BAB II TINJAUAN PUSTAKA adalah suatu spesifikasi profil...
Transcript of BAB II TINJAUAN PUSTAKA adalah suatu spesifikasi profil...
4
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Castellated Beam
2.1.1 Pengertian Profil Castellated Beam
Castellated Beam adalah suatu spesifikasi profil yang ditingkatkan
kekuatan komponen strukturnya dengan memperpanjang kearah satu sama lain
dan di las sepanjang pola. Castellated Beam ini mempunyai tinggi (h) hampir
50% lebih tinggi dari profil awal sehingga meningkatkan nilai lentur axial,
momen inersia (Ix), dan modulus section (Sx) (Knowles 1991).
2.1.2 Terminologi
Dibawah ini merupakan ilustrasi bagian-bagian dari Castellated Beam.
• Web Post : Area solid dari Castellated Beam.
• Castellation : Area yang sudah mengalami pelubangan (hole).
• Throat Width : Perpanjangan horisontal dari potongan “gigi” bawah profil
• Throat Depth : Tinggi daerah profil potongan “gigi” bawah sampai sayap
profil (Patrick Bardley 2007).
Gambar 2.1 Bagian-bagian Hexagonal Castellated Beams (Patrick Bardley 2007)
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
5
Castellation adalah proses memotong badan profil dengan pola zig-zag yang
dicetak menggunakan hot-rolled (cetakan panas) berbentuk H, I, atau U. Setengah
bagian profil baja yang telah dipotong disambung dengan cara digeser atau dibalik
(ujung kanan di las dengan ujung kiri, dan sebaliknya) sehingga membentuk lubang
berbentuk polygonal. Hal ini mengakibatkan bertambahnya tinggi (h) dan tinggi
daerah pemotongan (d) (Amayreh dan Saka 2005).
Tan φ = b
dà b =
ϕtan
d
dT = 2
dh −
Semakin panjang e, bertambah pula tegangan tekuk (bending stress) pada bagian T
(tee section) dikarenakan V (shear force) bertambah.
2.2 Proses Pembuatan Castellated Beam
Proses fabrikasi dari Castellated beams diuraikan sebagai berikut
(Grunbauer 2001) :
φ
b e = dT
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
6
1. Badan profil dibuat dicetakan hot-rolled (cetakan panas) berbentuk I, H,
atau U dengan pola pemotongan zig – zag.
2. Setengah hasil potongan digeser, ujung atas kanan dilas dengan ujung
bawah kiri, dan sebaliknya. Sehingga lubang yang dihasilkan berbentuk segi
enam (hexagonal). Untuk menghasilkan lubang berbentuk segi delapan
(octogonal) maka disisipkan plat segi empat di kedua sisi. Bila pola
pemotongan berbentuk setengah lingkaran, maka lubang yang dihasilkan
adalah lingkaran (circular).
Gambar 2.2 Proses pembuatan Hexagonal Castellated Beams (Grunbauer 2001)
2.3 Tipe – Tipe Pemotongan Castellated Beam
Ada 4 ( empat ) tipe pemotongan balok berdasarkan dimensi U dan T
(Grunbauer 2001).
1. Beam ends left ragged, U = T
(Simple and cheap, but not convenient to use)
Pemotongannya mudah, sederhana dan murah, tetapi kurang baik
digunakan.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
7
Gambar 2.3 Beam ends left ragged, U = T (Grunbauer 2001)
2. Beam ends left ragged, U >T
(Longer ends, but not very effective)
Menghasilkan ujung potongan yang panjang tetapi tidak efektif.
Gambar 2.4 Beam ends left ragged, U > T (Grunbauer 2001)
3. Beam ends finished, U = T
(Nice finish, dearer due to extra cutting operation and material waste)
Menghasilkan potongan yang baik (rapi) serta menghemat material (tidak
banyak bahan yang terbuang).
Gambar 2.5 Beam ends finished, U = T (Grunbauer 2001)
4. Beam ends finished with infill plates, U >T
(Strong and rigid, but expensive)
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
8
Kuat dan kaku, tetapi mahal karena adanya penambahan plat.
Gambar 2.6. Beam ends finished with infill plates, U >T (Grunbauer 2001)
2.4 Keuntungan dan Kekurangan dari Castellated Beam
2.4.1 Keuntungan dari Castellated Beam :
1. Dengan lebar profil yang lebih tinggi (dg), menghasilkan momen inersia
dan modulus section yang lebih besar sehingga lebih kuat dan kaku bila
dibandingkan dengan profil asalnya (Megharief 1997 dan Grunbauer
2001).
2. Mampu memikul momen lebih besar dengan tegangan ijin yang lebih kecil
(Megharief 1997 dan Grunbauer 2001 ).
3. Bahan ringan, kuat serta mudah dipasang (Megharief 1997 dan Grunbauer
2001 ).
4. Profil Castellated Beam ini juga cocok untuk bentang panjang (untuk
penggunaan Castellated Beam pada atap dapat mencapai 10 – 50 m dan bila
digunakan sebagai plat 12 – 25 m). Sehingga dapat mengurangi jumlah
kolom dan pondasi, serta mengurangi biaya erection (pengangkatan)
(Dougherty 1993).
5. Dapat digunakan untuk gedung tingkat tinggi, bangunan perindustrian
(Amayreh dan Saka 2005).
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
9
2.4.2 Kekurangan dari Castellated Beams :
1. Castellated Beam kurang tahan api. Sehingga harus ditambah dengan
lapisan tahan api (fire proofing) 20% lebih tebal agar mencapai ketahanan
yang sama dengan profil awalnya (Grűnbauer 2001).
2. Kurang kuat menerima gaya lateral, sehingga perlu diberi satu atau lebih
plat pada ujung-ujung (dekat dengan pertemuan balok-kolom) (Grunbauer
2001).
3. Pada ujung-ujung bentang (di sudut-sudut profil) terjadi peningkatan
pemusatan tegangan (stress consentrations) (Amayreh dan Saka 2005).
4. Castellated Beam tidak sesuai untuk bentang pendek dengan beban yang
cukup berat (Amayreh dan Saka 2005).
5. Analisa dari defleksi lebih rumit daripada balok solid (Amayreh dan Saka
2005).
2.5 Kegagalan dalam Castellated Beam
1. Vierendeel atau Shear Mechanism
Mekanisme ini berbanding lurus dengan tegangan geser yang cukup tinggi
pada balok. Sendi plastis terjadi pada ujung balok (reentrant corners) pada
lubang dapat merubah bentuk bagian T (tee section) menjadi seperti
jajargenjang (parallelogram) (Altifillisch 1957, Toprac dan Cook 1959).
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
10
Gambar 2.7 Plastic Collapse in region of high shear (Altifillisch 1957)
2. Flexural Mechanism
Titik leleh yang terjadi pada bagian T (tee section) bagian atas dan bawah
pada ujung awal (the opening) profil Castellated Beam hampir sama dengan
profil WF solid pada kondisi under pure bending forces.
Mp = Z’ x Ft ; dimana Z’ adalah modulus plastis yang diambil melalui garis
tengah vertikal pada lubang.
3. Lateral – Torsional – Buckling
Pada web opening mempunyai efek yang diabaikan pada lateral torsional
buckling pada balok-balok yang telah mereka uji.
4. Rupture of Welded Joint
Las pada jarak antara lubang yang satu dengan yang lainnya (e) dapat
mengalami rupture (putus) ketika tegangan geser horisontal melebihi
kekuatan leleh dari pengelasannya (welded joint) (Husain dan Speirs 1971)
.
Gambar 2.8 Rupture of Welded Joint (Husain dan Speirs 1971)
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
11
Panjang horisontal pada lubang (horizontal length of the opening)
berbanding lurus dengan panjang pengelasan, dan ketika panjang horisontal
berkurang untuk menambah secondary moment (Vierendeel truss), maka las
sepanjang badan profil menjadi lebih mudah gagal (failure). Mekanisme
Vierendeel biasanya terjadi pada balok-balok yang mempunyai jarak lubang
horisontal yang cukup panjang (oleh karena itu mempunyai panjang las
lebih panjang).
5. Web Post Buckling due to Compression
Kegagalan ini disebabkan oleh beban terpusat yang secara langsung
dibebankan melebihi web-post. Kegagalan ini dapat dicegah bila
penggunaan pengakunya diperkuat untuk menahan gaya tersebut.
2.6 Kontrol Lendutan pada Balok Statis Tertentu
2.6.1 Untuk Beban Terbagi rata
� 1=�
� � � x
� � �
� � ……(2.1)
Keterangan :
q = beban terbagi rata
L = pangjang bentang balok
E = modulus young
I = Momen Inersia
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
12
2.6.2 Untuk Beban Terpusat
� 1=�
� � x
� � �
� � ……(2.2)
Keterangan :
P = beban terpusat
L = pangjang bentang balok
E = modulus young
I = Momen Inersia
2.6.3 Lendutan pada Balok Statis tak Tentu
� 1 = � � � .� .� � � � ,� (� � � � � � � )
� � � .� � ……(2.3)
Keterangan :
ml = momen lapangan
L = pangjang bentang balok
Mt1 = momen tumpuan kiri
Mt2 = momen tumpuan kanan
2.7 Profil King Cross dan Queen Cross sebagai Kolom
Kolom adalah bagian dari struktur bangunan yang berfungsi untuk meneruskan
beban diatasnya ke konstruksi pondasi bangunan.Dalam perencanan pendahuluan /
Preliminary Design kolom, gaya-gaya dalam yang bekerja adalah Gaya aksial serta
momen.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
13
Karena pada balok menggunakan profil castellated maka agar lebih mudah
dalam perhitungan dan pelaksanaan, untuk kolom digunakan profil king cross untuk
kolom internal dan profil queen cross untuk kolom eksternal.Adapun kelebihan
menggunakan kolom jenis king cross karena profil ini memiliki kuat aksial yang
cukup tinggi pada arah X dan arah Y. Maka dari itu profil ini paling baik digunakan
untuk struktur kolom pada bangunan.
Gambar 2.9 Profil Baja King Cross
Gambar 2.10 Profil Queen Cross
2.8 Hubungan Balok Kolom
Berdasarkan SNI 03 – 1729 – 2002, hubungan berikut ini harus dipenuhi pada
sambungan balok ke kolom:
∑ � � �
∑ � � �> 1
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
14
Dimana :
∑ � � � adalah jumlah momen – momen kolom di bawah dan di atas sambungan pada
pertemuan antara as kolom dan as balok. ∑ � � � ditentukan dengan
menjumlahkan proyeksi kuat lentur nominal kolom, termasuk voute bila ada,
di atas dan di bawah sambungan pada as balok dengan reduksi akibat gaya
aksial tekan kolom. Diperkenankan untuk mengambil ∑ M� � = ∑ Zc � fyc −
� � �
� �� . Bila as balok – balok yang bertemu di sambungan tidak membentuk
satu titik maka titik tengahnya dapat digunakan dalam perhitungan.
∑ � � � adalah jumlah momen balok – balok pada pertemuan as balok dan as kolom.
∑ � � � ditentukan dengan menjumlahkan proyeksi kuat lentur nominal balok
di daerah sendi plastis pada as kolom. Diperkenankan untuk mengambil
∑ M� � = ∑(1,1RyMp − My), dengan My adalah momen tambahan akibat
amplifikasi gaya geser dari lokasi sendi plastis ke as kolom.
Keterangan :
Agadalah luas penampang bruto kolom
fycadalahteganganlelehpenampangkolom
Nuc adalah gaya aksial tekan berfaktor pada kolom
Zc adalah modulus plastis penampang kolom
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
15
Gambar 2.16 Hubungan Balok Kolom Interior
Gambar 2.17 Hubungan Balok Kolom Eksterior
2.8.1 Gaya Geser Rencana pada Daerah Panel
Berdasarkan SNI 03 – 1729 – 2002, Gaya geser berfaktor Vu pada daerah panel
ditentukan berdasarkan momen lentur balok sesuai dengan kombinasi pembebanan
1,2DL + L + E dan 0,9DL + E. Namun Vu tidak perlu melebihi gaya geser yang
ditetapkan berdasarkan 0,8∑ Ry. Mp dari balok – balok yang merangka pada sayap
kolom disambungan. Kuat geser rencana ϕVn panel ditentukan menggunakan
persamaan berikut :
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
16
Bila Nu ≤ 0,75Ny, � � � � = 0,6� � � � � � � � � 1 + � � � � � � �
�
� � � � � �� …...(2.4)
Bila Nu > 0,75Ny, � � � � = 0,6� � � � � � � � � 1 + � � � � � � �
�
� � � � � �� � 1,9 −
� ,� � �
� �� ……(2.5)
Keterangan :
tp adalah tebal total daerah panel, termasuk pelat pengganda
dc adalah tinggi keseluruhan penampang kolom
bcf adalah lebar sayap kolom
db adalah tinggi bruto penampang balok
fy adalah tegangan leleh bahan baja pada daerah panel
Gambar 2.18 Daerah Panel Interior
2.8.2 Gaya Geser yang Terjadi pada Daerah Panel
Gaya geser yang terjadi pada daerah panel pada daerah gempa tinggi
merupakan gaya geser akibat momen kapasitas balok dan kolom. Besarnya gaya
geser pada daerah panel dapat dilihat seperti pada gambar 3.3.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
17
Gambar 2.19 Gaya Geser Daerah Panel
Kontrol gaya geser pada daerah panel :
Gaya geser daerah panel harus memenuhi syarat � � � � > V� . Apabila hasil
perhitungan tidak memenuhi syarat atau � � � � < V� , dimana kapasitas geser daerah
panel tidak mencukupi maka perlu adanya penebalan pelat panel.
Besar penebalan pelat daerah panel adalah sebagai berikut :
t = � �
� � � �xtp ……(2.6)
2.9 Perencanaan Sambungan
2.9.1 Umum
Sambungan terdiri dari komponen sambungan (pelat pengisi, pelat buhul,
pelat pendukung, dan pelat penyambung) dan alat pengencang (baut dan las).
Sambungan tipe tumpu adalah sambungan yang dibuat dengan menggunakan baut
yang dikencangkan dengan tangan, atau baut mutu tinggi yang dikencangkan untuk
menimbulkan gaya tarik minimum yang disyaratkan, yang kuat rencananya
disalurkan oleh gaya geser pada baut dan tumpuan pada bagian-bagian yang
disambungkan. Sambungan tipe friksi adalah sambungan yang dibuat dengan
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
18
30
30
50
Balok Induk
CS 585x300x10x16Balok Anak
CS 447x200x9x14
Baut D16
Profil Siku
60x60x6
menggunakan baut mutu tinggi yang dikencangkan untuk menimbulkan tarikan baut
minimum yang disyaratkan sedemikian rupa sehingga gaya-gaya geser rencana
disalurkan melalui jepitan yang bekerja dalam bidang kontak dan gesekan yang
ditimbulkan antara bidang-bidang kontak.
Pengencangan penuh adalah cara pemasangan dan pengencangan baut yang
sesuai dengan ketentuan-ketentuan Butir 18.2.4 dan 18.2.5. Pembebanan dalam
bidang adalah pembebanan yang gaya dan momen lentur rencananya berada dalam
bidang sambungan sedemikian rupa sehingga gaya yang ditimbulkan dalam
komponen sambungan hanya gaya geser.
2.9.2 Sambungan Balok Anak dengan Balok Eksterior
Sambungan yang digunakan adalah sambungan baut karena balok anak
terletak pada 2 tumpuan sederhana.
Gambar 2.20 Sambungan Balok Anak dengan Balok Eksterior
2.9.2.1 Sambungan pada Badan Balok Anak
Penentuan jumlah baut : Ab = ¼ π d2 ……(2.7)
Kuat Geser ( Ф Vn ) = Ф x Fu x 0,4 x Ab x m ……(2.8)
Kuat Tumpu ( Ф Vn ) = Ф x 2,4 x Fu x db x tp ……(2.9)
Ф Vn yang kecil adalah yang dipakai.
Balok Anak CS 300x100x5.5x8
Balok Induk CS 600x200x8x13
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
19
Jumlah baut yang diperlukan :
n = � �
∅ � � ......(2.10)
Syarat : Vu ≤ n x Ф V
Kontrol jarak baut :
Jarak ke tepi = 1,5 db s.d ( 4 tp + 100mm) atau 200mm
Jarak antar baut = 3 db s.d 15 tp atau 200mm
2.9.3 Sambungan Balok Induk dengan Kolom
Untuk menghubungkan kolom dengan balok, pada ujung balok di beri end
plate, yang selanjutnya antara end plate dengan kolom disambung dengan baut/paku
keling. End plate dihubungkan dengan las kepada ujung balok seperti diperlihatkan
pada gambar berikut :
Gambar 2.21 Detail End Plate Connection
Metode ini mengasumsikan bahwa sambungan yang menerima beban lentur
tersebut akan berputar dengan titik putar pada baut terbawah sehingga baut-baut akan
menerima beban tarik sedemikian rupa sehingga besarnya sebanding dengan jarak
baut terhadap titik putarnya.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
20
Mu = Tu1.d1 + Tu2.d2 + Tu3.d3 + Tu4.d4 ……(2.11)
Kontrol Geser
Vu=Pu
n ……(2.12)
fuv = � �
� � ……(2.13)
Beban Tarik ( Interaksi Geser dan Tarik )
ft = (1,3. fub − 1,5. fuv) ……(2.14)
ft = fub = Tegangan Putus Baut
Td = 0,75xfubxAb ……(2.15)
Mencari garis netral anggap di bawah baut terbawah
a = � � � � �
� � � � ……(2.16)
ØMn = � � 0,9xfyxa� x�
�� + ƩT. d� ……(2.17)
2.10.3 Sambungan Pelat dengan Balok ( Sambungan Las )
Digunakan las � � � � � �
te = Tebal las
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
21
h = d − 2x(tw + r) ……(2.18)
e A� � � = 2x(h + b)xte ……(2.19)
Ip = 2x � ��
� �xbxh� � 2 + � texbx �
�
��
�
� � ……(2.20)
Akibat beban geser sentris
fu = � �
� � � � ……(2.21)
Akibat beban momen lentur
Sx = � �
� �⁄ ……(2.22)
� h = � �
� � ……(2.23)
Tegangan total akibat geser dan momen lentur
ftot = √fu� + � h� ……(2.24)
Kekuatan Rencana Las
Øfn = (фx0,6x70x70,3) ……(2.25)
ftot ≤ Øfn …OK!!
te� � � � � ≥ � � � �
Ø� � ……(2.26)
a� � � � � ≥ � � � � � � �
� ,� � � ……(2.27)
Syarat :
amin = 6mm(untukketebalanpelatt = 15mm)
aeff� � � (lasdibadan) = 1,41x� � � � �
� � � � � , � ……(2.28)
aeff� � � (lasdisayap) = 0,707x� � � � �
� � � � � , � …....(2.29)
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
23
BAB III
METODOLOGI
3.1 Bagan Alur Metodologi Penyelesaian Tugas Akhir
Tidak
Ya
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian
START
Pengumpulan Data dan Studi Literatur Data Umum Bangunan dan Peraturan yang berkaitan
Preliminary Design
Pembebanan 1.Beban Hidup 3.Beban Gempa 2.Beban Mat 4.Beban Angin
Permodelan dan Analisa Struktur
1.Struktur Primer 2.Struktur Sekunder 3.Hubungan Balok Kolom
Kontrol Desain
Gambar Output Autocad
END
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
24
3.2 Metodologi Penyelesaian
Metodologi penyelesaian yang digunakan adalah :
1. Pengumpulan Data
Mencari data umum bangunan dan data tanah Gedung Perkantoran Petrosida
Gresik.
a) Data Umum Bangunan Awal
Nama Gedung : Gedung Perkantora Petrosida Gresik
Lokasi : Jl. KIG Utara I Gresik
Fungsi : Perkantoran
Jumlah Lantai : 5 lantai ( 20 meter )
Zona Gempa : 3
Struktur Utama : Beton Bertulang
Sistem Struktur : Sistem Rangka Pemikul Momen Menengah
(SRPMM)
b) Data Bangunan Modifikasi
Nama Gedung : Gedung Perkantora Petrosida Gresik
Lokasi : Jl. KIG Utara I Gresik
Fungsi : Perkantoran
Jumlah Lantai : 8 lantai ( 28 meter )
Zona Gempa : 6
Struktur Utama : Stuktur Baja (dengan menggunakan Castellated
Beam)
Sistem Struktur : Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus
(SRPMK)
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
25
c) Data Tanah
Tipe tanah : Tanah lunak
1. Studi Literatur
Melakukan studi referensi berupa : buku pustaka, jurnal konstruksi
baja, penelitian terdahulu, serta peraturan mengenai perencanaan
struktur gedung menggunakan Castellated Beam antara lain :
a. Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung (PPIUG) 1983
b. SNI 03 – 1729 – 2002 tentang Tata Cara Perencanaan Struktur
Baja Untuk Bangunan Gedung
c. SNI 03 – 1726 – 2002 tentang Tata Cara Perencanaan Ketahanan
Gempa Untuk Bangunan Gedung
d. American Institute of Steel Construction-Load and Resistance
Factor Design (AISC - LRFD)
e. Structural Steel Designer’s Handbook 4th edition
f. Browsing penelitian terdahulu dan jurnal tentang Castellated Beam
melalui internet
2. Preliminary Design
Pada tahap ini dilakukan hal-hal seperti berikut ini :
a. Memperkirakan dimensi awal dari elemen struktur
b. Penentuan mutu bahan yang digunakan dalam perencanaan
3. Pembebanan
Pembebanan struktur meliputi :
a. Beban mati
b. Beban hidup
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
26
c. Beban angin
d. Beban gempa
4. Permodelan dan Analisa Struktur
Melaukan perhitungan struktur :
a. Struktur Primer (balok induk dan kolom)
b. Struktur Sekunder (pelat, tangga, balok anak)
5. Kontrol Desain
Melakukan analisa struktur bangunan, dimana harus memenuhi syarat
keamanan dan rasional sesuai batas-batas tertentu menurut peraturan.
Dilakukan pengambilan kesimpulan, apakah design telah sesuai
dengan syarat-syarat perencanaan dan peraturan angka keamanan, serta
efisiensi. Bila telah memenuhi, maka dapat diteruskan ke tahap
penggambaran. Bila tidak memenuhi harus melakukan re-design.
6. Output Gambar AutoCAD
Penuangan analisa dan perhitungan ke dalam gambar yang
representatif
7. Kesimpulan
3.3 Peraturan
Peraturan yang digunakan dalam perencanaan adalah Standar ASCE
yang berbasis AISC-LRFD, LRFD (Load and Resistance Factor Design),
PPIUG (Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung) 1983, SNI 03 –
1729 – 2002 dan SNI – 03 – 1726 - 2002.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
27
3.4 Pembebanan
Pembebanan struktur meliputi:
3.4.1 Beban mati (PPIUG 1983 bab 2)
Beban mati terdiri atas :
1. Berat sendiri dari bahan-bahan bangunan penting dan dari beberapa
komponen gedung yang harus ditinjau di dalam menentukan beban mati
dari suatu gedung, harus diambil menurut Tabel L.1 (terlampir).
2. Apabila dengan bahan bangunan setempat diperoleh berat sendiri yang
menyimpang lebih dari 10% terhadap nilai-nilai yang tercantum dalam
Tabel L.1, maka berat sendiri tersebut harus ditentukan tersendiri dengan
memperhitungkan kelembaban setempat, dan nilai yang ditentukan ini
harus dianggap sebagai pengganti dari nilai yang tercantum dalam Tabel
L.1 (terlampir) itu. Penyimpangan ini dapat terjadi terutama pada pasir
(antara lain pasir besi), koral (antara lain koral kwarsa), batu pecah, batu
alam, batu bata, genting, dan beberapa jenis kayu.
3. Berat sendiri dari bahan bangunan dan dari komponen gedung yang
tidak tercantum dalam Tabel L.1 (terlampir) harus ditentukan tersendiri.
3.4.2 Beban hidup (PPIUG 1983 bab 3)
Beban hidup terdiri dari beban yang diakibatkan oleh pemakaian
gedung dan tidak termasuk beban mati, beban konstruksi dan beban akibat
fenomena alam (lingkungan).
3.4.3 Beban gempa (SNI – 03 – 1726 – 2002 Pasal 6.1.2)
Perhitungan beban gempa dengan analisa beban dinamis.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
28
Gaya geser dasar rencana total (V), ditetapkan sebagai berikut
(SNI 03-1726-2002 Pasal 6.1.2):
tWR
ICV ×
×= 1 …(3.1)
T1 = 0.085 (hn)
3/4 …(3.2)
Gaya geser dasar rencana total (V), tidak lebih besar daripada nilai berikut
(SNI 03-1729-2002 Pasal 15.2-2):
t
amaks W
R
xIxCVV ×=≤
5,2
…(3.3)
dimana :
V = Gaya geser dasar Nominal statik ekivalen (N)
Vmaks = Gaya geser dasar rencana maksimum (N)
R = Faktor reduksi gempa (Tabel L.2)
T = Waktu getar alami struktur (detik)
Wt = Berat total struktur (N)
I = Faktor kepentingan struktur yang ditetapkan oleh ketentuan
yang berlaku dalam butir 3.1 dan 3.2
C = Faktor respon gempa yang didapat dari spectrum respons
gempa rencana menurut gambar yang terdapat pada lampiran
Gambar G.1 (terlampir)
Ca = Koefisien percepatan gempa yang ditetapkan oleh ketentuan
dalam butir 3.1 dan 3.2
hn = Tinggi total struktur.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
29
Pembatasan waktu getar alami fundamental (SNI – 03 – 1726 – 2002 Pasal
5.6 )
T1 < ς n
dimana :
ς = Koefisien untuk wilayah gempa tempat struktur gedung
berada. Tercantum dalam Tabel L.3 (terlampir)
n = Jumlah tingkat.
Berat total struktur Wt ditetapkan sebagai jumlah dari beban – beban
berikut ini :
1. Beban mati total dari struktur bangunan.
2. Bila digunakan dinding pertisi pada perencanaan lantai maka harus
diperhitungkan tambahan sebesar 0,5 Kpa
3. Pada gedung-gedung dan tempat-tempat penyimpanan barang maka
sekurang-kurangnya 25% dari beban hidup rencana harus
diperhitungkan.
4. Beban total dari seluruh peralatan dalam struktur bangunan harus
diperhitungkan.
3.4.4 Beban Angin (PPIUG 1983 Bab 4)
Beban angin dihitung sebagai berikut :
2
16
Vp =
…(3.4)
dimana :
p = Desain tekanan angin (kg/m3)
V = Kecepatan angin (m/dtk)
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
30
3.5 Kombinasi Pembebanan (SNI – 03 – 1729 – 2002 Pasal 6.2.2 )
Pembebanan struktur baja harus mampu memikul semua kombinasi
pembebanan di bawah ini :
1. 1.4D
2. 1.2D + 1.6L + 0,5 (La atau H)
3. 1.2D + 1,6 (La atau H) + (γL L atau 0.8W)
4. 1.2D + 1.3W + γL L + 0,5 (La atau H)
5. 1.2D + 1,0E + γL L
6. 0.9D ± (1.3W atau 1,0E)
dimana :
D = Beban Mati yang diakibatkan oleh berat konstruksi hermanen,
termasuk dinding, lantai, atap, plafon, partisi tetap, tangga, dan
peralatan layan tetap.
L = Beban Hidup yang ditimbulkan oleh penggunaan gedung,
termasuk kejut, tetapi tidak termasuk beban lingkungan seperti
angin, hujan, dan lain-lain.
La = Beban Hidup di atap yang ditimbulkan selama perawatan oleh
pekerja, peralatan, dan material, atau selama penggunaan biasa
oleh orang dan benda bergerak.
W = Beban Angin
E = Beban Gempa, yang ditentukn menurut SNI 03 – 1726 – 2002,
atau penggantinya.
H = Beban Hujan, tidak termasuk diakibatkan oleh genangan air
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
31
3.6 Batasan Story Drift
Pada LRFD pasal 15.4.1 disebutkan drift dihitung berdasarkan respons
simpangan inelastic maximum (Δm).
Δm = 0.7 × R × Δs …(3.5)
dimana:
R = faktor reduksi gempa. ( lihat lampiran tabel L.2 )
Δs = respons statis simpangan elastis.
Displacement (LRFD pasal 15.4.2) terjadi ketika struktur dirancang
akibat gaya lateral. Pembatasan story drift didasarkan pada periode dasar
struktur, yaitu :
T ≤ 0.7 detik Δm ≤ 0.025h
T > 0.7 detik Δm ≤ 0.02h
dimana :
T = periode getar struktur.
h = beda tinggi antar lantai.
3.7 Kontrol Perhitungan Balok dan Kolom
3.7.1 Kontrol Perhitungan Balok Castellated
Kontrol Penampang (SNI 03 – 1729 - 2002 tabel 7.5 – 1)
Pelat sayap : ; Pelat badan :
f
f
t
b
2=λ
wt
h=λ …(3.6)
yfp
170=λ
yfp
1680=λ
…(3.7)
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
32
ry ffr
−=
370λ
yfr
2550=λ
…(3.8)
Untuk memenuhi persyaratan penampang harus masuk pada kategori
penampang kompak.
• Penampang kompak (SNI 03 – 1729 – 2002 Pasal 8.2.3)
Pλλ ≤
Pn MM = • Penampang tidak kompak (SNI 03 – 1729 – 2002 Pasal 8.2.4)
RP λλλ ≤<
Pn MM = - ( )( )( )PR
P
RP MMλλ
λλ
−
−−
…(3.9)
Kontrol Tekuk Badan untuk profil Castellated (eq. 4.2ASCE journal page
3319)
Gambar 3.2 Dimensi Geometri Penampang Castellated Beam
a. w
f
t
td 2− ≤
yf
1365 ;
w
f
t
td 2− ≤
yf
1100
…(3.10)
3.0 ≤o
o
h
a
Vm ≤ 3
2Vp à untuk balok non – komposit dan balok komposit pada
momen negatif .
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
33
Vm ≤ 3
2VP + Vc à untuk balok komposit pada momen positif.
b. w
f
t
td 2− ≤
fy
1365 ;
w
f
t
td 2− >
yf
1100
…(3.11)
2,2≤o
o
h
a
Vm ≤ 0.45VP
dimana :
VP = fy tw d/ 3
Vc = Vpt (µ/υ – 1) ≥ 0 atau Vmt (sh) – Vpt ; mana yang lebih kecil
c. Parameter Opening :
1. po = (ao/ho) + (6ho/d) tidak boleh lebih dari 5.6; untuk balok baja.
2. po = (ao/ho) + (6ho/d) tidak boleh lebih dari 6.0; untuk balok komposit.
Momen Lentur Nominal (eq. 3.2 ASCE journal page 3327)
nu MM φ≤ ( LRFD Pasal 8.1.1 )
Mn = Mp – fy.∆As
+ e
ho
4; untuk balok non – komposit …(3.12)
dimana :
Mn = Kuat Momen Lentur Nominal Balok
∆As = ho x tw
ho = tinggi lubang
tw = ketebalan badan
e = eksentrisitas lubang untuk penampang non-komposit
fy = kuat leleh baja
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
34
Kontrol Kuat Geser (eq. 3.3a ASCE journal page 3317)
nu VV φ≤
Vn = Σ Vnt
Untuk tee bawah dan atas :
3
6
+
+
ν
µ …(3.13)
Vnt = 3
6
+
+
ν
µ Vpt ≤ Vpt …(3.14)
dimana :
Vnt = kuat geser satu tee
Vpt = fy tw st / 3 ɸ = faktor reduksi
fy = kuat leleh baja
ao = panjang lubang
tw = tebal badan
st = tinggi tee
υ = aspek rasio tee = ao/st
bf = lebar sayap
Persamaan Interaksi Lentur dan Geser untuk Profil Castellated (eq. 3.1 ASCE
journal page 3317)
0,1
33
≤
+
Vn
Vu
Mn
Mu
φφ
…(3.15)
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
35
3.7.2 Kontrol Perhitungan Kolom
Kontrol Penampang
Penampang tidak boleh termasuk dalam kategori penampang langsing :
Pelat sayap : ; Pelat badan :
λ < rλ λ < rλ
f
f
t
b
2<
yf
250( OK )
wt
h<
yf
665( OK ) …(3.16)
Kontrol Kekakuan Portal (SNI 03 – 1729 - 2002 Pasal 7.6.3.3)
∑
∑
=
b
b
c
c
L
I
L
I
G
…(3.17)
Dari nilai G, dapat diperoleh nilai kc (faktor panjang tekuk).
Amplifikasi Momen Struktur Portal (SNI 03 – 1729 – 2002 Pasal 7.4.3.2)
…(3.18)
1
1
≥
−
=
crb
u
mb
N
N
Cδ
…(3.19)
(SNI 03 – 1729 – 2002 Pasal 7.4.3.1)
dimana : 2
.
c
yb
crb
fAN
λ=
…(3.20)
)()( ltntu sxMbxMM δδ +=
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
36
(SNI 03 – 1729 – 2002 Pasal 7.6.1)
−=
2
14.06.0M
MCm
…(3.21)
∑∑
∆−
=
HL
ohN
s
u1
1δ atau
−
=
∑∑
crb
u
N
Ns
1
1δ
…(3.22)
dimana : 2
.
c
yb
crb
fAN
λ=
Kontrol Komponen Tekan
E
f
r
xLK ycc
.
.
πλ =
…(3.23)
(SNI 03 – 1729 – 2002 Pasal 7.6.1)
fcrAN gn .=
…(3.24)
(SNI 03 – 1729 – 2002 Pasal 7.6.2)
ω
yffcr =
…(3.25)
untuk :
cλ ≤ 0,25 maka 1=ω
…(3.26)
2,125,0 << cλ maka cλ
ω67,06,1
43,1
−=
…(3.27)
2,1≥cλ maka 2
25,1 cλω =
…(3.28)
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
37
Kontrol Tekuk Lateral
(SNI 03 – 1729 – 2002 Pasal 8.1.1)
nu MM φ≤ …(3.29)
dimana :
Mu = Momen lentur rencana (Nmm)
Mn = Kuat lentur nominal penampang (Nmm)
Ø = Faktor reduksi (0,9)
Jari-jari girasi
a. Bentang Pendek (pb LL ≤ )
(SNI 03 – 1729 – 2002 Pasal 8.3.3)
pn MM = …(3.30)
y
ypf
ErL ×= 76.1
…(3.31)
A
Ir
y
y =
…(3.32)
dimana :
ry = jari-jari girasi terhadap sumbu
lemah
b. Bentang Menengah (rbp LLL ≤≤ )
(SNI 03 – 1729 – 2002 Pasal 8.3.4)
p
pr
brrprbn M
LL
LLMMMCM ≤
−
−−+= )(
…(3.33)
22 )(11
)(
.1
ry
ry
y
r ffXff
XrL −++
−=
…(3.34)
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
38
21
EGJA
SX
x
π=
;
2
2 4
=
GJ
S
l
IX x
y
w
…(3.35)
dimana :
Iw = konstanta puntir lengkung
J = konstanta puntir torsi
(SNI 03 – 1729 – 2002 Pasal 8.3.1)
30.2
3435.2
5.12
max
max ≤+++
=CBA
bMMMM
MC
…(3.36)
c. Bentang Panjang ( br LL ≤ )
(SNI 03 – 1729 – 2002 Pasal 8.3.5)
pcrn MMM ≤=
…(3.37)
p
b
y
b
bcrn ML
EJGIE
LCMM ≤
==
2
...ππ
…(3.38)
Persamaan Interaksi Aksial-Momen (SNI 03 – 1729 – 2002 Pasal 8.3.5)
a. Jika n
u
P
P
φ≥ 0.2 maka 0.1
..9
8≤
++
ny
uy
nx
ux
n
u
Mb
M
Mb
M
P
P
φφφ
…(3.39)
b. Jika n
u
P
P
φ< 0.2 maka 0.1
..2≤
++
ny
uy
nx
ux
n
u
Mb
M
Mb
M
P
P
φφφ
…(3.39)
( SNI 03 - 1729 - 2002 Tabel 8.3.2 )
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
39
3.8 Hubungan Balok Kolom
Berdasarkan SNI 03 – 1729 – 2002 pasal 15.7.6 hubungan berikut ini harus
dipenuhi pada sambungan balok ke kolom:
∑ � � �
∑ � � �> 1
Dimana :
∑ � � � adalah jumlah momen – momen kolom di bawah dan di atas sambungan pada
pertemuan antara as kolom dan as balok. ∑ � � � ditentukan dengan
menjumlahkan proyeksi kuat lentur nominal kolom, termasuk voute bila ada,
di atas dan di bawah sambungan pada as balok dengan reduksi akibat gaya
aksial tekan kolom. Diperkenankan untuk mengambil ∑ M� � = ∑ Zc � fyc −
� � �
� �� . Bila as balok – balok yang bertemu di sambungan tidak membentuk
satu titik maka titik tengahnya dapat digunakan dalam perhitungan.
∑ � � � adalah jumlah momen balok – balok pada pertemuan as balok dan as kolom.
∑ � � � ditentukan dengan menjumlahkan proyeksi kuat lentur nominal balok
di daerah sendi plastis pada as kolom. Diperkenankan untuk mengambil
∑ M� � = ∑(1,1RyMp − My), dengan My adalah momen tambahan akibat
amplifikasi gaya geser dari lokasi sendi plastis ke as kolom.
Agadalah luas penampang bruto kolom
fycadalahteganganlelehpenampangkolom
Momen pada ke dua ujung kolom :
∑ M� � = 2xZ� x(fyc − � � �
� �) …(3.40)
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
40
Momen pada balok induk :
M� � � = (1,1xRyxMp − My) …(3.41)
dimana My = 0 ( anggap tidak ada amplifikasi gaya geser )
Ry = 1,5 untuk fy < 300 Mpa
Mp = Zxxfy …(3.42)
Kontrol syarat strong column weak beam :
∑ M� � = M� � � + M� � � …(3.43)
Syarat : ∑ � � �
∑ � � �> 1 …(3.44)
3.8.1 Daerah Panel Hubungan Balok Kolom
3.8.1.1 Gaya Geser Rencana pada Daerah Panel
Berdasarkan SNI 03 – 1729 – 2002 pasal 15.7.2.3, Gaya geser berfaktor Vu
pada daerah panel ditentukan berdasarkan momen lentur balok sesuai dengan
kombinasi pembebanan 1,2DL + L + E dan 0,9DL + E. Namun Vu tidak perlu
melebihi gaya geser yang ditetapkan berdasarkan 0,8∑ Ry. Mp dari balok – balok
yang merangka pada sayap kolom disambungan. Kuat geser rencana ϕVn panel
ditentukan menggunakan persamaan berikut :
Bila Nu ≤ 0,75Ny, � � � � = 0,6� � � � � � � � � 1 + � � � � � � �
�
� � � � � �� …(3.45)
Bila Nu > 0,75Ny, � � � � = 0,6� � � � � � � � � 1 + � � � � � � �
�
� � � � � �� � 1,9 −
� ,� � �
� �� …(3.46)
Keterangan :
tp adalah tebal total daerah panel, termasuk pelat pengganda
dc adalah tinggi keseluruhan penampang kolom
bcf ada lah lebar sayap kolom
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
41
db adalah tinggi bruto penampang balok
fy adalah tegangan leleh bahan baja pada daerah panel
Kapasitas aksial kolom :
0,75Ny = 0,75xAgxfy …(3.45)
Kontrol gaya aksial kolom :
Nu > 0,75Ny , apabila hasilnya Nu < 0,75Ny maka digunakan rumus:
� � � � = 0,6� � � � � � � � � 1 + � � � � � �
�
� � � � � �� …(3.45)
3.8.1.2 Gaya Geser yang Terjadi pada Daerah Panel
Gaya geser yang terjadi pada daerah panel pada daerah gempa tinggi
merupakan gaya geser akibat momen kapasitas balok dan kolom.
Perhitungan Momen pada balok dan kolom
M� = (1,1xRyxMp)
Ry = 1,5 untuk fy < 300 Mpa
Mp = Zxxfy
Perhitungan Gaya Geser
T1 = C1 = � �
� � � � …(3.46)
T2 = C2 = � �
� � � � …(3.47)
Vk = � � �
� …(3.48)
Gaya geser daerah panel
V� = T1 + C2 − Vk …(3.49)
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
42
Kontrol gaya geser pada daerah panel :
Gaya geser daerah panel harus memenuhi syarat � � � � > V� . Apabila hasil
perhitungan tidak memenuhi syarat atau � � � � < V� , dimana kapasitas geser daerah
panel tidak mencukupi maka perlu adanya penebalan pelat panel.
Besar penebalan pelat daerah panel adalah sebagai berikut :
t = � �
� � � �xtp …(3.50)
3.9 Sambungan
Dalam perencanaan sambungan harus disesuaikan dengan bentuk struktur agar
perilaku yang timbul nantinya tidak menimbulkan pengaruh-pengaruh buruk pada
bagian lainnya. Perencanaan sambungan harus memenuhi persyaratan sebagai
berikut:
• Gaya-gaya dalam yang disalurkan berada dalam keseimbangan gaya-
gaya yang bekerja pada sambungan.
• Deformasi sambungan masih berada dalam batas kemampuan deformasi
sambungan.
• Sambungan dan komponen yang berdekatan harus mampu memikul
gaya-gaya yang bekerja.
3.9.1 Klasifikasi Sambungan :
Pada sambungan antar elemen digunakan jenis End Plate Connection adalah
sambungan yang dianggap memiliki kekakuan yang cukup untuk mempertahankan
sudut-sudut di antara komponen-komponen struktur yang akan disambung.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
43
HBK Interior HBK Eksterior
Gambar 3.3 Sambungan pada Hubungan Balok Kolom
3.9.2 Sambungan Baut
Kuat Geser à øRnv = ø x fv x Ab x m …(3.51)
Kuat Tumpu à øRnt = ø x 1.8 fy x db x tp …(3.52)
Diambil mana yang lebih kecil nilainya
Jumlah Baut (n) = n
u
R
V
φ
…(3.53)
Kontrol Jarak Baut (SNI 03 – 1729 – 2002 Pasal 13.4)
Jarak tepi minimum = 1.5 x db
Jarak tepi maksimum = (4 tp + 100 mm) atau 200 mm
Rak minimum antar baut = 3 x db
Jarak maksimal antar baut = 15 x tp atau 200mm
3.9.3 Sambungan Las (SNI 03 – 1729 – 2002 Pasal 13.5.3.10)
Las sudut yang memikul gaya terfaktor per satuan panjang las, Ru, harus
memenuhi : Ru ≤ φ Rnw dengan,
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
44
φ f Rnw = 0,75tt (0,6 fuw ) à (las) …(3.54)
(SNI 03 – 1729 – 2002 Pasal 13.5-3a)
φ f Rnw = 0,75tt (0,6 fu ) à (bahan dasar) …(3.55)
(SNI 03 – 1729 – 2002 Pasal 13.5-3b)
φ f = 0,75 faktor reduksi kekuatan saat fraktur
dimana :
fuw = tegangan tarik putus logam las (MPa)
fu = tegangan tarik putus bahan dasar(MPa)
tt = tebal rencana las (mm)
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
45
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
46
” halaman ini sengaja dikosongkan”
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
45
BAB IV
PERENCANAAN STRUKTUR SEKUNDER
Perencanaan struktur sekunder meliputi struktur pelat atap balok anak, dan tangga.
4.1. Pelat Atap ( lantai 8 )
4.1.1. Beban Berguna ( Super Imposed Load ):
Beban berguna dalam tabel Perencanaan Praktis adalah jumlah beban hidup
dan beban-beban finishing lainnya.
1. Beban hidup : ( Menurut PPIUG 1983 )
Beban Lantai atap = 1000 N/m2
2. Beban Finishing:
Aspal = 2 cm x 14 = 280 N/m2
Plafon = 110 N/m2
Penggantung = 70 N/m2
Sanitasi = 200 N/m2
Plumbing = 100 N/m2
+
Maka, Beban Berguna = 1760 N/m2
Berdasarkan tabel Perencanaan Praktis ( Brosur Lysaght ) :
Direncanakan menggunakan bondex, tebal 0,75 mm untuk bentang menerus
dengan tulangan negatif.
• Bentang = 2 m ( menggunakan 1 baris penyangga )
• Tebal plat = 9 cm
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
46
• Tul.Negatif = 1,67 cm2/m
4.1.2 Pembebanan Pelat Atap
1. Beban hidup :
Lantai atap (qL) = 1000 N/m2
2. Beban mati :
Berat pelat bondek = 101 N/m2
Berat beton = 0,09 x 2400 = 2160 N/m2
Aspal = 2 cm x 14 = 280 N/m2
Spesi (semen) = 2 cm x 21 = 420 N/m2
Plafon = 110 N/m2
Penggantung = 70 N/m2
Sanitasi = 200 N/m2
Plumbing = 100 N/m2
+
qD = 4441 N/m2
Kombinasi Pembebanan (qU) :
qU = 1,2qD + 1,6 qL
= 1,2(4441) + 1,6(100) = 6929,2 N/m2 = 6,929 kN/m2
3. Perencanaan Tulangan
Dipakai tulangan Ø 8 (As = 0,5024 cm� )
Jumlah tulangan yang dibutuhkan tiap 1 m :
• � =� � � .� � � � � � �
� �=
� ,� �
� ,� � � �
= 3,324buah ≈ 4buah
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
47
• Jarak antar tulangan tarik per meter
� =1000
4= 250� �
• Jarak tul.vertikal ( decking ) = 20 mm
Jadi, dipasang tulangan (tarik) negatif Ø8-250
Gambar 4.1 Penulangan Bondek Atap
4.2. Pelat Lantai
4.2.1. Beban Berguna ( Super Imposed Load )
1. Beban hidup : ( Menurut PPIUG 1983 )
Beban Lantai Perkantoran (qL) = 2500 N/m2
2. Beban Finishing:
Tegel = 2 cm x 24 = 480 N/m2
Spesi = 2 cm x 21 = 420 N/m2
Plafon = 110 N/m2
Penggantung = 70 N/m2
Sanitasi = 200 N/m2
Plumbing = 100 N/m2
+
Maka, Beban berguna = 3880 N/m2
Berdasarkan tabel Perencanaan Praktis ( Brosur Lysaght ) :
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
48
Direncanakan menggunakan bondek, tebal 0,75 mm untuk bentang menerus
dengan tulangan negatif.
• Bentang = 2 m ( menggunakan 1 baris penyangga )
• Tebal plat = 11 cm
• Tul.Negatif = 4,09 cm2/m
4.2.2 Pembebanan Pelat Lantai
1. Beban hidup :
Lantai Perkantoran (qL) = 2500 N/m2
2. Beban mati :
Berat pelat bondek = 101 N/m2
Berat beton = 0,11 x 2400 = 2640 N/m2
Tegel = 2 cm x 24 = 480 N/m2
Spesi = 2 cm x 21 = 420 N/m2
Plafon = 110 N/m2
Penggantung = 70 N/m2
Sanitasi = 200 N/m2
Plumbing = 100 N/m2
+
qD = 6621 N/m2
Kombinasi Pembebanan (qU) :
qU = 1,2qD + 1,6 qL
= 1,2(6621) + 1,6(2500) = 11945,2 N/m2 = 11,945 kN/m2
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
49
3. Perencanaan Tulangan
Dipakai tulangan Ø 8 (As = 0,5024 cm� )
Jumlah tulangan yang dibutuhkan tiap 1 m :
• N =� � � .� � � � � � �
� �=
� ,� �
� , � � � �
= 8,140buah ≈ 8buah
• Jarak antar tulangan tarik per meter
S =1000
4= 125mm
Jarak tul.vertikal ( decking ) = 20 mm
Jadi, dipasang tulangan (tarik) negatif tumpuan Ø8-125
Gambar 4.2 Penulangan Bondek Lantai
4.3. Perencaan Balok Anak
Balok anak berfungsi untuk membagi luasan lantai agar tidak terlalu lebar
sehingga kekakuannya lebih baik. Balok anak menumpu diatas dua tumpuan
sederhana.
4.3.1. Data Perencanaan Balok Anak Menggunakan Profil Castellated Beam :
Profil WF 200 x 100 x 5.5 x 8
Mutu baja BJ.41 , fy = 250 Mpa = 250000 kN/m2
W = 0,213 kg/m r = 11 mm
d = 200 mm Ix = 1840 cm4
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
50
tw = 5,5 mm θ = 60º
bf = 100 mm Sx = 184 cm3
tf = 8 mm h = d – 2(tf + r ) = 162 mm
Gambar 4.3 Pembebanan Balok lantai
4.3.1.1 Kontrol Penampang
• Pelat Sayap
λ = � �
� � � =
� � �
� � � = 6.25
λ�
=� � �
� � �=
� � �
√� � � = 10,75
λ < λp Penampang Kompak (OK)
• Pelat Badan
λ
= h
t�=
162
5.5= 29.45
λ
�=
1680
� f�
=1680
√250= 106,25
λ < λp Penampang Kompak (OK)
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
51
4.3.2. Perhitungan Dimensi Profil Castellated
( Berdasarkan Jurnal Opened Web Expanded Beams and Girder )
Asumsi, K1 = 1,5
h = d (K1 – 1 )
= 200 ( 1,5 – 1 ) = 100 mm
dg = d + h = 200 + 100 = 300 mm
b = �
� � � �=
� � �
� , � �= 57.80� �
dt = � � � � � �
�− =
� � � � � (� )
�− 100 = 42� �
ho = 2h = 200 mm
e = 0,25 ho = 50 mm
ao = 2b + e = 165,6 mm
Gambar 4.4 Pot. Memanjang Castellated Beam
ao ho
dg
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
52
Gambar 4.5 Pot. Melintang Castellated Beam
Maka, profil wide flange menjadi profil Castellated dengan data-data sebagai
berikut :
dg = 300 mm � = 200 mm
tw = 5,5 mm ao = 165,6 mm
bf = 100 mm r = 11 mm
tf = 8 mm h = dg – 2(tf + r ) = 262 mm
4.3.2.1. Mencari Ix dan Zx pada profil castellated
• Momen inersia tanpa lubang
� � = �1
12� � � � �
� � − � 2� 1
12� �
� − � �
2� � � � � − 2� � �
�
= 225000000 – 7.875 x 73560059
= 44612856 mm4
= 0,0004461 m4
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
53
� � = �� � � � �
�
4� + (� − � � )� � � � − � � � � � �
= 123750 + 194.5 x 292
= 344502 mm3
= 0,00345 m3
• Momen inersia berlubang
� � = �1
12� � � � �
� � − � 2� 1
12� �
� − � �
2� � � � � − 2� � �
�
− �1
12� � � � (� � − 2� � − � )� �
= 225000000 – 7.875 x 73560059 – 270569,376
= 44020152 mm4
= 0,0004402 m4
� � = �1
4� � � � �
� � − � 2� 1
4� �
� − � �
2� � � � � − 2� � �
�− �
1
4� � � � �
� �
= 123750 + 194,5 x 292 - 55000
= 289502 mm3
= 0,002895 cm3
� � = � � � � � � − � � � �
� � =� � � � � � � � � � � � � + � � � � � � � � � � �
2
� � =4461,2856 + 4402,0152
2= 4431,65� � � = 0,0004431� �
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
54
4.3.3. Pembebanan Tributary Area
Beban Segitiga
Penurunan rumus :
P = ½ x b x qa
P = ½ x b/2 x P = ¼ x P x b
Mmax = P1 x ( b/2 – 1/3 x b/2 )
= ¼ x P x B x ( b/3 )
= ¼ x ( 1/2 x b x qa ) x b x b/3
Meq max = 1/8 x qeq xb�
Mmax = Meq-max
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
55
1/24 x qa x b� = 1/8 x qeq xb�
qeq = 1/3 x qa x b
qeq = 1/3 x qa x b
Beban Trapesium
P2 = P x ( Ly – b ) / 2
Meq max = 1/8 x qeq x L� �
Mmax = Meq – max
qeq = 1/2 x qa x Lx ( 1 – 1/3 x L� � / L� � )
Perhitungan pembebanan balok anak menggunakan tributary trapesium :
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
56
1. Beban mati :
qDeq = 2 x ½ x qa x Lx ( 1 – 1/3 x L� � / L� � )
= 2 x ½ x 6,621 x 4 ( 1 – 1/3 x 2� / 4� )
= 4,15 kN/m
2. Beban hidup :
Lantai Perkantoran (Tabel 3.1 PPIUG 1983) = 250 kg/m2 = 2,5 kn/m2
qLeq = 2 x ½ x qa x Lx ( 1 – 1/3 x L� � / L� � )
= 2 x ½ x 2,5 x 4 ( 1 – 1/3 x 2� / 4� )
= 1,67 kN/m
Kombinasi Beban :
qU = 1,2qD x 1,6qL
= (1,2 x (4,15 + 0,213)) + (1,6 x 1,67)
= 5,23 + 2,67
= 7,89 kNm
Mu = ⅛ x qu x L2 = ⅛ x 7,89 x (4)2
= 15,79 kNm
Vu = ½ x qu x L = ½ x 7,89 x 4
= 15,79 kNm
4.3.4 Kontrol Penampang :
• Pelat Sayap
λ =b�
2t�=
100
2x8=
100
16= 6,25
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
57
λ�
=170
� f�
=170
√250= 10,75
λ < λp Penampang Kompak (OK)
• Pelat Badan ( ketika solid )
λ =h
t�=
200
5,5= 36,36
λ�
=1680
� f�
=1680
√250= 106,25
λ < λp Penampang Kompak (OK)
Dari kombinasi pembebanan didapat,
Mu = 15,79 kNm
Karena penampang kompak, maka : Mn = Mp
Mn = fy x Zx
= 250000 x 0,002895
= 723,75 kNm
Φ Mn = 0,9 x 723,75
= 651,375 kNm
Φ Mn ≥ Mu
651,375 kNm ≥ 15,79 kNm (OK)
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
58
• Pelat Badan ( ketika berlubang )
λ
=dT
t�=
42
8= 5,25
λ�
=170
� f�
=170
√250= 10,75
λ�
=370
� f� − f� =
370
√250 − 70= 27,57
Didapat, λ < λp Penampang Kompak (OK)
Karena penampang kompak, maka :
Δ As = ho x tw
= 20 x 0,55
= 11 cm2 = 0,011 m2
Momen Lentur Nominal (berdasarkan ASCE Journal of Structural Engineering
Vol.118, No.12 page 3327)
Mn = M� − f� xΔAs(� �
�+ e)
= 723,75 – 250 x 0,011 (� � �
�+ 50)
= 448 kNmm = 0,448 kNm
Φ Mn = 0,9 x 0,448 kNm
= 0,403 kNm
Φ Mn ≥ Mu
0,403 kNm ≥ 15,79 kNm (OK)
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
59
• Kontrol Kuat Geser :
• � � � � �
� �=
� � �
� ,�= 51,63
• � � � �
� � �=
� � � �
√ � � �= 86,33
• � � � �
� � �=
� � � �
√ � � �= 69,57
Kontrol Tekuk Badan (berdasarkan ASCE Journal of Structural Engineering
Vol.118, No.12 page 3319)
• � � � � �
� �≤
� � � �
� � �
51,63 ≤ 86,33 … . � �
• � � � � �
� �≤
� � � �
� � �
51,63 ≤ 69,57. . . .� �
• ao = 165,6 mm
• ho = 200 mm
a�
h�=
165,6
200 = 0,82 ≤ 3,0� �
V� = f� xt� xd
√3
= 250x5,5x17,32 = 23,815N = 0,238 kN
P� =a�
h�+
6h�
d
=165,6
200+
1200
300= 4,82 ≤ 5,6 … … � �
( nilai 5,6 adalah untuk balok baja non komposit )
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
60
Untuk tee atas dan bawah :
V� � =f� xt� xdt
√3 =
250x5,5x42
√3 = 33341,98N = 333,42kN
μ = 0
v =a�
d� =
165,6
42 = 3,94
√6 + μ
v + √3 = 0,43 ≤ 1,0 … … � �
V� � =√6 + μ
v + √3V� �
= 0,43 x 333,42
= 143,37 kN
Vnt ≤ Vpt 143,37 kn ≤ 333,42 ......(OK)
Vn = ∑ Vnt = 2 x Vnt = 666,83 kN
Φ Vn = ∑ Vnt = 0,9 x Vn = 0,9 x 666,83
= 600,16 kN
Φ Vn ≥ Vu
600,16 kN ≥ 15,79 kN ........ OK
4.3.5 Persamaan Interaksi :
�M�
ФM��
�
+ �V�
ФV��
�
≤ 1,0
= �157982
527602,5�
�
+ �1579,82
60015,56�
�
≤ 1,0
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
61
= 0,059 ≤ 1,0 ...... OK
4.3.6 Kontrol Jarak Antar Lubang :
S = 2 (b+e) = 2 (57,8 + 50) = 215,6 mm
S ≥ ho
215,6 mm ≥ 200 mm ........ OK
S ≥ ao�
� �� � �
� �� �
� � �
�
215 ≥ 165,6 �� ,� � � �
� � � , � � � ��
21,5 cm ≥ 1,59 cm ....................... OK
4.3.7 Kontrol Lendutan
cm 1,11360
400
360
Lf ===
( )
OK! ............ cm 1,11f0,23
4431,65102
400)67,115,4(
384
5
IE
Lqq
384
5f
6
4
rata-ratax
4Ld
=≤=
××
×+×=
×
×+×=
Jadi, Profil Balok Anak dipakai Castellated Beam 300 x 100 x 5,5 x 8
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
62
4.4 Perencanaan Tangga
Gambar 4.6 Denah Tangga
Gambar 4.7 Potongan Tangga
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
63
4.4.1. Data – data Perencanaan Tangga :
Tanjakan (t) = 18 cm
Lebar injakan (i) = 30 cm
Tebal plat anak tangga = 3 mm
Tebal plat bordes = 6 mm
Lebar bordes = 150 cm
Lebar tangga = 120 cm
Tinggi per lantai = 400 cm
Tinggi Bordes = 200 cm
Sudut kemiringan (α) = arc tan (20/30) = 34º
Syarat sudut kemiringan : 25º ≤ α ≤ 40º = 25º ≤ 27º ≤ 40º
Syarat perencanaan tangga :
60 cm ≤ 2t + i ≤ 65 cm
60 cm ≤ (2 x t) + 30 ≤ 65 cm
(2 x 18) + 30 = 60 cm
66 cm ≤ 65 cm .....( OK )
Jumlah antrid =200
18= 11 buah
Jumlah oprid = 11 - 1 = 10 buah
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
64
4.4.2. Pelat Anak Tangga :
Gambar 4.8 Tampak Anak Tangga
4.4.2.1. Pembebanan plat anak tangga :
1. Beban mati :
Berat sendiri baja = 78500 N/m
Tebal pelat = 3 mm = 0,003 m
Lebar tangga = 1,20 m
+
qD = 78500 x 0,003 x 1,20
= 283 N/m = 0,283 kN/m
2. Beban hidup :
Tangga (Tabel 3.1 PPIUG 1983) = 300 kg/m2 = 3 kN/m2
qL = 0,3 x 3= 0,9 kN/m
Kombinasi Beban :
qU = 1,2qD + 1,6qL
= (1,2 x 0,283) + (1,6 x 0,9)
= 1,78 kN/m
Mu = ⅛ x qu x L2 = ⅛ x 1,78 x (0,6)2
= 0,8 kNm
Profil siku 45x45x5
60 cm 30 cm
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
65
Zx = ¼ x b x h2 = ¼ x 220 x (0,3)2
= 4,95 cm3 = 0,0000495 m3
Mn = fy x Zx = 250000 x 0,0000495
= 12,375 kNm
Φ Mn = 0,9 x 12,375
=11,14 kNm
Φ Mn ≥ Mu
11,14 knm ≥ 0,8 knm........ OK
4.4.2.2. Kontrol Lendutan
fijin=
L
360=
60
360=0,16cm
Ix=1
12bh3=
1
12x220x0,33=0,495cm4
f°=5
384x
(qD+qL)L4
ExIx
=5
384x
(0,283+0,9)604
2000000x0,49=0,0769
f º < fijin 0,0769 < 0,16....... (OK)
4.4.3. Pengaku Pelat Anak Tangga
Direncanakan memakai profil siku L 50 x 50 x 6
Mutu baja , fy = 250 Mpa = 250 N/mm2 = 250000 kN/m2
h = b = 45 mm t = 6 mm
w = 0,047 kN/m Ix = 13,1257 cm4 = 0,000001313 m4
Zx = 6,7015 cm3 =0,000067 m3
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
66
4.4.3.1. Pembebanan
1. Beban Mati (1/2 lebar injakan)
Tebal pelat = 3mm = 0,003 m
Berat pelat = 7850 x 0,003 x 0,150 = 47,1 N/m
Berat profil = 44,7 N/m
+
= 91,8 N/m
Alat Penyambung 10% = 9,18 N/m
+
qD = 100,098 N/m
Kombinasi pembebanan :
VD = ½ x qD x L = ½ x 0,1 x 6
= 0,3 kN
MD = ⅛ x qD x L2 = ⅛ x 0,1 x (6)2
= 0,45 kN
2. Beban Hidup
Beban Hidup Terpusat
Beban hidup pada anak tangga adalah sebagai berikut :
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
67
a. Kondisi Beban Terpusat
Gambar 4.9 Distribusi Beban Hidup Terpusat (Kondisi 1)
P1 = 1000 N
VL (terpusat) = (2 x P1)/2
= ( 2 x 1000 )/2
= 1000 N
ML (terpusat) = Mmax (terpusat)
= ¼ x P1 x L
= ¼ x 1000 x 0,6
= 150 Nm
Beban Hidup Terbagi Rata
qL = 3 x 0,15 = 0,45 kN/m
VL (terbagi rata) = 1/2 x qL x L
= 1/2 x 0,45 x 0,6
= 0,135 kN
ML (terbagi rata) = Mmax (terbagi rata)
= 1/8 x qL x L2
= 1/8 x 0,45 x (0,6)2
= 0,02 kN
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
68
Sehingga :
qu = 1,2qD + 1,6qL
= (1,2 x 1) + (1,6 x 0,45)
= 1,92 kN/m
Vu = 1,2VD + 1,6VL
= (1,2 x 0,3) + (1,6 x 0,135)
= 0,576 kN
Mu = 1,2MD + 1,6ML
= (1,2 x 0,45) + (1,6 x 0,02)
= 0,572 kNm
4.4.3.2. Kontrol Lendutan
fijin=
L
360=
0,6
360=0,00167
f° =5
384x
(qD + qL)L�
ExI�
= �5
384x
(1 + 0,45)0,6�
2000000x0,000001313�
= 0,000932 cm < fijin = 0,00167 .....(OK)
4.4.3.3. Kontrol Penampang Profil
• Pelat Sayap
λ =b
t=
50
6= 8,33
λ�
=170
� f�
=170
√250= 10,75
λ < λp Penampang Kompak (OK)
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
69
Karena penampang kompak, maka :
Mn = Mp
Mn = fy x Zx = 250000 x 0,000067
= 16,75 kNm
Φ Mp = 0,9 x 16,75
= 15,075 kNm
Φ Mp ≥ Mu
15,075 kNm ≥ 0,572 kNm......... OK
4.4.3.4. Kontrol Kuat Geser
h
t=
45
6= 7,5
h
t≤
1100
� fy
( plastis)
1100
� f�
=1100
√250= 69,57
Vn = 0,6 x fy x Aw
= 0,6 x 250 x ( 5 x 0,6 + 5 x 0,6 )
= 9000 N = 9 kN
Φ Vn = 0,9 x 9
= 8,1 kN
Φ Vn ≥ Vu
8,1 kN ≥ 0,576 kN......... OK
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
70
4.4.4. Pelat Bordes
Pelat bordes menggunakan pelat baja t = 3 mm. b = 1000 mm
Mutu baja BJ 37
fy = 240 Mpa = 240 N/mm2
fu = 370 Mpa = 370 N/mm2
Sx = 1/6 x b x t2
= 1/6 x 1000 x 32 = 1500 mm3
4.4.4.1 Pelat Bondek
1. Beban Hidup ( tabel 3.1 PPIUG 1983 )
Beban hidup bordes (qL) = 300 kg/m2 = 3 kN/m2
2. Beban Mati
Berat sendri baja = 7850 kg/m3 = 78,5 kN/m3
Berat sendiri pelat bordes = 78,5 x 0,003 x 1 = 0,236 kN/m
qU = 1,2qD + 1,6qL
= (1,2 x 0,236) + (1,6 x 3)
= 0,2832 x 4,8
= 1,359 kN/m
Mu = 1/8 x qU x L2
= 1/8 x 1,359 x 0,62
= 0,0611 kNm
Mn = fy x Sx
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
71
= 240 x 1500
= 360000 Nmm = 0,36 kNm
Φ Mn = 0,9 x Mn
= 0,9 x 0,36
= 0,324 kNm
Φ Mn ≥ Mu
0,324 kNm ≥ 0,0611 kNm......... OK
4.4.5. Balok Tangga
Direncanakan :
WF 200 x 100 x 5,5 x 8
Mutu baja , fy = 250 Mpa =250 N/mm2 = 250000 kN/m2
w = 21,3 kg/m r = 11 mm
d = 200 mm Ix = 1840 cm4
tw = 5,5 mm Zx = 200 cm3
bf = 100 mm α = 60º
tf = 8 mm Sx = 184 cm3
iy = 2,22 cm Ag = 27,16 cm2
h = d – 2(tf + r ) = 162 mm
4.4.5.1 Pembebanan
a. Pada Tangga
1. Beban mati :
Berat pelat = (78500 x 0,6 x 0,004 ) = 188,4 N/m
Berat profil siku = ( 44,7 x 0,6 x 0,3 ) = 8,05 N/m
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
72
Berat profil WF = W
cosα=
213
cos 34 = 256,9 N/m
+
= 521,85 N/m
Alat penyambung 10% = 521,85 N/m
+
qD = 574,03 N/m
2. Beban hidup :
qL = 0,6 x 3 = 1,8 kN/m
qU1 = 1,2qD + 1,6qL
= (1,2 x 0,574) + (1,6 x 1,8)
= 3,568 kN/m
a. Pada Bordes
1. Beban mati :
Berat pelat bordes = 4239 N/m
Berat profil balok tangga = 213 N/m
+
= 4452 N/m
Alat penyambung 10% = 445,2 N/m
+
qD = 4897,2 N/m
2. Beban hidup :
qL = 0,6 x 3 = 1,8 kN/m
qU2 = 1,2qD + 1,6qL
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
73
= (1,2 x 4,897) + (1,6 x 1,8)
= 10,677 kN/m
Gambar 4.11 Distribusi Beban Tangga
ΣMA = - RB (4,5) + qu1(3)(1,5) + qu2 (1,5)(3,75) = 0
R� =3,568(4,5) + 10,677(5,625)
4,5 = 16,91kN
ΣMB = RA (4,5) - qu1(3)(3) - qu2 (1,5)(0,75) = 0
R� =3,568(9) + 10,677(1,125)
4,5 = 9,8kN
ΣV = RA + RB - qu1(3) - qu2 (1,5)
= 9,8 + 16,91 - 10,71 - 16
= 0 .......OK
Momen maksimum pada bentang A-C adalah :
MX = RAX – ½ qu1 X2
= 1860,28 X – (½ x 1067,664 X2)
Momen maksimum terjadi bila � � �
� �= 0
1860,28 – 1067,664 X = 0
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
74
X = � � � � ,� �
� � � � ,� � � = 1,74
Mmax = 18,60 (1,74) – (½ x 10,68 (1,74)2)
= 16,21 kNm
Momen maksimum pada bentang B-C adalah :
Momen maksimum terletak pada titil C ( X= 1,5 dari kanan)
MC KANAN = RBX – ½ qu2 X2
= 16,91 (1,5) – (½ x 10,667 (1,5)2)
= 13,36 kNm
MC KIRI = RAX – ½ qu1 X2
= 9,8 (3) – (½ x 3,568 (3)2)
= 13,36 kNm
MC KANAN = MC KIRI = 13,36 kNm
Gaya lintang pada bentang A-C adalah :
X = 0 m
DA = RA x cos 34º
= 9,8 x cos 34º = 81,24 kN
X = 3 m
DC KIRI = RA x cos34º –qu1(LAC) x cos34º
= 9,8 x cos34o – (3,568 (3) x cos34º)
= - 0,749 kN
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
75
Gaya lintang pada bentang B-C adalah :
DC KANAN = RB– qu2(LCB)
= 16,91 – (3,568(1,5))
= 11,558 kN
X = 4,5 m
DBMAX = RB = 16,91 kN
Gaya lintang pada bentang B-C adalah :
NA = -RA x sin 34º
= 9,8 x sin 34º = 54,8 kN
NC KIRI = -RA x sin 34º + qu1(LAC) x sin 34º
= -9,8 x sin 34º + (3,568(3) x sin 34º)
= 11,46 kN
DC KANAN-B = 0
4.4.5.2 Kontrol Penampang Profil
• Pelat Sayap
λ =b�
2t�=
100
2x8=
100
16= 6,25
λ
�=
170
� f�
=170
√250= 10,75
λ < λp Penampang Kompak (OK)
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
76
• Pelat Badan
λ =h
t�=
162
5,5= 29,5
λ
�=
1680
� f�
=1680
√250= 106,25
λ < λp Penampang Kompak (OK)
4.4.5.3 Kontrol Tekuk Lateral
Lb = � (� � + � � )
= � (15� + 30� )
= 33,5 cm
Lp = 1,76 iy ��
� �
= 1,76 x 2,22 �� � � � � � �
� � � � = 110,512 cm
Lb < Lp = Bentang Pendek
Karena bentang pendek, maka :
Mn = Mp
Mn = fy x Zx = 250000 x 0,0002
= 50 kNm
Φ Mn = 0,9 x 50
= 45 kNm
Φ Mn ≥ Mu
45 kNm ≥ 20,63 kNm....... OK
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
77
4.5.4. Kontrol Kuat Geser
�
� =
� � �
� ,� = 29,5
h
t≤
1100
� fy
( plastis)
1100
� fy
=1100
√250=69,57
Vn = 0,6 x fy x Aw
= 0,6 x 250000 x ( 0,005 x 0,162 )
= 121,5 kN
Φ Vn = 0,9 x 121,5
= 109,35 kN
Φ Vn ≥ Vu
109,35 kn ≥ 26,71 kn................ OK
4.4.5.5. Kontrol Interaksi Tekan dan Lentur
L = √3002 + 2002
= 360,55 cm
kc = 1 ( sendi-sendi )
λ� =� � � �
� � � �
�� �
�
� � =1� 335,41
� � 2,22�
2500
2000000
= 1,68 → λc ≥ 1,2
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
78
ɷ = 1,25 λc2 = 3,53
Pn = ( Ag x fy )/ɷ = (0,2716 x 250000 ) / 3,53
= 192,35 kN
Φ Pn = 0,9 x Pn = 0,9 x 192,35 = 173,11 kN
� �
� � �=
� � ,� �
� � � ,� � = 0,1 < 0,2 maka,
= 0,1..2
≤
++
ny
uy
nx
ux
n
u
Mb
M
Mb
M
P
P
φφφ
0,14500
06,2519
192,352
20,76≤
+=
x
= 0,60 ≤ 1,0 ................. OK
4.4.5.6. Kontrol Lendutan
fijin=
L
360=
360,55
360= 1 cm
f° =5
384x
(qD� qL)L4
ExIx
= �5
384x
(489700 + 180)360,554
2000000x1840�
= 0,14 cm < fijin = 1......(OK)
Jadi,Profil Balok tangga dipakai : WF 200 x 100 x 5,5 x 8
4.5. Perencanaan Balok Lift
Perencanaan balok lift meliputi balok-balok yang berkaitan dengan ruang
mesin lift, yaitu yang terdiri dari balok penumpu dan balok penggantung lift.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
79
Untuk lift pada bangunan ini menggunakan lift yang diproduksi oleh PT.
Hyundai Elevator CO., LTD, dengan data-data sebagai berikut :
Type lift : Office Elevator
Merk : Hyundai
Kapasitas : 6 orang ( 450 kg )
Lebar pintu ( opening width ) : 800 mm
Dimensi sangkar ( car size ) : Inside 850 x 1400 mm
Outside 1060 x 1460 mm
Dimensi ruang luncur : 1400 x 2200 mm
Dimensi ruang mesin : 2600 x 2900 mm
Beban reaksi ruang mesin :
R1 = 3750kg(Beratmesinpenggerak + bebankereta + perlengkapan)
R2 = 2600kg(Beratbandulpemberat + perlengkapan)
4.5.1 Balok Penggantung Lift
1. Beban yang bekerja pada balok penumpu
Beban yang bekerja merupakan beban akibat dari mesin penggerak lift +
berat kereta dari mesin luncur + perlengkapan, juga akibat bandul pemberat +
perlengkapan.
2. Koefisien kejut beban hidup oleh keran
Pasal 3.3.(3) PPIUG 1983 menyatakan bahwa beban keran yang membebani
struktur pemikulnya terdiri dari berat sendiri keran ditambah muatan yang
diangkatnya, dalam kedudukan keran induk dan keran angkat yang paling
menentukan bagi struktur yang ditinjau. Sebagai beban rencana harus diambil
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
80
beban keran tersebut dengan mengalikannya dengan suatu koefisien kejut
yang ditentukan dengan rumus berikut :
Ψ = ( 1 + k1 x k2 x V ) ≥ 1,15
Dimana :
Ψ = koefisien kejut yang nilainya tidak boleh diambil kurang dari 1,15.
V = kecepatan angkat maksimum dalam m.det pada pengangkatan
muatan maksimim dalam kedudukan keran induk dan keran angkat
yang paling menentukan bagi struktur yang ditinjau dan nilainya
tidak perlu diambil lebih dari 1,00 m/det.
k1 = koefisien yang bergantung pada kekakuan struktur keran induk,
yang untuk keran induk dengan struktur rangka, pada umumnya
nilainya dapat diambil sebesar 0,6.
K2 = koefisien yang bergantung pada sifat mesin angkat dari keran
angkatnya dan diambil sebesar 1,3.
Jadi, beban yang bekerja pada balok adalah :
P = ∑R x Ψ
= (37,50 + 26 ) x ( 1 + 0,6 x 1,3 x 1 )
= 113,03 kN ( beban terpusat lift )
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
81
Gambar 4.13 Denah Lift
4.5.1.1 Data-data Perencanaan
Direncanakan :
WF 200 x 100 x 5,5 x 8
Mutu baja BJ 41 , fy = 250 Mpa = 250 N/mm2 = 250000 kN/m2
w = 21,3 kg/m r = 11 mm
d = 200 mm Ix = 1840 cm4
tw = 5,5 mm Zx = 200 cm3
bf = 100 mm α = 60º
tf = 8 mm Sx = 184 cm3
iy = 2,22 cm Ag = 27,16 cm2
h = d – 2(tf + r ) = 162 mm
Panjang balok penggantung (L) = 0,95 m
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
82
4.5.1.2 Pembebanan Balok Penggantung Lift
1. Beban mati :
Berat profil = 213 N/m
Berat bondek = 101 x (1/2 x 1,25) = 63,13 N/m
Beton = 0,09 x 24000 x 0,625 = 1350 N/m
+
= 1626,13 N/m
Penggantung 10% = 162,6 N/m
+
qD = 1788,73 N/m
2. Beban hidup :
(Tabel 3.1 PPIUG 1983)
Beban hidup pada atap = 1000 N/m2
qL = ½ x 1,25 x 1000 = 625 N/m
Kombinasi Beban :
P = 113,03 kN
qu = 1,2qD + 1,6qL
= (1,2 x 1,79) + (1,6 x 0,625) = 2,78 kN/m
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
83
Dari persamaan didapat MB = 97,5 kN
Va = Vb = �
� x 56,51 kN = 28,25 kN
MMAX = ( �
� x 56,51 x 0,95) + (
�
� x 2,79 x 0,95� )
= 13,42 + 0,63 = 14,05 kNm
4.5.1.3 Kontrol Penampang
• Pelat Sayap
λ =bf
2tf=
100
2x8=
100
16= 6,25
λp
=170
� fy
=170
√250= 10,75
λ < λp Penampang Kompak (OK)
• Pelat Badan
λ =h
tw=
162
5,5= 29,45
λp
=1 � � �
� fy=
1 � � �
√250= 67,98
λ < λp Penampang Kompak (OK)
Dari kombinasi pembebanan didapat,
Mu = 13,42 kNm
Karena penampang kompak, maka : Mn = Mp
Mn = Fy x Zx
= 250000 x 0,0002 = 50 kNm
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
84
Φ Mn = 0,9 x 50
= 45 kNm
Φ Mn ≥ Mu
45 kNm ≥ 13,42 kNm ......... OK
4.5.1.4 Kontrol Kuat Geser
λ =
�
� �=
� � �
� , �= 29,45
λp
=1100
� fy=
1100
√250= 69,57
h
tw≤
1100
� fy
= Plastis
Vn = 0,6 x Fy x Aw
= 0,6 x 250000 x (0,05 x 0,2)
= 150 kN
Φ Vn = 0,9 x 150 = 135 kN
Φ Vn ≥ Vu
135 kN ≥ 28,25 kN ..... OK
4.5.1.5 Kontrol Lendutan
cm 0,53360
190
360
Lf ===
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
85
( )OK ............ 0,53f0,26
1840102
0,95412,
384
5
IE
L)q(q
384
5f
6
4
x
4Ld
=≤=
××
××=
×
×+×=
Jadi, Profil Balok Penggantung Lift dipakai Profil WF 200 x 100 x 5,5 x 8
4.5.2 Balok Penumpu Lift
4.5.2.1 Data-data Perencanaan
Direncanakan : Profil WF 200 x 150 x 6 x 9
Mutu baja BJ 41 , fy = 250 Mpa = 250 N/mm2 = 250000 kN/m2
W = 30,6 kg/m r = 13 mm
d = 200 mm Ix = 2690 cm4
tw = 6 mm Zx = 296 cm3
bf = 150 mm Sx = 277 cm3
tf = 9 mm
h = d – 2(tf + r )
= 200-2(9+13) = 15 mm
Panjang balok penumpu (L) = 1,45 m
4.5.2.2 Pembebanan Penumpu Lift
Beban reaksi perletakan balok penggantung lift
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
86
Va = Vb = ½ x 56,52 x 2
= 56,52 kN
Vu = 56,51 kN
ƩMa = 0
M1= M3 = 56,52 x 0,75
= 42,38 kNm
M2 = 56,52 (0,75 + 0,25) – 56,52 x 0,25
= 56,52 – 14,12
= 42,38 kNm
M max = 42,38 kNm
4.5.2.3 Kontrol Penampang
• Pelat Sayap
λ =bf
2tf=
60
2x8=
60
16= 3,75
λp
=170
� fy
=170
√250= 10,75
λ < λp Penampang Kompak (OK)
• Pelat Badan
λ =h
t�=
91
6= 15,17
λp
=1680
� fy
=1680
√250= 106,25
λ < λp Penampang Kompak (OK)
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
87
Dari kombinasi pembebanan didapat,
Mu = 42,38 kNm
Karena penampang kompak, maka : Mn = Mp
Mn = Fy x Zx
= 250000 x 0,000296 = 74 kNm
Φ Mn = 0,9 x 74
= 66 kNm
Φ Mn ≥ Mu
66 kNm ≥ 42,38 kNm … (OK)
4.5.2.4 Kontrol Kuat Geser
λ =h
t�=
91
6= 15,17
λp
=1100
� fy
=1100
√250= 69,57
h
tw≤
1100
� fy
PLASTIS
Vn = 0,6 x Fy x Aw
= 0,6 x 250000 x (0,006 x 0,2)
= 180 kN
Φ Vn = 0,9 x 180 kN
= 162 kN
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
88
Φ Vn ≥ Vu
162 kN ≥ 56,51 kN… (OK)
4.5.2.5 Kontrol Lendutan
cm 0,004360
1,45
360
Lf ===
( )
OK! ............ 59,0f0.25
2690102
1,4541,2
384
5
IE
L)q(q
384
5f
6
4
x
4Ld
=≤=
××
××=
×
×+×=
Jadi, Profil Balok Penumpu Lift dipakai Profil WF 200 x 150 x 6 x 9
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
89
BAB V
PEMBEBANAN DAN ANALISA STRUKTUR PRIMER
5.1 Umum
Merencanakan beban gempa adalah bertujuan untuk mendapatkan beban
gempa yang sesuai dengan peraturan untuk dibebankan kedalam struktur gedung.
Beban gempa rencana dicek terhadap kontrol – kontrol sesuai peraturan gempa yaitu
SNI 03-1726-2002, dimana kontrol – kontrol tersebut terdiri dari kontrol nilai gaya
geser dasar (base shear), waktu getar alami fundamental (T), dan simpangan (drift).
5.2 Pembebanan
Untuk mendapatkan beban gempa yang sesuai dengan SNI 03-1726-2002,
maka terlebih dahulu dicek besarnya Vdinamis yang telah didapatkan dengan bantuan
program ETABS v9.7.1 dan membandingkan besaran Vdinamis tersebut dengan Vstatis
yang akan diperhitungkan di bawah ini sesuai dengan SNI 03-1726-2002 Ps.6.1, dan
nilai Vstatis ini harus dibagikan sepanjang tinggi struktur gedung ke masing – masing
lantai sesuai SNI 03-1726-2002 Ps.6.1.2
5.2.1 Data Gedung
Data – data gedung yang akan dibutuhkan dalam penghitungan Vstatis adalah
sebagai berikut,
- Mutu baja : BJ41
- Mutu beton ( fc’ ) : 25MPa
- Tinggi tipikal lantai : 4,25 m
- Tebal pelat bondek lantai 1 – 6 : 11 cm
- Tebal pelat bondek lantai atap : 9 cm
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
90
- Profil balok induk 1 : Castellated beam 675 x 200 x 9 x 14
- Profil balok induk 2 : Castellated beam 450 x 150 x 6,5 x 9
- Profil balok induk 3 : Castellated beam 225 x 75 x 5 x 7
- Profil balok anak : Castellated beam 300 x 100 x 5,5 x 8
- Profil balok tangga : WF 200 x 100 x 5,5 x 8
- Profil kolom king cross : King cross 800 x 300 x 14 x 26
- Profil kolom queen cross : King cross 800 x 300 x 14 x 26
- Wilayah gempa : WG6
- Kategori tanah : Tanah Lunak
- I ( Faktor keutamaan gedung ) : 1
Denah gedung terlampir.
5.2.2 Perhitungan Berat Struktur
Beban gravitasi berupa beban mati dan beban hidup yang bekerja di tiap lantai
atau atap.
a) Lantai 8 (Atap)
Kolom king cross : 4 x 3697 x 29 = 428852 N
Kolom queen cross : 4 x 2774 x 29 = 321784 N
Balok induk 1 : 2160 x 660 = 142560 N
Balok induk 2 : 122,35 x 367 = 26060 N
Balok induk 3 : 16,3 x 140 = 2282 N
Balok anak : 255,6 x 213 = 54443 N
Balok Penggantung lift : 4 x 213 = 852 N
Balok Penumpu lift : 4,35 x 306 = 1330 N
Pelat bondek : 915,92 x 101 = 92508 N
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
91
Pelat beton : 915,92 x 0,11 x 24000 = 418029 N
Dinding : 43 x 4 x 2500 = 376250 N
Penggantung : 915,92 x 70 = 64114 N
Plafond : 915,92 x 110 = 100750 N
Aspal t = 1 cm : 915,92 x 240 = 219820 N
Spesi t = 2 cm : 915,92 x 210 x 2 = 384686 N
Plumbing : 915,92 x 100 = 91592 N
Pipa + ducting : 915,92 x 200 = 91592 N
Wd8 = 2117504 N
Dan beban hidup yang bekerja pada lantai tersebut adalah,
Beban hidup : = 915,92 x 250 = 228980 Kg = 2289800 N
Wl8 : = 228980 Kg = 2289800 N
Menurut PPIUG Ps.3.5 bahwa beban hidup dapat direduksi untuk komponen
struktur yang menumpu bebrapa lantai tingkat, maka beban hidup diatas dapat
direduksi dikalikan dengan koefisien reduksi untuk beban hidup sebesar 0,6 untuk
gedung yang berfungsi sebagai perkantoran menurut PPIUG Ps.3.5 Tabel 3.3.
Sehingga setelah dikalikan faktor reduksi tersebut , maka total beban hidup (Wl1)
menjadi,
Wl8 = 0,3 x Wl3
= 0,3 x 228980
= 68694 Kg = 686940 N
Sehingga berat total lantai 8 menjadi,
Wt8 = Wd8 + Wl8
= 211750,4 + 68694 = 280444,4 Kg = 2804444 N
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
92
b) Lantai 3-7
Kolom king cross : 4 x 3697 x 29 = 428852 N
Kolom queen cross : 4 x 2774 x 29 = 321784 N
Balok induk 1 : 216 x 660 = 142560 N
Balok induk 2 : 116,35 x 367 = 24783 N
Balok induk 3 : 16,3 x 140 = 2282 N
Balok anak : 255,6 x 213 = 54443 N
Balok tangga : 18 x 213 = 3834 N
Pelat bondek : 915,92 x 101 = 92508 N
Pelat beton : 915,92 x 0,11 x 24000 = 2418029 N
Dinding : 188 x 3,325 x 2500 = 156275 N
Penggantung : 915,92 x 70 = 64114 N
Plafond : 915,92 x 110 = 100750 N
Tegel : 915,92 x 240 = 219820 N
Spesi t = 2 cm : 915,92 x 210 x 2 = 384686 N
Plumbing : 915,92 x 100 = 915920 N
Pipa + ducting : 915,92 x 200 = 915920 N
Wd3 = 6004389 N
Dan beban hidup yang bekerja pada lantai tersebut adalah,
Beban hidup : = 915,92 x 250 = 228980 Kg = 228980 N
Wl3 : = 228980 Kg = 2289800 N
Menurut PPIUG Ps.3.5 bahwa beban hidup dapat direduksi untuk komponen
struktur yang menumpu bebrapa lantai tingkat, maka beban hidup diatas dapat
direduksi dikalikan dengan koefisien reduksi untuk beban hidup sebesar 0,3 untuk
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
93
gedung yang berfungsi sebagai perkantoran menurut PPIUG Ps.3.5 Tabel 3.3.
Sehingga setelah dikalikan faktor reduksi tersebut , maka total beban hidup (Wl1)
menjadi,
Wl3 = 0,3 x Wl3
= 0,3 x 228980
= 68694 Kg = 686940 N
Sehingga berat total lantai 3-6
Wt3 = Wd3 + Wl3
= 600438,9 + 68694 = 669132,9 Kg = 6691329 N
c) Lantai 1-2
Kolom king cross : 4 x 3697 x 29 = 428852 N
Kolom queen cross : 4 x 2774 x 29 = 321784 N
Balok induk 1 : 216 x 660 = 142560 N
Balok induk 2 : 110,35 x 367 = 40498 N
Balok induk 3 : 16,3 x 140 = 2282 N
Balok anak : 249,6 x 213 = 53165 N
Balok tangga : 18 x 213 = 3834 N
Pelat bondek : 915,92 x 101 = 92508 N
Pelat beton : 915,92 x 0,11 x 24000 = 2418029 N
Dinding : 188 x 3,325 x 2500 = 1562750 N
Penggantung : 915,92 x 70 = 64114 N
Plafond : 915,92 x 110 = 100750 N
Tegel : 915,92 x 240 = 219820 N
Spesi t = 2 cm : 915,92 x 210 x 2 = 384686 N
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
94
Plumbing : 915,92 x 100 = 91592 N
Pipa + ducting : 915,92 x 200 = 91592 N
Wd1 = 6018816 N
Dan beban hidup yang bekerja pada lantai tersebut adalah,
Beban hidup : 915,92 x 250 = 228980 Kg = 2289800 N
Wl1 : 228980 Kg = 2289800 N
Menurut PPIUG Ps.3.5 bahwa beban hidup dapat direduksi untuk komponen
struktur yang menumpu bebrapa lantai tingkat, maka beban hidup diatas dapat
direduksi dikalikan dengan koefisien reduksi untuk beban hidup sebesar 0,6 untuk
gedung yang berfungsi sebagai perkantoran menurut PPIUG Ps.3.5 Tabel 3.3.
Sehingga setelah dikalikan faktor reduksi tersebut , maka total beban hidup (Wl1)
menjadi,
Wl1 = 0,3 x Wl1
= 0,3 x 228980
= 68694 Kg = 686940 N
Sehingga berat total lantai 1-2
Wt1 = Wd1 + Wl1
= 601881,6 + 69712,5 = 671594,1 Kg = 6715941 N
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
95
Ringkasan berat bangunan dinyatakan dalam Tabel 5.1 berikut ini :
Tabel 5.1 Berat Struktur per Lantai
Lantai Tinggi hx (m) Berat Lantai Wx
(N)
Lantai 8 28 2804444
Lantai 7 24 6691329
Lantai 6 20 6691329
Lantai 5 16 6691329
Lantai 4 12 6691329
Lantai 3 8 6691329
Lantai 2 4 6715941
Lantai 1 0 6715941
5.3 Pembebanan Gempa Statik Ekivalen
5.3.1 Waktu Getar Alami
Menurut Ps. 5.6 SNI 03-1726-2002, untuk mencegah penggunaan struktur
gedung yang terlalu fleksibel, nilai waktu getar alami fundamental T1 struktur harus
dibatasi. Dengan rumus empiris Method A dari UBC section 1630.2.2, waktu getar
alamai gedung adalah :
Ct = 0,0853 (koefisien untuk bangunan sistem rangka pemikul momen baja)
Hn = 4 x 7 = 28 m (tinggi gedung dalam m, diukur dari taraf penjepitan)
Tempiris = Ct x � ��
�
= 0,0853 x 12,17
= 1,038 detik
Menurut Ps .5.6 tabel 8 SNI 03-1726-2002 untuk wilayah gempa, pembatasan waktu
getar alami adalah :
� = 0,15 (wilayah gempa 6)
n = 7 (jumlah tingkat gedung yang ditinjau)
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
96
T = � xn
= 0,15 x 7
= 1,05 detik
Sehingga Tempiris = 1,038 detik < T= 1,05 detik.....OK!
5.3.2 Gaya Geser Dasar Nominal
Menurut SNI 03-1726-2002 Ps. 6.1.2 beban geser dasar nominal statik
ekivalen V yang terjadi di tingkat dasar dapat dihitung menurut persamaan :
Dimana :
C1 adalah nilai faktor respon gempa sesuai SNI 03-1726-2002 gambar 2
I adalah faktor keutamaan gedung sesuai SNI 03-1726-2002 tabel 1
Wt adalah berat total bangunan (termasuk beban hidup yang sesuai)
R adalah faktor reduksi gempa sesuai SNI 03-1726-2002 tabel 3
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
97
Sehingga dapat dicari :
C1 = 0,81 untuk wilayah gempa 6, tanah lunak dengan T = 1,038 detik
I = 1 untuk perkantoran
Wt = 29569760 N = 29569,76 kN
R = 8,5 untuk SRPMK rangka baja
V = � � � � � � �
� =
� ,� � � � � � � � � � ,� �
� ,� = 2817,82 kN
5.3.3 Distribusi Gaya Geser Horizontal Gempa
Menurut Ps. 6.1.3 SNI 03-1726-2002, beban geser nominal V pasal 6.1.2 harus
dibagikan sepanjang tinggi struktur gedung menjadi beban-beban nominal statik
ekivalen Fi yang menangkap pada pusat massa lanytai tingkat ke I menurut
persamaan :
Dimana : Fi adalah gaya geser horizontal akibat gempa pada lantai ke i
Zi adalah ketinggian lantai pada tingkat ke i
Wi adalah berat lantai tingkat ke I termasuk beban hidup yang
sesuai
V adalah gaya geser dasar nominal
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
98
Tabel 5.2 Distribusi Gaya Geser Dasar akibat Gempa Sepanjang Tinggi Gedung
Lantai zi (m) Wi (kN) Wi.zi Fix,y (kN) 30% Fix,y
(kN)
STORY 7 28 2804,444 78524,432 387,874 116,362
STORY 6 24 6691,329 160591,896 793,248 237,974
STORY 5 20 6691,329 133826,580 661,04 198,312
STORY 4 16 6691,329 107061,264 528,832 158,649
STORY 3 12 6691,329 80295,948 396,624 118,987
STORY 2 8 6715,941 53727,528 265,388 79,616
STORY 1 4 6715,941 26863,764 132,694 39,808
Σ 43001,640 640891,412 3165,703 949,711
Gambar 5.1 Gaya Geser Arah Sumbu X akibat Gempa
Gambar 5.2 Gaya Geser Arah Sumbu Y akibat Gempa
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
99
5.3.4 Eksentrisitas Pusat Massa terhadap Pusat Rotasi Lantai
Menurut Ps. 5.4.3 SNI 03-1726-2002 dinyatakan bahwa harus ada peninjauan
eksentrisitas rencana ed antara pusat massa dan pusat rotasi lantai. Rumus yang
digunakan adalah :
• Untuk e < e < 0,3b
ed = 1,5e + 0,05b atau ed = e – 0,05b
• Untuk e > 0,3b
ed = 1,33e + 0,1b atau ed = 1,17e – 0,1b
dipilih pengaruhnya paling menentukan untuk struktur gedung,dimana :
b adalah ukuran horizontal terbesar denah struktur pada lantai gedung yang
ditinjau,tegak lurus arah pembebanan gempa.
e adalah selisih antara pusat massa dan pusat kekakuan pada lantai gedung yang
ditinjau.
Tabel 5.3a Perhitungan Eksentrisitas Rencana ed pada Arah x
e b (1.5*e)+(0.05*b) e - 0.05*b edx
(arah y)
125.68 20 189.52 -124.678 189.52
80.29 20 121.44 -79.293 121.44 76.86 20 116.29 -75.857 116.29
71.93 20 108.90 -70.935 108.90 63.69 20 96.54 -62.691 96.54
50.71 20 77.06 -49.706 77.06 80.26 20 121.38 -79.256 121.38
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
100
Tabel 5.3b Perhitungan Eksentrisitas Rencana ed pada Arah y
e b (1.5*e)+(0.05*b) e - 0.05*b edy
(arah x)
83.055 50 127.08 -80.56 127.08 309.944 50 467.42 -307.44 467.42
332.541 50 501.31 -330.04 501.31 359.157 50 541.24 -356.66 541.24
395.534 50 595.80 -393.03 595.80 447.737 50 674.11 -445.24 674.11
548.733 50 825.60 -546.23 825.60 5.3.5 Arah Pembebanan
Beban gempa yang bekerja pada struktur bangunan terjadi dalam arah
sembarang (tidak terduga) baik dalam arah x dan y secara bolak balik dan
periodikal. Menurut SNI 03-1726-2002 ps 5.8.2. untuk mensimulasikan arah
pengaruh gempa rencana yang sembarang terhadap struktur gedung, pengaruh
pembebanan gempa rencana dalam arah utama harus dianggap efektif 100% dan
terjadi bersamaan dengan pengaruh pembebanan gempa yang arahnya tegak lurus
dengan arah utama dengan efektifitas 30%.
Gempa Respon Spektrum X :
100% efektifitas untuk arah X dan 30% efektifitas arah Y
Gempa Respon Spektrum Y :
100% efektifitas untuk arah Y dan 30% efektifitas arah X
5.4 Kontrol Batas Simpangan (drift)
5.4.1 Kinerja Batas Layan (Δs)
Kinerja batas layan struktur gedung (Δs) ditentukan oleh simpangan antar
tingkat akibat pengaruh gempa nominal, yaitu untuk membatasi terjadinya pelelehan
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
101
baja dan peretakan beton yang berlebihan, disamping untuk mencegah kerusakan
non-struktur.
Berdasarkan SNI 03-1726-2002 Ps. 8.1.2, simpangan antar tingkat yang
dihitung dari simpangan struktur gedung tidak boleh melampaui R
03.0 dikali tinggi
tingkat yang bersangkutan atau dibatasi sebesar 30 mm, bergantung yang mana
nilainya terkecil. Nilai R didapat sebesar 8,5 sehingga batasan Simpangan Batas
Layan struktur gedung :
• Untuk h = 4 m :
Δs = 45,8
03,003,0×=× ih
R= 0,0141 meter = 14,10 mm
Nilai simpangan struktur gedung didapat dari hasil running ETABS v9.2.0
dengan memilih satu titik pada setiap gedung yang direncanakan. Sedangkan nilai
simpangan antar tingkat diambil dari selisih nilai simpangan antar gedung yang
terjadi. Nilai simpangan gedung yang terjadi dapat dilihat pada tabel berikut :
Tabel 5.4a Simpangan Akibat Gempa Arah x
Lantai hi (m) Δs
(mm)
drift Δs Syarat drift Δs Ket. antar tingkat
(mm) (mm)
8 4 37.7158 2.67 14.1 Ok
7 4 35.0437 4.14 14.1 Ok
6 4 30.9031 5.76 14.1 Ok
5 4 25.1448 7.05 14.1 Ok
4 4 18.0929 7.64 14.1 Ok
3 4 10.4483 6.93 14.1 Ok
2 4 3.52 3.52 14.1 Ok
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
102
Tabel 5.4b Simpangan Akibat Gempa Arah y
Lantai hi (m) Δs
(mm)
drift Δs Syarat drift Δs Ket. antar tingkat
(mm) (mm)
8 4 11.0597 0.68 14.1 Ok
7 4 10.3794 1.14 14.1 Ok
6 4 9.2359 1.64 14.1 Ok
5 4 7.5932 2.05 14.1 Ok
4 4 5.5451 2.27 14.1 Ok
3 4 3.2764 2.13 14.1 Ok
2 4 1.1477 1.15 14.1 Ok
5.4.2 Kinerja Batas Ultimit (Δm)
Menurut SNI 03-1726-2002 Ps. 8.2.1 kinerja batas ultimit struktur gedung
adalah sbb:
• Untuk struktur gedung beraturan
Δm = � x Δs dimana � = 0,7 x R
• Untuk struktur gedung tidak beraturan
Δm = � x Δs dimana � = 0,7R / Faktor skala
Menurut SNI 03-1726-2002 Ps. 8.2.2, untuk memenuhi persyaratan,kinerja
batas ultimit Δm tidak boleh lebih besar dari :
hi = 4000 mm
0,02 . hi = 80 mm
Contoh perhitungan :
Δsx = 37,7158 – 35,0437 = 2,67 mm
Δmx = 0,7.8,5. 2,67= 15,89 mm
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
103
Tabel 5.5a Kinerja Batas Ultimit Arah x
Lantai hi (m) drift Δs drift Δm
Syarat drift Δm
Ket. antar tingkat
(mm) antar tingkat
(mm) (mm)
8 4 2.67 15.90 80 Ok
7 4 4.14 24.64 80 Ok
6 4 5.76 34.26 80 Ok
5 4 7.05 41.96 80 Ok
4 4 7.64 45.49 80 Ok
3 4 6.93 41.22 80 Ok
2 4 3.52 20.94 80 Ok
Tabel 5.5b Kinerja Batas Ultimit Arah y
Lantai hi (m) drift Δs drift Δm
Syarat drift Δm
Ket. antar tingkat
(mm) antar tingkat
(mm) (mm)
8 4 0.68 4.05 80 Ok
7 4 1.14 6.80 80 Ok
6 4 1.64 9.77 80 Ok
5 4 2.05 12.19 80 Ok
4 4 2.27 13.50 80 Ok
3 4 2.13 12.67 80 Ok
2 4 1.15 6.83 80 Ok
5.5 Perhitungan Kontrol Dimensi Balok Induk Interior :
5.5.1 Balok induk 1
Hasil output ETABS batang B106 - story 1, didapat :
Mmax (-) = 210,64 kNm
Vu (-) = 110,81 kNm
L = 8 m
Profil WF 400 x 200 x 8 x 13
Mutu baja , fy = 250 Mpa
= 250 N/mm2 = 250000 kN/m2
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
104
W = 66 kg/m r = 16 mm
d = 400 mm Ix = 23700 cm4
tw = 8 mm Zx = 1286 cm3
bf = 200 mm θ = 60º
tf = 13 mm Sx = 1190 cm3
h = d – 2(tf + r ) = 342 mm
Kontrol Penampang
• Pelat Sayap
λ =b�
2t�=
200
2x13=
200
26= 7,69
λ�
=170
� f�
=170
√250= 10,75
λ < λp Penampang Kompak (OK)
• Pelat Badan
λ =h
t�=
342
8= 42,75
λ�
=1680
� f�
=1680
√250= 106,25
λ < λp Penampang Kompak (OK)
• Perhitungan Dimensi Profil Castellated
( Berdasarkan Jurnal Opened Web Expanded Beams and Girder )
Asumsi, K1 = 1,5
h = d (K1 – 1 )
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
105
= 400 ( 1,5 – 1 ) = 200 mm
dg = d + h = 400 + 200 = 600 mm
b = �
� � � �=
� � �
� , � �= 115,6� �
dT = � � � � � �
�− =
� � � � � (� � )
�− 200 = 87� �
ho = 2h = 400 mm
e = 0,25 ho = 100 mm
ao = 2b + e = 331,2 mm
Maka, profil wide flange menjadi profil Castellated dengan data-data sebagai
berikut :
dg = 600 mm ho = 400 mm
tw = 8 mm ao = 331,2 mm
bf = 200 mm r = 22 mm
tf = 13 mm
h = d – 2(tf + r ) = 530 mm
• Mencari Ix dan Zx pada profil castellated
Momen inersia tanpa lubang
� � = �1
12� � � � �
� � − � 2� 1
12� �
� − � �
2� � � � � − 2� � �
�
= ��
� �� 200� 600� � − � 2�
�
� �� �
� � � � �
�� � (600 − 2.13)�
= 3600000000-189119224
= 341088077,6 mm4
= 0,00034109 m4
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
106
� � = �� � � � �
4� + (� − � � )� � � − � � � � � �
= �� � � � � �
�� + (200 − 8)� (600 − 13)� 13
= 2185152 mm3
= 0,002185 m3
Momen inersia berlubang
� � = ��
� �� � � � �
� � − � 2��
� �� �
� � � �
�� � � � � − 2� � �
�− �
�
� �� � � � (� � − 2� � − 2 )� �
=��
� �� 200� 600� � − � 2�
�
� �� �
� � � � �
�� � (600 − 2� 13)� − �
�
� �� 8� (600 −
2� 13 − 2� 530)� �
= 3600000000 - 3235258452
= 364741548 mm4
= 0,0003647 m4
� � = �1
4� � � � �
� � − � 2�1
4� �
� − � �
2� � � � � − 2� � �
�− �
1
4� � � � �
� �
= ��
�� 200� 600� � − � 2�
�
�� �
� � � � �
�� � (600 − 2� 13)� − �
�
�� 13� 530� �
= 18000000 - 14901923
= 3098077 mm3
= 0,003098 m3
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
107
Ix rata-rata
Ix tanpa lubang + Ix berlubang / 2
( 0,0003419 + 0,0003647 ) / 2 = 0,0003533 m4
Zx rata-rata
Zx tanpa lubang + Zx berlubang / 2
(0,002185 + 0,003098) / 2 = 0,0026415 m3
Kontrol Penampang :
• Pelat Sayap
λ =bf
2tf=
� � �
2x1 �=
� � �
� �= 7,69
λp
=170
� fy
=170
√250= 10,75
λ < λp Penampang Kompak (OK)
• Pelat Badan ketika solid
λ =h
tw=
400
13= 30,77
λp
=1680
� fy
=1680
√250= 106,25
λ < λp Penampang Kompak (OK)
Dari kombinasi pembebanan didapat,
Mu = 210,46 kNm
Karena penampang kompak, maka : Mn = Mp
Mn = Fy x Zx rata-rata
= 250000 x 0,0026415
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
108
= 321,5 kNm
Δ As = ho x tw = 400 x 0,13
= 52 cm2
Momen Lentur Nominal (berdasarkan ASCE Journal of Structural Engineering
Vol.118, No.12 page 3327)
Mn = Mp − fyΔAs(� �
�+ � )
= 321500 – 0,250 x 5200 (� � �
�+ 100 )
= 615 kNm
Φ Mn = 0,9 x 615
= 553,5 kNm
Φ Mn ≥ Mu
553,5 kNm ≥ 210,46 kNm… (OK)
• Pelat Badan ketika berlubang
λ =dT
t�=
87
13= 6,69
λp
=170
� fy
=170
√250= 10,75
Didapat, λ < λp Penampang Kompak (OK)
Kontrol Kuat Geser :
• d � 2tf
tw=
� � �
� �= 44,15
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
109
• 1365
� fy=
1365
√2 � 0= 86,33
• 1100
� fy=
1100
√2 � 0= 69,57
Kontrol Tekuk Badan (berdasarkan ASCE Journal of Structural Engineering
Vol.118, No.12 page 3319)
• � � � � �
� �≤
� � � �
� � �
= 44,15 ≤ 86,33� �
• � � � � �
� �≤
� � � �
� � �
= 44,15 ≤ 69,57� �
• ao = 331,2 mm
• ho = 400 mm
ao
ho=
331,2
400 = 0,82 ≤ 3,0� �
Vp = fyxtwxd
√3 = 250000x0,0013x0,346 = 112,45k�
Po =ao
ho+
6ho
d
=331,2
400+
2400
600= 4,82 ≤ 5,6 … … … … � �
( nilai 5,6 adalah untuk balok non komposit )
Untuk tee atas dan bawah :
Vpt =fyxtwxdt
√3 =
250000x0,013x0,87
√3 = 1632,45kN
μ = 0
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
110
v =ao
dt =
� � � ,�
� � = 3,8
√6 + μ
v + √3 = 0,44 ≤ 1,0 … OK
Vnt =√6 + μ
v + √3Vpt
= 0,44 x 1632,45
= 718,28 kN
Vnt ≤ Vpt 718,28 kN ≤ 1632,45 kN.... (OK)
Vn = ∑ Vnt = 2 x Vnt = 2 x 718,28 = 1436,56 kN
Φ Vn = ∑ Vnt = 0,9 x Vn
= 0,9 x 1436,56
= 1292,90 kN
Φ Vn ≥ Vu
1292,90 kN ≥ 110,81 kN
Persamaan Interaksi :
�Mu
ФMn�
3
+ �Vu
ФVn�
3
≤ 1,0
= �21046,42
27765�
3
+ �110,81
1292,9�
3
≤ 1,0
= 0,4366 ≤ 1,0 ..... OK
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
111
Kontrol Jarak Antar Lubang :
S = 2 (b+e) = 2 (115,6 + 100) = 431,2 mm
S ≥ ho = 431,2 mm ≥ 400 mm ........ OK
S ≥ ao �
� �� � �
� �� �
� � �
�
≥ 33,12 �� , � � � �
� ,� � � � ��
43,12 cm ≥ 31,16 cm..... OK
Kontrol Lendutan
cm 2,22360
800
360
Lf ===
Lendutan yang terjadi (hasil etabs) :
f ° = 0,226 cm
f ° < fijin
0,226 cm < 2,22 cm ...............OK
Jadi balok induk 1 menggunakan profil castellated 600x200x8x13
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
112
5.5.2 Balok induk 2
Hasil output ETABS batang B105 - story 1, didapat :
Mmax (-) = 97,58 kNm
Vu (-) = 198,87 kN
L = 4 m
Profil wide flange sebelum menjadi profil castelated WF 250 x 125 x 6 x 9
Mutu baja , fy = 250 Mpa = 250 N/mm2 = 250000 kN/m2
Ag = 37,66 cm2
W = 29,6 kg/m r = 12 mm
d = 250 mm Ix = 4050 cm4
tw = 6 mm Zx = 352 cm3
bf = 125 mm θ = 60º
tf = 9 mm Sx = 324 cm3
h = d – 2(tf + r ) = 208 mm
Kontrol Penampang
• Pelat Sayap
λ =b�
2t�=
125
2x9=
125
18= 6,94
λ�
=170
� f�
=170
√250= 10,75
λ < λp Penampang Kompak (OK)
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
113
• Pelat Badan
λ =h
t�=
208
6= 34,67
λ�
=1680
� f�
=1680
√250= 106,25
λ < λp Penampang Kompak (OK)
• Perhitungan Dimensi Profil Castellated
( Berdasarkan Jurnal Opened Web Expanded Beams and Girder )
Asumsi, K1 = 1,5
h = d (K1 – 1 )
= 250 ( 1,5 – 1 ) = 125 mm
dg = d + 2h = 250 + 125 = 375 mm
b = h
tan θ=
125
1,73=72,25mm
dT = � � � � �
�=
� � � � � (� � � )
�= 62,5mm
ho = 2h = 250 mm
e = 0,25 ho = 62,5 mm
ao = 2b + e = 207 mm
Maka, profil wide flange menjadi profil Castellated dengan data-data sebagai
berikut :
dg = 375 mm ho = 250 mm
tw = 6 mm ao = 207 mm
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
114
bf = 125 mm r = 12 mm
tf = 9 mm
h = dg – 2(tf + r ) = 333 mm
• Mencari Ix dan Zx pada profil castellated
Momen inersia tanpa lubang
� � = �1
12� � � � �
� � − � 2� 1
12� �
� − � �
2� � � � � − 2� � �
�
= ��
� �� 125� 375� � − � 2�
�
� �� �
� � � � �
�� � (375 − 2.9)�
= 549316406,3 – 449396517
= 9811,508 cm4 = 0,00009811508 m4
� � = �� � � � �
4� + (� − � � )� � � − � � � � � �
= �� � � � � �
�� + (125 − 6)� (375 − 9)� 9
= 602,923 cm3 = 0,000602923 m3
Momen inersia berlubang
� � = ��
� �� � � � �
� � − � 2��
� �� �
� � � �
�� � � � � − 2� � �
�− �
�
� �� � � � (� � − 2� � − 2 )� �
= ��
� �� 125� 375� � − � 2�
�
� �� �
� � � � �
�� � (375 − 2� 9)� − �
�
� �� 6� (375 −
2� 9 − 2� 333)� � / 104
= 56406,114 cm4 = 0,00056406114 m4
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
115
� � = �1
4� � � � �
� � − � 2�1
4� �
� − � �
2� � � � � − 2� � �
�− �
1
4� � � � �
� �
= ��
�� 125� 375� � − � 2�
�
�� �
� � � � �
�� � (375 − 2� 9)� − �
�
�� 6� 250� � /103
= 579,486 cm3 = 0,000579486 m4
Ix rata-rata
Ix tanpa lubang + Ix berlubang / 2
(0,00009811508 + 0,00056406114) / 2 = 0,000331088 m4
Zx rata-rata
Zx tanpa lubang + Zx berlubang / 2
(0,000602923 + 0,000579486) / 2 = 0,0005912045 m3
Kontrol Penampang :
• Pelat Sayap
λ =bf
2tf=
125
2x9=
125
18= 6,94
λp
=170
� fy
=170
√250= 10,75
λ < λp Penampang Kompak (OK)
• Pelat Badan ketika solid
λ =h
tw=
375
6= 55,5
λp
=1680
� fy
=1680
√250= 106,25
λ < λp Penampang Kompak (OK)
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
116
Dari kombinasi pembebanan didapat,
Mu = 97,58 kNm
Karena penampang kompak, maka : Mn = Mp
Mn = fy x Zx
= 250000 x 0.000579486
= 144,872 kNm
Δ As = ho x tw = 250 x 6
= 1500 mm2 = 15 cm2
Momen Lentur Nominal (berdasarkan ASCE Journal of Structural Engineering
Vol.118, No.12 page 3327)
• Pada Saat Solid
Mn = Mp = 144,872 kNm
Φ Mn = 0,9 x 144,872
= 130,385 kNm
Φ Mn ≥ Mu
130,385 kNm ≥ 97,58 kNm…(OK)
• Pelat Badan berlubang
λ =dT
t�=
62,5
6= 10,42
λp
=170
� fy
=170
√250= 10,75
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
117
Didapat, λ < λp Penampang Kompak (OK)
Kontrol Kuat Geser :
• d � 2tf
tw=
� � � � (� � � )
�= 59,5
• 1365
� fy=
1365
√2 � 0= 86,33
• 1100
� fy=
1100
√2 � 0= 69,57
Kontrol Tekuk Badan (berdasarkan ASCE Journal of Structural Engineering
Vol.118, No.12 page 3319)
• � � � � �
� �≤
� � � �
� � �
= 59,5 ≤ 86,33� �
• � � � � �
� �≤
� � � �
� � �
= 59,5 ≤ 69,57� �
• ao = 207 mm
• ho = 250 mm
ao
ho=
207
250 = 0,828 ≤ 3,0� �
Vp = fyxtwxd
√3 = 250000x0,006x0,2165 = 32,47 kN
Po =ao
ho+
6ho
d
=207
250+
1500
375= 4,8 ≤ 5,6 … … OK
( nilai 5,6 adalah untuk balok non komposit )
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
118
Untuk tee atas dan bawah :
Vpt =fyxtwxdt
√3 =
250000x0,006x0,625
√3 = 541,9kN
μ = 0
v =ao
dt =
� � �
� � ,� = 3,31
√6 + μ
v + √3 = 0,49 ≤ 1,0 … OK
Vnt =√6 + μ
v + √3Vpt
= 0,49 x 541,9
= 262,26 kN
Vnt ≤ Vpt 262,26 kN ≤ 541,9 kN ...(OK)
Vn = ∑ Vnt = 2 x Vnt = 2 x 262,26 = 524,52 kN
Φ Vn = ∑ Vnt = 0,9 x Vn
= 0,9 x 524,52
= 472,068 kN
Φ Vn ≥ Vu
472,068 kN ≥ 198,87 kN .... OK
Persamaan Interaksi :
�Mu
ФMn�
3
+ �Vu
ФVn�
3
≤ 1,0
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
119
= �97,58
130,385�
3
+ �198,87
472,068�
3
≤ 1,0
= 0,48 ≤ 1,0 ... OK
Kontrol Jarak Antar Lubang :
S = 2 (b+e) = 2 (125 + 62,5) = 375 mm
S ≥ ho = 450 mm ≥ 250 mm .... OK
S ≥ ao �
� �� � �
� �� �
� � �
�
≥ 207 �� ,� � �
� ,� � ��
45 cm ≥ 14,25 cm .... OK
Kontrol Lendutan
cm 1,11360
400
360
Lf ===
Lendutan yang terjadi (hasil etabs) :
f ° = 0,36 cm
f ° < fijin
0.36 cm < 1,11 cm.........OK
Jadi balok induk 2 menggunakan profil Castellated 375x125x6x9
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
120
5.6 Perhitungan Kontrol Dimensi Kolom Interior
5.6.1 Kolom King Cross
Hasil output ETABS, didapat :
Pu (-) = 2305,95 kN
Mux (-) = 23,67 kNm
Muy (-) = 26,54 kNm
H = 4 m
Profil K 700 x 300 x 13 x 24
Mutu baja , fy = 250 Mpa = 250 N/mm2 = 250000 kN/m2
Ag = 369,7 kg/m
tw = 13 mm
tf = 24 mm
Ix = 211800 cm4
Iy = 220791 cm4
Sx = 6051,4 cm3
Sy = 6193,3 cm3
Zx = 7356,34 cm3
Zy = 7505 cm3
rx = 21,19 cm3
ry = 21,60 cm3
r = 28 mm
h = d - 2(tf + r) = 596 mm
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
121
Kontrol Penampang
• Pelat Sayap
λ =bf
2tf=
300
2x24=
300
48= 6,25
λp
=170
� fy
=170
√250= 10,75
λ < λp Penampang Kompak (OK)
• Pelat Badan
λ =h
tw=
596
13= 45,85
λp
=1680
� fy
=1680
√250= 106,25
λ < λp Penampang Kompak (OK)
karena penampang kompak, maka Mnx = Mny = Mp
Sumbu X
Mx = Sx x fy
= 0,0060514 x 25000
= 1512,85 kNm
1,5 Mx = 2269,27 kNm
Mnx = fy x Zx
= 250000 x 0,007356
= 1839,09 kNm
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
122
Mnx ≤ 1,5 Mx
1839,09 kNm ≤ 2269,27 kNm....... OK
Sumbu Y
My = Sy x fy
= 0,006193 x 250000
= 1548,32 kNm
1,5 Mx = 2322,48 kNm
Mny = fy x Zy
= 250000 x 0,007505
= 1876,25 kNm
Mny ≤ 1,5 My
1876,25 kNm ≤ 2322,48 kNm...... OK
Jadi, diperoleh : Mnx = 1839,09 kNm
Mny = 1876,25 kNm
Kontrol Tekuk Lateral
Lb = 400 cm
L�= 1,76ry �
E
fy= 1,76x21,60�
2000000
2500= 2150,5cm
Lb < Lp → Bentang Pendek
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
123
Terhadap Sumbu X
Bagian dasar kolom diasumsikan jepit, sehingga GB = 1
� � =∑
� � �
� �
∑� � �
� �
=2(211800/400)
2(16895,1/400)= 12,54
GB = 1
Diperoleh : Kc = 1,94 ( bergoyang )
Kc = 0,724 ( tidak begoyang)
Tidak bergoyang :
λx = KcxLk
ix=
0,724x500
21,19= 17,08
Ncrbx = π2E
λ2 Ag = 3,142x2000000
17,082� 3,697 = 249898,13kN
Bergoyang :
λx = KcxLk
� x=
1,94x500
21,60= 44,9
Ncrbx = π2E
λ2 Ag = 3,142x2000000
44,92� 3,697 = 36161,46kN
Terhadap Sumbu Y
Bagian dasar kolom diasumsikan jepit, sehingga GB = 1
� � =∑
� � �
� �
∑� � �
� �
=2(211800/400)
(55683,6/800) + (16895,1/400)= 9,47
GB = 1
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
124
Diperoleh : Kc = 1,94 ( bergoyang )
Kc = 0,724 ( tidak begoyang)
Tidak bergoyang :
λy = KcxLk
iy=
0,724x500
21,19= 17,08
Ncrby = π2E
λ2 Ag =3,142x2000000
17,082� 3,697 = 249898,13kN
Bergoyang :
λy = KcxLk
ix=
1,94x500
21,60= 44,9
Ncrby = π2E
λ2 Ag =3,142x2000000
44,92� 3,697 = 36161,46kN
Λterbesar = λ = 44,9
λc = λ
π�
fy
E=
44,9
π�
2500
2000000= 0,505
0,25 < λc < 1,2 → Kolom menengah (inelastic)
Dimana :
ω = 1,43
1,6 − 0,67λc= 1,133
Momen Balok Terhadap Sumbu X :
δbx = Cm
1 − �� �
� � � � ��
≥ 1Cm = 0,6 − 0,4M1
� 2
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
125
Cm = 0,6 − 0,4(73,96)
(72,42)= 0,19
Nu = 2181,8 kN
Ncrbx = 36161,46 kN
Karena Cm ≤ 1 maka
δbx = 1
1 − �2181,81
36161,47�
= 0,25
Mltx = - 26,53 kNm
Mntx = akibat DL + LL = - 279,22 kNm
Mux = δbx Mntx + δbx Mltx
= 0,25 (-279,22) + 0,25 (-26,53)
= -76,438 kNm
Momen Balok Terhadap Sumbu Y :
δby = Cm
1 − �� �
� � � � ��
≥ 1Cm = 0,6 − 0,4M1
� 2
Cm = 0,6 − 0,4(257,71)
(313,39)= 0,16
Nu = 2181,80 kN
Ncrby =36161,46 kN
Karena Cm ≤ 1 maka
δby = 1
1 − �2181,8
36161,47�= 3,94
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
126
Mlty = - 26,53 kNm
Mnty = akibat DL + LL = - 24,63 kNm
Muy = δby Mnty + δby Mlty
= 3,94 (-24,63) + 3,94 (-26,53) = 201,63 kNm
ФPn = Agfy
ω= 3,697x
250000
1,113= 8157,54kN
Kuat Tekan-Lentur
Pu
ФPn=
2305,95
8157,55= 0,3 ≥ 0,2
Dipakai rumus interaksi 1 :
PU
∅Pn+
8
9� �
Mux
ФMnx� + �
Muy
ФMny� � ≤ 1,0
2305,95
8157,55+
8
9� �
75,72
0,9x1839,08� + �
201,63
0,9x1876,25� � ≤ 1,0
= 0,429 ≤ 1,0 .............. OK
Jadi kolom interior menggunakan profil king cross 700x300x13x24
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
127
5.7. Perhitungan Kontrol Dimensi Kolom Ekterior
5.7.1 Kolom Queen Cross
Hasil output ETABS, didapat :
Pu (-) = 1683 kN
Mux (-) = 18,54 kNm
Muy (-) = 25,17 kNm
h = 4 m
Profil Q 700 x 300 x 13 x 24
Mutu baja , fy = 250 Mpa = 250 kN/mm2 = 250000 kN/m2
Ag = 277,4 kg/m
tw = 13 mm
tf = 24 mm
Ix = 206406 cm4
Iy = 86629 cm4
Sx = 5897,1 cm3
Sy = 3555,3 cm3
Zx = 6802,56 cm3
Zy = 4239,11 cm3
rx = 24,14 cm3
ry = 15,49 cm3
r = 28 mm
h = d - 2(tf + r) = 596 mm
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
128
Kontrol Penampang
• Pelat Sayap
λ =b�
2t�=
300
2x24=
300
48= 6,25
λp
=170
� fy
=170
√250= 10,75
λ < λp Penampang Kompak (OK)
• Pelat Badan
λ =h
t�=
700
13= 53,85
λp
=1680
� fy
=1680
√250= 106,25
λ < λp Penampang Kompak (OK)
karena penampang kompak, maka Mnx = Mny = Mp
Sumbu X
Mx = Sx x Fy
= 0,00356 x 250000
= 1474,27 kNm
1,5 Mx = 2211,41 kNm
Mnx = fy x Zx
= 250000 x 0,006802
= 1700,64 kNm
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
129
Mnx ≤ 1,5 Mx
1700,64 kNm ≤ 2211,41 kNm ....... OK
Sumbu Y
My = Sy x Fy
= 0,011269 x 250000
= 2817,25 kNm
1,5 My = 4225,87 kNm
Mny = fy x Zy
= 250000 x 0,004239
= 1059,77 kNm
Mny ≤ 1,5 My
1059,77 kNm ≤ 4225,87 kNm ..... OK
Jadi, diperoleh : Mnx = 1700,64 kNm
Mny = 1059,77 kNm
Kontrol Tekuk Lateral
Lb = 500 cm
L�= 1,76ry �
E
fy= 1,76x15,49�
2000000
2500 = 771cm
Lb < Lp → Bentang Pendek
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
130
Terhadap Sumbu X
Bagian dasar kolom diasumsikan jepit, sehingga GB = 1
G� =∑
� � �
� �
∑� � �
� �
=2(206406/400)
2(16895,1/400)= 12,24
GB = 1
Diperoleh : Kc = 1,981 ( bergoyang )
Kc = 0,725 ( tidak begoyang)
Tidak bergoyang :
λx = KcxLk
rx=
0,725x400
24,14= 12,01
Ncrbx = π2E
λ2 Ag = 3,142x2000000
12,012x2,774 = 379236,15kN
Bergoyang :
λx = KcxLk
� x=
1,981x400
15,49= 51,15
Ncrbx = π2E
λ2 Ag = 3,142x2000000
51,152x2,774 = 20907,61kN
Terhadap Sumbu Y
Bagian dasar kolom diasumsikan jepit, sehingga GB = 1
� � =∑
� � �
� �
∑� � �
� �
=2(409073/500)
2(55683,6/800)= 11,75
GB = 1
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
131
Diperoleh : Kc = 1,91 ( bergoyang )
Kc = 0,735 ( tidak begoyang)
Tidak bergoyang :
λy = KcxLk
ix=
0,735x400
24,14= 12,17
Ncrby = π2E
λ2 Ag =3,142x2000000
12,172x2,774 = 369330kN
Bergoyang :
λy = KcxLk
ix=
1,91x400
15,49= 49,32
Ncrby = π2E
λ2 Ag =3,142x2000000
49,322x2,774 = 22487,93kN
Λterbesar = λ = 49,32
λc = λ
π�
fy
E=
49,32
π�
2500
2000000= 0,55
0,25 < λc < 1,2 → Kolom menengah (inelastic)
Dimana :
ω = 1,43
1,6 − 0,67λc= 1,074
Momen Balok Terhadap Sumbu X :
δbx = Cm
1 − �� �
� � � � ��
≥ 1Cm = 0,6 − 0,4M1
� 2
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
132
Cm = 0,6 − 0,4(64,84)
(61,86)= 0,2096
Nu = 110,81 kN
Ncrbx = 379236,15 kN
Karena Cm ≤ 1 maka
δbx = 1
1 − �110,82
379236,2�
= 0,99
Mltx = - 18,54 kNm
Mntx = akibat DL + LL = - 19,73 kNm
Mux = δbx Mntx + δbx Mltx
= 0,99 (-19,73) + 0,99 (-18,54) = 37,89 kNm
Momen Balok Terhadap Sumbu Y :
δby = Cm
1 − �� �
� � � � ��
≥ 1Cm = 0,6 − 0,4M1
� 2
Cm = 0,6 − 0,4(11413,86)
(9322,50)= 0,24
Nu = 110,81 kN
Ncrby = 369330 kN
Karena Cm ≤ 1 maka
δby = 1
1 − �110,82
369330�= 1
Mlty = - 25,17 kNm
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
133
Mnty = akibat DL + LL = - 39,83 kNm
Muy = δby Mnty + δby Mlty
= 1 (-39,83) + 1 (-25,17) = 65,01 kNm
ФPn = Agfy
�= 2,774�
� � � � � �
� ,� � � = 6457,16 kN
Kuat Tekan-Lentur
Pu
ФPn=
1683,02
6457,17= 0,26 ≥ 0,2
Dipakai rumus interaksi 1
PU
∅Pn+
8
9� �
Mux
ФMnx� + �
Muy
ФMny� � ≤ 1,0
1683,02
6457,17+
8
9� �
37,89
0,9x1700,64� + �
65,01
0,9x1059,78� � ≤ 1,0
= 0,342 ≤ 1,0 .......... OK
Jadi kolom eksterior menggunakan profil queen cross 700x300x13x24
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
134
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
134
BAB VI
HUBUNGAN BALOK KOLOM DAN DAERAH PANEL
6.1 Hubungan Balok Kolom
Berdasarkan SNI 03 – 1729 – 2002, hubungan berikut ini harus dipenuhi pada
sambungan balok ke kolom:
∑ � � �
∑ � � �> 1
Dimana :
∑ � � � adalah jumlah momen – momen kolom di bawah dan di atas sambungan pada
pertemuan antara as kolom dan as balok. ∑ � � � ditentukan dengan
menjumlahkan proyeksi kuat lentur nominal kolom, termasuk voute bila ada,
di atas dan di bawah sambungan pada as balok dengan reduksi akibat gaya
aksial tekan kolom. Diperkenankan untuk mengambil ∑ M� � = ∑ Zc � fyc −
� � �
� �� . Bila as balok – balok yang bertemu di sambungan tidak membentuk
satu titik maka titik tengahnya dapat digunakan dalam perhitungan.
∑ � � � adalah jumlah momen balok – balok pada pertemuan as balok dan as kolom.
∑ � � � ditentukan dengan menjumlahkan proyeksi kuat lentur nominal balok
di daerah sendi plastis pada as kolom. Diperkenankan untuk mengambil
∑ M� � = ∑(1,1RyMp − My), dengan My adalah momen tambahan akibat
amplifikasi gaya geser dari lokasi sendi plastis ke as kolom.
Agadalah luas penampang bruto kolom
fycadalahteganganlelehpenampangkolom
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
135
Nuc adalah gaya aksial tekan berfaktor pada kolom
Zc adalah modulus plastis penampang kolom
Profil kolom KC 700 x 300 x 13 x 24
Section properties :
Ag = 471cm�
Zx = 7356,335cm�
Material properties BJ 41 :
f� = 410Mpa
f� = 250Mpa
Profil kolom QC 700 x 300 x 13 x 24
Section properties :
Ag = 353,25cm�
Zx = 4239,11cm�
Material properties BJ 41 :
f� = 410Mpa
f� = 250Mpa
Profil B1 Castellated 600 x 200 x 8 x 13
Section properties :
dc = 600mm
bf = 200mm
tf = 13mm
tw = 8mm
Zx = 2641,61cm�
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
136
Material properties BJ 41 :
f� = 410Mpa
f� = 250Mpa
Profil B2 Castellated 375 x 125 x 6 x 9
dc = 375mm
bf = 125mm
tf = 9mm
tw = 6mm
Zx = 971,74cm�
Material properties BJ 41 :
f� = 410Mpa
f� = 250Mpa
6.1.1 Hubungan Balok Kolom Interior
Gambar 6.1 Hubungan Balok Kolom Interior
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
137
Gaya aksial kolom akibat beban kombinasi ultimate hasil analisa ETABS :
Nuc = 2305,95kN
Momen pada ke dua ujung kolom
� M� � = 2xZ� x(fyc − Nuc
Ag)
= 2x7,356335x(250000 − 2305,95
0,0471)
= 2957,85kNm
Momen pada balok CS 375.125.6.9
M� � � = (1,1xRyxMp − My) dimana My = 0 ( anggap tidak ada amplifikasi
gaya geser )
Ry = 1,5 untuk fy < 300 Mpa
Mp = Zxxfy
= 0,097174x250000
= 24,935kNm
M� � � = (1,1x1,5x24,935 − 0)
= 41,14275kNm
Momen pada balok CS 600.200.8.13
M� � � = (1,1xRyxMp − My) dimana My = 0 ( anggap tidak ada amplifikasi )
Ry = 1,5 untuk fy < 300 Mpa
Mp = Zxxfy
= 0,002642x250000
= 660,40kNm
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
138
M� � � = (1,1x1,5x660,40 − 0)
= 1089,96kNm
Kontrol syarat strong column weak beam :
� M� � = 2957,85kNm
� M� � = M� � � + M� � �
= 41,14275 + 1089,96
= 1131,1kNm
∑ M� �
∑ M� �> 1
2957,85
1131,1= 2,615 > 1OK‼
6.1.2 Hubungan Balok Kolom Eksterior
Gambar 6.2 Hubungan Balok Kolom Eksterior
Gaya aksial kolom akibat beban kombinasi ultimate hasil analisa ETABS :
Nuc = 1683,015kN
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
139
Momen pada ke dua ujung kolom
� M� � = 2xZ� x(fyc − Nuc
Ag)
= 2x0,04239x(250000 − 1683
0,0471)
= 1816,6kNm
Momen pada balok CS 600.200.8.13
M� � � = (1,1xRyxMp − My) dimana My = 0 ( anggap tidak ada amplifikasi )
Ry = 1,5 untuk fy < 300 Mpa
Mp = Zxxfy
= 0,00264161x250000
= 660,4kNm
M� � � = (1,1x1,5x660,4 − 0)
= 1089,96kNm
Kontrol syarat strong column weak beam :
� M� � = 1816,6kNm
∑ M� �
∑ M� � �> 1
1816,6
1089,96= 1,67 > 1OK‼
6.2 Daerah Panel Hubungan Balok Kolom
6.2.1 Gaya Geser Rencana pada Daerah Panel
Berdasarkan SNI 03 – 1729 – 2002, Gaya geser berfaktor Vu pada daerah
panel ditentukan berdasarkan momen lentur balok sesuai dengan kombinasi
pembebanan 1,2DL + L + E dan 0,9DL + E. Namun Vu tidak perlu melebihi gaya
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
140
geser yang ditetapkan berdasarkan 0,8∑ Ry. Mp dari balok – balok yang merangka
pada sayap kolom disambungan. Kuat geser rencana ϕVn panel ditentukan
menggunakan persamaan berikut :
Bila Nu ≤ 0,75Ny, � � � � = 0,6� � � � � � � � � 1 + � � � � � � �
�
� � � � � ��
Bila Nu > 0,75Ny, � � � � = 0,6� � � � � � � � � 1 + � � � � � � �
�
� � � � � �� � 1,9 −
� ,� � �
� ��
Keterangan :
tp adalah tebal total daerah panel, termasuk pelat pengganda
dc adalah tinggi keseluruhan penampang kolom
bcf adalah lebar sayap kolom
db adalah tinggi bruto penampang balok
fy adalah tegangan leleh bahan baja pada daerah panel
Gambar 6.3 Daerah Panel Interior
Gaya aksial kolom akibat kombinasi ultimate hasil analisa ETABS adalah
Nu = 2305,95kN
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
141
Kapasitas aksial kolom :
0,75Ny = 0,75xAgxfy
= 0,75x0,0471x250000
= 8831,25kN
Kontrol gaya aksial kolom :
Nu = 2305,95kN < 0,75Ny
= 2305,95 < (0,75x8831,25) = 6623,44kN … OK‼
Karena Nu < 0,75Ny maka kuat geser rencana panel menggunakan rumus :
� � � � = 0,6� � � � � � � � � 1 + 3� � � � �
�
� � � � � ��
= 0,6� 0,75� 250� 700� 13 � 1 + 3� 200� 24�
600� 700� 13�
= 1088550N = 1088,55kN
6.2.2 Gaya Geser Yang Terjadi pada Daerah Panel
Gaya geser yang terjadi pada daerah panel pada daerah gempa tinggi
merupakan gaya geser akibat momen kapasitas balok dan kolom. Besarnya gaya
geser pada daerah panel dapat dilihat seperti pada gambar 7.4.
Gambar 6.4 Gaya Geser Daerah Panel
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
142
1. Perhitungan Momen pada balok dan kolom
• Momen pada balok CS 375.125.6.9
M� = (1,1xRyxMp)
Ry = 1,5 untuk fy < 300 Mpa
Mp = Zxxfy
= 0,0097174x250000
= 242,935kNm
M� = (1,1x1,5x242,935)
= 400,84275kNm
• Momen pada balok CS 600.200.8.13
M� � � = (1,1xRyxMp)
Ry = 1,5 untuk fy < 300 Mpa
Mp = Zxxfy
= 0,00264161x250000
= 660,4kNm
M� � � = (1,1x1,5x660,4)
= 1089,96kNm
• Momen pada kolom KC 700.300.13.24
Mc = Zx. fy
Mc = 0,007356x250000
= 1839,08kNm
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
143
2. Perhitungan Gaya Geser
T1 = C1 = M1
d − tf
= 400,84x1000
375 − 9
= 908,94kN
T2 = C2 = M2
d − tf
= 1089,9641x1000
700 − 24
= 1612,37kN
Vk = 2Mc
h
= 2x1839,08
4
= 919,54kN
3. Gaya geser daerah panel
V� = T1 + C2 − Vk
= 908,94 + 1612,37 − 919,54
= 1601,77kN
Kontrol gaya geser pada daerah panel :
� � � � = 1109,633kN < V� = 1601,77kN Not Ok !!
Karena kapasitas geser daerah panel tidak mencukupi maka perlu adanya penebalan
pelat panel. Besar penebalan pelat daerah panel adalah sebagai berikut :
t = Vj
� � � �xtp
= 1601,77
1109,63x13 = 18,76mm
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
144
Penebalan pelat panel = t – tp = 18,76 – 13 = 5,76 mm dibulatkan 8 mm. Sehingga
tebal total pelat daerah panel adalah 13 + 8 = 21 mm.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
145
BAB VII
PERENCANAAN SAMBUNGAN
7.1 Sambungan Balok Anak dengan Balok Eksterior
Sambungan yang digunakan adalah sambungan baut karena balok anak terletak
pada 2 tumpuan sederhana.
Vu = 6364,90 kg = 63,64 Kn
Balok anak : 300 x 100 x 5,5 x 8
Balok induk : 375 x 125 x 6 x 9
Gambar 7.1 Sambungan Balok Anak dengan Balok Induk Eksterior
7.1.1. Sambungan pada Badan Balok Anak
Penentuan Jumlah Baut
Direncanakan menggunakan:
Ø = 16 mm
fy = 250 N/mm2
fu = 410 N/mm2
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
146
Pelat siku dari profil 60 x 60 x 6
Ab = ¼ π d2 = ¼ x 3,14 x 1,62 = 2,0096 cm2
Kuat Geser ( Ф Vn ) = Ф x fu x 0,4 x Ab x m
= 0,75 x 4100 x 0,4 x 2,0096 x 1
= 6197,52 kg = 61,97 kN ( menentukan)
Kuat Tumpu ( Ф Vn ) = Ф x 2,4 x fu x db x tp
= 0,75 x 2,4 x 4100 x 1,6 x 0,6
= 7084,8 kg = 70,84 kN
Dipakai Ф Vn = 61,97 kN ( menentukan )
Jumlah baut yang diperlukan :
n = V�
∅Vn=
63,64kN
61,97kN= 1,027baut ≈ 2buahbaut
Vu ≤ n x Ф Vn = 2 x 61,97 = 123,94 kN .....OK
Kontrol jarak baut
Jarak ke tepi = 1,5 db s.d ( 4 tp + 100mm) atau 200mm
= 2,4 cm s.d 12,4 cm → Terpasang = 3 cm
Jarak antar baut = 3 db s.d 15 tp atau 200mm
= 4,8 cm s.d 9 cm → Terpasang = 5 cm
7.1.2. Sambungan pada Badan Balok Induk Eksterior
Penentuan Jumlah Baut
Direncanakan menggunakan:
Ø = 16 mm
fy = 250 kg/cm2
fu = 410 kg/cm2
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
147
Pelat siku dari profil 60 x 60 x 6
Ab = ¼ π d2 = ¼ x 3,14 x 1,62 = 2,0096 cm2
Kuat Geser ( Ф Vn ) = Ф x fu x 0,5 x Ab x m
= 0,75 x 4100 x 0,5 x 2,0096 x 1
= 3089,76 kg = 30,89 kN ( menentukan)
Kuat Tumpu ( Ф Vn ) = Ф x 2,4 x fu x db x tp
= 0,75 x 2,4 x 4100 x 1,6 x 0,6
= 7084,8 kg = 70,84 kN
Dipakai Ф Vn = 30,89 kn ( menentukan)
Jumlah baut yang diperlukan :
n = V�
∅Vn=
63,64kN
30,89kN= 2,059baut ≈ 3buahbaut
Vu ≤ n x Ф Vn = 3 x 30,89 = 92,69 kN ....OK
Diameter perlemahan ( dengan bor ) :
Ø + 1,5 = 16 + 1,5 = 17,5 mm = 1,75 cm
Anv = (6,91- 2 x 1,75) x 0,6 x 2 = 4,092 cm2
Ф Pn = Ф x Anv x 0,6 x Fu
= 0,75 x 4,092 x 0,6 x 4100
= 7549,74 kg = 75,49 kN
Kontrol jarak baut
Jarak ke tepi = 1,5 db s.d (4tp + 100mm) atau 200mm
= 2,4 cm s.d 12,4 cm → Terpasang = 3 cm
Jarak antar baut = 3 db s.d 15 tp atau 200mm
= 4,8 cm s.d 9 cm → Terpasang = 5 cm
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
148
Dengan perhitungan yang sama maka didapat :
7.2 Sambungan Balok Anak dengan Balok Interior
Sambungan yang digunakan adalah sambungan baut karena balok anak terletak
pada 2 tumpuan sederhana.
Vu = 62,33 kN : 2Vu = 124,67 kN
Balok anak : 300 x 100 x 5,5 x 8
Balok induk : 375 x 125 x 6 x 9
Gambar 7.2 Sambungan Balok Anak dengan Balok Induk Interior
Gambar 7.3 Detail Sambungan Balok Anak dengan Balok Induk Interior
30
30
50
Baut D16
30
30
50
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
149
7.2.1 Sambungan pada Badan Balok Anak
Penentuan Jumlah Baut
Direncanakan menggunakan:
Ø = 16
fy = 250 N/mm2
fu = 410 N/mm2
m = Jumlah bidang geser
Pelat siku dari profil 60 x 60 x 6
Ab = ¼ π d2 = ¼ x 3,14 x 1,62 = 2,0096 cm2
Kuat Geser ( Ф Vn ) = Ф x Fu x 0,5 x Ab x m
= 0,75 x 4100 x 0,5 x 2,0096 x 2
= 6179,52 kg = 61,79 kN( menentukan)
Kuat Tumpu ( Ф Vn ) = Ф x 2,4 x Fu x db x tp
= 0,75 x 2,4 x 4100 x 1,6 0,6
= 7084,8 kg = 70,84 kN
Dipakai Ф Vn = 61,79 kn ( menentukan )
Jumlah baut yang diperlukan :
n = V�
∅Vn=
62,34kN
61,79kN= 1,008baut ≈ 2buahbaut
Vu ≤ n x Ф Vn
62,34kN < 2 x 61,79 = 123,59 kN....OK
Kontrol jarak baut
Jarak ke tepi = 1,5 db s.d ( 4 tp + 100mm) atau 200mm
= 2,4 cm s.d 12,4 cm → Terpasang = 3 cm
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
150
Jarak antar baut = 3 db s.d 15 tp atau 200mm
= 4,8 cm s.d 9 cm → Terpasang = 5 cm
7.2.2 Sambungan pada Badan Balok Induk Interior
Penentuan Jumlah Baut
Direncanakan menggunakan:
Ø = 16
fy = 250 N/mm2
fu = 410 N/mm2
m = Jumlah bidang geser
Pelat siku dari profil 60 x 60 x 6
Ab = ¼ π d2 = ¼ x 3,14 x 1,62 = 2,0096 cm2
Kuat Geser ( Ф Vn ) = Ф x Fu x 0,5 x Ab x m
= 0,75 x 4100 x 0,5 x 2,0096 x 2
= 6179,52 kg = 61,79 kN( menentukan)
Kuat Tumpu ( Ф Vn ) = Ф x 2,4 x Fu x db x tp
= 0,75 x 2,4 x 4100 x 1,6 x 0,6
= 7084,8 kg = 70,84 kN
Dipakai Ф Vn = 61,79 kN ( menentukan )
Jumlah baut yang diperlukan :
n = V�
∅Vn=
63,64kN
61,79kN= 1,03baut ≈ 2buahbaut
Vu ≤ n x Ф Vn =
63,64 kN < 2 x 61,79 = 123,59 kN .....OK
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
151
Diameter perlemahan ( dengan bor ) :
Ø + 1,5 = 16 + 1,5 = 17,5 mm = 1,75 cm
Anv = (6,91- 2 x 1,75) x 0,6 x 2 = 4,092 cm2
Ф Pn = Ф x Anv x 0,6 x Fu
= 0,75 x 4,092 x 0,6 x 4100
= 7549,74 kg = 75,49 kN
Kontrol jarak baut
Jarak ke tepi = 1,5 db s.d (4tp + 100mm) atau 200mm
= 2,4 cm s.d 12,4 cm → Terpasang = 3 cm
Jarak antar baut = 3 db s.d 15 tp atau 200mm
= 4,8 cm s.d 9 cm → Terpasang = 5 cm
7.3 Sambungan Balok Eksterior B1 dengan Kolom Eksterior KC1
7.3.1 Sambungan Pelat dengan Kolom KC1 ( Sambungan Baut )
Profil balok dan kolom
Kolom Interior ( King Cross) : 700 x 300 x 13 x 24
Balok induk ( Castellated ) : 600 x 200 x 8 x 13
Gambar 7.4 Sambungan Balok Eksterior dengan Kolom Eksterior
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
152
Gambar 7.5 Deatail Sambungan Balok Eksterior dengan Kolom Eksterior
Output Gaya Dalam Maksimum :
Momen akibat beban ultimate hasil analisa struktur menggunakan ETABS kombinasi
ENVE :
Mu = 313,39 kNm
Gaya geser akibat kombinasi beban 1,2DL + 0,5LL :
Pu1 = 154,49 kN
Direncanakan baut BJ 41
fub = 4100 kg cm�⁄
Øbaut = 19mm
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
153
Ab = 0,785x19�
= 283,53mm�
Pelat Penyambung BJ 41
fu = 410Mpa
fy = 250Mpa
tp = 20mm
Kontrol Geser
Direncanakan baut 16 D19
Vu = Pu
n=
154,49x1000
19= 8131,053N
fuv = � �
� �=
� � � � ,� � �
� � � ,� �= 28,678Mpa ≤ 0,4x0,75xfubx1 = 123MpaOK!!
Beban Tarik ( Interaksi Geser dan Tarik )
ft = (1,3. fub − 1,5. fuv)
= (1,3x410 − 1,5x123) = 478,512 kN/cm2 ≥ fub = 410 kN cm�⁄
ft = fub = 410 kN cm�⁄
Td = 0,75 x fub x Ab = 0,75 x 410 x 283,53 = 87185,087 N
Mencari garis netral anggap di bawah baut terbawah
a = � � � � �
� � � � � � �= 27,899mm ≤ 75mm OK!!
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
154
Momen rencana yang dapat dipikul sambungan :
Gambar 7.6 Diagram Gaya Tarik Baut
ØMn = � � 0,9x250xa� x200
2�
+ 2x87185,087(22 + 172 + 322 + 447 + 597 + 747 + 897)�
/1000000
= 576,195 kNm > Mu = 313,39 kNm …OK!
7.3.2 Sambungan Pelat dengan Balok B1 ( Sambungan Las )
Digunakan las � � � � � �
Tebal las te = 1cm
Profil balok B1 WF 600.200.8.13 BJ 41
h = 600 − 2x(8 + 16)
= 552mm
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
155
e A� � � = 2x(552 + 200)x10 = 15040mm�
Ip = 2x � �1
12x552x10� � 2 + � 10x20x �
600
2�
�
� �
= 554672000mm�
Akibat beban geser sentris
Pu = 154,49kN
fu = Pux1000
A� � �=
154,49x1000
15040= 1102,719 kN cm�⁄
Akibat beban momen lentur
Mu = 313,39kNm
Sx = Ip
d 2⁄=
554672000
300= 1848906,667mm�
� h = � � � � � �
� �=
� � � ,� � � � � �
� � � � � � � ,� � � = 169,5 N/mm2
Tegangan total akibat geser dan momen lentur
ftot = � fu� + � h�
= � 1102,719� + 169,5�
= 2169,811 kN mm�⁄
Kekuatan Rencana Las
Øfn = (0,75x0,6x70x(70,3/10)) = 221,445 N mm�⁄
ftot = 2169,811 N mm�⁄ ≤ Øfn = 221,445 N mm�⁄ OK!!
te� � � � � ≥ ftotx10
Øfn= 7,668mm
a� � � � � ≥ 7,668
0,707= 10,848mm
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
156
Syarat :
amin = 6mm(untukketebalanpelatt = 15mm)
aeff� � � = 1,41x410x8x10
70x70,3= 9,398mm(lasdibadan)
aeff� � � = 0,707x410x13x10
70x70,3= 15,272mm(lasdisayap)
Maka dipakai a = 11mm > a� � � � � = 10,848mm
7.4 Sambungan Balok Interior B2 dengan Kolom KC1
7.4.1 Sambungan Pelat dengan Kolom KC1 ( Sambungan Baut )
Kolom Interior ( King Cross) : 700 x 300 x 13 x 24
Balok induk ( Castellated ) : 375 x 125 x 6 x 9
Gambar 7.7 Sambungan Balok Interior dengan Kolom Interior
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
157
Gambar 7.8 Detail Sambungan Balok Interior dengan Kolom Interior
Output Gaya Dalam Maksimum :
Momen akibat beban ultimate hasil analisa struktur menggunakan ETABS
kombinasi ENVE :
Mu = 97,58 kNm
Gaya geser akibat kombinasi beban 1,2DL + 0,5LL :
Vu1 = 198,87 kN
Direncanakan baut BJ 41
fub = 410Mpa
Øbaut = 19mm
Ab = 0,785x19�
= 283,529mm�
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
158
Pelat Penyambung BJ 41
fu = 410Mpa
fy = 250Mpa
tp = 15mm
Kontrol Geser
Direncanakan baut 12 D19
Vu = Pu
n=
118x1000
12= 9833,33N
fuv = � �
� �=
� � � � ,� �
� � � , � � � = 34,682Mpa ≤ 0,4x0,75xfubx1 = 123MpaOK!!
Beban Tarik ( Interaksi Geser dan Tarik )
ft = (1,3. fub − 1,5. fuv) = (1,3.410 − 1,5. 123)
= 4677,937 kg cm�⁄ ≥ fub = 410 Mpa
ft = fub = 410Mpa
Td = 0,75 x fub x Ab = 0,75 x 410 x 283,53 = 87185,087 N
Mencari garis netral anggap di bawah baut terbawah
a =� � � � �
� � � � � � � = 33,479 mm < 75 mm ….OK!!
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
159
Momen rencana yang dapat dipikul sambungan :
Gambar 7.9 Diagram Gaya Tarik Baut
ØMn = � � 0,9x250xa� x125
2�
+ 2x87185,087(16 + 167 + 267 + 404 + 542)� /1000000
= 259,183kNm > Mu = 97,58kNm ...OK!
7.4.2 Sambungan Pelat dengan Balok B2 ( Sambungan Las )
Digunakan las � � � � � �
Tebal las te = 10mm
Profil balok B2 WF 375.125.6.9 BJ 41
h = 375 − 2x(6 + 12)
= 339mm
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
160
A� � � = 2x(339 + 125)x10 = 9280mm�
Ip = 2x � �1
12x339x10� � + � 10x125 �
375
2�
�
� �
= 87947125mm�
Akibat beban geser sentris
Pu = 198,87kN = 198870 N
fu = Pu
A� � �=
198870
11820= 16,825 N mm�⁄
Akibat beban momen lentur
Mu = 97,58kNm = 97580 N
Sx = Ip
d 2⁄=
87947125
187,5= 469051,33mm�
� h = Mux100
Sx=
97580x100
469051,33= 20,861 N mm�⁄
Tegangan total akibat geser dan momen lentur
ftot = � fu� + � h�
= � 16,825� + 20,861�
= 26,8 N mm�⁄
Kekuatan Rencana Las
Øfn = (0,75x0,6x70x70,3/10) = 221,445 N mm�⁄
ftot = 26,8 N mm�⁄ ≤ Øfn = 221,445 N mm�⁄ OK!!
te� � � � � ≥ ftot
Øfn=
26,8
221,445= 0,12cm
a� � � � � ≥ 0,12
0,707= 0,169cm
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
161
Syarat :
amin = 6mm(untukketebalanpelatt = 15mm)
aeff� � � = 1,41x410x6x10
70x70,3= 4,998mm(lasdibadan)
aeff� � � = 0,707x410x9x10
70x70,3= 10,573mm(lasdisayap)
Maka dipakai a = 10mm > a� � � � � = 9,7mm
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
162
BAB VIII
KESIMPULAN DAN SARAN
8.1 KESIMPULAN
Dari hasil perhitungan dan analisa yang telah dilakukan, maka dapat diambil
kesimpulan antara lain :
1. Dilakukan perhitungan struktur sekunder terlebih dahulu seperti perhitungan
pelat atap, pelat lantai, balok anak, tangga dan balok lift terhadap beban-beban
yang bekerja baik beban mati, beban hidup maupun beban terpusat.
2. Analisa balok Castellated Beam dihitung terhadap kontrol penampang (local
buckling dan lateral buckling), kontrol geser dan kontrol lendutan .
3. Dilakukan kontrol kekuatan struktur kolom King Cross dan Queen Cross yang
meliputi kontrol penampang, perhitungan kuat tekan aksial kolom, perhitungan
kuat lentur kolom, dan kontrol kombinasi tekan aksial dan lentur.
4. Pada perbandingan berat saat kondisi gedung masih menggunakan beton
bertulang dan terdiri dari 5 lantai setinggi 20 meter mempunyai berat 2,29
kN/m2 dan setelah dilakukan modifikasi pada jumlah lantai menjadi 8 lantai dan
tinggi 28 meter menggunakan struktur baja, mengalami penurunan berat
menjadi 1,09 kN/m2. Jadi penggunan material baja pada gedung ini sangat
menguntungkan dibandingkan material beton bertulang karena berat gedung
mengalami banyak penyusutan pada beratnya.
5. Dari hasil pehitungan didapatkan hasil perencanaan sebagai berikut :
a. Tebal Pelat
Tebal Pelat Atap : 9 cm
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
163
Tebal Pelat Lantai : 11 cm
b. Dimensi Profil
• Dimensi Profil Balok Anak
Lantai 1 – Lantai 8
L = 4 meter
Profil Castellated 300 x 100 x 5.5 x 8
• Dimensi Profil Balok Induk 1
Lantai 1 – Lantai 8
L = 8 meter
Profil Castellated 600 x 200 x 8 x13
• Dimensi Profil Balok Induk 2
Lantai 1 - Lantai 8
L = 4 meter
Profil Castellated 375 x 125 x 6 x 9
• Dimensi Profil Kolom Interior
Lantai 1 – Lantai 8
H = 4 meter
Profil King Cross 700 x 300 x 13 x 24
• Dimensi Profil Kolom Interior
Lantai 1 – Lantai 8
H = 4 meter
Profil Queen Cross 700 x 300 x 13 x 24
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
164
8.2 SARAN
Berdasarkan hasil perencanaan yang telah dilakukan,diharapkan:
1. Untuk studi selanjutnya dapat dibandingkan seberapa besar pengaruh modifikasi
bangunan dari pembangunan awal menggunakan beton menjadi baja castellated beam
jika dilihat dari segi cost yang dibutuhkan.
2. Perancangan bracing tipe Inverted V yang berguna untuk menahan gaya horizontal
yang dibebankan pada balok dan di distribusikan pada bracing tipe V ini.Sehingga
balok tidak menahan beban yang terlalu besar.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
165
DAFTAR PUSTAKA
American Institute of Steel Construction, 1999, “Load and Resistance Factor Design
Spesification”, Chicago, Illinois. Knowles, P.R. (1991). “Castellated Beams” Proceeding of the Institution of Civil
Engineers, Part 1, No. 90, pp 521-536. Kerdal, D. and Nethercot, D.A. T. Patrick Bradley, 2007, “Stability of Castellated Beams During Erection” by Thesis submitted to the Faculty of the Virginia Polytechnic Institute and State University, Blacksburg, Virginia. Jihad Dokali Megharief, 1997, “Behavior of Composite Castellated Beams”, McGill
University, Montreal, Canada. Journal of Structural Engineering, Vol. 118, No 12, “Proposed Specification for
Structural Steel Beams with Web Openings”, December 1992, ASCE Amayreh, L and Saka M.P, 2005, “Failure Load Prediction of Castellated Beams
Using Artificial Neural Networks”, Department of Civil Engineering, University of Bahrain, Bahrain.
Dougherty B.K, 1993, “Castellated Beams A State Of The Art Report”, Transport
Research Laboratory Crowthorne House, Nine Mile Ride, Wokingham, Berkshire RG40 3A, United Kingdom.
Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung (PPIUG) 1983. “Perencanaan
Struktur Baja untuk Bangunan Gedung Menggunakan Metoda LRFD”, Laboratorium Mekanika Struktur Pusat Penelitian Antar Universitas Bidang Ilmu Rekayasa Institut Teknologi Bandung, Bandung, Juli 2000.
Sevak Demirdjian, 1999, “Stability of Castellated Beam Webs”, McGill University,
Montreal, Canada. Standart Nasional Indonesia 03 – 1726 – 2002 “Tentang Tata Cara Perencanaan
Ketahanan Gempa Untuk Bangunan Gedung”. Standart Nasional Indonesia 03 – 1729 – 2002 “Tentang Tata Cara Perencanaan
Struktur Baja”. The ASCE Task Committee on Design Criteria for Composite Structures in Steel and
Concrete, 1992, “Proposed Specification for Structural Steel Beams with WebOpenings”, Journal of Structural Engineering, 118(12).
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
165
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.