Perhitungan Struktur WTP [PDF]

Citation preview

LAPORAN PERHITUNGAN STRUKTUR



Flat Slab WTP Lokasi : Kutai Kertanegara



BAB I PENDAHULUAN 1.1



Umum Proyek Perencanaan Flat Slab WTP Lokasi : Kutai Kertanegara Perencanaan Flat Slab menggunakan sistem struktur portal 3 ( tiga ) dimensi, dimana beban alat / mesin dan beban lantai maupun beban dinding diterima oleh slab, kemudian diteruskan  ke pondasi. 



1.2



Metode Yang Digunakan Struktur rangka baja menggunakan metode perencanaan keadaan batas. Sedangkan untuk perhitungan elemen ‐ elemen struktur beton menggunakan metode kekua‐ tan batas. Analisa statika/mekanika tekniknya menggunakan program SAP 2000. Struktur rangka beton dimodelkan open frame dengan konsep Strong Coloumn We‐ ak Beam, dimana kolom dirancang sedemikian rupa agar sendi plastis terjadi pada  balok ‐ balok kecuali pada kolom paling bawah boleh terjadi sendi plastis dasar kolom



1.3



Peraturan Yang Dipakai 1 Tata cara perhitungan struktur beton untuk bangunan gedung SNI ‐ 03 ‐ 2847 ‐ 1992 atau ACI 318 ‐ 2005 2 Tata cara perencanaan pembebanan untuk rumah dan gedung  SNI ‐ 03 ‐ 1727 ‐ 1989 F atau ASCE 7 ‐ 10 3 Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk bangunan gedung SNI ‐ 03 ‐ 1726 ‐ 2002 4 Tata cara perencanaan struktur baja untuk bangunan gedung SNI ‐ 03 ‐ 1729 ‐ 2002 5 Konsep Standar Nasional Indonesia Tata Cara Perencanaan Konstruksi Baja untuk Bangunan Gedung ( LFRD ) 6 Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung ( 1983 ) 7 Peraturan Bertulang Indonesia ( 1971 ) 8 Peraturan Perencanaan Bangunan Baja Indonesia ( 1983 ) 9 Tabel profil beton dan baja



1.4



Data Perencanaan Fungsi bangunan = Jenis bangunan = Bahan Flat Slab = Modulus Elastisitas ba= Mutu Baja = Mutu Baja Beton = = fc' = Mutu Beton Pondasi =



Flat Slab WTP Bangunan terbuka Beton  t  = 300 mm 2,1 x 10^6 kg/cm^2 (PPBBI 1984 Pasal 2.1‐1) BJ 37 (fy = 2400 kg/m^2, fu = 1600 kg/cm^2) Ø ≤ 12 (fy = 2400 kg/cm^2) Ø >12 (fy = 3900 kg/cm^2) 20,75 Mpa K 250 Tiang Pancang



BAB II 2.1 PERENCANAAN PLAT LANTAI Peraturan yang digunakan sebagai patokan menentukan besar beban yang bekerja pada struk‐ tur plat adalah Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung 1983 ( PPIUG 1983 ). Perleta‐ kan pada plat diasumsikan sebagai perletakan jepit penuh. Data Perencanaan Tulangan Utama Tulangan Bagi Decking Mutu Beton  Mutu Baja fy Tebal Plat BJ Beton bertulang Berat Spesi Berat Keramik



= = = fc' = = = = = =



13 13 50 20,75 390 300 2400 21 24



mm mm mm Mpa Mpa mm kg/m3 kg/m2 kg/m2



K 250



( t = 1 cm ) ( t = 1 cm )



Tahapan Penulangan Plat Lantai Tahapan yang digunakan dalam menentukan tulangan lentur plat antara lain : 1 Menentukan data ‐ data d, fy, fc', dan Mu 2 Menentukan batasan harga tulangan dengan menggunakan rasio tulangan yang di‐ tentukan sebagai berikut : Peraturan yang di gunakan Peraturan Beton SKSNI T ‐ 15 ‐ 1991 ‐ 03 Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983 Ratio tulangan dalam keadaan berimbang SKSNI 3.1.4.3, hal 8 pb = 0,85 x fc' x ß ( 600 fy 600 x fy Ratio tulangan minimum SKSNI 3.3.5.1, hal 24 p min = 1,4 fy Ratio tulangan maximum SKSNI 3.3.3.3, hal 23 p max = 0,75 x pb Faktor ß1 diambil SKSNI 3.2.3.2.1, hal 15 0,85 untuk kuat tekan beton fc' hingga atau sama dengan  Penentuan tebal plat minimum



)



25 mpa



SKSNI 3.3.3.3, hal 23



Memberikan batasan tebal minimum plat dua arah, supaya besar lendutan tidak perlu



diperiksa batasannya h max



= ln



x (



1



+ 36



fy/



h min



= ln



x (



1 36 +



+ ( 9



fy/ x



)



) ß )



Plat Lantai 1 of 7



Tebal Plat minimum ditentukan harus memenuhi syarat ‐ syarat h min < h < h max ß  = ln Sn direncanakan : panjang plat arah x terpanjang = 2500 panjang plat arah y terpanjang = 2500 lebar balok arah x terlebar = 300 lebar balok arah y terlebar = 300 ln panjang bersih arah x = 2500 ‐ 0,5 Sn panjang bersih arah y = 2500 ‐ 0,5 ß  = ln Sn h max = 2200



(



300



( =



300



+



300



)



=



2200 mm



+



300



)



=



2200 mm



1



x (



+ 36 h min = 2200 x ( 1 + 36 + ( 9 dari persyaratan diatas maka h untuk plat diambil Perencanaan Plat Lantai Plat Type A Penentuan syarat batas Ly = 2500 Lx = 2500



mm mm mm mm



1



Ly Lx



=



240/ 1500



)



240/ 1500 ) x ß ) = 300 mm



= 58,6667 mm = 46,9333 mm



1



Pembebanan Plat Beban ultimate SKSNI 3.2.2.1, hal 13 U= 1,2 DL + 1,6 LL Ly 2500



Lx



2500



Beban Mati ( DL ) Berat sendiri plat Spesi ( t = 2 cm ) Lantai Keramik ( t = 1 cm ) Mesin



= = = =



0,12 x 0,02 x 0,01 x 100000 10 x 5



2400 = 288 2400 = 48 2400 = 24 = 2000 2360



Beban Hidup ( LL ) Beban Orang/benda bergerak = 250



Beban ultimate U= = =



kg



SKSNI 3.2.2.1, hal 13 1,2 DL + 1,6 LL 1,2 x 2360 + 1,6 x 250 3232 kg/m2 = 32320 N/m2



Plat Lantai 2 of 7



kg kg kg kg kg



Perhitungan momen yang bekerja Penentuan besarnya momen plat ditentukan dan dianalisis berdasarkan tabel momen pada   CUR Seri 4 tabel 4.2b hal. 26. Dimana pada tabel tersebut memuat berbagai keadaan meny ‐ angkut kondisi tumpuan keempat sisi pada plat yang bersangkutan , apakah tertumpu bebas/ menerus/terjepit elastis pada tumpuan itu. Pada analisis ini, plat diasumsikan terjepit elastis  pada keempat sisinya. Ly Lx



= =



2500 2500



Ly Lx



Mlx



= Mtx = 0,001 x Wu = 0,001 x 32320 = 7272 Nm



=



1 plat dua arah



x x



Lx^2 6,25



x x



X 36



Mly



= = =



0,001 x Wu 0,001 x 32320 7272 Nm



x x



Lx^2 6,25



x x



X 36



Mty



= = =



0,001 x Wu 0,001 x 32320 7272 Nm



x x



Lx^2 6,25



x x



X 36



Perhitungan tulangan Tebal plat (t) Penutup Beton (p) Mutu Beton (fc') Mutu Baja (fy) Lebar plat yang ditinjau (b) Diameter tulangan utama



= = = = = =



Tinggi efektif untuk arah x dx = h ‐



p



‐



Tinggi efektif untuk arah y dy = h = 300



‐ ‐



50



dx



300 50 20,75 390 1000 13



p



mm mm Mpa Mpa mm mm



5 dia



( dalam dua arah x dan y )



= =



‐ 0.5 dia ‐ ‐ 6,5 ‐ =



300 ‐ 50 243,5 mm



‐



6,5



dia 13 230,5 mm



300 mm



dy



Plat Lantai 3 of 7



Ratio tulangan dalam keadaan berimbang pb = 0,85 x fc' x fy = 0,85 x 20,75 x 390 = 0,0233 Ratio tulangan minimum p min = 1,4 = 1,4 = fy 390 Ratio tulangan maximum p max = 0,75 x pb = 0,01747 Perbandingan tegangan m = fy = 0,85 x fc' Penulangan Lapangan Penulangan lapangan arah x Mlx = 7272 Nm Koefisien reduksi



SKSNI 3.1.4.3, hal 8 ß ( 600 0,85 ( 600



) ) 390



SKSNI 3.3.5.1, hal 24 0,00359



SKSNI 3.3.3.3, hal 23



22,112



= 7272000 Nmm = 0,8 SKSNI Pasal 3.2.3.2



Koefisien lawan untuk perencanaan kekuatan Rn = Mlx = 0,8 x b x dx^2 = 0,15331 Prosentase tulangan yang dibutuhkan p perlu = 1 ( 1 ‐ √ ( m = 1 ( 1 ‐ √ ( 22,112 p perlu = 0,00039 p min Jika p perlu < p max p perlu < p min p min < p perlu



600 x fy 600 x



7272000 1000 x 59292,3



0,8



x



1



‐



2



1



‐



2



x



m x Rn ) fy x 22,112 x 0,153308 ) 390



= 0,00359 p max = 0,01747 dipakai tulangan tunggal dipakai p min = 0,0025 < p max jadi dipakai 0,00039



As perlu = p x b x = 874,103 mm2 dipakai dengan tulangan diameter D



d



= 0,00359 x = 13 ‐ 150 (



1000



x



243,5



As



=



890,5 mm2



)



Oke !!!



Luas tulangan susut ( SKSNI Pasal 3.16.12 butir 2 a, hal. 155 ) maka : A susut = 0,002 x b x h = 0,002 x 1000 = 600 mm2 dipakai dengan tulangan diameter D = 13 ‐ 150 ( As Oke !!!



Kontrol jarak tulangan menurut Pasal 3.6.4 butir 2 ( SKSNI, hal 67 ) S max < 2h = 200 < 600 Oke !!!



Plat Lantai 4 of 7



x =



300 890,5 mm2



)



Penulangan lapangan arah y Mly = 7272 Nm Koefisien reduksi



= 7272000 Nmm = 0,8 SKSNI Pasal 3.2.3.2



Koefisien lawan untuk perencanaan kekuatan Rn = Mlx = 0,8 x b x dx^2 = 0,17109 Prosentase tulangan yang dibutuhkan p perlu = 1 ( 1 ‐ √ ( m = 1 ( 1 ‐ √ ( 22,112 p perlu = 0,00044 p min Jika p perlu < p max p perlu < p min p min < p perlu



7272000 1000 x 53130,3



0,8



x



1



‐



2



1



‐



2



x



m x Rn ) fy x 22,112 x 0,171089 ) 390



= 0,00359 p max = 0,01747 dipakai tulangan tunggal dipakai p min = 0,0025 < p max jadi dipakai 0,00044



As perlu = p x b x = 827,436 mm2 dipakai dengan tulangan diameter D



d



= 0,00359 x = 13 ‐ 150 (



1000



x



230,5



As



=



890,5 mm2



)



Oke !!!



Luas tulangan susut ( SKSNI Pasal 3.16.12 butir 2 a, hal. 155 ) maka : A susut = 0,002 x b x h = 0,002 x 1000 = 600 mm2 dipakai dengan tulangan diameter D = 13 ‐ 150 ( As



x =



300 890,5 mm2



)



Oke !!!



Kontrol jarak tulangan menurut Pasal 3.6.4 butir 2 ( SKSNI, hal 67 ) S max < 2h = 200 < 600 Oke !!! Penulangan Tumpuan Penulangan Tumpuan arah x Mtx = 7272 Nm Koefisien reduksi



= 7272000 Nmm = 0,8 SKSNI Pasal 3.2.3.2



Koefisien lawan untuk perencanaan kekuatan Rn = Mtx = 0,8 x b x dx^2 = 0,15331 Prosentase tulangan yang dibutuhkan p perlu = 1 ( 1 ‐ √ ( m = 1 ( 1 ‐ √ ( 22,112



7272000 1000 x 59292,3



0,8



x



1



‐



2



1



‐



2



Plat Lantai 5 of 7



x



m x Rn ) fy x 22,112 x 0,153308 ) 390



p perlu = 0,00039 p min Jika p perlu < p max p perlu < p min p min < p perlu



= 0,00359 p max = 0,01747 dipakai tulangan tunggal dipakai p min = 0,0025 < p max jadi dipakai 0,00039



As perlu = p x b x = 874,103 mm2 dipakai dengan tulangan diameter D



d



= 0,00359 x



1000



x



243,5



= 13 ‐ 150 (



As



=



890,5 mm2



)



Oke !!!



Luas tulangan susut ( SKSNI Pasal 3.16.12 butir 2 a, hal. 155 ) maka : A susut = 0,002 x b x h = 0,002 x 1000 = 600 mm2 dipakai dengan tulangan diameter D = 13 ‐ 150 ( As



x =



300 890,5 mm2



)



Oke !!!



Kontrol jarak tulangan menurut Pasal 3.6.4 butir 2 ( SKSNI, hal 67 ) S max < 2h = 200 < 600 Oke !!! Penulangan Tumpuan arah y Mty = 7272 Nm Koefisien reduksi



= 7272000 Nmm = 0,8 SKSNI Pasal 3.2.3.2



Koefisien lawan untuk perencanaan kekuatan Rn = Mty = 0,8 x b x dy^2 = 0,17109 Prosentase tulangan yang dibutuhkan p perlu = 1 ( 1 ‐ √ ( m = 1 ( 1 ‐ √ ( 22,112 p perlu = 0,00044 p min Jika p perlu < p max p perlu < p min p min < p perlu



7272000 1000 x 53130,3



0,8



x



1



‐



2



1



‐



2



x



m x Rn ) fy x 22,112 x 0,171089 ) 390



= 0,00359 p max = 0,01747 dipakai tulangan tunggal dipakai p min = 0,0025 < p max jadi dipakai 0,00044



As perlu = p x b x = 827,436 mm2 dipakai dengan tulangan diameter D



d



= 0,00359 x = 13 ‐ 150 (



1000



x



230,5



As



=



890,5 mm2



)



Oke !!!



Luas tulangan susut ( SKSNI Pasal 3.16.12 butir 2 a, hal. 155 ) maka : A susut = 0,002 x b x h = 0,002 x 1000 = 600 mm2 dipakai dengan tulangan diameter D = 13 ‐ 150 ( As Oke !!!



Kontrol jarak tulangan menurut Pasal 3.6.4 butir 2 ( SKSNI, hal 67 ) S max < 2h = 200 < 600 Oke !!!



Plat Lantai 6 of 7



x =



300 890,5 mm2



)



Gambar Penulangan Flat Slab WTP



Lx 2500 D13 - 150



D13 - 150



Ly



2500



Plat Lantai 7 of 7



BAB IV PERENCANAAN PONDASI TIANG PANCANG Perencanaan Tiang Pancang Berikut perhitungan Pondasi. Type pondasi yang lain dihitung dengan cara yang sama. Tapi untuk  alasan efisien, hanya hasilnya saja yang dilampirkan dalam bentuk tabel. Data Perencanaan Pondasi Dimensi tiang ( D ) = 25 x 25 cm Kedalaman tiang = 1000 cm = 10 m qc ( Cone Resisten ) = 20 kg/m2 TCF ( Total Cummulative Friction )  = 10 x 10 = 100 kg/m Perencanaan Tiang Pancang Kemampuan 1 tiang untuk memikul beban dalam tanah : P ijin = Ap x qc + Ast x Tcf 3 5 = 625 x 20 + 100 x 100 = 4166,67 + 3 5 = 6,16667 ton Perhitungan jarak antar tiang Jarak dari As tiang ke As tiang  2.5 d ≤ s ≤ 5 d 87,5 ≤ s ≤ 125 dipakai s = 87,5 cm dimana : s = jarak As tiang ke As tiang s1 = jarak As tiang ke tepi poor d = panjang sisi tiang m = banyaknya baris n = banyaknya tiang perbaris Jarak dari As tiang ke tepi poor 1.5 d ≤ s1 ≤ 2 d 50 ≤ s1 ≤ 50 dipakai s = 50 cm Data dari output SAP 2000, diperoleh gaya dalam sebesar  : P = 130,03 Ton Join Perkiraan jumlah tiang N= P = 130,035 = 21,0867 dipasang  24 bh P ijin 6,16667



Pondasi Tiang Pancang 1 of 4



2000 = 6166,67 kg



Gb. Pondasi Tiang Pancang



500



1000 cm Penulangan Tiang Pancang Perhitungan berat sendiri tiang ( Q ) : q = Atp x Bj. Beton = 0,25 x 0,25 x 2400 = 150 kg/m Perhitungan momen M = 1/8 x q = 1/8 x 150 = 1875 kgm



x x



L^2 100



Penulangan Lentur Tiang Pancang Data Perencanaan Pondasi Dimensi tiang ( D ) = 250 x 250 mm Tul. Utama = 10 mm Tul. Sengkang = 6 mm decking = 70 mm d = h ‐ ( decking + tul.utama + tul. Sengkang ) = 164 mm Mutu beton ( fc' ) = 41,5 Mpa = K 500 Mutu baja ( fy ) = 400 Mpa M max Mn



= 1875000 Nmm = M max = 1875000 = 2343750 Nmm Φ 0,8 Ratio tulangan dalam keadaan berimbang SKSNI 3.1.4.3, hal 8 pb = 0,85 x fc' x ß ( fy 600 = 0,85 x 41,5 x 0,85 ( 400 600 = 0,04498



600 x fy 600 x



Pondasi Tiang Pancang 2 of 4



) ) 400



cm



Ratio tulangan minimum SKSNI 3.3.5.1, hal 24 p min = 1,4 = 1,4 = 0,0035 fy 400 Ratio tulangan maximum p max = 0,75 x pb SKSNI 3.3.3.3, hal 23 = 0,03373 Perbandingan tegangan m = fy = 11,3395 0,85 x fc' Koefisien lawan untuk perencanaan kekuatan Rn = Mlx = 2343750 0,85 x b x dx^2 0,85 x 250 x = 0,41008 Prosentase tulangan yang dibutuhkan p perlu = 1 ( 1 ‐ √ m = 1 ( 1 ‐ √ 11,3395 p perlu = 0,00103 p min = 0,0035 As perlu = p perlu x b x d = 0,00103 x 250 x 164 dipakai dengan tulangan diameter  = 314 > 42,28 Oke !!! Penulangan Geser Tiang Pancang Vu = 1/2 * q * d = 1/2 = 750 kg = 750000 Sumbangan kekuatan geser beton : Vc Vn Vu Φ Φ x Vc Vu Vs



= Vc = Vc



(



1



‐



2



(



1



‐



2



p max



26896



x



m x Rn ) fy x 11,3395 x 0,41008 ) 400



= 0,03373



= 42,28 mm2 = 4Ø 10



=



x 150 x 10 N = (1/6 * √ fc') * b * d = 44020,7 N



+ Vs + Vs



= 750000 = 1000000 N 0,75 = 0,75 x 44020,7 = 33015,5 N > Φ x Vc = 750000 > 33015,5 Perlu tulangan geser !!! = Vu ‐ Vc = 1000000 ‐ 44020,7 = 955979 N Φ Nilai Vs harus lebih kecil dari = (2/3 * √ fc') * b * d = 176083 > Vs = 955979 Dicoba dipakai sengkang  Ø 6= ( As = 28,26 mm2 ) Av = 2 x As = 2x 28,26 = 56,52 mm2 Dipakai sengkang vertical Vs = Av  x fy x d s 955979 = 56,52 x 400 x 164 s s = 3,87844 mm Jarak sengkang maksimum adalah d/2 = 82 mm Dipasang sengkang  Ø 6‐ 75 mm untuk tumpuan Ø 6‐ 75 mm untuk lapangan



Pondasi Tiang Pancang 3 of 4



314



mm2



Pondasi Tiang Pancang 4 of 4



SAP2000



SAP2000 v15.0.0 - File:SAP Flat Slab WTP.$2k - 3-D View - Tonf, m, C Units



10/9/15 0:46:00



SAP2000



SAP2000 v15.0.0 - File:SAP Flat Slab WTP.$2k - 3-D View - Tonf, m, C Units



10/9/15 0:46:43



SAP2000



SAP2000 v15.0.0 - File:SAP Flat Slab WTP.$2k - Area Uniform (DEAD) (GLOBAL) - Tonf, m, C Units



10/9/15 0:47:13



SAP2000



SAP2000 v15.0.0 - File:SAP Flat Slab WTP.$2k - Joint Reactions (DEAD) - Tonf, m, C Units



10/9/15 0:49:18



SAP2000 Perletakan mini pile 25x25cm



SAP2000 v15.0.0 - File:SAP Flat Slab WTP.$2k - X-Y Plane @ Z=0 - Tonf, m, C Units



10/9/15 0:53:12



TABLE:  Joint Reactions Joint OutputCase Text Text 1 DEAD 19 DEAD 37 DEAD 55 DEAD 73 DEAD 129 DEAD 139 DEAD 151 DEAD 163 DEAD 175 DEAD 279 DEAD 289 DEAD 301 DEAD 313 DEAD 325 DEAD



CaseType Text LinStatic LinStatic LinStatic LinStatic LinStatic LinStatic LinStatic LinStatic LinStatic LinStatic LinStatic LinStatic LinStatic LinStatic LinStatic



F1 Tonf



F2 Tonf 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0



0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0



F3 Tonf 2,7183 6,8832 5,8392 6,8832 2,7183 7,7226 22,7095 19,086 22,7095 7,7226 2,7183 6,8832 5,8392 6,8832 2,7183



M1 Tonf‐m



M2 Tonf‐m 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0



M3 Tonf‐m 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0



0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0