Perhitungan Baja Honeycomb

8/20/2019 Perhitungan Baja Honeycomb

1/43

MODIFIKASI

PERENCANAAN PETRA SQUARE APARTEMENT AND

SHOPPING ARCADE SURABAYA MENGGUNAKAN

HEXAGONAL CASTELLATED BEAM NON-KOMPOSIT

Oleh :

Fahmi Rakhman _ 3107.100.067

TU S KHIR

Dosen Pembimbing :

Ir. Heppy Kristijanto, MS


2/43

L T R BEL K NG

Dalam perkembangan konstruksi saat ini selalu dituntutpersaingan dalam banyak hal,termasuk didalamnyaadalah pemilihan jenis material yang digunakan.Terdapat dua jenis material konstruksi yang palingumum digunakan, yaitu baja dan beton konvensional.Beton konvensional memiliki umur layanan yang

terbatas, salah satu penentu umur layanan beton adalahtimbulnya keretakan akibat beban statis dan bebandinamis. Beton akan mengalami retak apabila dayalentur dari beton terlewati.Untuk itu sebagai bahan studi perencanaan , PetraSquare Apartement Surabaya yang telah dibangundengan beton bertulang (konvensional) akan

dimodifikasi ulang dengan struktur konstruksi baja.Konstruksi baja yang digunakan adalah profil CastellatedBeam karena profil ini memiliki banyak keunggulandibanding profil baja WF biasa


3/43

PERM S L H N

Bagaimana merencanakan struktur balok padagedung baja dengan menggunakan profil CastellatedBeam.

Bagaimana memperkirakan dimensi profil yangcocok dan sesuai perhitungan perencanaan strukturAISC-LRFD.

Bagaimana menentukan gaya – gaya yang bekerjapada struktur rangka tersebut berdasarkanperaturan-peraturan ASCE (yang mengacu padaAISC-LRFD) dan SNI 03 – 1729 – 2002.

Bagaimana menentukan jenis sambungan yangdapat memenuhi syarat – syarat keamanan struktursesuai dengan SNI 03 – 1729 – 2002.

Bagaimana merencanakan bracing tipe inverted -Vsebegai penerima gaya lateral bersama rangka.

Bagaimana melakukan analisa dan permodelanstruktur dengan menggunakan program bantu ETABSV.9.7.1 dan AUTOCAD 2007.


4/43

M KSUD dan TUJU N

Mampu merencanakan struktur gedung bajadengan menggunakan profil Castellated Beam.

Menentukan Preliminary Design.

Dapat menentukan gaya-gaya yang bekerja

pada struktur rangka tersebut berdasarkan AISC-LRFD.

Untuk mendapatkan sambungan yang sesuaidengan asumsi awal yang digunakan saat analisisbeban yang bekerja.

Dapat menentukan analisa dan permodelanstruktur rangka tersebut.


5/43

B T S N M S L H

Desain dan evaluasi struktur mengacu pada jurnal ASCE (yang mengacu pada AISC-LRFD) .

Pembebanan dihitung berdasarkan PPIUG 1983.

Beban gempa dihitung berdasarkan SNI 03-1726-2002.

Perencanaan menggunakan HexagonalCatellated Beam non-komposit.

Program bantu yang digunakan adalah ETABSV.9.7.1 dan Autocad 2007.

Tidak meninjau perhitungan Basement.

Perhitungan struktur pondasi hanya pada kolomeksterior dan interior dengan beban terbesar.


6/43

ST RRING

■ Pengertian Castellated Beam

Proses Pembuatan HexagonalCastellated Beam

Castellated beam adalah profil baja I, H, atau U yangpada bagian badannya dipotong memanjang dengan pola zig-zag. Kemudian bentuk dasar baja diubahdengan cara menggeser setengah bagian profil bajayang telah dipotong. Penyambungan setengah bagianprofil dengan cara dilas pada bagian ‘gigi-gigi’nya.

Sehingga terbentuk profil baru dengan lubangberbentuk segi enam (hexagonal ), segi delapan(octogonal ), dan lingkaran (circular ). ( JohannGrűnbauer, 2001).


7/43

ST RRING

■ Gambar Proses Pembuatan

Hexagonal Castellated Beam


8/43

ST RRING

Keunggulan Castellated Beam

• Mampu memikul momen lebih besar dengan teganganijin yang kecil.

• Bahannya ringan, kuat serta mudah dipasang.

• Sesuai untuk bentang panjang, untuk struktur atapdapat mencapai 10-50 m dan untuk struktur pelat =

12-25 m.

• Dengan lebar profil yang lebih tinggi (dg),menghasilkan momen inersia dn modulus section yanglebih besar sehingga lebih kuat dan kaku biladibandingkan dengan asalnya.

• Dapat digunakan untuk gedung tingkat tinggi,bangunan perindustrian.


9/43

ST RRING

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)


10/43

DESIGN CONCEPT

Dengan adanya bagian ‘Opening Web’ maka tinggi profil menjadi

lebih tinggi dari profil asal, sehingga meningkatkan momen inersiadan modulus section, sebagai akibatnya profil Castellated Beam

menjadi lebih kuat dan kaku dibandingkan profil asal,

tanpa menambah berat profil itu sendiri.

φ

be

= dT


11/43

DESIGN CONCEPT

Berdasarkan ASCE journal page 3327 ,Momen Lentur Nominal Castellated Beam adalah :

Mn = Mp – fy. ΔAs

eho

4

dimana :

Mn = Kuat Momen Lentur Nominal Balok

Mp = Momen Plastis = Zx.fy

As = ho twho = tinggi lubang

tw = ketebalan badan

e = eksentrisitas lubang

fy = kuat leleh baja


12/43

METODOLOGI

Tidak OK

OK

Re-Design

Preliminary D esign

Pembebanan :Beban mati,Beban hidup,Beban

gempa dan Beban angin

Permodelan dan Analisa Struktur :a) Struktur primer

b)

Struktur sekunder

c)

Struktur bangunan bawah

Kontrol Desain

Output Gambar AutoCAD

Finish

Start

Pengumpulan Data :

1.

Data umum bangunan2.

Data tanah

Studi LiteraturBuku-buku dan Peraturan


13/43

D T B NGUN N

Data Umum Bangunan•Nama Gedung : Apartement Petra SquareSurabaya

•Lokasi : Jl. Siwalankerto Surabaya•Fungsi : Apartement dan Pusat

Pembelanjaan•Jumlah Lantai : 17 lantai ( 55,5 m )

•Zona Gempa : 3•Struktur Utama : Beton Bertulang

Data Modifikasi•Nama Gedung : Apartement Petra Square

Surabaya

•Lokasi : Jl. Siwalankerto Surabaya•Fungsi : Apartement dan PusatPembelanjaan

•Jumlah Lantai : 17 lantai ( 55,5 m )•Zona Gempa : 3•Struktur Utama : Baja Hexagonal Castellated

Beam Non-Komposit


14/43

PERMODEL N GEDUNG


15/43

CONTOH PERHITUNG N CS

Perhitungan Kontrol Dimensi Balok Induk

Interior :

Lantai 1

Hasil output ETABS akibat (envelope combo) story 1,

didapat :

Mmax (-) = 30499,92 Kgm

= 3049992 Kgcm

Vu (-) = 18017,18 KgL = 8 m

Profil WF 400 x 300 x 10 x 16

Mutu baja , f y = 250 Mpa

= 2500 kg/cm2

W = 107 kg/m r = 22 mmd = 390 mm Ix = 38700 cm4

tw = 10 mm Zx = 1846 cm3

bf = 300 mm θ = 60º

tf = 16 mm Sx = 1980 cm3

h = d – 2(tf + r ) = 2 3 4 m m


16/43


Kontrol Penampang

• Pelat Sayap

λ < λp Penampang Kompak (OK)

• Pelat Badan



17/43


• Perhitungan Dimensi Profil Castellated

( Berdasarkan Jurnal O p e n ed W e b E x p a n d e d B e am s a n d G i r d e r )

Asumsi, K1 = 1,5

h = d (K1 – 1 )

= 390 ( 1,5 – 1 ) = 195 mm

dg = d + h = 390+ 195 = 585 mmb =

dT =

ho = 2h = 390 mme = 0,25 ho = 97,5 mm

ao = 2b + e = 322,93 mm


18/43


Maka, profil w i d e f l an g e menjadi profil Castellated dengan data-data sebagai berikut :

dg = 585 mm ho = 390 mm

tw = 10 mm ao = 322,93 mm

bf = 300 mm r = 22 mm

tf = 16 mm

h = d – 2(tf + r ) = 5 0 9 m m

Potongan Memanjang Castellated Beam


19/43


• Mencari Ix dan Zx pada profil castellated

Pada bagian tanpa lubang

= 918158180,8 mm4

= 91815,81808 cm4

= 3495722,5 mm3

= 3495,7225 cm3


20/43


Pada bagian berlubang

= 868725680,8 mm4

= 86872,56808 cm4

= 3115472,5 mm3

= 3115,4725 cm3


21/43


Kontrol Penampang :

• Pelat Sayap



• Pelat Badan Ketika Solid


22/43


Dari kombinasi pembebanan didapat,Mu = 30499,92 Kgm = 3049992 Kgcm

Karena penampang kompak, maka : Mn = MpMn = Fy x Zx

= 2500 x 3495,722

= 8739305 kgcm

Δ As = ho x tw = 390 x 10

= 3900 mm2 = 39 cm2

Momen Lentur Nominal (berdasarkan ASCE journal

page 3327

Mn =

= 8739305 - 97500 ( 9,75 )

= 7788680 kgcm

Φ Mn = 0,9 x 7788680= 7009812 kgcm

Φ Mn ≥ Mu

7009812 kgcm ≥ 3049992 kgcm (OK)


23/43


•Pelat Badan ketika berlubang

Didapat, λ < λp Penampang Kompak (OK)

Mn = Fy x Zx= 2500 x 3115,472

= 3534162,5 kgcmΦ Mn = 0,9 x 3534162.5

= 3180746,25 kgcm

Φ Mn ≥ Mu

3180746,25 kgcm ≥ 2540861 kgcm (OK)


24/43


( nilai 5,6 adalah untuk balok non komposit )

Kontrol Kuat Geser :

Kontrol Tekuk Badan (berdasarkan ASCE journal page 3319)

• ao = 322,93 mm

• ho = 390 mm


25/43


Untuk tee atas dan bawah :

μ = 0

= 0,43 x 117635,11 = 50601,420 Kg

Vnt

≤ Vpt

50601,42 kg ≤ 117635,11 kg

Vn = ∑ Vnt = 2 x Vnt = 101202,84 kg

Φ Vn = ∑ Vnt = 0,9 x Vn = 0,9 x 101202,84

= 91082,55 kg

Φ Vn ≥ Vu

91082,55 kg ≥ 18017,18 kg


26/43


Persamaan Interaksi :

= 0,29 ≤ 1,0 .............. OK

Kontrol Jarak Antar Lubang (berdasarkan ASCE

journal page 3320):

S = 2 (b+e) = 2 (113+97,5) = 420,43 mm

S ≥ ho = 420,43 mm ≥ 390 mm ........ OK

S ≥ ao

≥ 32,29

42,04 cm≥ 6,715 cm ................. OK


27/43


Kontrol Lendutan

cm2,22360

800

360

Lf

Lendutan yang terjadi (hasil etabs) :

f ° = 0,726 cm

f ° < f ijin ...............OK

Jadi,Profil Balok Induk Interior yang digunakan untuk lantai 1

CS 585 x 300 x 10 x 16


28/43

PERENC N N POND SI

Kriteria Desain

Tiang pancang yang direncanakan adalah menggunakan

alternative jenis tiang dengan spesifikasi WIKA Pile

sebagai berikut :

•Diameter tiang : 500 mm

•Tebal tiang : 90 mm•Type : A3

•P : 178,2 ton

D 32 - 200

Kolom Pedestal 1150 x 1150

Tiang Pancang D50

ng ross

900x450x16x38

Base Plate

1000

1500 1500


29/43

H SIL PERHITUNG N dan N LIS

Dari hasil perhitungan dan analisa yang telah dilakukan, makadapat 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 bekerjabaik beban mati, beban hidup maupun beban terpusat.

2. Analisa balok Castellated Beam dihitung terhadap kontrol

penampang (local buckling dan lateral buckling), kontrolgeser dan kontrol lendutan .

3. Dilakukan kontrol kekuatan struktur kolom King Cross danQueen Cross yang meliputi kontrol penampang, perhitungankuat tekan aksial kolom, perhitungan kuat lentur kolom, dankontrol kombinasi tekan aksial dan lentur.

4. Dari hasil pehitungan didapatkan hasil perencanaan sebagaiberikut :

Tebal Pelat

Tebal Pelat Atap : 9 cmTebal Pelat Lantai : 11 cm


30/43


Dimensi ProfilTabel 8.1 Dimensi Profil Balok Anak

Tabel 8.2 Dimensi Profil Balok Induk

L

(m)

1

2 s.d 3

4 s.d 10

11 s.d 17

Lantai Profil Castellated

Balok Anak

7,8

447 x 200 x 9 x 14

450 x 300 x 10 x 15

L

(m)

Interior 585 x 300 x 10 x 16

Eksterior 585 x 300 x 10 x 16Interior 585 x 300 x 10 x 16

Eksterior 585 x 300 x 10 x 16

Interior 585 x 300 x 10 x 16


Interior 585 x 300 x 10 x 16


1

2 s.d 3

4 s.d 10

11 s.d 17

8

Lantai Profil CastellatedBalok Induk


31/43


Tabel 8.3 Dimensi Profil Kolom Interior

L

(m)

1 Interior 5,5 900 x 450 x 16 x 38

2 s.d 3 Interior 4 800 x 450 x 16 x 38

4 s.d 10 Interior 3 700 x 300 x 12 x 3211 s.d 17 Interior 3 600 x 350 x 12 x 25

Profil King CrossLantai Kolom

Tabel 8.4 Dimensi Profil Kolom Eksterior

L

(m)

1 Eksterior 5,5 900 x 450 x 16 x 38

2 s.d 3 Eksterior 4 800 x 400 x 16 x 38

4 s.d 10 Eksterior 3 750 x 400 x 12 x 32

11 s.d 17 Eksterior 3 600 x 400 x 12 x 25

Lantai Kolom Profil Queen Cross


32/43

No.Gambar Jmlh.Gambar

SKALA

JUDUL GAMBAR

NAMA MAHASISWA

NAMA DOSEN

Ir. HEPPY KRISTIJANTO,MS

FAHMI RAKHMAN

1 : 200

JURUSAN

TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK SIPIL

DAN PERENCANAAN

DENAH

DENAH TAMPAK ATAS

SKALA 1 : 100

L MPIR N G MB R


33/43

L MPIR N G MB R


SKALA

JUDUL GAMBAR

NAMA MAHASISWA

NAMA DOSEN


FAHMI RAKHMAN

1 : 100

JURUSAN

TEKNIK SIPIL


DAN PERENCANAAN

DENAH KOLOM &PEMBALOKAN

VOID

LIFT

LIFT

DENAH KOLOM & PEMBALOKAN

SKALA 1 : 100

LANTAI 1- 3


34/43

L MPIR N G MB R


SKALA

JUDUL GAMBAR

NAMA MAHASISWA

NAMA DOSEN


FAHMI RAKHMAN

1 : 100

JURUSAN

TEKNIK SIPIL


DAN PERENCANAANVOIDLIFT

LIFT

DENAH KOLOM & PEMBALOKAN

SKALA 1 : 100

LANTAI 4 - 17

DENAH KOLOM &PEMBALOKAN


35/43

L MPIR N G MB R


SKALA

JUDUL GAMBAR

NAMA MAHASISWA

NAMA DOSEN


FAHMI RAKHMAN

1 : 100

JURUSAN

TEKNIK SIPIL


DAN PERENCANAAN

POTONGAN MELINTANG

POTONGAN A - A

SKALA 1 : 100


36/43

L MPIR N G MB R

POTONGAN B - B

SKALA 1 : 100


SKALA

JUDUL GAMBAR

NAMA MAHASISWA

NAMA DOSEN


FAHMI RAKHMAN

DETAIL TANGGA

1 : 500

JURUSAN

TEKNIK SIPIL


DAN PERENCANAAN


37/43

G MB R DET IL

30

30

50

Balok Induk Interior

CS 585x300x10x16Balok Anak

CS 447x200x9x14

Baut D16

Profil Siku

60x60x6

30

30

50

Balok Anak

CS 447x200x9x14

Profil Siku

60x60x6

30

30

50

Balok Induk

CS 585x300x10x16Balok Anak

CS 447x200x9x14

Baut D16

Profil Siku

60x60x6

1. Sambungan Balok Anak dengan Balok Induk Interior (Lt 1)


38/43

G MB R DET IL

2. Sambungan Balok Induk dengan Kolom Eksterior (Lt 1)

Balok Induk Interior

CS 585x300x10x16

Queen Cross

900x450x16x38

40

40

80

40808080

80

40

40

40 80 80 40

80

Baut D25

Queen Cross

900x450x16x38


39/43

G MB R DET IL

3. Sambungan Antar Kolom (Lt 2-3)

ng ross800x450x16x38

50

100

50

BautD 30

Pelat 16 mm

100

100

100

100

100

100

100

100

BautD 30

10050 50


40/43

G MB R DET IL

4. Tangga


41/43

G MB R DET IL

5. Detail Tangga

Balok Induk WF 585x300x10x16

BalokTanggaWF 200x100x5,5x8

Profil siku 60 x 60 x 6

DETAIL A

SKALA 1 : 500

BalokTanggaWF 200x100x5,5x8

BalokBordesWF 350x175x7x11

DETAIL B

SKALA 1 : 500


42/43

G MB R DET IL

6. Pondasi

0,75 1,50

0,75

1,50

4,50

4,50

A A1,15

1,15

Tiang Pancang D50

D 32 - 200

Kolom Pedestal 1150 x 1150

Tiang Pancang D50

ng ross

900x450x16x38

Base Plate

1000

1500 1500


43/43

Perhitungan Baja Honeycomb

Documents

Transcript of Perhitungan Baja Honeycomb