MODIFIKASI PERENCANAAN STRUKTUR STADION FUTSAL … · 2012-01-11 · MODIFIKASI PERENCANAAN...
Transcript of MODIFIKASI PERENCANAAN STRUKTUR STADION FUTSAL … · 2012-01-11 · MODIFIKASI PERENCANAAN...
Dosen Pembimbing :
Budi Suswanto, ST. MT. PhD.
MODIFIKASI PERENCANAAN STRUKTUR
STADION FUTSAL INDOOR ITS
DENGAN METODE STRUKTUR BETON PRACETAK
Oleh :
Ibnu Salwani NRP. 3107 100 626
DAFTAR PEMBAHASAN A.PENDAHULUAN
1. LATAR BELAKANG
2. TUJUAN
3. BATASAN PERENCANAAN
B.TINJAUAN PUSTAKA
1. PERATURAN
2. DATA PERENCANAAN
3. PEMBEBANAN DAN KOMBINASI BEBAN
C.METODOLOGI
D.PRELIMINARY DESIGN
1. DIMENSI BALOK + TRIBUN
2. DIMENSI PLAT
3. DIMENSI KOLOM
E.PERENCANAAN STRUKTUR SEKUNDER
1. PERENCANAAN PLAT
2. PERENCANAAN BALOK ANAK
3. PERENCANAAN TRAP TRIBUN
4. PERENCANAAN TANGGA
F.PERENCANAAN STRUKTUR ATAP
G.PERENCANAAN STRUKTUR PRIMER
1. PERENCANAAN BALOK INDUK
2. PERENCANAAN KOLOM
H.PERENCANAAN SAMBUNGAN
I. PERENCANAAN PONDASI
A. PENDAHULUAN
Stadion Futsal Indoor akan dibangun di area kampus, sehingga diperlukan suatu metode yang pelaksanaan konstruksinya tidak mengganggu lingkungan
Terdapat keseragaman model dan dimensi komponen struktur sehingga dimungkinkan untuk menggunakan beton pracetak
Metode beton pracetak dapat lebih efisien dari segi biaya dan waktu pelaksanaan konstruksi → (penggunaan bekisting & scaffolding)
Metode beton pracetak ini efektif dalam hal pengawasan mutu material → pabrikasi → menjamin mutu yang direncanakan tercapai
1. LATAR BELAKANG
A. PENDAHULUAN
Secara garis besar perencanaan ulang ini adalah bertujuan untuk
memberikan alternatif perencanaan paling representatif terhadap
struktur stadion futsal ITS dengan metode struktur beton pracetak
yang memenuhi syarat-syarat keamanan struktur berdasarkan
peraturan-peraturan struktur.
2. TUJUAN
A. PENDAHULUAN
Dapat menganalisa kelebihan dari metode konstruksi beton pracetak sehingga dapat mejadi dasar yang kuat untuk mengaplikasikan metode tersebut pada perencanaan ini.
Memodifikasi dari permodelan maupun dimensi eksisting yang perlu disesuaikan untuk perencanaan struktur beton pratekan
Merinci beban-beban tambahan yang perlu diperhitungkan dalam disain
Mendesain dimensi dan penulangan elemen pracetak yang kuat dan efisien berdasarkan peraturan
Merencanakan sambungan yang memenuhi kriteria perancangan struktur
Melakukan perhitungan kontrol-kontrol kekuatan struktur pracetak sehubungan dengan proses pengangkatan, assembling (pre-komposit), dan terpasang (komposit)
Memvisualisasikan semua hasil perhitungan struktur yang telah direncanakan dalam gambar teknik
2. TUJUAN (lanjutan)
A. PENDAHULUAN
Elemen struktur eksisting yang dimodifikasi menjadi struktur beton
pracetak meliputi : balok, pelat, trap tribun dan tangga. Kolom dan
pondasi (poer & sloof) adalah beton cast insitu
Perhitungan analisa struktur menggunakan program SAP 2000
versi 14.
Tidak memperhitungakan analisa biaya pembangunan stadion
Tidak membahas perbandingan kecepatan pelaksanaan
konstruksi menggunakan metode beton pracetak dengan beton
konvensional, maupun metode pelaksanaannya
3. BATASAN PERENCANAAN
B. TINJAUAN PUSTAKA
SNI 03-1726-2002 : Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa
Untuk Bangunan Gedung, Badan Standarisasi Nasional
SNI 03-2847-2002 : Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk
Bangunan Gedung, Badan Standarisasi Nasional
SNI 03-1729-2002 : Tata Cara Perencanaan Struktur Baja Untuk
Bangunan Gedung, Badan Standarisasi Nasional
Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung (PPIUG) 1983,
Departemen Pekerjaan Umum
Disain Beton Bertulang, Charles G. Salmon, Chu-Kia Wang
Beton Bertulang; Suatu Pendekatan Dasar, Edward G. Nawy
Daya Dukung Pondasi Dalam, Herman Wahyudi
PCI Design Handbook, Precast/Prestressed Concrete Institute
1. PERATURAN
B. TINJAUAN PUSTAKA
DATA UMUM BANGUNAN
Nama gedung : Stadion Futsal Indoor ITS
Lokasi : Kampus ITS Sukolilo Surabaya
Fungsi : Fasilitas Olahraga (fasor)
Jumlah lantai : 1 tingkat tribun, 1 tingkat lantai lobby
Tinggi bangunan : ±10,15 m (elevasi portal), ±22,55 m (elevasi struktur atap)
Ketinggian tribun : 5.60 m
Zona gempa : 2
Jenis tanah : tanah sedang
DATA MATERIAL
Mutu Beton (fc’) : 35 MPa (kuat tekan kubus 350 kg/cm2)
Baja Tulangan (fy) : Ø.tul. < 13mm dipakai baja tulangan polos BJTP 24 (fy = 240
Mpa)
Ø.tul. > 13mm dipakai baja tulangan deform BJTD 40 (fy = 400 Mpa)
Baja Struktur (fy) : BJ 41, tegangan putus minimum fu = 410 Mpa.= 4.100 kg/cm2
tegangan leleh minimum fy = 250 MPa = 2.500 kg/cm2
tegangan dasar σ = 1.600 kg/cm2, E = 200.000 Mpa
mutu las : FE70XX → kuat Tarik = 70ksi (1ksi = 70,3 kg/cm2)
2. DATA PERENCANAAN
B. TINJAUAN PUSTAKA
KLASIFIKASI BEBAN UNTUK STRUKTUR STADION
1. BEBAN GRAVITASI 2. BEBAN LATERAL
3. PEMBEBANAN dan KOMBINASI BEBAN
JENIS
BEBAN BEBAN-BEBAN
BESAR
BEBAN REFERENSI
Mati
1. Berat volume beton bertulang
2. Penutup lantai ubin, per cm tebal
3. Spesi dari campuran semen, per cm
tebal
4. Dinding partisi
5. Plafon asbes tebal 4mm dengan
rangka dan penggantung dari kayu
6. Pipa-pipa dan ducting untuk
pekerjaan mekanikal dan elektrikal
7. Berat tanah urug
8. Aspal, per cm tebal
9. Pasangan dinding setengah bata
10. Pasangan dinding batako, tebal
10cm berlubang
2.400 kg/m3
24 kg/m3
21 kg/m3
30 kg/m3
18 kg/m3
30 kg/m3
1.700 kg/m3
14 kg/m3
250 kg/m3
120 kg/m3
PPIUG’1983
PPIUG’1983
PPIUG’1983
PCI
PPIUG’1983
PCI
PPIUG’1983
PPIUG’1983
PPIUG’1983
PPIUG’1983
Hidup
1. Beban hidup pada lantai gedung
olahraga
2. Beban hidup tribun
3. Beban hidup tangga
4. Beban hidup tempat duduk tetap
400 kg/m3
500 kg/m3
500 kg/m3
250 kg/m3
PPIUG’1983
PPIUG’1983
PPIUG’1983
PPIUG’1983
Untuk struktur gedung tak beraturan, pengaruh
Gempa Rencana ditinjau sebagai Gempa
Dinamik, sehingga analisisnya dilakukan
berdasarkan metoda Analisis Spektrum
Respons.
Zona gempa : 2
Jenis tanah : tanah sedang
Interaksi Perioda (T) dengan Faktor Response
Gempa (C) WG 2-Tanah Sedang
Pembebanan gempa horizontal dibagi dalam dua arah,
yaitu: Gempa arah x dengan komposisi 100% Vx + 30% Vy
Gempa arah y dengan komposisi 100% Vy + 30% Vx
0.20
0.13
0.10
0.08
0.050.04
0 0.5 1.0 2.0 3.00.60.2
lunak) (TanahT
0.20C =
sedang) (TanahT
0.08C =
keras) (TanahT
0.05C =
0.38
0.30
0.20
0.15
0.12
0 0.5 1.0 2.0 3.00.60.2
lunak) (TanahT
0.50C =
sedang) (TanahT
0.23C =
keras) (TanahT
0.15C =
0.50
0.75
0.55
0.45
0.30
0.23
0.18
0 0.5 1.0 2.0 3.00.60.2
lunak) (TanahT
0.75C =
sedang) (TanahT
0.33C =
keras) (TanahT
0.23C =
0.60
0.34
0.28
0.24
0 0.5 1.0 2.0 3.00.60.2
lunak) (TanahT
0.85C =
sedang) (TanahT
0.42C =
keras) (TanahT
0.30C =
0.85
0.70
0.90
0.83
0.70
0.36
0.32
0.28
0 0.5 1.0 2.0 3.00.60.2
(Tanah lunak)T
0.90C =
(Tanah sedang)T
0.50C =
(Tanah keras)T
0.35C =
0.95
0.90
0.83
0.380.360.33
0 0.5 1.0 2.0 3.00.60.2
(Tanah lunak)T
0.95C =
(Tanah sedang)T
0.54C =
(Tanah keras)T
0.42C =
T
Wilayah Gempa 1
C
T
Wilayah Gempa 2
C
T
Wilayah Gempa 3
C
T
Wilayah Gempa 5
C
T
Wilayah Gempa 4
C
T
Wilayah Gempa 6
C
T 0.00 0.20 0.60 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00
C 0.15 0.38 0.38 0.23 0.15 0.12 0.09 0.08
B. TINJAUAN PUSTAKA
KOMBINASI PEMBEBANAN (SNI 03-2847-2002 pasal 11.2)
U = 1,4D
U = 1,2D + 1,6L + 0,5(A atau R)
U = 1,2D + L ± 1,6W + 0,5(A atau R)
U = 0,9D ± 1,6W
U = 1,2D + 1,0L ± 1,0E
U = 0,9D ± 1,0E
Keterangan :
U = beban ultimate; D = beban mati
L = beban hidup; W = beban angin
E = beban gempa; A = beban atap
R = beban hujan
3. PEMBEBANAN dan KOMBINASI BEBAN (lanjutan)
C. METODOLOGI
START
Pengumpulan Data dan
Penentuan Kriteria Disain
Studi Literatur
Perencanaan Struktur Sekunder
Pembebanan Struktur Utama
Permodelan Rangka Bidang (2dimensi)
Analisa Manual
Perencanaan Penulangan & Detailing
Struktur Utama
Kontrol Disain
Penggambaran Hasil Perencanaan ke dalam
Gambar Teknik
Preliminary Design
Ok
Not Ok
Permodelan Rangka Ruang & Analisa
Struktur dengan SAP 2000
FINISH
FLOW CHART PERENCANAAN STRUKTUR PRACETAK
D. PRELIMINARY DESIGN
Berdasarkan SNI 03-2847-2002 Tabel..8 bahwa, tebal minimum untuk balok non prategang
dengan berat jenis beton normal (Wc = 2400 kg/ m3) dan mutu tulangan BJ 40 (fy = 400
Mpa) adalah :
h ≥ L/16 → untuk perletakan dua tumpuan
h ≥ L/18,5 → untuk perletakan satu ujung menerus
h ≥ L/21 → untuk perletakan kedua ujung menerus
h ≥ L/8 → untuk struktur kantilever
Dengan modifikasi nilai sebagai berikut :
Dikalikan [1,65 – (0,0003)*Wc] untuk beton ringan (Wc = 1500 kg/ m3 ~ 2000 kg/ m3)
Dikalikan [0,4+fy/700] untuk fy ≠ 400Mpa
Diperoleh :
1. DIMENSI BALOK + TRIBUN
BALOK INDUK
B.1 = 35/55
B.2 = 40/60
B.2d = 50/70
B.3 = 30/50
BALOK ANAK
B.A = 25/35
BALOK PEMIKUL TRIBUN
B.4 = 30/50
B.5 = 50/75
B.6 = 40/55
BALOK TRAP TRIBUN
BT = 30/45
D. PRELIMINARY DESIGN
MenurutC.K.Wang,Desain beton bertulang.jilid.2 hal 135 Tentang Rasio Kekakuan Balok asumsi perletakan tumpuan
ditentukan sbb :
αm ≤ 0,375 : pelat tanpa balok tepi
1,875 > αm ≤ 0,375 : pelat dengan balok tepi fleksibel
αm ≥ 1,875 : pelat dengan balok tepi kaku
Tebal minimum pelat yang pada tiap sisinya tedapat balok yang menghubungkan tumpuan – tumpuan : ..SNI03-2847-
2002.11.5.3.(3)
Untuk αm ≤ 0.2 : berlaku ketentuan tebal minimum dari tabel 2.4, tidak boleh kurang dari :
Untuk pelat tanpa penebalan = 120 mm
Untuk pelat dengan penebalan = 100 mm
Untuk 0,2 < αm ≤ 2,0
h =
dan tidak boleh kurang dari 120 mm
Untuk αm > 2,0
h =
dan tidak boleh kurang dari 90 mm
Diperoleh :
2. DIMENSI PLAT
.936
15008,0
fyn
dimana :
λn = panjang bentang
β = rasio panjang bentang arah memanjang dengan arah
memendek
αm = nilai rata - rata dari untuk semua balok pada tepi dari suatu
panel
α = rasio dari kekuatan lentur penampang balok terhadao kekakuan
pelat
tebal plat rencana = 120 mm = 12 cm
terdiri dari : tebal pelat
pracetak = 7 cm
tebal beton topping = 5 cm
)2,0(.536
15008,0
m
fyn
D. PRELIMINARY DESIGN
Berdasarkan buku Dasar Perencanaan Beton Bertulang Pada Struktur dan Fondasi Gedung (Tumilar, Steffie.2008) untuk
perkiraan awal (preliminary design) dalam menentukan dimensi kolom beton bertulang biasa:
Akolom >
dimana :
A = Luas penampang kolom (mm2)
P = Gaya Aksial (tanpa momen) yang bekerja terhadap suatu kolom pada lantai tertentu, beban juga berasal
dari beban lantai-lantai diatasnya yang bekerja sebesar Tributary Area pada satu titik kolom yang sama (N)
fc’ = Mutu beton (MPa)
Diperoleh :
3. DIMENSI KOLOM
Kolom type A penampang persegi dengan panjang sisi 500
mm.
Kolom type B penampang lingkaran dengan diameter 900
mm.
Kolom type C penampang lingkaran dengan diameter 550
mm.
)0,45fc'~(0.30fc'
P
E. PERENCANAAN STRUKTUR SEKUNDER 1. PERENCANAAN PLAT
DENAH PANEL PLAT LANTAI
HF GEDBA C
1
9.60 8.00 8.00 8.00 8.00 8.00 9.60
59.20
23
56
47
9.60
8.00
8.00
8.00
9.60
8.00
0.95
6.45 2.20 2.00 6.00 6.00 2.00 2.20 6.45
0.95
0.95
6.45
2.20
2.00
6.00
6.00
2.00
2.20
6.45
0.95
4.00 4.00
ABBB B B B
B
B
B
B
B
B
D
E
A
A A
B
B
B
B
B
D
E
E
D
E
D
B B B B B B
B
C
C
C
C C C C
C C C C C
C
C
C
43.2
0
E. PERENCANAAN STRUKTUR SEKUNDER 1. PERENCANAAN PLAT
pre Komposit post Komposit Saat Pengangkatan
M = 1/8*Qu*L2 M = 0,001*Qu*L2*X Mx=0,0107*w*a2*b
m kg.m kg.m My=0,0107*w*a*b2 kg.m
A 4.00 Mtx 0.00 -745.57 -115.05 -745.57 Ø12 - 300
Mlx 1,011.20 745.57 115.05 1,011.20 Ø12 - 300
4.00 Mty 0.00 -745.57 -115.05 -745.57 Ø12 - 300
Mly 1,011.20 745.57 115.05 1,011.20 Ø12 - 300
B 1.00 Mtx 0.00 -81.55 -14.38 -81.55 Ø12 - 300
Mlx 63.20 81.55 14.38 81.55 Ø12 - 300
8.00 Mty 0.00 -3,147.98 -115.05 -3,147.98 Ø16 - 100
Mly 4,044.80 1,076.94 115.05 4,044.80 Ø16 - 100
C 1.20 Mtx 0.00 -117.43 -20.71 -117.43 Ø12 - 300
Mlx 91.01 117.43 20.71 117.43 Ø12 - 300
8.00 Mty 0.00 -3,147.98 -138.06 -3,147.98 Ø16 - 100
Mly 4,044.80 1,076.94 138.06 4,044.80 Ø16 - 100
D 4.96 Mtx 0.00 -1,944.85 -263.01 -1,944.85 Ø12 - 200
Mlx 1,556.70 1,944.85 263.01 1,944.85 Ø12 - 200
5.94 Mty 0.00 -1,598.49 -314.78 -1,598.49 Ø12 - 200
Mly 2,229.92 1,598.49 314.78 2,229.92 Ø12 - 100
E 1.83 Mtx 0.00 -271.60 -35.56 -271.60 Ø12 - 300
Mlx 210.50 271.60 35.56 271.60 Ø12 - 300
5.94 Mty 0.00 -1,735.50 -115.75 -1,735.50 Ø12 - 200
Mly 2,229.92 593.72 115.75 2,229.92 Ø12 - 100
F 4.00 Mtx 0.00 -331.32 -115.05 -331.32 Ø12 - 300
Mlx 1,011.20 331.32 115.05 1,011.20 Ø12 - 300
4.00 Mty 0.00 -331.32 -115.05 -331.32 Ø12 - 300
Mly 1,011.20 331.32 115.05 1,011.20 Ø12 - 300
LMomen
menurut
arah sb.
Momen
Maksimumtulangan
pasang
type
plat
MOMEN MAKSIMUM dan HASIL PENULANGAN
E. PERENCANAAN STRUKTUR SEKUNDER 1. PERENCANAAN PLAT
DETAIL PENULANGAN PANEL PLAT PRACETAK
Ø12 - 300mm
Ø12 - 300mm Ø12 - 300mm
Ø12
- 3
00m
m
Ø12
- 3
00m
mØ
12 -
300
mm
PLAT TYPE - A
E. PERENCANAAN STRUKTUR SEKUNDER 2. PERENCANAAN BALOK ANAK
JENIS PEMBEBANAN
1. Beban ekivalen segitiga 3. Beban ekivalen trapesium
qek. = 1/3.q.Lx qek. = 1/2.q.Lx.
2. Beban ekivalen dua segitiga
qek. = 1/4.q.Lx
2
.3
11
Ly
Lx
E. PERENCANAAN STRUKTUR SEKUNDER 2. PERENCANAAN BALOK ANAK
V Mlap. V Mtump.A Mtump.B Mlap.C Mtump. Mlap.
m kg kg.m kg kg.m kg.m kg.m kg.m kg.m kg
Gaya Geser Vu 4.00 1,342.40 3,092.80 3,092.80
Momen Mu 4.00 1,342.40 2,749.16 2,249.31 1,767.31 2,749.16 1,767.31
V maxGaya Dalam
LPre Komposit Post Komposit Momen Max
TINJAUAN KONDISI PEMBEBANAN
PRE KOMPOSIT POST KOMPOSIT ..SNI-2847-2002; Ps.10.3.3)
+
- -
+
A B A
C CMmax = 1/8.Qu. L2
Vu = 1/2.Qu. L
Momen negatif pada tumpuan ujung dua bentang :
MuA = 1/9.Qu.L2
Momen negatif pada tumpuan bentang dalam :
MuB = 1/11.Qu.L2
Momen positif pada lapangan bentang ujung :
MuC = 1/14.Qu.L2
Gaya Geser pada ujung bentang :
Vumax = 1/2.Qu.L
PERHITUNGAN GAYA DALAM
E. PERENCANAAN STRUKTUR SEKUNDER 2. PERENCANAAN BALOK ANAK
DETAIL PENULANGAN BALOK ANAK
BA.(25/35)
B H
TUL. TARIK (As) TUL. TEKAN (As')
TUL. GESER (Av) TUL. TORSI (At)
250
230
7050
120
350
250
230
7050
120
350
2D12
3D12
Ø10-150
3D12
2D12
Ø10-150
B H
TUL. TARIK (As) TUL. TEKAN (As')
TUL. GESER (Av) TUL. TORSI (At)
250
2D12
3D12
Ø10-150
230
Potongan melintang
Potongan memanjang