Laporan Perhitungan Struktur Bangunan 9 [PDF]

Citation preview

LAPORAN PERHITUNGAN STRUKTUR BANGUNAN 9 LANTAI



KRITERIA PERENCANAAN 1. PENDAHULUAN Laporan Perhitungan Struktur ini memuat Analisis dan Perencanaan Struktur Bangunan Gedung Kampus ISTN yang berlokasi di Jakarta. Struktur bangunan dianalisis terhadap beban gravitasi dan gempa. Pondasi dirancang menggunakan pondasi tiang pancang ukuran 30x30 cm dipancang sampai kedalaman tertentu hingga mencapai tanah keras untuk mendapatkan daya dukung ijin yang direkomendasikan oleh geotechnical engineer.



2. KONDISI TANAH Mengacu kepada Laporan Hasil Penyelidikan Tanah yang dilakukan oleh PT Tribina Wahana Cipta tanggal..................................



3. MATERIAL/BAHAN 











MUTU BAHAN Semua bahan untuk struktur harus dalam keadaan baru, bebas dari cacat dan terjamin mutunya, sesuai dengan standarisasi. MUTU BETON Standard : Peraturan Beton Indonesia SNI-03-2847-2002 Designation : K-300 MUTU BAJA TULANGAN/BESI BETON Standard : Peraturan Beton Indonesia SNI-03-2847-2002 Designation



: fy = 400 MPa untuk D ≥ 12 mm : fy = 240 MPa untuk D ≤ 10 mm







MUTU BAHAN STRUKTUR BAJA Standard : ASTM Designation



: A.36 atau setara dengan tegangan leleh Fy = 240 MPa.







MUTU BAUT/BOLT Untuk Baut Non-Struktural menggunakan : Black Bolt A.307/ST.37 Untuk Baut Struktural menggunakan : High-Strength Bolt ASTM A-325







MUTU LAS Standard Designation



: AWS : E.70xx



4. KOMBINASI PEMBEBANAN Mengacu kepada Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung dan Peraturan Gempa untuk Gedung di Indonesia. Beban Mati (=DL) Termasuk berat sendiri dari semua bahan bangunan dan semua komponen gedung. Beban Hidup (=LL) Tabel 3.2 Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung Beban Gempa (=E) Beban Gempa mengacu kepada Peraturan Perencanaan Tahan Gempa Indonesia untuk Gedung SNI-1726-2002. Jakarta masuk Wilayah/Zone-3 atau sebesar 0,15g.



Peraturan Beton Indonesia untuk Bangunan Gedung SNI 03-2847-2002 Pasal 11 :  Kuat perlu U untuk menahan beban mati DL, beban hidup LL, paling tidak harus sama dengan U = 1,2 DL + 1,6 LL (Pasal 11.2.1)  Apabila ketahanan struktur terhadap beban gempa E harus diperhitungkan dalam perencanaan, maka nilai kuat perlu U harus diambil sebagai2) : U = 1,2 DL + 1,0 LL ± 1,0 E (Pasal 11.2.3) Faktor beban untuk LL boleh direduksi menjadi 0,5 kecuali untuk ruangan garasi, ruangan pertemuan dan semua ruangan yang beban hidup LL-nya lebih besar daripada 500 kg/m2. 2)



Oleh karena itu di dalam input data Staad.Pro, kombinasi pembebanan 5, 6 dan 7 adalah : LOAD 5 = 1,2 DL + 1,6 LL LOAD 6 = 1,2 DL + 0,5 LL + 1,0 Ex (Gaya Gempa dalam arah X) LOAD 7 = 1,2 DL + 0,5 LL + 1,0 Ez (Gaya Gempa dalam arah Z)



5. STANDARD/CODE      



Peraturan Pembebanan Indonesia SNI-1727-1989-F Peraturan Perencanaan Tahan Gempa Indonesia untuk Gedung SNI-1726-2002. Peraturan Beton Indonesian untuk Bangunan Gedung, SNI-03-2847-2002 American Society of Testing Materials "ASTM Standards in Building Codes" vol. 1 & 2, 1986 American Institute of Steel Constructions (AISC) American Concrete Institute "Building Code Requirements for Reinforced Concrete ACI 318RM-2002" and Commentary 2002



6. SOFTWARE/PERANGKAT LUNAK 



StaadPro 2007



GAMBAR ARSITEKTUR, STRUKTUR dan GAMBAR 3D



GAMBAR 3D-STRUKTUR



DENAH LANTAI TIPIKAL



DENAH LANTAI TIPIKAL dengan BALOK ANAK



DATA DAN PERHITUNGAN DATA :  Tinggi Lantai Dasar  Tinggi Lantai Tipikal di atasnya  Dimensi Kolom semuanya  Dimensi Balok Induk semuanya  Dimensi Balok Anak semuanya  Tebal Pelat Lantai dan atap



: 5,00 meter : 3,60 meter : 600x600 mm : 400x600 mm : 300x600 mm : 120 mm



Beban Mati pada lantai (DL) :  Berat partisi = 200 kg/m2  Berat screed + keramik, plafond, ME = 150 kg/m2 Beban Hidup (LL) untuk sekolah/kampus :  Beban Hidup = 250 kg/m2 Beban Mati pada atap :  Beban Mati Atap = 50 kg/m2 Beban Hidup pada atap :  Beban Hidup Atap = 150 kg/m2



DATA DESIGN GEMPA :  Lokasi gedung di Jakarta dengan Zona Gempa Wilayah 3  Kondisi tanah di lokasi gedung termasuk dalam kategori tanah sedang Untuk tanah sedang : (Tabel 5. Pasal 4.7.2 SNI 1726-2002) Percepatan puncak batuan dasar = 0,15g.



PERHITUNGAN BEBAN (BEBAN MATI DAN BEBAN HIDUP)



PERHITUNGAN BEBAN MATI A. LANTAI TIPIKAL 1. Berat Pelat Lantai 120 mm 2. Berat screed, keramik, plafond & MEP 3. Berat partisi



288 150 200



kg/m 2 kg/m kg/m2



=



638



kg/m



= = =



288 80 0



kg/m2 2 kg/m 2 kg/m



DL



=



368



kg/m2



LL



=



250



kg/m2



DL



=



150



kg/m



DL B. 1. 2. 3.



LANTAI ATAP/ROOF Berat Pelat Lantai 120 mm Berat screed, keramik, plafond & MEP Berat partisi



2



= = =



= 0,12 x 2400 = =



= 0,12 x 2400 = =



PERHITUNGAN BEBAN HIDUP A. LANTAI TIPIKAL



B. LANTAI ATAP/ROOF 2



2



PERHITUNGAN PELAT LANTAI : (lihat spreed-sheet PERHITUNGAN PELAT LANTAI)



IDENTIFIKASI TIPE PELAT LANTAI S-1, S-2, S-3 dan S-4 Sisi panjang = 5.00 mtr = Ly Sisi pendek



= 3.00 mtr = Lx



Anggap ke-4 sisi terjepit elastis/menerus



Dari hasil perhitungan pelat beton bertulang diperoleh penulangan pelat adalah D12-200.



PERHITUNGAN PELAT LANTAI (SLAB ) PELAT LENTUR 2 ARAH (TWO WAY SLAB ) WILLY C.WUNGO



A. DATA BAHAN STRUKTUR fc' =



25



MPa



fy =



240



MPa



Panjang bentang plat arah x,



Lx =



3,00



m



Panjang bentang plat arah y,



Ly = h=



5,00



m



120



mm



Kuat tekan beton,



K- 300



Tegangan leleh baja untuk tulangan lentur,



B. DATA PLAT LANTAI



Tebal plat lantai, Koefisien momen plat untuk :



Ly / Lx =



1,67



KOEFISIEN MOMEN PLAT



Lapangan x



Clx =



58



Lapangan y



Cly =



36



Tumpuan x



Ctx =



79



Tumpuan y



Cty =



57



= ts =



12



mm



25



mm



Diameter tulangan yang digunakan, Tebal bersih selimut beton,



C. BEBAN PLAT LANTAI 1. BEBAN MATI (DEAD LOAD ) No 1 2 3 4



Jenis Beban Mati Berat sendiri plat lantai (kN/m3) Berat finish, plafon,ME dll (kN/m2) 2



Berat partisi (kN/m ) Total beban mati,



2



Berat satuan



Tebal (m)



Q (kN/m )



24,0



0,12



2,880



-



1,500



-



2,000



QD =



6,380



2. BEBAN HIDUP (LIVE LOAD ) Beban hidup pada lantai bangunan =



2



QL =



2,500



kg/m 2 kN/m



Qu = 1.2 * QD + 1.6 * QL =



11,656



kN/m2







250



3. BEBAN RENCANA TERFAKTOR Beban rencana terfaktor,



4. MOMEN PLAT AKIBAT BEBAN TERFAKTOR Momen lapangan arah x,



Mulx = Clx * 0.001 * Qu * Lx2 =



6,084



kNm/m



Momen lapangan arah y,



Muly = Cly * 0.001 * Qu * Lx2 =



3,777



kNm/m



2



Momen tumpuan arah x,



Mutx = Ctx * 0.001 * Qu * Lx =



8,287



kNm/m



Momen tumpuan arah y,



Muty = Cty * 0.001 * Qu * Lx2 =



5,980



kNm/m



Mu =



8,287



kNm/m



Untuk : fc' ≤ 30 MPa,



b1 =



0,85



Untuk : fc' > 30 MPa,



b1 = 0.85 - 0.05 * ( fc' - 30) / 7 =







Momen rencana (maksimum) plat,



D. PENULANGAN PLAT







Faktor bentuk distribusi tegangan beton,



-



b1 =



0,85



Rasio tulangan pada kondisi balance ,



rb = b1* 0.85 * fc'/ fy * 600 / ( 600 + fy ) =



0,0535



Faktor tahanan momen maksimum,



Rmax = 0.75 * rb * fy * [ 1 – ½* 0.75 * rb * fy / ( 0.85 * fc') ] = Faktor reduksi kekuatan lentur, f = Jarak tulangan terhadap sisi luar beton, ds = ts +  / 2 =



7,4434 0,80 31,0



mm



89,0



mm



1000



mm



Mn = Mu / f =



10,359



kNm



Rn = Mn * 10-6 / ( b * d2 ) =



1,30782



d = h - ds =



Tebal efektif plat lantai,







Ditinjau plat lantai selebar 1 m, Momen nominal rencana, Faktor tahanan momen,



Rn




5 tahun), nilai : z= 2,0



l = z / ( 1 + 50 * r ) =



1,5178



Lendutan jangka panjang akibat rangkak dan susut :



dg = l * 5 / 384 * Q * Lx4 / ( Ec * Ie ) =



6,117



mm



dtot = de + dg =



10,147



mm



Lendutan total, Syarat :



dtot 10,147



≤
Tc sehingga Faktor Respons Gempa : Ar = Am x Tc = 0,550 x 0,6 = 0,330 Ct = Ar/T







=



0,330/1,025



= 0,337



ARAH BARAT - TIMUR Arah Barat - Timur merupakan SRPM Beton



TB-T = 0,0731 (33,8)3/4 = 1,025 detik T > Tc sehingga Faktor Respons Gempa : Ar = Am x Tc



=



0,550 x 0,6



= 0,330



Ct = Ar/T



=



0,330/1,025



= 0,337



Base Shear







ARAH UTARA – SELATAN



= 156.005 kg.







ARAH BARAT - TIMUR



= 156.005 kg.



GAYA LATERAL EQUIVALENT







Gaya Lateral Equivalent yang bekerja di lantai 9 arah Utara - Selatan adalah :



= 20.970 kg.







Gaya Lateral Equivalent yang bekerja di lantai 9 arah Barat - Timur adalah :



= 20.970 kg.



Perbandingan antara tinggi gedung terhadap panjang denah dalam arah pembebanan gempa utara-selatan = 33,8/24 = 1,41 < 3 dan Perbandingan antata tinggi gedung terhadap panjang denah dalam arah pembebanan gempa barat-timur = 33,8/15 = 2,25 < 3, sehingga tidak perlu ada beban horisontal terpusat 0,1Vb di lantai tingkat paling atas. Gaya Lateral Equivalent untuk lantai lainnya (lengkap) dapat dilihat di dalam Tabel 2 dan Tabel 3. Tabel 2. Gaya Lateral Equivalent dan Gaya Geser per lantai arah Utara-Selatan



hx



Wx



Wxhx



Lantai (m)



9 8 7 6 5 4 3 2 1



33,8 30,2 26,6 23,0 19,4 15,8 12,2 8,6 5,0



S



(kg)



(kg-m)



291.413 448.517 448.517 448.517 448.517 448.517 448.517 448.517 503.813



9.849.759 13.545.213 11.930.552 10.315.891 8.701.230 7.086.569 5.471.907 3.857.246 2.519.065



3.934.845



73.277.433



F Lateral



V Story



Fx



Vx



(kg)



(kg)



20.970 28.837 25.400 21.962 18.525 15.087 11.649 8.212 5.363



20.970 49.807 75.207 97.169 115.694 130.781 142.430 150.642 156.005



Dalam contoh perhitungan ini ada 5 portal dalam arah Utara-Selatan, sehingga gaya gempa lateral equivalent yang bekerja untuk tiap portal di lantai 9 adalah 20.970/5 = 4194 kg. Tabel 2. Gaya Lateral Equivalent dan Gaya Geser per lantai arah Barat-Timur



hx



Wx



Wxhx



Lantai (m)



9 8 7 6 5 4 3 2 1



S



33,8 30,2 26,6 23,0 19,4 15,8 12,2 8,6 5,0



(kg)



(kg-m)



291.413 448.517 448.517 448.517 448.517 448.517 448.517 448.517 503.813



9.849.759 13.545.213 11.930.552 10.315.891 8.701.230 7.086.569 5.471.907 3.857.246 2.519.065



3.934.845



73.277.433



F Lateral



V Story



Fx



Vx



(kg)



(kg)



20.970 28.837 25.400 21.962 18.525 15.087 11.649 8.212 5.363



20.970 49.807 75.207 97.169 115.694 130.781 142.430 150.642 156.005



Dalam contoh perhitungan ini ada 4 portal dalam arah Barat-Timur, sehingga gaya gempa lateral equivalent yang bekerja untuk tiap portal di lantai 9 adalah 20.970/4 = 5243 kg