD = 1/12 . 18,82 . sin 150 . 6/32 = 1,62 kg.m

Beban hidup P = 100 kg

MxL = 1/8 . 100 . cos 150 . 6 = 72,44 kg.m MyL = 1/8 . 100 . sin 150 . 6/3 = 6,47 kg.m

Beban air hujan

q = ( 40 – 0,8 α ) ≤ 20 kg/m2

18   

   

= ( 40 – 0,8 . 15 ) ≤ 20 kg/m2 = 28 kg/m2 > 20 kg/m2 Jadi beban yang dipakai:

qH = 20 kg/m2 . 1,05 m = 21 kg/m MxH = 1/12 . 21 . cos 150 . 62 = 60,85 kg.m MyH = 1/12 . 21 . sin 150 . 6/3 2 = 1,81 kg.m

Beban angin

Gaya angin = 25 kg/m2 C1 = 0,02 . α – 0,4

= 0,02 . 15 – 0,4 = - 0,1

qW = - 0,1 . 1,05 . 25

= - 2,63 kg/m (angin hisap)

C2 = -0,4

qW = -0,4 . 1,05 . 25

= -10,5 kg/m (angin hisap)

Jadi digunakan qW = -2,63 kg/m MxW = 1/12 . (-2,63) . 62 = -7,89 kg.m

Kombinasi beban (SNI 03-1729-2002 pasal 6.2.2) 1. Mux = 1,4 D

   

= 1,4 . 54,54 = 76,36 kg.m

2. Mux = 1,2 D + 1,6 L + 0,5 H

= 1,2 . 54,54 + 1,6 . 72,44 + 0,5 . 60,85 = 211,78 kg.m

3. Mux = 1,2 D + 1,6 H + 0,8 W

= 1,2 . 54,54 + 1,6 . 60,85 + 0,8 . (-7,89) = 156,5 kg.m

4. Mux = 1,2 D + 1,3 W + 0,5 L + 0,5 H

= 1,2 . 54,54 + 1,3 . (-7,89) + 0,5 . 72,44 + 0,5 . 60,85 = 121,84 kg.m

1. Muy = 1,4 D = 1,4 . 1,62 = 2,27 kg.m

2. Muy = 1,2 D + 1,6 L + 0,5 H

= 1,2 . 1,62 + 1,6 . 6,47 + 0,5 . 1,81 = 13,2 kg.m

3. Muy = 1,2 D + 1,6 H + 0,8 W

= 1,2 . 1,62 + 1,6 . 1,81 + 0,8 . 0 = 4,84 kg.m

4. Muy = 1,2 D + 1,3 W + 0,5 L + 0,5 H

= 1,2 . 1,62 + 1,3 . 0 + 0,5 . 6,47 + 0,5 . 1,81 = 6,08 kg.m

20   

   

Kapasitas Penampang Profil (SNI 03-1729-2002 pasal 7.6.4)

Sayap → 21,74

3 , 2

50

  

t b



14 , 16 240 250 f

250

y

r   

 _r  (penampang langsing)

Badan → 54,35

3 , 2 125

  

tw h



44 , 108 240 1680 f

1680

y

p   

 _p (penampang kompak)

Lateral buckling :

Lb = 90,91 cm → Lb = jarak pengekang vertikal

L

b

Gambar 4.2. Pengekang Vertikal pada Gording

SNI 03-1729-2002 Tabel 8.3-2 :

Lp = 1,75 . ry .

y

f E

→ Lp = batasan jarak pengekang vertikal

= 1,75 . 1,89 . 240

10 . 2 5

= 95,48 cm

Lb < Lp → bentang pendek (SNI 03-1729-2002 pasal 8.3.3)

   

ϕMnx = ϕMpx = ϕ . fy . Zx = 0,9 . 240 N/mm2 . 21900 mm3 = 4730400 N.mm = 473,04 kg.m

ϕMny = ϕMpy = ϕ . fy . Zy = 0,9 . 240 N/mm2 . 6220 mm3 = 1343520 N.mm = 134,35 kg.m

Perhitungan Gaya Tekan (Gaya Normal) pada Gording akibat Angin (SNI 03-1729-2002 pasal 7.6.2)

GORDING TREKS

KUDA-KUDA

105

15°

620

105 105

105 105

105 A

C

B

2

7

9

,4

7

2

5

2

,2

9

101.42

1

3

0

  Gambar 4.3. Pembebanan Gaya Angin

Gaya angin = 25 kg/m2

Nu = 25 . [ 1/2 . ( 2,795 + 2,523 ) . 1,014 ] = 67,41 kg

Lk = Kc . L → Kc = 0,5 (jepit-jepit) = 0,5 . 6 m

= 3 m

22   

   

E f . r L .

1 _k y c

 



rx = 4,88 cm → 0,68

10 . 2

240 . 88 , 4 300 . 1

5  



c

ry = 1,89 cm → 1,75

10 . 2

240 . 89 , 1

300 . 1

5  



c

Jadi digunakan λc = 1,7 → c 1,2 maka ω = 1,25 . λc2

= 1,25 . 1,752

= 3,83

ϕNn = ϕ . Ag .

ω

y

f

= 0,85 . 574,7 mm2 .

83 , 3

/ 240 N mm2

= 30610,65 N = 3061,07 kg

Perhitungan Gaya Geser

Beban mati

VD = 1/2 . qD . cos 150 . L = 1/2 . 18,82 . cos 150 . 6

= 54,54 kg

Beban hidup

→ Beban akibat pekerja VL = 1/2 . P . cos 150 = 1/2 . 100 . cos 150

   

= 48,3 kg

→ Beban akibat air hujan VH = 1/2 . qH . cos 150 . L = 1/2 . 21 . cos 150 . 6

= 60,85 kg

Beban angin VW = 1/2 . qW . L

= 1/2 . (-2,63) . 6 = -7,89 kg

Kombinasi gaya geser 1. Vu = 1,4 D

= 1,4 . 54,54 = 76,36 kg

2. Vu = 1,2 D + 1,6 L + 0,5 H

= 1,2 . 54,54 + 1,6 . 48,3 + 0,5 . 60,85 = 173,15 kg

3. Vu = 1,2 D + 1,6 H + 0,8 W

= 1,2 . 54,54 + 1,6 . 60,85 + 0,8 . (-7,89) = 156,5 kg

4. Vu = 1,2 D + 1,3 W+ 0,5 L + 0,5 H

= 1,2 . 54,54 + 1,3 . (-7,89) + 0,5 . 48,3 + 0,5 . 60,85 = 109,77 kg

24   

   

Kuat geser nominal (SNI 03-1729-2002 pasal 8.8.2)

35 , 54 3 , 2 125   tw h Kn

 

2

h a

5 5

 → a = jarak antar pengekang vertikal = 90,91 cm

2 150 1 , 909 5 5    

= 5,14

 

_71,99

240 10 . 2 . 14 , 5 . 10 , 1 . . 10 , 1 5   y n f E K Jadi : y n f E . K . 10 , 1 tw h 

Maka digunakan pasal 8.8.3:

ϕVn = ϕ . 0,6 . fy . Aw

= 0,9 . 0,6 . 240 . ( 125 . 2,3 ) = 37260 N = 3726 kg

Interaksi Lentur dan Geser

n u n u V V 625 , 0 M M  

 ≤ 1,375

3726 15 , 173 625 , 0 04 , 473 78 , 211

 ≤ 1,375

0,48 ≤ 1,375 ...OK

   

Interaksi Lentur dan Aksial

n u

N N

 = 3061,07 41 , 67

= 0,02 ≤ 0,2 Maka:

  



   

 ny

uy nx

ux n

u

M M M

M N

2 N

≤ 1,0

   



 _



35 , 134

2 , 13 04 , 473

78 , 211 07

, 3061 . 2

41 ,

67 _≤

1,0

0,56 ≤ 1,0 ...OK

Defleksi

Akibat beban qD merata = 18,82 kg/m qx = q . cos α

= 18,82 . cos 150

= 18,18 kg/m = 0,182 kg/cm qy = q . sin α

= 18,82 . sin 150

= 4,87 kg/m = 0,049 kg/cm

Akibat beban terpusat P = 100 kg Px = P . cos α

= 100 . cos 150 = 96,59 kg

26   

   

Py = P . sin α = 100 . sin 150 = 25,88 kg

Lendutan arah sumbu x

fx =

x 3 x x 4 x I . E L . P . 192 1 I . E L . q . 384 1  = 137 ). 10 . 2 ( ) 600 .( 59 , 96 . 192 1 137 ). 10 . 2 ( ) 600 .( 182 , 0 . 384 1 6 3 6 4 

= 0,22 + 0,4 = 0,62 cm

Lendutan arah sumbu y

fy = y 3 y y 4 y I . E L . P . 192 1 I . E L . q . 384 1  =

 

 

6 , 20 ). 10 . 2 ( 3 600 . 88 , 25 . 192 1 6 , 20 ). 10 . 2 ( 3 600 . 049 , 0 . 384 1 6 3 6 4 

= 0,005 + 0,03 = 0,035 cm

sb x

fx fy

15°

Gambar 4.4. Lendutan Yang Terjadi pada Gording

   

f = 0,622 0,0352 0,621 cm



f = 1,67 360 600 360

L



 cm → f =

360 L

(SNI 03-1729-2002 Tabel 6.4-1)

f ≤



f

0,621 cm ≤ 1,67 cm ...OK

4.1.2. Perencanaan Penggantung Gording

Penggantung gording dipasang untuk mengurangi beban yang menghasilkan momen pada sumbu lemah, yaitu sumbu y.

6 m 2 m

1,05 m

Gambar 4.5. Penggantung Gording

Beban Mati qy = qD . sin 150

= 18,82 . sin 150 = 4,87 kg/m

w = qy . jarak kuda-kuda = 4,87 . 6

= 29,22 kg

Jumlah gording yang harus dipasang sebanyak 7 batang

28   

   

w1 total = 29,22 kg x 7 = 204,54 kg

Beban Hidup

1. Beban pekerja (Py) = 100 . sin 150 = 25,88 kg 2. Beban air hujan (qy) = qH . sin 150

= 21 . sin 150 = 5,44 kg/m w = qy . jarak kuda-kuda

= 5,44 . 6 = 32,64 kg

w2 total = 32,64 kg x 7 = 228,48 kg

Keseimbangan Gaya Penggantung

2 m

1,05 m

ß _ß

S S. sin ß

w total Gambar 4.6. Gaya pada Penggantung Gording

   

Tg β = 0,525 2

05 , 1



β = 27,70

Total beban

w total = w1 + w2

= 204,54 + 228,48 kg

= 433,02

S . sin β = w total S =

 sin wtotal

= ₀

7 , 27 sin

02 , 433

= 931,54 kg

Batang Tarik Rencana

Pu = 931,54 kg

Leleh → Pu =  . fy . Ag

Ag =

y

f . Pu 

= 2400 . 9 , 0

54 , 931

= 0,43 cm2

Putus → Pu =  . 0,75 . Fu . Ag

30   

   

Ag =

u

F . 75 , 0 .

Pu



=

3700 . 75 , 0 . 75 , 0

54 , 931

= 0,45 cm2 Diambil Ag = 0,45 cm2

d =  

3,14 0,45.4

π

4 1 Ag

0,76 cm = 7,6 mm

Digunakan batang berpenampang lingkaran dengan d = 8 mm

4.1.3. Perencanaan Ikatan Angin Atap

GORDING TREKS

KUDA-KUDA

105

15° 620

A

C _B

1

3

0 ₂96

,1

3

105105105

105105

R1 R2 R3

6

0

0

2

1

3

.0

6

Gambar 4.7. Rencana Ikatan Angin Atap

   

Gaya angin = 25 kg/m2

R1 = R3 = 25 . [ 1/2 . ( 1,30 + 2,131 ) . 6,20/2 ] = 132,95 kg

R2 = 25 . [ 1/2 . ( 2,131 + 2,961 ) . 6,20/2 ] . 2 = 394,63 kg

Keseimbangan Gaya Ikatan Angin

ß

S

R1 RA

S. sin ß

Gambar 4.8. Gaya pada Ikatan Angin Atap

Tg β = 0,968 20

, 6

6



β = 44,070

Total beban

RA = R1 + ( 1/2 . R2 )

= 132,95 + ( 1/2 . 394,63 ) = 330,27 kg

S . sin β = RA – R1

32        S =   sin R R_{A 1}

= ₀

07 , 44 sin 95 , 132 27 , 330 

= 283,7 kg

Batang Tarik Rencana

Pu = 283,7 kg

Leleh → Pu =  . fy . Ag

Ag = y f . Pu  = 2400 . 9 , 0 7 , 283

= 0,13 cm2

Putus → Pu =  . 0,75 . Fu . Ag

Ag = u F . 75 , 0 . Pu  = 3700 . 75 , 0 . 75 , 0 7 , 283

= 0,14 cm2 Diambil Ag = 0,14 cm2

d =  

14 , 3 4 . 14 , 0 4 1  Ag

0,42 cm = 4,2 mm

Digunakan batang berpenampang lingkaran dengan d = 6 mm

   

Kontrol Kelangsingan

d > 500

L

L = ₀

07 , 44 sin

600

= 862,64 cm

Sehingga

d > 500

64 , 862

= 1,73 cm = 17,3 mm

6 mm < 17,3 mm ...tidak OK,

Jadi batang berpenampang lingkaran dengan d = 6 mm diganti menjadi d = 18 mm

4.1.4. Perencanaan Kuda-kuda

Direncanakan menggunakan profil WF 200 x 150 x 6 x 9 q = 21,3 kg/m Zx = 184 cm3 rx = 8,24 cm A = 27,16 cm2 Zy = 26,8 cm3 ry = 2,22 cm

Perhitungan Gaya Aksial

Nu = 4992,28 kg (didapat dari hasil SAP)

Lk = Kc . L → Kc = 0,5 (jepit-jepit) = 0,5 . 6,4187 m

= 3,21 m

E f . r L .

1 k y c

 



rx = 8,24 cm → 0,43

10 . 2

240 . 24 , 8

321 . 1

5  



c

34   

   

ry = 2,22 cm → 1,59

10 . 2 240 . 22 , 2 321 . 1 5    c

Jadi digunakan λc = 1,59 →λc > 1,2 maka ω = 1,25 . λc2

= 1,25 . 1,592

= 3,16

ϕNn = ϕ . Ag .

ω

y

f

= 0,85 . 2716 mm2 .

16 , 3 / 240 2 mm N

= 175336,71 N = 17533,67 kg

Perhitungan Gaya Geser

Vu = 1360,37 kg (didapat dari hasil SAP)

Kuat geser nominal (SNI 03-1729-2002 pasal 8.8.2) :

36 , 36 5 , 5 200 tw h   Kn

 

2

h a

5 5

 → a = jarak antar pengekang vertikal = 105 cm

 

2

20 105

5 5



= 5,18

 

_72,27

240 10 . 2 . 18 , 5 . 10 , 1 . . 10 , 1 5   y n f E K

   

Jadi :

y n

f E . K . 10 , 1 tw

h



Maka digunakan pasal 8.8.3:

ϕVn = ϕ . 0,6 . fy . Aw

= 0,9 . 0,6 . 240 . ( 200 . 5,5 ) = 142560 N = 14256 kg

Perhitungan Momen

Mux = 1475,45 kg.m (didapat dari hasil SAP)

Kapasitas Penampang Profil (SNI 03-1729-2002 pasal 7.6.4)

Sayap → 6,25

8 . 2 100 .

2  

 t b



974 , 10 240 170 f

170

y

p   

 _p (penampang kompak)

Badan → 36,36

5 , 5 200

  

tw h



44 , 108 240 1680 f

1680

y

p   

 _p (penampang kompak)

Lateral buckling Lb = 105 cm

Lp = 1,75 . ry .

y

f E

= 1,75 . 2,22 . 240

10 . 2 5

36   

   

= 112,15 cm

Lb < Lp → (bentang pendek)

ϕMnx = ϕMpx = ϕ . fy . Zx = 0,9 . 240 N/mm2 . 184000 mm3 = 39744000 N.mm = 3974,4 kg.m

ϕMny = ϕMpy = ϕ . fy . Zy = 0,9 . 240 N/mm2 . 26800 mm3 = 5788800 N.mm = 578,88 kg.m

Interaksi Lentur dan Geser

n u n u V V 625 , 0 M M  

 ≤ 1,375

14256 37 , 1360 625 , 0 4 , 3974 45 , 1475

 ≤ 1,375

0,43 ≤ 1,375 ...OK

Interaksi Lentur dan Aksial

n u

N N

 = 17533,67 28 , 4992

= 0,29 > 0,2 Maka:          ny uy nx ux n u M M M M 9 8 N N

≤ 1,0

      _  88 , 578 0 4 , 3974 45 , 1475 9 8 67 , 17533 28 , 4992

≤ 1,0

   

0,62 ≤ 1,0 ...OK

Perencanaan Sambungan Baut Kuda-kuda

620

A

B

Gambar 4.9. Rencana Sambungan Baut Kuda-kuda

 Perencanaan sambungan A : Vu = 1360,37 kg

Mu = 1475,45 kg.m

Mutu baut = A307 fub = 414 MPa Diameter baut = 17 mm

Jumlah baut = 8 baut

Jarak ke tepi = 30 mm ≥ 1,5D = 1,5 . 17 = 25,5 mm Jarak antar baut = 60 mm ≥ 3D = 3 . 17 = 51 mm

30 30 30 32

60 60

Gambar 4.10. Rencana Detail Sambungan Baut A

Sehingga diperoleh besarnya nilai :

38   

   

h1 = 69 mm h2 = 129 mm h3 = 189 mm

Σ h2 = h12 + h22 + h32 = 571,23 cm2

- Kuat geser baut, ϕVn = ϕ . r1 . fub . Ab . m = 0,75 . 0,4 . 4140 . 2,27 . 1 = 2819,34 kg

- Kuat tumpu baut, ϕRn = ϕ . 2,40 . db . tp . fu = 0,75 . 2,40 . 17 . 9 . 370

= 101898 kg

- Kuat tarik baut = ϕ . 0,75 . fub . Ab = 0,75 . 0,75 . 4140 . 2, 27 = 5286,26 kg

Akibat geser sentris, Vu = nb V_u

= 8

37 , 1360

= 170,05 kg < ϕVn ...OK

Tu max = u ₂

h . 2

3 h . M

 = 2.571,23 9 , 18 . 147545

= 2440,87 kg

fuv = Ab . nb

V_u =

27 , 2 . 8

37 , 1360

= 74,91 kg/cm2 < 0,75 x 0,50 x 3700

74,91 kg/cm2 < 1387,50 kg/cm2 ...OK ff = fub – 1,9 fuv

= 4140 – 1,9 . 74,91 = 3997,67 kg/cm2

   

Td = ϕ . ff . Ab

= 0,75 . 3997,67 . 2,27 = 6806,03 kg

Tu max = 2440,87 kg < Td = 6806,03 kg ...OK

 Perencanaan sambungan B Nu = 2606,06 kg

Vu = 4470,12 kg Mu = 1475,45 kg.m

Mutu baut = A307 fub = 414 MPa

Direncanakan → b = 250 mm dan h = 300 mm

σ = 3,48 0,47

25 . 30 . 6 1

45 , 1475 25

. 30

06 , 2606 .h.b

6 1

M h.b N

2 2

u

u     

σmax = 3,95 kg/cm2

σmin = 3,01 kg/cm2 x + y = 30

cm 17,03 .30

6,96 3,95

x  

cm 12,97 .30

6,96 3,01

y 

Tu = 0,5 . 3,95 kg/cm2 . 17,03 cm . 30 cm = 1009,03 kg

Kuat tarik baut, ϕTn = ϕ . 0,75 . fub . Ab

= 0,75 . 0,75 . 4140 . 2, 27 = 5286,26 kg ...OK

40   

   

100 100 100 80 80 90

Gambar 4.11. Rencana Detail Sambungan Baut B

4.2. Perencanaan Balok Anak

5,10 5,80 5,10

8

,0

0

2

,6

7

BA1 BA2

2

,6

7

2

,6

7

Gambar 4.12. Rencana Balok Anak

4.2.1. Perencanaan BA1 (L = 5,8 m)

Balok anak direncanakan menggunakan profil WF 300 x 150 x 5,5 x 8

q = 32,0 kg/m Zx = 424 cm3 rx = 12,4 cm Ix = 6320 cm4 A = 40,8 cm2 Zy = 59,3 cm3 ry = 3,29 cm Iy = 442 cm4

Beban mati :

- Berat sendiri balok anak = 32 kg/m - Berat pelat beton (0,10 m x 2,67 m x 2400 kg/m3) = 640,8 kg/m - Plafond + penggantung (2,67 m x (11 + 7) kg/m2) = 48,06 kg/m - Tegel (2,67 m x 11 kg/m2) = 29,37 kg/m

   

- Spesi 2 cm (2,67 m x (2 x 21) kg/m2) = 112,14 kg/m + qD = 862,37 kg/m Beban hidup :

- Beban hidup untuk lantai restoran dan hotel qL = 2,67 m x 250 kg/m2 = 667,5 kg/m

Perhitungan Gaya Geser

Vu = 6098,25 kg (didapat dari hasil SAP)

Kuat geser nominal (SNI 03-1729-2002 pasal 8.8.2) :

55 , 54 5 , 5 300 tw

h





Kn

 

2

h a

5 5

 → a = jarak antar pengekang vertikal = 5800 mm





2

300 5800

5 5



= 5,01

 

_71,08

240 10 . 2 . 01 , 5 . 10 , 1 f

E . K . 10 , 1

5

y

n  

Jadi :

y n

f E . K . 10 , 1 tw

h



Maka digunakan pasal 8.8.3: Vn = 0,6 . fy . Aw

= 0,6 . 240 . ( 300 . 5,5 ) = 237600 N = 23760 kg

42   

   

Perhitungan Momen

Mu = 5894,97 kg.m (didapat dari hasil SAP)

Kapasitas Penampang Profil (SNI 03-1729-2002 pasal 7.6.4)

Sayap → 9,37

8 . 2 150 t . 2 b     974 , 10 240 170 f 170 y

p   

 _p (penampang kompak)

Badan → 54,55

5 , 5 300 tw h     44 , 108 240 1680 f 1680 y

p   

 _p (penampang kompak)

Mn = Mp = fy . Zx = 240 N/mm2 . 424000 mm3

= 101760000 N.mm = 10176 kg.m

Interaksi Lentur dan Geser

n u n u V V 625 , 0 M M  

 ≤ 1,375

23760 . 9 , 0 25 , 6098 625 , 0 10176 . 9 , 0 97 , 5894

 ≤ 1,375

0,82 ≤ 1,375 ...OK

Defleksi f = x 4 L x 4 D E.I .L q . 384 1 E.I .L q . 384 1 

   

=

6320 ). 10 . 2 (

) 580 .( 675 , 6 . 384

1 6320 ). 10 . 2 (

) 580 .( 624 , 8 . 384

1

6 3 6

4



= 0,20 + 0,16 = 0,36 cm

f =

360 580 360

L

 = 1,61 cm f ≤



f

0,36 cm ≤ 1,61 cm ...OK

4.2.2. Perencanaan BA2 (L = 8 m)

Balok anak direncanakan menggunakan profil WF 350 x 250 x 9 x 14

q = 79,7 kg/m Zx = 1280 cm3 rx = 14,6 cm Ix = 21700 cm4 A = 101,5 cm2 Zy = 292 cm3 ry = 6 cm Iy = 3650 cm4

Beban mati : - Terpusat

PD = 5,1 m x qD BA1

= 5,1 m x 862,37 kg/m = 4398,09 kg

- Merata

qD = 79,7 kg/m

Beban hidup :

44   

   

- Beban hidup untuk lantai restoran dan hotel PL = 2,67 m x 5,1 m x 250 kg/m2 = 3404 kg

Perhitungan Gaya Geser

Vu = 16468,73 kg (didapat dari hasil SAP)

Kuat geser nominal (SNI 03-1729-2002 pasal 8.8.2) :

89 , 38 9 350

 

tw h

Kn

 

2

h a

5 5

 → a = jarak antar pengekang vertikal = 2670 mm





2

350 2670

5 5



= 5,09

 

_71,64

240 10 . 2 . 09 , 5 . 10 , 1 f

.E K . 10 , 1

5

y

n  

Jadi :

y n

f E . K . 10 , 1 tw

h



Maka digunakan pasal 8.8.3: Vn = 0,6 . fy . Aw

= 0,6 . 240 . ( 350 . 9 ) = 453600 N = 45360 kg

Perhitungan Momen

Mu = 19575,16 kg.m (didapat dari hasil SAP)

   

Kapasitas Penampang Profil (SNI 03-1729-2002 pasal 7.6.4)

Sayap → 8,93

14 . 2

250 .

2  

 t b  974 , 10 240 170 f 170 y

p   

 _p (penampang kompak)

Badan → 38,89

9 350    tw h  44 , 108 240 1680 f 1680 y

p   

 _p (penampang kompak)

Mn = Mp = fy . Zx = 240 N/mm2 . 1280000 mm3 = 307200000 N.mm = 30720 kg.m

Interaksi Lentur dan Geser

n u n u V V 625 , 0 M M  

 ≤ 1,375

45360 . 9 , 0 73 , 16468 625 , 0 30720 . 9 , 0 16 , 19575

 ≤ 1,375

0,96 ≤ 1,375 ...OK

Defleksi

Akibat beban terpusat P :

P c P L c c

Gambar 4.13. Beban Terpusat P pada Balok 8 m

46        ∆ =











                  



EI c . 1 ) c c ( 1 ) L / c 1 ( c . P c . P ) c c ( P EI c . c/L) -P.c(1 -P.c c 0 =













               



EI c c c c 3 / c . P c . P c . P c . P c . P EI c . c 3 / c . P P.c -P.c 2 c 0 2 =         



3EI

P.c EI 3 c . P 2 c 0 2 = EI dx 3 c . P . 2 L/3 0 2



_ _ = 3 / L 0 3 3 c . P . 2 . 3 1 EI 1       =     9 ) 3 / L .( P . 2 EI 1 3 =     27 . 9 L . P . 2 EI 1 3 =     EI L . P 243 2 3 Maka : f = x 3 L x 3 D x 4 D E.I .L P . 243 2 E.I .L P . 243 2 E.I .L q . 384

1 _{ }

= 21700 ). 10 . 2 ( 800 . 3404 . 243 2 21700 ). 10 . 2 ( 800 . 09 , 4398 . 243 2 21700 ). 10 . 2 ( 800 ). 797 , 0 ( . 384 1 6 3 6 3 6 4  

= 0,02 + 0,43 + 0,33 = 0,78 cm

f =

360 800 360

L

 = 2,22 cm f ≤



f

0,78 cm ≤ 2,22 cm ...OK

   

48   

   

4.3. Perhitungan Beban pada Portal

4.3.1. Beban Pelat Atap

a) Beban mati

- Berat sendiri pelat ( 10 cm ) = 0,10 m x 24 KN/m3 = 2,4 kN/m2 - Plafon + penggantung = ( 0,11 + 0,068 ) KN/m2 = 0,178 kN/m2 - Aspal ( 1 cm ) = 0,01 m x 0,14 KN/m3 = 0,0014 kN/m2 - Pipa + ducting AC = 0,4 kN/m2 + DL = 2.9794 kN/m2

= 2,98 kN/m2

b) Beban hidup

- Lantai atap ( LL ) = 1 kN/m2

PELAT ATAP TIPE A

Gambar 4.14. Pembebanan Pelat Atap Tipe A Segitiga :

X D D

Ekui q L

q    3 1

1 .

00 , 8 98 , 2 3 1

1

.D    Ekui

q = 7,95 kN/m

X L L

Ekui q L

q    3 1

1 .

4.00 4.00

10.20  8.00

8.00 

10.20 

    00 , 8 1 3 1 1

.L    Ekui

q = 2,67 kN/m

Trapesium :                   2 2 . 3 1 1 2 1 Y X X D D Ekui L L L q q                     2 2 . 2 , 10 00 , 8 3 1 1 00 , 8 98 , 2 2 1 D Ekui

q = 9,48 kN/m

                  2 2 . 3 1 1 2 1 Y X X L L Ekui L L L q q                     2 2 . 2 , 10 00 , 8 3 1 1 00 , 8 1 2 1 L Ekui

q = 3,18 kN/m

4.3.2. Beban Pelat Lantai

a) Beban mati

- Berat sendiri pelat ( 10 cm ) = 0,10 m x 24 KN/m3 = 2,4 kN/m2 - Plafon + penggantung = ( 0,11 + 0,068 ) KN/m2 = 0,178 kN/m2 - Pipa + ducting AC = 0,4 kN/m2 - Spesi ( 2 cm ) = 0,02m x 0,21 kN/m3 = 0,0042 kN/m2 - Tegel ( 1 cm ) = 0,01 m x 0,11 kN/m3 = 0,0011 kN/m2 +

DL = 2,9833 kN/m2

= 2,98 kN/m2 b) Beban hidup

- Beban hidup lantai hotel ( LL ) = 2,50 kN/m2

50   

   

Tabel 4.1. Pembebanan Pelat Atap

Type Bentuk

q ekui mati Segitiga

(kN/m)

q ekui hidup Segitiga

(kN/m)

q ekui mati Trapesium

(kN/m)

q ekui hidup Trapesium

(kN/m)

A 7,95 2,67 9,48 3,18

B 5,76 1,93 7,13 2,39

C 4,97 1,67 5,61 1,88

D 4,37 1,47 4,86 1,63

E 3,97 1,33 5,65 1,90

F 3,97 1,33 5,02 1,68

   

Tabel 4.2. Pembebanan Pelat Lantai

Type Bentuk

q ekui mati Segitiga

(kN/m)

q ekui hidup Segitiga

(kN/m)

q ekui mati Trapesium

(kN/m)

q ekui hidup Trapesium

(kN/m)

A 7,95 6,67 9,48 7,95

B 5,76 4,83 7,13 5,98

C 4,97 4,17 5,61 4,70

D 4,37 3,67 4,86 4,08

E 3,97 3,33 5,65 4,74

F 3,97 3,33 5,02 4,21

4.3.3. Beban P Akibat Balok Anak

P1 = (qBA2 x 4 m + qBA1 x 5,1 m) x 2

= (79,7 kg/m x 4 m + 32 kg/m x 5,1 m) x2

52   

   

= 964 kg

P2 = (qBA1 x 5,1 m) / 2 = (32 kg/m x 5,1 m) / 2 = 81,6 kg

P3 = (qBA1 x 5,8 m) / 2 = (32 kg/m x 5,8 m) / 2 = 92,8 kg

P4 = (qBA1 x 4 m) / 2 + (qBA1 x 5,1 m) / 2

= (32 kg/m x 4 m) / 2 + (32 kg/m x 5,1 m) / 2 = 145,6 kg

P5 = qBA1 x (5,1 + 5,8)m / 2 = 32 kg/m x 10,9 m / 2 = 174,4 kg

4.3.4. Beban Angin Pada Dinding

 Koefisien dipihak angin = + 0,9

- Portal 1 : 25 kg/m2 . 2,5 m . 0,9 = 56,25 kg/m - Portal 2 : 25 kg/m2 . 6,5 m . 0,9 = 146,25 kg/m - Portal 3 dan 4 : 25 kg/m2 . 8 m . 0,9 = 180 kg/m - Portal 5 : 25 kg/m2 . 6 m . 0,9 = 135 kg/m - Portal 6 : 25 kg/m2 . 2 m . 0,9 = 45 kg/m

 Koefisien dipihak angin = - 0,4

- Portal 1 : 25 kg/m2 . 2,5 m . 0,4 = 25 kg/m

   

- Portal 2 : 25 kg/m2 . 6,5 m . 0,4 = 65 kg/m - Portal 3 dan 4 : 25 kg/m2 . 8 m . 0,4 = 80 kg/m - Portal 5 : 25 kg/m2 . 6 m . 0,4 = 60 kg/m - Portal 6 : 25 kg/m2 . 2 m . 0,4 = 20 kg/m

4.3.5. Beban Gempa

Perhitungan Beban Total Tiap Lantai

Lantai Atap

a. Beban mati (WD) :

- Pelat (10 cm) = ( 33 x 16 ) m2 x 0,10 m x 24 kN/m3 = 1267,2 kN - Berat penutup atap

- Berat kuda-kuda WF 200x150x6x9

= 0,213 kN/m x 3 x (6,42 x 2)m = 8,21 kN - Berat gording C 125x50x20x2,3

= 0,05 kN/m x 2 x 14 x 6 m = 8,4 kN - Berat eternit gelombang

= 0,12 kN/m2 x 6,72 m x 13 m x 2 sisi = 20,97 kN - Alat-alat penggantung 10% = 3,76 kN - Balok induk memanjang WF 350x250x9x14

= 0,797 kN/m x 126 m = 100,42 kN

- Balok induk melintang WF 350x250x9x14

= 0,797 kN/m x 75,6 m = 60,25 kN - Balok induk melintang WF 400x300x10x16

= 1,07 kN/m x 61,2 m = 65,48 kN

54   

   

- Balok anak (BA1) WF 300x150x5,5x8

= 0,32 kN/m x 187,2 m = 59,9 kN - Balok anak (BA2) WF 350x250x9x14

= 0,797 kN/m x 24 m = 19,13 kN

- Kolom H 40; 40x40 = 3,84 kN/m x 4 m x 10 = 153,6 kN

- Dinding ½ bata L8 = 324,80 m x 2,00 m x 2,50 kN/m2 = 1624 kN - Dinding ½ bata Latap = 130 m x 1,70 m x 2,50 kN/m2 = 552,50 kN - Plafond + penggantung = 98,85 m2 x 0,178 kN/m2 = 17,60 kN - Pipa + ducting AC = 98,85 m2 x 0,4 kN/m2 = 39,54 kN - Spesi (2 cm) = 0,02 m x 98,85 m2 x 0,21 kN/m3 = 0,42 kN - Tegel (1 cm) = 0,01 m x 98,85 m2 x 0,11 kN/m3 = 0,11 kN - Tangga2 = 0,3 m x (1,25 x 2 )m2 x 24 kN/m3 = 18 kN - Aspal = (33 x 16 )m2 x 0,14 kN/m3 = 73,92 kN

- Lift = 10 kN +

WD atap = 4103,41 kN

b. Beban hidup (WL) :

qh = 1 kN/m2 , koefisien faktor reduksi 30%.

WL atap = 0,30 x ( 33 x 16 ) m2 x 1 kN/m2 = 158,4 kN

Lantai 8, 7 dan 6 a) Beban mati (WD)

- Pelat (10 cm) = ( 33 x 16 ) m2 x 0,10 m x 24 kN/m3 = 1267,2 kN - Balok induk memanjang WF 350x250x9x14

   

= 0,797 kN/m x 104 m = 82,88 kN - Balok induk melintang WF 350x250x9x14

= 0,797 kN/m x 55,2 m = 43,99 kN - Balok induk melintang WF 400x300x10x16

= 1,07 kN/m x 40,8 m = 43,66 kN

- Balok anak (BA1) WF 300x150x5,5x8

= 0,32 kN/m x 187,2 m = 59,9 kN - Balok anak (BA2) WF 350x250x9x14

= 0,797 kN/m x 24 m = 19,13 kN

- Kolom H 40; 40x40 = 3,84 kN/m x 4 m x 20 = 307,2 kN

- Dinding ½ bata L7 = 324,80 m x 2,00 m x 2,50 kN/m2 = 1624 kN - Dinding ½ bata L8 = 324,80 m x 2,00 m x 2,50 kN/m2 = 1624 kN - Plafond + penggantung = 528 m2 x 0,178 kN/m2 = 93,98 kN - Pipa + ducting AC = 528 m2 x 0,4 kN/m2 = 211,2 kN - Spesi (2 cm) = 0,02 m x 528 m2 x 0,21 kN/m3 = 2,22 kN - Tegel (1 cm) = 0,01 m x 528 m2 x 0,11 kN/m3 = 0,58 kN - Tangga2 = 0,3 m x (1,25 x 4)m2 x 24 kN/m3 = 36 kN

- Lift = 10 kN +

WD = 5425,94 kN

b) Beban hidup (WL) :

qh = 2,5 kN/m2 , koefisien faktor reduksi 30%.

- Beban hidup = 0,30 x ( 33 x 16 )m2 x 2,5 kN/m2 = 396 kN - Tangga2 = (2,50 x 4,25) m2 x 3 kN/m2 = 31,88 kN

56   

   

- Lift = 8 kN +

WL = 435,88 kN

Lantai 5

a) Beban mati (WD)

- Pelat (10 cm) = ( 33 x 16 ) m2 x 0,10 m x 24 kN/m3 = 1267,2 kN - Balok induk memanjang WF 350x250x9x14

= 0,797 kN/m x 104 m = 82,88 kN - Balok induk melintang WF 350x250x9x14

= 0,797 kN/m x 55,2 m = 43,99 kN - Balok induk melintang WF 400x300x10x16

= 1,07 kN/m x 40,8 m = 43,66 kN

- Balok anak (BA1) WF 300x150x5,5x8

= 0,32 kN/m x 187,2 m = 59,9 kN - Balok anak (BA2) WF 350x250x9x14

= 0,797 kN/m x 24 m = 19,13 kN

- Kolom H 40; 40x40 = 3,84 kN/m x 4 m x 20 = 307,2 kN

- Dinding ½ bata L4 = 272,3 m x 2,00 m x 2,50 kN/m2 = 1361,5 kN - Dinding ½ bata L5 = 324,80 m x 2,00 m x 2,50 kN/m2 = 1624 kN - Plafond + penggantung = 528 m2 x 0,178 kN/m2 = 93,98 kN - Pipa + ducting AC = 528 m2 x 0,4 kN/m2 = 211,2 kN - Spesi (2 cm) = 0,02 m x 528 m2 x 0,21 kN/m3 = 2,22 kN - Tegel (1 cm) = 0,01 m x 528 m2 x 0,11 kN/m3 = 0,58 kN - Tangga2 = 0,3 m x (1,25 x 4)m2 x 24 kN/m3 = 36 kN

   

- Lift = 10 kN +

WD = 5163,44 kN

b) Beban hidup (WL) :

qh = 2,5 kN/m2 , koefisien faktor reduksi 30%.

- Beban hidup = 0,30 x ( 33 x 16 )m2 x 2,5 kN/m2 = 396 kN - Tangga2 = (2,50 x 4,25)m2 x 3 kN/m2 = 31,88 kN

- Lift = 8 kN +

WL = 435,88 kN

Lantai 4

a) Beban mati (WD)

- Pelat (10 cm) = ( 33 x 16 ) m2 x 0,10 m x 24 kN/m3 = 1267,2 kN - Balok induk memanjang WF 350x250x9x14

= 0,797 kN/m x 104 m = 82,88 kN - Balok induk melintang WF 350x250x9x14

= 0,797 kN/m x 55,2 m = 43,99 kN - Balok induk melintang WF 400x300x10x16

= 1,07 kN/m x 40,8 m = 43,66 kN

- Balok anak (BA1) WF 300x150x5,5x8

= 0,32 kN/m x 187,2 m = 59,9 kN - Balok anak (BA2) WF 350x250x9x14

= 0,797 kN/m x 24 m = 19,13 kN

- Kolom H 40; 40x40 = 3,84 kN/m x 4 m x 20 = 307,2 kN

58   

   

- Dinding ½ bata L3 = 211,50 m x 2,00 m x 2,50 kN/m2 = 1057,5 kN - Dinding ½ bata L4 = 272,3 m x 2,00 m x 2,50 kN/m2 = 1361,5 kN - Plafond + penggantung = 528 m2 x 0,178 kN/m2 = 93,98 kN - Pipa + ducting AC = 528 m2 x 0,4 kN/m2 = 211,2 kN - Spesi (2 cm) = 0,02 m x 528 m2 x 0,21 kN/m3 = 2,22 kN - Tegel (1 cm) = 0,01 m x 528 m2 x 0,11 kN/m3 = 0,58 kN - Tangga1 = 0,3 m x (1,50 x 4) m2 x 24 kN/m3 = 43,2 kN - Tangga2 = 0,3 m x (1,25 x 4) m2 x 24 kN/m3 = 36 kN

- Lift = 10 kN +

WD = 4640,14 kN

b) Beban hidup (WL) :

qh = 2,5 kN/m2 , koefisien faktor reduksi 30%.

- Beban hidup = 0,30 x ( 33 x 16 )m2 x 2,5 kN/m2 = 396 kN - Tangga1 = (1,50 x 9,6) m2 x 3 kN/m2 = 43,2 kN - Tangga2 = (2,5 x 4,25) m2 x 3 kN/m3 = 31,88 kN

- Lift = 8 kN +

WL = 479,08 kN

Lantai 3

a) Beban mati (WD)

- Pelat (10 cm) = ( 33 x 16 ) m2 x 0,10 m x 24 kN/m3 = 1267,2 kN - Balok induk memanjang WF 350x250x9x14

= 0,797 kN/m x 104 m = 82,88 kN - Balok induk melintang WF 350x250x9x14

   

= 0,797 kN/m x 55,2 m = 43,99 kN - Balok induk melintang WF 400x300x10x16

= 1,07 kN/m x 40,8 m = 43,66 kN

- Balok anak (BA1) WF 300x150x5,5x8

= 0,32 kN/m x 187,2 m = 59,9 kN - Balok anak (BA2) WF 350x250x9x14

= 0,797 kN/m x 24 m = 19,13 kN

- Kolom H 40; 40x40 = 3,84 kN/m x 4 m x 20 = 307,2 kN

- Dinding ½ bata L2 = 180,00 m x 2,00 m x 2,50 kN/m2 = 900 kN - Dinding ½ bata L3 = 211,50 m x 2,00 m x 2,50 kN/m2 = 1057,5 kN - Plafond + penggantung = 528 m2 x 0,178 kN/m2 = 93,98 kN - Pipa + ducting AC = 528 m2 x 0,4 kN/m2 = 211,20 kN - Spesi (2 cm) = 0,02 m x 528 m2 x 0,21 kN/m3 = 2,22 kN - Tegel (1 cm) = 0,01 m x 528 m2 x 0,11 kN/m3 = 0,58 kN - Tangga1 = 0,3 m x (1,5 x 4)m2 x 24 kN/m3 = 43,2 kN - Tangga2 = 0,3 m x (1,25 x 4)m2 x 24 kN/m3 = 36 kN

- Lift = 10 kN +

WD = 4178,64 kN

b) Beban hidup (WL) :

qh = 2,5 kN/m2 , koefisien faktor reduksi 30%.

- Beban hidup = 0,30 x ( 33 x 16 )m2 x 2,5 kN/m2 = 396 kN - Tangga1 = (1,5 x 9,6)m2 x 3 kN/m2 = 43,2 kN - Tangga2 = (2,5 x 4,25) m2 x 3 kN/m3 = 31,88 kN

- Lift = 8 kN +

60   

   

WL = 479,08 kN

Lantai 2

a) Beban mati (WD)

- Pelat (10 cm) = ( 33 x 16 ) m2 x 0,10 m x 24 kN/m3 = 1267,2 kN - Balok induk memanjang WF 350x250x9x14

= 0,797 kN/m x 104 m = 82,88 kN - Balok induk melintang WF 350x250x9x14

= 0,797 kN/m x 55,2 m = 43,99 kN - Balok induk melintang WF 400x300x10x16

= 1,07 kN/m x 40,8 m = 43,66 kN

- Balok anak (BA1) WF 300x150x5,5x8

= 0,32 kN/m x 187,2 m = 59,9 kN - Balok anak (BA2) WF 350x250x9x14

= 0,797 kN/m x 24 m = 19,13 kN

- Kolom H 40; 40x40 = 3,84 kN/m x 4 m x 20 = 307,2 kN

- Dinding ½ bata L1 = 161,00 m x 2,00 m x 2,50 kN/m2 = 805 kN - Dinding ½ bata L2 = 180,00 m x 2,00 m x 2,50 kN/m2 = 900 kN - Plafond + penggantung = 528 m2 x 0,178 kN/m2 = 93,98 kN - Pipa + ducting AC = 528 m2 x 0,4 kN/m2 = 211,2 kN - Spesi (2 cm) = 0,02 m x 528 m2 x 0,21 kN/m3 = 2,22 kN - Tegel (1 cm) = 0,01 m x 528 m2 x 0,11 kN/m3 = 0,58 kN - Tangga1 = 0,3 m x (1,50 x 2)m2 x 24 kN/m3 = 21,6 kN

- Tangga2 = 0,3 m x (1,25 x 4) m2 x 24 kN/m3 = 36 kN

   

- Lift = 10 kN +

WD = 3904,54 kN

b) Beban hidup (WL) :

qh = 2,5 kN/m2 , koefisien faktor reduksi 50%.

- Beban hidup = 0,50 x (33 x 16)m2 x 2,5 kN/m2 = 660 kN - Tangga1 = (1,5 x 9,6)m2 x 3 kN/m2 = 43,2 kN - Tangga2 = (2,5 x 4,25 ) m2 x 3 kN/m3 = 31,88 kN

- Lift = 8 kN +

WL = 743,08 kN

Tabel 4.3. Berat Bangunan Tiap Lantai Lantai

ke

Beban Mati (kN)

Beban Hidup (kN)

Jumlah (kN)

Atap 4103,41 158,40 4261,81

8 5425,94 435,88 5861,82

7 5425,94 435,88 5861,82

6 5425,94 435,88 5861,82

5 5163,44 435,88 5599,32

4 4640,14 479,08 5119,22

3 4178,64 479,08 4657,72

2 3904,54 743,08 4647,62

Total Berat Bangunan 41871,15

Waktu Getar Alami (T)

-Tinggi gedung hn = 32 m

 

4

3

06 , 0 hn

Ty

Tx  

62   

   

 

4 3

32 06 , 0 

 Ty

Tx = 0,807 detik

Kontrol batasan waktu getar T menurut SNI 03-1726-2002 pasal 5.6 - Nilai ξ di WG 5 = 0,16

- Jumlah tingkat n = 8 T = ξ . n = 0,16 . 8 = 1,44 detik

- T1 < ξ.n = (0,807< 1,44) detik ... (OK)

Perhitungan Beban Geser Dasar Nominal (V)

- SRPMK sesuai Tabel 3 : Rm = 8,5 - WG 5

- Tanah lunak Berdasakan gambar 2.5 diperoleh C1 = 0,90 - T1 = 0,807 detik

- Sesuai Tabel 1 : I = 1,0

V = 1 _tot

W R

I . C

 = 41871,15 kN 5

, 8

0 , 1 . 9 , 0

 = 4433 kN

Daktilitas Struktur Bangunan

- f1 = 1,6

- Didapat dari tabel 3 SNI 03-1726-2002 : = 5,2 - Syarat : 1,6 ≤ R = .f1 ≤ Rm

1,6 ≤ R = 5,2 x 1,6 ≤ 8,5

1,6 ≤ R = 8,32 ≤ 8,5 ... OK

Distribusi Beban Gempa Nominal (Fi)

   

V z W

z W F

n

i

i i

i i

i 

  



_1

Tabel 4.4. Gaya Gempa Tiap Lantai dengan T1 = 0,807 Lantai

ke

zi (m)

Wi (kN)

Wi . zi (kN.m)

Fi (kN)

Atap 32,00 4261,81 136377,92 789,97

8 28,00 5861,82 164130,96 950,73 7 24,00 5861,82 140683,68 814,91

6 20,00 5861,82 117236,4 679,09

5 16,00 5599,32 89589,12 518,94

4 12,00 5119,22 61430,64 355,84

3 8,00 4657,72 37261,76 215,84 2 4,00 4647,62 18590,48 107,69

Σ = 41871,15 765300,96

Memeriksa T1 dengan Trayleigh

Tabel 4.5. Analisa Perhitungan Trayleigh Lantai Wi(kN) Fi (kN) dix

(m)

diy

(m) Wi.dix 2

Wi.diy2 Fi.dix Fi.diy atap 4261,8 789,97 0,294 0,349 368,37 519,09 232,25 275,70

8 5861,8 950,73 0,275 0,332 443,30 646,11 261,45 315,64 7 5861,8 814,91 0,248 0,304 360,53 541,73 202,10 247,73 6 5861,8 679,09 0,212 0,263 263,45 405,46 143,97 178,60 5 5599,3 518,94 0,167 0,213 156,16 254,04 86,66 110,53 4 5119,2 355,84 0,117 0,154 70,08 121,41 41,63 54,80 3 4657,7 215,84 0,066 0,092 20,29 39,42 14,25 19,86 2 4647,6 107,69 0,021 0,033 2,05 5,06 2,26 3,55

Σ 41871 4433,01 1,400 1,740 1684,23 2532,32 984,57 1206,42

64   

   

Arah-x: Arah-y:

Waktu getar alami fundamental (T1) struktur yang diperoleh dari rumusan empiris (0.807 detik) nilainya tidak boleh menyimpang lebih dari 20% dari nilai yang dihitung menurut rumusan Rayleigh (Tray).

- Arah x

T1 < 20% Tx-ray

0,807 detik > 20%.2,62 = 0,524 detik - Arah y

T1 < 20% Ty-ray

0,807 detik > 20%.2,91 = 0,582 detik

Ternyata penyimpangan antara T1 dan Trayleigh lebih dari 20%. Dengan demikian perhitungan beban geser dasar nominal statik ekuivalen V harus diulang kembali menggunakan Trayleigh.

Arah X

- SRPMK sesuai Tabel 3 : Rm = 8,5 - WG 5

- Tanah lunak Berdasakan gambar 2.5 diperoleh C1 = 0,34 - Tx-ray = 2,62 detik

- Sesuai Tabel 1 : I = 1,0

 





  i i i i ray x d F g d W

T 2 ( )

2 

_{ }





  i i i i ray y d F g d W

T 2 ( )

2  detik 62 , 2 57 , 984 81 , 9 23 , 1684 2  

  2,91detik

42 , 1206 81 , 9 32 , 2532 2    

   

Vx = 1 _Wtot

R I . C

 = 41871,15 kN 5 , 8 0 , 1 . 34 , 0

 = 1674,85 kN

V z W z W F _n i i i i i i    



_1

Tabel 4.6. Gaya Gempa Tiap Lantai dengan Tx-ray = 2,62 detik Lantai ke zi (m) Wi (kN)

Wi . zi (kN.m)

Fi (x) (kN)

Atap 32,00 4261,81 136377,92 298,46

8 28,00 5861,82 164130,96 359,20 7 24,00 5861,82 140683,68 307,88 6 20,00 5861,82 117236,40 256,57

5 16,00 5599,32 89589,12 196,06

4 12,00 5119,22 61430,64 134,44

3 8,00 4657,72 37261,76 81,55

2 4,00 4647,62 18590,48 40,69

Σ = 41871,15 765300,96

Arah Y

SRPMK sesuai Tabel 3 : Rm = 8,5 - WG 5

- Tanah lunak Berdasakan gambar 2.5 diperoleh C1 = 0,31 - Ty-ray = 2,91 detik

- Sesuai Tabel 1 : I = 1,0

Vy = 1 _tot

W R

I . C

 = 41871,15 kN 5 , 8 0 , 1 . 31 , 0

 = 1527,07 kN

V z W z W F n i i i i i i    



_1

66   

   

Tabel 4.7. Gaya Gempa Tiap Lantai dengan Ty-ray = 2,91 detik Lantai

ke

zi (m)

Wi (kN)

Wi . zi (kN.m)

Fi (y) (kN)

Atap 32,00 4261,81 136377,92 272,13

8 28,00 5861,82 164130,96 327,50 7 24,00 5861,82 140683,68 280,72 6 20,00 5861,82 117236,40 233,93

5 16,00 5599,32 89589,12 178,77

4 12,00 5119,22 61430,64 122,58

3 8,00 4657,72 37261,76 74,35

2 4,00 4647,62 18590,48 37,10

Σ = 41871,15 765300,96

Pembatasan Penyimpangan Lateral

Kinerja Batas Layan ∆s

∆s ≤ 0,03 h₁

R  atau 30 mm

∆s ≤ 4000

5 . 8

03 , 0

 atau 30 mm

Tabel 4.8. Analisa ∆s akibat Gempa

dix diy ∆s-x ∆s-y Syarat ∆s Lantai

(mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) Ket

atap 97 98 13 13 14,12 30 OK

8 84 85 12 12 14,12 30 OK

7 72 73 11 11 14,12 30 OK

6 61 62 12 12 14,12 30 OK

5 49 50 13 13 14,12 30 OK

4 36 37 13 13 14,12 30 OK

3 23 24 11 11 14,12 30 OK

2 12 13 12 13 14,12 30 OK

   

Kinerja Batas Ultimit ∆m

∆m = ξ . ∆s < 0,02 h

∆m = 0,7 R x ∆s ≤ 0,02 h

Tabel 4.9. Analisa ∆m akibat Gempa ∆s-x ∆s-y ∆m-x ∆m-y Syarat

∆m Lantai

(mm) (mm) (mm) (mm) (mm) Ket

atap 13 13 75,71 77,35 80 OK

8 12 12 69,89 71,40 80 OK

7 11 11 64,06 65,45 80 OK

6 12 12 69,89 71,40 80 OK

5 13 13 75,71 77,35 80 OK

4 13 13 75,71 77,35 80 OK

3 11 11 64,06 65,45 80 OK

2 12 13 69,89 77,35 80 OK

68   

   

4.4. Perencanaan Balok

4.4.1. Balok Dengan Bentang 10,2 m

Direncanakan menggunakan profil WF 450x300x10x15

q = 106 kg/m Zx = 2160 cm3 rx = 18,6 cm Ix = 46800 cm4 A = 135 cm2 Zy = 448 cm3 ry = 7,04 cm Iy = 6690 cm4

Perhitungan Gaya Geser

Vu = 26058,8 kg (didapat dari hasil SAP)

Kuat geser nominal (SNI 03-1729-2002 pasal 8.8.2) :

4 , 43 10 434

  tw

h

Kn

 

2

h a

5 5

 → a = jarak antar pengekang vertikal = 1020 cm

2

4 , 43 1020

5 5

 





= 5,01

 

_71,08

240 10 . 2 . 01 , 5 . 10 , 1 f

.E K . 10 , 1

5

y

n  

Jadi :

y n

f E . K . 10 , 1 tw

h



Maka digunakan pasal 8.8.3:

ϕVn = ϕ . 0,6 . fy . Aw

= 0,9 . 0,6 . 240 . ( 434 . 10 ) = 562464 N = 56246,4 kg

   

Perhitungan Momen

Mu = 45083,68 kg.m (didapat dari hasil SAP)

Kapasitas Penampang Profil (SNI 03-1729-2002 pasal 7.6.4)

Sayap → 9,967

2.15 299 2.t

b

λ  

974 , 10 240 170 f 170 y

p   

 _p (penampang kompak)

Badan → 43,4

10 434 w

t h

λ  

44 , 108 240 1680 f 1680 y

p   

 _p (penampang kompak)

ϕMn = ϕMp = ϕ . fy . Zx = 0,9 . 240 N/mm2 . 2160000 mm3 = 466560000 N.mm = 46656 kg.m

Interaksi Lentur dan Geser

n u n u V V 625 , 0 M M  

 ≤ 1,375

56246,4 26058,8 0,625

46656 45083,68

 ≤ 1,375

1,256 ≤ 1,375 ...OK

Defleksi f = x 3 1 x 4 L x 4 D E.I .L P . 192 1 E.I .L q . 384 1 E.I .L q . 384 1  

70   

   

=

).46800 (2.10

964.1020 .

192 1 ).46800 (2.10

15,9.1020 .

384 1 ).46800

(2.10

1,06).1020 (18,96

. 384

1

6 3 6

4 6

4

 



= 0,60 + 0,48 + 0,06 = 1,14 cm

f =

360 1020 360

L

 = 2,83 cm

f ≤



f

1,14 cm ≤ 2,83 cm ...OK

4.4.2. Balok Dengan Bentang 8 m

Direncanakan menggunakan profil WF 400x200x8x13

q = 66 kg/m Zx = 1190 cm3 rx = 16,8 cm Ix = 23700 cm4 A = 84,12 cm2 Zy = 174 cm3 ry = 4,54 cm Iy = 1740 cm4

Perhitungan Gaya Geser

Vu = 16030,5 kg (didapat dari hasil SAP)

Kuat geser nominal (SNI 03-1729-2002 pasal 8.8.2) :

50 8 400 tw

h





Kn

 

2

h a

5 5

 → a = jarak antar pengekang vertikal = 800 cm

 

2

40 800

5 5



= 5,01

   

 

_71,08

240 10 . 2 . 01 , 5 . 10 , 1 f

.E K . 10 , 1

5

y

n  

Jadi :

y n

f E . K . 10 , 1 tw

h



Maka digunakan pasal 8.8.3:

ϕVn = ϕ . 0,6 . fy . Aw

= 0,9 . 0,6 . 240 . ( 400 . 8 ) = 414720 N = 41472 kg

Perhitungan Momen

Mu = 21500,96 kg.m (didapat dari hasil SAP)

Kapasitas Penampang Profil (SNI 03-1729-2002 pasal 7.6.4)

Sayap → 7,69

2.13 200 2.t

b

λ  

974 , 10 240 170 f

170

y

p   

 _p (penampang kompak)

Badan → 50

8 400 w

t h

λ  

44 , 108 240 1680 f

1680

y

p   

 _p (penampang kompak)

ϕMn = ϕMp = ϕ . fy . Zx = 0,9 . 240 N/mm2 . 1190000 mm3 = 257040000 N.mm = 25704 kg.m

Interaksi Lentur dan Geser

72        n u n u V V 625 , 0 M M  

 ≤ 1,375

41472,0 16030,5 0,625

25704,0 21500,96

 ≤ 1,375

1,08 ≤ 1,375 ...OK

Defleksi f = x 3 5 x 4 L x 4 D E.I .L P . 243 2 E.I .L q . 384 1 E.I .L q . 384 1   = ).23700 (2.10 174,4.800 . 243 2 ).23700 (2.10 12,65.800 . 384 1 ).23700 (2.10 0,66).800 (15,08 . 384 1 6 3 6 4 6 4   

= 0,35 + 0,29 + 0,02 = 0,66 cm

f =

360 800 360

L

 = 2,22 cm

f ≤



f

0,66 cm ≤ 2,22 cm ...OK

4.4.3. Balok Dengan Bentang 5,8 m

Direncanakan menggunakan profil WF 350x250x9x14

q = 79,7 kg/m Zx = 1280 cm3 rx = 14,6 cm Ix = 21700 cm4 A = 101,5 cm2 Zy = 292 cm3 ry = 6 cm Iy = 3650 cm4

Perhitungan Gaya Geser

Vu = 15063,1 kg (didapat dari hasil SAP)

   

Kuat geser nominal (SNI 03-1729-2002 pasal 8.8.2) :

37,78 9 340 tw h   Kn

 

2

h a

5 5

 → a = jarak antar pengekang vertikal = 580 cm

 

2

34 580

5 5



= 5,02

 

_71,14

240 10 . 2 . 02 , 5 . 10 , 1 f .E K . 10 , 1 5 y

n  

Jadi : y n f E . K . 10 , 1 tw h 

Maka digunakan pasal 8.8.3:

ϕVn = ϕ . 0,6 . fy . Aw

= 0,9 . 0,6 . 240 . ( 340 . 9 ) = 396576 N = 39657,6 kg

Perhitungan Momen

Mu = 24343,55 kg.m (didapat dari hasil SAP)

Kapasitas Penampang Profil (SNI 03-1729-2002 pasal 7.6.4)

Sayap → 8,93

2.14 250 2.t

b

λ  

974 , 10 240 170 f 170 y

p   

 _p (penampang kompak)

74   

   

Badan → 37,78

9 340 w

t h

λ  

44 , 108 240 1680 f 1680 y

p   

 _p (penampang kompak)

ϕMn = ϕMp = ϕ . fy . Zx = 0,9 . 240 N/mm2 . 1280000 mm3 = 276480000 N.mm = 27648 kg.m

Interaksi Lentur dan Geser

n u n u V V 625 , 0 M M  

 ≤ 1,375

39657,6 15063,1 0,625

27648,0 24343,55

 ≤ 1,375

1,12 ≤ 1,375 ...OK

Defleksi f = x 3 1 x 4 L x 4 D E.I /2).L (P . 192 1 E.I .L q . 384 1 E.I .L q . 384 1   = ).21700 (2.10 0 (964/2).58 . 192 1 ).21700 (2.10 12,65.580 . 384 1 ).21700 (2.10 0,797).580 (15,09 . 384 1 6 3 6 4 6 4   

= 0,11 + 0,09 + 0,01 = 0,21 cm

f =

360 580 360

L

 = 1,61 cm

f ≤



f

0,21 cm ≤ 1,61 cm ...OK

   

4.5. Perencanaan Kolom

Kolom direncanakan menggunakan profil HC30; 458x417x30x50

q = 415 kg/m Zx = 8170 cm3 rx = 18,8 cm Ix = 187000 cm4 A = 528,6 cm2 Zy = 2900 cm3 ry = 10,7 cm Iy = 60500 cm4

Perhitungan Gaya Aksial

Nu = 520521,1 kg (didapat dari hasil SAP) Lk = Kc . L → Kc = 0,5 (jepit-jepit)

= 0,5 . 4 m = 2 m

E f . r L .

1 _k y c

 



rx = 18,8 cm → 0,12

10 . 2

240 . 8 , 18

200 . 1

5

c 

 



ry = 10,7 cm → 0,21

10 . 2

240 . 7 , 10

200 . 1

5

c 

 



Jadi digunakan λc = 0,21 → λ_c < 0,25 maka ω = 1

ϕNn = ϕ . Ag .

ω

y

f

= 0,9 . 52860 mm2 .

1 mm / N

240 2

= 11417760 N = 1141776 kg

Perhitungan Gaya Geser

Vu = 18870,8 kg (didapat dari hasil SAP)

Data perencanaan :

Vu = 164,68 kN = 16468 kg Mu = 195,75 kN = 19575 kg.m

Mutu baut = A325 fub = 827 MPa Diameter baut = 22 mm

Jumlah baut = 8 baut

Jarak ke tepi = 45 mm ≥ 1,5D = 1,5 . 22 = 33 mm Jarak antar baut = 70 mm ≥ 3D = 3 . 22 = 66 mm

Sambungan L 100x100x10 dengan WF 350x250x9x14 - Gaya yang dipikul 1 baut = 16468 kg : 4 = 4117 kg

- Kuat geser baut, ϕVn = ϕ . r1 . fub . Ab . m = 0,75 . 0,4 . 8270 . 3,80 . 1 = 9427,8 kg > 4117 kg ...OK - Kuat tumpu baut, ϕRn = ϕ . 2,40 . db . tp . fu

= 0,75 . 2,40 . 22 . 9 . 370 = 13186,8 kg > 4117 kg ...OK

Sambungan L 100x100x10 dengan WF 450x300x10x15 - Gaya yang dipikul baut = 16468 kg x 2 = 32936 kg

90 

 

   

= 75422,4 kg > 32936 kg ...OK - Kuat tumpu baut, ϕRn = ϕ . 2,40 . db . tp . fu

= 0,75 . 2,40 . 22 . 9 . 370

Berdasarkan keseluruhan hasil perencanaan yang telah dilakukan dalam penyusunan tugas akhir ini dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut :

1. Struktur sekunder

 Perencanaan struktur atap

- Gording menggunakan profil C 125 x 50 x 20 x 2,3,

- Penggantung gording menggunakan batang berdiameter 8 mm, - Ikatan angin atap menggunakan batang berdiameter 18 mm,

- Kuda-kuda baja solid beam menggunakan profil WF 200 x 150 x 6 x 9.  Perencanaan balok anak

- Balok anak dengan bentang 5,10 m dan 5,80 m menggunakan profil WF 300 x 150 x 5,5 x 8,

- Balok anak dengan bentang 8,00 m menggunakan profil WF 350 x 250 x 9 x 14.

2. Struktur utama

 Perencanaan balok induk

- Balok induk dengan bentang 10,20 m menggunakan profil WF 450 x 300 x 10 x 15. Lendutan yang terjadi sebesar 1,14 cm masih memenuhi syarat batas lendutan ijin maksimum L/360,

- Balok induk dengan bentang 8,00 m menggunakan profil WF 400 x 200 x 8 x 13. Lendutan yang terjadi sebesar 0,66 cm masih memenuhi

 

- Balok induk dengan bentang 5,80 m menggunakan profil WF 350 x 250 x 9 x 14. Lendutan yang terjadi sebesar 0,21 cm masih memenuhi syarat batas lendutan ijin maksimum L/360,

 Perencanaan kolom utama

- Kolom utama menggunaka profil HC30; 458 x 417 x 30 x 50. 3. Sambungan

 Sambungan balok ke kolom

- Balok WF 450 x 300 x 10 x 15 dengan kolom menggunakan : Diameter baut = 22 mm

Jumlah baut = 14 baut Jarak antar baut = 75 mm

- Balok WF 350 x 250 x 9 x 14 dengan kolom menggunakan : Diameter baut = 22 mm

Jumlah baut = 12 baut Jarak antar baut = 70 mm

- Balok WF 400 x 200 x 8 x 13 dengan kolom menggunakan : Diameter baut = 22 mm

Jumlah baut = 14 baut Jarak antar baut = 68 mm

- Perbandingan momen kolom terhadap momen balok :

pb pc * M * M Σ

 > 1

1900,27 2418,41

1,27 > 1 ...OK

Sambungan balok ke kolom memenuhi konsep “kolom kuat balok lemah”.

 Sambungan balok induk dan balok anak

- Balok induk WF 450 x 300 x 10 x 15 dengan balok anak WF 350 x 250 x 9 x 14 menggunakan :

Diameter baut = 22 mm Jumlah baut = 8 baut Jarak antar baut = 70 mm

Agus Setiawan, 2008, Perencanaan Struktur Baja dengan Metode LRFD (Berdasarkan SNI 03-1729-2002), Penerbit ERLANGGA, Jakarta.

Bruce G. Johnston, Fung Jen Lin, T.V. Galambos, 1980, Basic Steel Design (Terjemahan Lengkap), Penerbit YUSTADI.

Heinz Frick, 2007, Mekanika Teknik – Statika dan Kegunaannya 2, Penerbit KANISIUS, Yogyakarta.

Joseph E. Bowles, 1985, Desain Baja Konstruksi, Penerbit ERLANGGA, Jakarta.

Rudy Gunawan, 1988, Tabel Profil Konstruksi Baja, Penerbit KANISIUS, Yogyakarta.

Standar Nasional Indonesia, Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung, SNI – 03 – 1726 – 2002, Bandung.

Standar Nasional Indonesia, Tata Cara Perencanaan Struktur Baja Untuk Bangunan Gedung, SNI – 03 – 1729 – 2002, Bandung.

Standar Nasional Indonesia, Tata Cara Perhitungan Pembebanan Untuk Bangunan Rumah dan Gedung, SNI – 03 – 1727 – 1989, Bandung.