Baja Komposit LRFD pada Gedung Lima Lant
I.
JUDUL : PERENCANAAN STRUKTUR BAJA KOMPOSIT DENGAN
MENGGUNAKAN METODE LRFD PADA BANGUNAN LIMA
LANTAI PASAR SUMEDANG, KEPANJEN KABUPATEN MALANG
II. PENDAHULUAN
II.1 Latar Belakang
Perkembangan dan kemajuan teknologi saat ini telah terjadi dengan
sangat pesat, tidak terkecuali dengan Indonesia. Hal ini terbukti dengan
semakin banyaknya gedung-gedung yang menjulang tinggi. Para perencana
bangunan pun dituntut untuk merencanakan struktur yang stabil, cukup kuat,
awet, dan memenuhi tujuan-tujuan lainnya seperti ekonomis dan kemudahan
pelaksanaan.
Salah satu tahapan penting dalam perencanaan suatu struktur bangunan
adalah pemilihan jenis material yang akan digunakan. Jenis-jenis material
yang selama ini dikenal dalam dunia konstruksi antara lain adalah baja, beton
bertulang, serta kayu. Material baja sebagai bahan konstruksi telah digunakan
sejak lama mengingat beberapa keunggulannya dibandingkan material yang
lain. Beberapa keunggulan baja antara lain mempunyai kekuatan yang tinggi,
keseragaman dan keawetan, daktilitas baja cukup tinggi, serta kemudahan
penyambungan antarelemen yang satu dengan lainnya menggunakan alat
sambung las atau baut. Selain keuntungan-keuntungan tersebut, material baja
juga memiliki kelemahan terutama dari sisi pemeliharaan. Kelemahan lain
dari dari struktur baja adalah masalah tekuk yang merupakan fungsi dari
kelangsingan suatu penampang.
Struktur komposit merupakan suatu struktur yang terdiri dari dua
material atau lebih dengan sifat bahan yang berbeda dan membentuk satu
kesatuan sehingga menghasilkan sifat gabungan yang lebih baik. Perencanaan
1
komposit mengasumsi bahwa baja dan beton bekerja sama dalam memikul
beban yang bekerja, sehingga akan menghasilkan desain profil/elemen yang
lebih ekonomis. Di samping itu struktur komposit juga mempunyai beberapa
kelebihan di antaranya adalah lebih kuat (stronger) dan lebih kaku (striffer)
dari pada struktur non komposit.
Pada perencanaan Proyek Pasar Sumedang, Kepanjen, Kabupaten
Malang ini akan direncanakan menggunakan struktur baja komposit dengan
metode LRFD (Load Resistance and Factor Design) yang mengacu pada SNI
Tata Cara Perencanaan Stuktur Baja Untuk Bangunan Gedung 2002. LRFD
(Load Resistance and Factor Design) merupakan metode yang didasarkan
pada ilmu probabilitas, sehingga dapat mengantisipasi segala ketidakpastian
dari material maupun beban.
2.2 Rumusan Masalah
Rumusan masalah yang ada dalam perencanaan Pasar Sumedang,
Kepanjen, Kabupaten Malang dengan menggunakan struktur komposit baja
beton adalah sebagai berikut:
1. Berapakah profil baja yang digunakan pada kolom dan balok?
2. Berapakah dimensi dek baja yang akan digunakan?
3. Berapakah kebutuhan penghubung geser pada masing-masing balok?
4. Berapa ukuran baut yang digunakan pada perencanaan sambungan antar
elemen baja?
2.3 Tujuan
Adapun yang menjadi tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah
sebagai berikut :
1. Mengetahui profil baja yang digunakan pada kolom dan balok?
2
2. Mengetahui dimensi dek baja yang akan digunakan?
3. Mengetahui kebutuhan penghubung geser pada masing-masing balok?
4. Mengetahui ukuran baut yang digunakan pada perencanaan sambungan
antar elemen baja?
2.4 Batasan Masalah
Pembahasan pembatasan masalah ini bertujuan agar pembahasan
terarah dan tidak menyimpang dari lingkup pembahasan yang ditentukan.
Adapun batasan-batasan dalam ruang lingkup permasalahan adalah sebagai
berikut :
1. Aspek-aspek yang ditinjau hanya perencanaan struktur atas yang meliputi
kolom, balok, dan plat.
2. Perencanaan kolom dan balok menggunakan struktur komposit bajabeton,sedangkan untuk plat lantai menggunakan dek baja gelombang.
3. Perencanaan sambungan antar elemen baja menggunakan baut.
4. Perhitungan Struktur Baja Bertingkat menggunakan Load and Resistance
Factor Design (LRFD) yang tertuang dalam SNI 03-1729-2002 tentang
Tata Cara Perencanaan Struktur Baja Untuk Bangunan Bertingkat.
5. Menggunakan SNI 1726:2012 sebagai acuan terhadap perencanaan
ketahanan gempa.
2.5 Manfaat Studi
Manfaat penulisan penelitian tugas akhir ini untuk memberikan
pengetahuan dan informasi pada peneliti maupun masyarakat tentang
pengunaan struktur baja komposit dan metode LRFD pada bangunan struktur
baja bertingkat serta bermanfaat bagi kalangan praktisi agar dapat menjadi
bahan pertimbangan selama proses perencanaan untuk menghasilkan desain
struktur baja yang lebih aman dan ekonomis.
3
III. TINJAUAN PUSTAKA
3.1 Pendahuluan
Dalam perencanaan struktur baja dikenal dua macam filosofi desain
yang sering digunakan, yaitu desain tegangan kerja (oleh AISC diacu sebagai
Allowable Stress Design, ASD) dan desain keadaan batas (oleh AISC diacu
sebagai LRFD). LRFD merupakan suatu perbaikan terhadap perencanaan
sebelumnya, yang memperhitungkan secara jelas keadaan batas, aneka ragam
faktor beban dan faktor resistensi, atau dengan kata lain LRFD
menggunankan konsep memfaktorkan, baik beban maupun resistensi.
Desain ASD telah lama dikenal dan digunakan sebagai filosofi utama
dalam perencanaan struktur baja selama + 100 tahun. Dalam desain tegangan
kerja, fokus perencanaan terletak pada kondisi-kondisi beban layanan
(tegangan-tegangan unit yang mengasumsikan struktur elestis) yang
4
memenuhi persyaratan keamanan (kekauatan yang cukup) bagi struktur
tersebut.
Dalam perkembangan selanjutnya, pada tahun 1986 di Amerika Serikat
diperkenalkanlah suatu filososfi desain yang baru, yaitu desain keadaan batas
yang disebut LRFD. Metode ini diperkenalkan oleh Amrican Institute of Steel
Construction (AISC), dengan diterbitkannya dua buku “Load and Resistance
Factor Design Spesification for Structural Steel Buildings” (yang dikenal
sebagai LRFD spesification) dan Load and Resistance Factor Design of Steel
Construction (LRFD manual) yang menjadi acuan utama perencanaan
struktur baja dengan LRFD.
LRFD
adalah
suatu
metode perencanaan
struktur baja
yang
mendasarkan perencaannya dengan membandingkan kekuatan struktur yang
telah diberi suatu faktor resistensi ( ) terhadap kombinasi beban terfaktor
yang direncanakan bekerja pada struktur tersebut ( iQi ). Faktor resistensi
diperlukan untuk menjaga kemungkinan kurangnya kekuatan struktur,
sedangkan faktor beban digunakan untuk mengantisipasi kemungkinan
adanya kelebihan beban.
3.2 Pembebanan
Beban adalah gaya luar yang bekerja pada unsur struktur. Penentuan
secara pasti besarnya beban yang bekerja pada suatu struktur selama umur
layannya merupakan salah satu pekerjaan yang cukup sulit.
5
Besar beban yang bekerja pada suatu struktur diatur oleh peraturan
pembebanan yang berlaku, sedangkan masalah kombinasi dari beban-beban
yang bekerja telah diatur dalam SNI 03-1729-2002 pasal 6.2.2 yang akan
dibahas kemudian. Beberapa jenis beban yang sering dijumpai antara lain:
a. Beban Mati, adalah berat dari semua bagian suatu gedung/bangunan yang
bersifat tetap selama masa layan struktur, termasuk unsur-unsur tambahan,
finishing, mesin-mesin serta peralatan tetap yang merupakan bagian tak
terpisahkan dari gedung/bangunan tersebut.
b. Beban Hidup, adalah beban gravitasi yang bekerja pada struktur dalam
masa layannya, dan timbul akibat penggunaan suatu gedung. Termasuk
beban ini adalah berat manusia, perabotan yang dapat dipindah-pindah,
kendaraan, dan barang-barang lain.
c. Beban Angin, adalah beban yang bekerja pada struktur akibat tekanantekanan dari gerakan angin. Beban angin sangat tergantung dari lokasi dan
ketinggian dari struktur.
d. Beban Gempa, adalah semua beban statik ekivalen yang bekerja pada
struktur akibat adanya pergerakan tanah oleh gempa bumi, baik pergerakan
arah vertikal maupun horizontal.
3.3 Struktur Komposit
Struktur komposit (Composite) merupakan struktur yang terdiri dari
dua material atau lebih dengan sifat bahan yang berbeda dan membentuk satu
kesatuan sehingga menghasilkan sifat gabungan yang lebih baik.
6
Perencanaan komposit mengasumsi bahwa baja dan beton bekerja sama
dalam memikul beban yang bekerja, sehingga akan menghasilkan desain
profil/elemen yang lebih ekonomis.
Keuntungan utama dari perencanaan komposit ialah:
1.
2.
3.
4.
5.
Penghematan berat baja.
Penampang balok baja dapat lebih rendah.
Kekakuan lantai meningkat.
Panjang bentang untuk batang tertentu dapat lebih besar.
Kapasitas pemikul beban meningkat.
Penghematan berat baja sebesar 20 sampai 30% seringkali dapat
diperoleh dengan memanfaatkan semua keuntungan dari sistem komposit.
Pengurangan berat pada balok baja ini biasanya memungkinkan pemakaian
penampang yang lebih rendah dan juga lebih ringan. Keuntungan ini bisa
banyak mengurangi tinggi bangunan bertingkat banyak sehingga diperoleh
penghematan bahan bangunan yang lain seperti dinding luar dan tangga.
3.3.1 Balok Komposit
Sebuah balok komposit (composite beam) adalah sebuah balok yang
kekuatannya bergantung pada interaksi mekanis diantara dua atau lebih bahan
(Bowles, 1980).
Konsep lebar efektif sangat berguna dalam proses desain, terutama
ketika proses desain harus dilakukan terhadap suatu elemen yang mengalami
distribusi tegangan yang tidak seragam. Besarnya lebar efektif dari suatu
komponen struktur komposit dapat ditentukan sebagai berikut:
7
Gambar 3.1 Lebar Efektif Balok Komposit
1. Untuk balok-balok interior
bE ≤
L
4
b E ≤b o
2. Untuk balok-balok eksterior
bE ≤
L
+ (jarak pusat balok ke tepi pelat)
8
1
b E ≤ b o + (jarak pusat balok ke tepi pelat)
2
3.3.2 Alat Penyambung Geser (Shear Connector)
Gaya geser horisontal yang timbul antara ‘slab’ beton dan balok baja
selama pembebanan harus ditahan agar penampang komposit bekerja secara
monolit, atau dengan kata lain agar terjadi interaksi antara ‘slab’ beton dan
balok baja. Untuk menjamin adanya lekatan antara beton dan balok baja maka
harus dipasang alat penyambung geser mekanis (shear Connector) diatas
balok yang berhubungan dengan ‘slab’ beton. Disamping itu fungsi dari pada
shear Connector adalah untuk menahan / menghindari terangkatnya ‘slab’
beton sewaktu dibebani.
8
3.3.3 Dek Baja Gelombang
Perkembangan struktur komposit dimulai dengan digunakannya dek
baja gelombang, yang selain berfungsi sebagai bekisting saat pelat beton
dicetak, juga berfungsi sebagai tulangan positif bagi pelat beton. Penggunaan
dek baja juga dapat dipertimbangkan sebagai dukungan dalam arah lateral
dari balok sebelum beton mulai mengeras.
3.3.4 Kolom Komposit
Kolom komposit adalah elemen vertikal dari struktur portal atau frame
atau struktur rangka yang umumnya dominan mendukung gaya aksial. Kolom
komposit yang dimaksud adalah struktur kolom yang terdiri dari gabungan
antara bahan baja struktur dan beton (bertulang).
Kolom komposit dibuat dari baja profil yang terbungkus beton
seluruhnya, atau dengan mengisi pipa baja dengan beton. Kolom komposit
akan dapat menahan beban yang lebih besar dibandingkan dengan kolom
beton bertulang biasa dengan ukuran yang sama.
Suatu komponen struktur yang mengalami gaya tekan
konsentris, akibat beban terfaktor Nu, menurut SNI 03-17292002, pasal 9,1 harus memenuhi :
Nu < ϕc . Nn
Dengan :
9
ϕc = 0,85
Nu = beban terfaktor
Nn = kuat tekan komponen struktur = Ag . fcr
3.3.5 Sambungan Baut
Setiap struktur baja merupakan gabungan dari beberapa komponen
batang yang disatukan dengan alat pengencang. Salah satu alat pengencang
yang cukup popular adalah baut terutama baut mutu tinggi. Beberapa
kelebihan yang dimiliki baut mempercepat proses pekerjaan sehingga tidak
memerlukan jumlah tenaga kerja yang banyak, kemampuan menerima gaya
yang lebih besar, serta dapat menghemat biaya konstruksi.
a. Tahanan Nominal Baut
Suatu baut yang memikul beban terfaktor Ru, sesuai persyaratan
LRFD harus memenuhi:
Ru ≤ ɸ.Rn
Dengan Rn adalah tahanan nominal baut sedangkan ɸ adalah faktor
redukti yang diambil sebesar 0.75. besarnya Rn berbeda-beda untuk
masing- masing tipe sambungan.
b. Tahanan Geser Baut
Tahanan nominal satu buat baut yang memikul gaya geser memenuhi
persamaan:
10
b
Rn=m. r 1 . f u A b
dengan :
r1
= 0.50 untuk baut tanpa ulir pada bidang geser
r1
= 0.40 untuk baut dengan ulir pada bidang geser
f ub
Ab
= kuat tarik baut (Mpa)
= luas bruto penampang baut pada daerah tak berulir
m = Jumlah bidang geser
c. Tahanan Tarik Baut
Baut yang memikul gaya tarik tahanan nominalnya dihitung menurut:
b
Rn=0 .75 f u A b
dengan :
b
f u = kuat tarik baut (Mpa)
Ab = luas bruto penampang baut pada daerah tak berulir
d. Tahanan Tumpu Baut
Tahanan tumpu nominal tergantung kondisi yang terlemah dari baut
atau komponen plat yang disambung. Besarnya ditentukan sebagai berikut:
Rn=2.4d b t p f u
11
dengan:
db = diameter baut pada daerah tak berulir
tp = tebal plat
fu = kuat tarik putus terendah dari baut atau plat
Persamaan berlaku untuk semua baut, sedangkan untuk lubang baut
selot panjang tegak lurus arah gaya berlaku:
Rn=2,0.d b .t p . f u
IV. METODE PERENCANAAN
IV.1
Lokasi & Data Struktur Bangunan
Data perencanaan dalam studi ini meliputi :
Nama gedung
: PASAR SEMI MODERN SUMEDANG
Lokasi
:Kelurahan
Cepokmulyo,
Kecamatan
Kepanjen, Kabupaten Malang
Jumlah lantai
: 5 lantai
Tinggi Tiap Lantai :
Lantai 1
Lantai 2
Lantai 2A
Lantai 3
Lantai 4
Lantai 5
=4m
=4m
=2m
=4m
=4m
=4m
12
4.2 Diagram Alir Perencanaan
Mulai
Data Perencanaan
Preliminary Design
Perhitungan Pembebanan
Analisa Statika
13
NO
Cek Stabilitas
YES
Dimensi Penampang
A
A
Penampang Baja
Penampang Komposit
Desain Sambungan
kolom-kolom
kolom-balok
balok-pelat
shear connector
NO
Cek Stabilitas
14
YES
Selesai
DAFTAR PUSTAKA
AISC, Load And Resistance Factor Design Specification (For structural
steel building). Desember 28, 1999. AISC.
Anonim 2002, Tata Cara Perencanaan Struktur Baja Untuk Bangunan
Gedung, SNI 03-1729-2002. Bandung
Khafis, Muhammad. “Perencanaan Struktur Baja Pada Bangunan Tujuh
Lantai Sebagai Hotel”. 25 Mei 2015.
Setiawan, Agus. 2008. Perencanaan Struktur Baja dengan Metode LRFD
(Berdasarkan SNI 03-1729-2002). Semarang: Erlangga.
15
JUDUL : PERENCANAAN STRUKTUR BAJA KOMPOSIT DENGAN
MENGGUNAKAN METODE LRFD PADA BANGUNAN LIMA
LANTAI PASAR SUMEDANG, KEPANJEN KABUPATEN MALANG
II. PENDAHULUAN
II.1 Latar Belakang
Perkembangan dan kemajuan teknologi saat ini telah terjadi dengan
sangat pesat, tidak terkecuali dengan Indonesia. Hal ini terbukti dengan
semakin banyaknya gedung-gedung yang menjulang tinggi. Para perencana
bangunan pun dituntut untuk merencanakan struktur yang stabil, cukup kuat,
awet, dan memenuhi tujuan-tujuan lainnya seperti ekonomis dan kemudahan
pelaksanaan.
Salah satu tahapan penting dalam perencanaan suatu struktur bangunan
adalah pemilihan jenis material yang akan digunakan. Jenis-jenis material
yang selama ini dikenal dalam dunia konstruksi antara lain adalah baja, beton
bertulang, serta kayu. Material baja sebagai bahan konstruksi telah digunakan
sejak lama mengingat beberapa keunggulannya dibandingkan material yang
lain. Beberapa keunggulan baja antara lain mempunyai kekuatan yang tinggi,
keseragaman dan keawetan, daktilitas baja cukup tinggi, serta kemudahan
penyambungan antarelemen yang satu dengan lainnya menggunakan alat
sambung las atau baut. Selain keuntungan-keuntungan tersebut, material baja
juga memiliki kelemahan terutama dari sisi pemeliharaan. Kelemahan lain
dari dari struktur baja adalah masalah tekuk yang merupakan fungsi dari
kelangsingan suatu penampang.
Struktur komposit merupakan suatu struktur yang terdiri dari dua
material atau lebih dengan sifat bahan yang berbeda dan membentuk satu
kesatuan sehingga menghasilkan sifat gabungan yang lebih baik. Perencanaan
1
komposit mengasumsi bahwa baja dan beton bekerja sama dalam memikul
beban yang bekerja, sehingga akan menghasilkan desain profil/elemen yang
lebih ekonomis. Di samping itu struktur komposit juga mempunyai beberapa
kelebihan di antaranya adalah lebih kuat (stronger) dan lebih kaku (striffer)
dari pada struktur non komposit.
Pada perencanaan Proyek Pasar Sumedang, Kepanjen, Kabupaten
Malang ini akan direncanakan menggunakan struktur baja komposit dengan
metode LRFD (Load Resistance and Factor Design) yang mengacu pada SNI
Tata Cara Perencanaan Stuktur Baja Untuk Bangunan Gedung 2002. LRFD
(Load Resistance and Factor Design) merupakan metode yang didasarkan
pada ilmu probabilitas, sehingga dapat mengantisipasi segala ketidakpastian
dari material maupun beban.
2.2 Rumusan Masalah
Rumusan masalah yang ada dalam perencanaan Pasar Sumedang,
Kepanjen, Kabupaten Malang dengan menggunakan struktur komposit baja
beton adalah sebagai berikut:
1. Berapakah profil baja yang digunakan pada kolom dan balok?
2. Berapakah dimensi dek baja yang akan digunakan?
3. Berapakah kebutuhan penghubung geser pada masing-masing balok?
4. Berapa ukuran baut yang digunakan pada perencanaan sambungan antar
elemen baja?
2.3 Tujuan
Adapun yang menjadi tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah
sebagai berikut :
1. Mengetahui profil baja yang digunakan pada kolom dan balok?
2
2. Mengetahui dimensi dek baja yang akan digunakan?
3. Mengetahui kebutuhan penghubung geser pada masing-masing balok?
4. Mengetahui ukuran baut yang digunakan pada perencanaan sambungan
antar elemen baja?
2.4 Batasan Masalah
Pembahasan pembatasan masalah ini bertujuan agar pembahasan
terarah dan tidak menyimpang dari lingkup pembahasan yang ditentukan.
Adapun batasan-batasan dalam ruang lingkup permasalahan adalah sebagai
berikut :
1. Aspek-aspek yang ditinjau hanya perencanaan struktur atas yang meliputi
kolom, balok, dan plat.
2. Perencanaan kolom dan balok menggunakan struktur komposit bajabeton,sedangkan untuk plat lantai menggunakan dek baja gelombang.
3. Perencanaan sambungan antar elemen baja menggunakan baut.
4. Perhitungan Struktur Baja Bertingkat menggunakan Load and Resistance
Factor Design (LRFD) yang tertuang dalam SNI 03-1729-2002 tentang
Tata Cara Perencanaan Struktur Baja Untuk Bangunan Bertingkat.
5. Menggunakan SNI 1726:2012 sebagai acuan terhadap perencanaan
ketahanan gempa.
2.5 Manfaat Studi
Manfaat penulisan penelitian tugas akhir ini untuk memberikan
pengetahuan dan informasi pada peneliti maupun masyarakat tentang
pengunaan struktur baja komposit dan metode LRFD pada bangunan struktur
baja bertingkat serta bermanfaat bagi kalangan praktisi agar dapat menjadi
bahan pertimbangan selama proses perencanaan untuk menghasilkan desain
struktur baja yang lebih aman dan ekonomis.
3
III. TINJAUAN PUSTAKA
3.1 Pendahuluan
Dalam perencanaan struktur baja dikenal dua macam filosofi desain
yang sering digunakan, yaitu desain tegangan kerja (oleh AISC diacu sebagai
Allowable Stress Design, ASD) dan desain keadaan batas (oleh AISC diacu
sebagai LRFD). LRFD merupakan suatu perbaikan terhadap perencanaan
sebelumnya, yang memperhitungkan secara jelas keadaan batas, aneka ragam
faktor beban dan faktor resistensi, atau dengan kata lain LRFD
menggunankan konsep memfaktorkan, baik beban maupun resistensi.
Desain ASD telah lama dikenal dan digunakan sebagai filosofi utama
dalam perencanaan struktur baja selama + 100 tahun. Dalam desain tegangan
kerja, fokus perencanaan terletak pada kondisi-kondisi beban layanan
(tegangan-tegangan unit yang mengasumsikan struktur elestis) yang
4
memenuhi persyaratan keamanan (kekauatan yang cukup) bagi struktur
tersebut.
Dalam perkembangan selanjutnya, pada tahun 1986 di Amerika Serikat
diperkenalkanlah suatu filososfi desain yang baru, yaitu desain keadaan batas
yang disebut LRFD. Metode ini diperkenalkan oleh Amrican Institute of Steel
Construction (AISC), dengan diterbitkannya dua buku “Load and Resistance
Factor Design Spesification for Structural Steel Buildings” (yang dikenal
sebagai LRFD spesification) dan Load and Resistance Factor Design of Steel
Construction (LRFD manual) yang menjadi acuan utama perencanaan
struktur baja dengan LRFD.
LRFD
adalah
suatu
metode perencanaan
struktur baja
yang
mendasarkan perencaannya dengan membandingkan kekuatan struktur yang
telah diberi suatu faktor resistensi ( ) terhadap kombinasi beban terfaktor
yang direncanakan bekerja pada struktur tersebut ( iQi ). Faktor resistensi
diperlukan untuk menjaga kemungkinan kurangnya kekuatan struktur,
sedangkan faktor beban digunakan untuk mengantisipasi kemungkinan
adanya kelebihan beban.
3.2 Pembebanan
Beban adalah gaya luar yang bekerja pada unsur struktur. Penentuan
secara pasti besarnya beban yang bekerja pada suatu struktur selama umur
layannya merupakan salah satu pekerjaan yang cukup sulit.
5
Besar beban yang bekerja pada suatu struktur diatur oleh peraturan
pembebanan yang berlaku, sedangkan masalah kombinasi dari beban-beban
yang bekerja telah diatur dalam SNI 03-1729-2002 pasal 6.2.2 yang akan
dibahas kemudian. Beberapa jenis beban yang sering dijumpai antara lain:
a. Beban Mati, adalah berat dari semua bagian suatu gedung/bangunan yang
bersifat tetap selama masa layan struktur, termasuk unsur-unsur tambahan,
finishing, mesin-mesin serta peralatan tetap yang merupakan bagian tak
terpisahkan dari gedung/bangunan tersebut.
b. Beban Hidup, adalah beban gravitasi yang bekerja pada struktur dalam
masa layannya, dan timbul akibat penggunaan suatu gedung. Termasuk
beban ini adalah berat manusia, perabotan yang dapat dipindah-pindah,
kendaraan, dan barang-barang lain.
c. Beban Angin, adalah beban yang bekerja pada struktur akibat tekanantekanan dari gerakan angin. Beban angin sangat tergantung dari lokasi dan
ketinggian dari struktur.
d. Beban Gempa, adalah semua beban statik ekivalen yang bekerja pada
struktur akibat adanya pergerakan tanah oleh gempa bumi, baik pergerakan
arah vertikal maupun horizontal.
3.3 Struktur Komposit
Struktur komposit (Composite) merupakan struktur yang terdiri dari
dua material atau lebih dengan sifat bahan yang berbeda dan membentuk satu
kesatuan sehingga menghasilkan sifat gabungan yang lebih baik.
6
Perencanaan komposit mengasumsi bahwa baja dan beton bekerja sama
dalam memikul beban yang bekerja, sehingga akan menghasilkan desain
profil/elemen yang lebih ekonomis.
Keuntungan utama dari perencanaan komposit ialah:
1.
2.
3.
4.
5.
Penghematan berat baja.
Penampang balok baja dapat lebih rendah.
Kekakuan lantai meningkat.
Panjang bentang untuk batang tertentu dapat lebih besar.
Kapasitas pemikul beban meningkat.
Penghematan berat baja sebesar 20 sampai 30% seringkali dapat
diperoleh dengan memanfaatkan semua keuntungan dari sistem komposit.
Pengurangan berat pada balok baja ini biasanya memungkinkan pemakaian
penampang yang lebih rendah dan juga lebih ringan. Keuntungan ini bisa
banyak mengurangi tinggi bangunan bertingkat banyak sehingga diperoleh
penghematan bahan bangunan yang lain seperti dinding luar dan tangga.
3.3.1 Balok Komposit
Sebuah balok komposit (composite beam) adalah sebuah balok yang
kekuatannya bergantung pada interaksi mekanis diantara dua atau lebih bahan
(Bowles, 1980).
Konsep lebar efektif sangat berguna dalam proses desain, terutama
ketika proses desain harus dilakukan terhadap suatu elemen yang mengalami
distribusi tegangan yang tidak seragam. Besarnya lebar efektif dari suatu
komponen struktur komposit dapat ditentukan sebagai berikut:
7
Gambar 3.1 Lebar Efektif Balok Komposit
1. Untuk balok-balok interior
bE ≤
L
4
b E ≤b o
2. Untuk balok-balok eksterior
bE ≤
L
+ (jarak pusat balok ke tepi pelat)
8
1
b E ≤ b o + (jarak pusat balok ke tepi pelat)
2
3.3.2 Alat Penyambung Geser (Shear Connector)
Gaya geser horisontal yang timbul antara ‘slab’ beton dan balok baja
selama pembebanan harus ditahan agar penampang komposit bekerja secara
monolit, atau dengan kata lain agar terjadi interaksi antara ‘slab’ beton dan
balok baja. Untuk menjamin adanya lekatan antara beton dan balok baja maka
harus dipasang alat penyambung geser mekanis (shear Connector) diatas
balok yang berhubungan dengan ‘slab’ beton. Disamping itu fungsi dari pada
shear Connector adalah untuk menahan / menghindari terangkatnya ‘slab’
beton sewaktu dibebani.
8
3.3.3 Dek Baja Gelombang
Perkembangan struktur komposit dimulai dengan digunakannya dek
baja gelombang, yang selain berfungsi sebagai bekisting saat pelat beton
dicetak, juga berfungsi sebagai tulangan positif bagi pelat beton. Penggunaan
dek baja juga dapat dipertimbangkan sebagai dukungan dalam arah lateral
dari balok sebelum beton mulai mengeras.
3.3.4 Kolom Komposit
Kolom komposit adalah elemen vertikal dari struktur portal atau frame
atau struktur rangka yang umumnya dominan mendukung gaya aksial. Kolom
komposit yang dimaksud adalah struktur kolom yang terdiri dari gabungan
antara bahan baja struktur dan beton (bertulang).
Kolom komposit dibuat dari baja profil yang terbungkus beton
seluruhnya, atau dengan mengisi pipa baja dengan beton. Kolom komposit
akan dapat menahan beban yang lebih besar dibandingkan dengan kolom
beton bertulang biasa dengan ukuran yang sama.
Suatu komponen struktur yang mengalami gaya tekan
konsentris, akibat beban terfaktor Nu, menurut SNI 03-17292002, pasal 9,1 harus memenuhi :
Nu < ϕc . Nn
Dengan :
9
ϕc = 0,85
Nu = beban terfaktor
Nn = kuat tekan komponen struktur = Ag . fcr
3.3.5 Sambungan Baut
Setiap struktur baja merupakan gabungan dari beberapa komponen
batang yang disatukan dengan alat pengencang. Salah satu alat pengencang
yang cukup popular adalah baut terutama baut mutu tinggi. Beberapa
kelebihan yang dimiliki baut mempercepat proses pekerjaan sehingga tidak
memerlukan jumlah tenaga kerja yang banyak, kemampuan menerima gaya
yang lebih besar, serta dapat menghemat biaya konstruksi.
a. Tahanan Nominal Baut
Suatu baut yang memikul beban terfaktor Ru, sesuai persyaratan
LRFD harus memenuhi:
Ru ≤ ɸ.Rn
Dengan Rn adalah tahanan nominal baut sedangkan ɸ adalah faktor
redukti yang diambil sebesar 0.75. besarnya Rn berbeda-beda untuk
masing- masing tipe sambungan.
b. Tahanan Geser Baut
Tahanan nominal satu buat baut yang memikul gaya geser memenuhi
persamaan:
10
b
Rn=m. r 1 . f u A b
dengan :
r1
= 0.50 untuk baut tanpa ulir pada bidang geser
r1
= 0.40 untuk baut dengan ulir pada bidang geser
f ub
Ab
= kuat tarik baut (Mpa)
= luas bruto penampang baut pada daerah tak berulir
m = Jumlah bidang geser
c. Tahanan Tarik Baut
Baut yang memikul gaya tarik tahanan nominalnya dihitung menurut:
b
Rn=0 .75 f u A b
dengan :
b
f u = kuat tarik baut (Mpa)
Ab = luas bruto penampang baut pada daerah tak berulir
d. Tahanan Tumpu Baut
Tahanan tumpu nominal tergantung kondisi yang terlemah dari baut
atau komponen plat yang disambung. Besarnya ditentukan sebagai berikut:
Rn=2.4d b t p f u
11
dengan:
db = diameter baut pada daerah tak berulir
tp = tebal plat
fu = kuat tarik putus terendah dari baut atau plat
Persamaan berlaku untuk semua baut, sedangkan untuk lubang baut
selot panjang tegak lurus arah gaya berlaku:
Rn=2,0.d b .t p . f u
IV. METODE PERENCANAAN
IV.1
Lokasi & Data Struktur Bangunan
Data perencanaan dalam studi ini meliputi :
Nama gedung
: PASAR SEMI MODERN SUMEDANG
Lokasi
:Kelurahan
Cepokmulyo,
Kecamatan
Kepanjen, Kabupaten Malang
Jumlah lantai
: 5 lantai
Tinggi Tiap Lantai :
Lantai 1
Lantai 2
Lantai 2A
Lantai 3
Lantai 4
Lantai 5
=4m
=4m
=2m
=4m
=4m
=4m
12
4.2 Diagram Alir Perencanaan
Mulai
Data Perencanaan
Preliminary Design
Perhitungan Pembebanan
Analisa Statika
13
NO
Cek Stabilitas
YES
Dimensi Penampang
A
A
Penampang Baja
Penampang Komposit
Desain Sambungan
kolom-kolom
kolom-balok
balok-pelat
shear connector
NO
Cek Stabilitas
14
YES
Selesai
DAFTAR PUSTAKA
AISC, Load And Resistance Factor Design Specification (For structural
steel building). Desember 28, 1999. AISC.
Anonim 2002, Tata Cara Perencanaan Struktur Baja Untuk Bangunan
Gedung, SNI 03-1729-2002. Bandung
Khafis, Muhammad. “Perencanaan Struktur Baja Pada Bangunan Tujuh
Lantai Sebagai Hotel”. 25 Mei 2015.
Setiawan, Agus. 2008. Perencanaan Struktur Baja dengan Metode LRFD
(Berdasarkan SNI 03-1729-2002). Semarang: Erlangga.
15