Perencanaan Penampang Beton Bertulang Srpmk 4g183x

DESAIN BALOK DAN KOLOM PORTAL SESUAI SISTEM RANGKA PEMIKUL MOMEN KHUSUS (SRPMK)

1. Perhitungan Ulang Beban Gempa dengan SNI 1726-2012

4m

4m

6m

6m

Gambar 1.1 Struktur Portal Beton Bertulang

1.1 Pembebanan Untuk Lantai 1. Beban Mati o Pelat lantai

= 0.12 × 14 × 5 × 2400 kg/m3

= 20160 Kg

o Spesi 3 cm

= 0.03 × 14 × 5 × 2100 kg/m3

= 4410 Kg

o Tegel 2 cm

= 0.02 × 14 × 5 × 2400 kg/m

3

= 3360 Kg

o Balok portal

= 0.3 × (0.5 - 0,12) × (14-(3x0,35)) × 2400 kg/m3 = 3543,12 Kg

o ½ kolom ke atas

= (0.3 × 0.3 × 2 × 2400 kg/m3) × 3

= 1296 Kg

o ½ kolom ke bawah = (0.35 × 0.35 × (2 - 0.12) × 2400 kg/m3) × 3 = 1658,16 Kg o Plafond

= 14 × 5 × 11 kg/m2

= 770 Kg

o Penggantung

= 14 × 5 × 7 kg/m2

= 490 Kg

o ½ dinding atas

= ((5 - 0,3) x 3) + 5 + (6 – 0,3 + 3 – 0,175 – 0,125) × 2 × 250 kg/m2

= 13750 Kg 1

o ½ dinding bawah

= ((5 - 0,35) x 3) + 5 + (6 – 0,35 + 3 – 0,2 – 0,125) × 2 × 250 kg/m2

o Balok anak

= 13637,5 Kg

= (0.25 × 0.35 × (5 – 0,35) × 2400 kg/m3 ) × 2 = 1953 Kg

o Balok induk

= (0.3 × 0.45 × (5 – 0,35) × 2400 kg/m3) × 3 = 4519,8 Kg

Jadi total beban mati (WD)

= 69568,58 Kg

2. Beban Hidup Beban hidup pada lantai = 250 Kg/m2 Faktor reduksi beban hidup 30% WL = 14 × 5 × 250 × 0.3 = 5250 Kg Beban total lantai (Wt lantai) WD + WL = 70254,54 + 5250 = 75504,54 Kg

1.2 Pembebanan Untuk Atap 1. Beban Mati o Pelat atap

= 0.1 × 14 × 5 × 2400 kg/m3

= 16800 Kg 3

o Spesi 3 cm

= 0.03 × 14 × 5 × 2100 kg/m

o Balok portal

= 0.3 × (0.4 - 0,1) × (14-(3x0,3)) × 2400 kg/m3

= 4410 Kg

= 2829,6 Kg o ½ kolom ke atas

= (0.30 × 0.30 × (2 – 0,1) × 2400 kg/m3) × 3 = 1231,2 Kg

o Plafond

= 14 × 5 × 11 kg/m2 2

= 770 Kg

o Penggantung

= 14 × 5 × 7 kg/m

o ½ dinding atas

= (((5 - 0,30) x 3) + 5 + (6 – 0,30 + 3 – 0,175 – 0,125)) × 2 × 250 kg/m2

o Balok anak

= 490 Kg

= 13750 Kg

= (0.25 × 0.35 × (5 – 0,3) × 2400 kg/m3 ) × 2 = 1974 Kg

o Balok induk

= (0.3 × 0.4 × (5 – 0,30) × 2400 kg/m3) × 3 = 4060,8 Kg

Jadi total beban mati (WD)

= 46315,6 Kg 2

2. Beban Hidup Beban hidup pada lantai = 100 Kg/m2 Faktor reduksi beban hidup 30% WL = 14 × 5 × 100 × 0.3 = 2100 Kg Beban total lantai (Wt atap) WD + WL = 46584,6 + 2100 = 48684,6 Kg

3

1.3 Gaya Gempa Konsruksi gedung ini berada pada kelas situs SD (tanah sedang) dengan Nilai spektral percepatan S S sebesar 0,9g dan nilai spektral percepatan S1 sebesar 0,3g (dapat dilihat pada Gambar 1.2 dan 1.3).

Gambar 1.2 Respon Spektra Percepatan pada 0,20 detik, 2% dalam 50 tahun (redaman 5%) - Ss (Peta Zonasi Gempa 2012)

4

Gambar 1.3 Respon Spektra Percepatan pada 1,0 detik, 2% dalam 50 tahun (redaman 5%) – S1 (Peta Zonasi Gempa 2012) Fungsi gedung ini sebagai hotel yang mana pada SNI 1726-2012 berdasarkan jenis pemanfaatannya termasuk kedalam kategori resiko II sehingga digunakan nilai faktor keutamaan gempa (IE) sebesar 1,0 (Tabel 2).

5

Tabel 2 SNI 1726-2012. Faktor Keutamaan Gempa

Untuk kelas situs SD (tanah sedang) dengan nilai Ss = 0,9g diperoleh nilai Fa = 1,14 (hasil interpolasi). Sedangkan nilai Fv = 1,80 untuk kelas situs SD dengan nilai S1 = 0,3g (tabel 4 dan 5). Tabel 4 SNI 1726-2012. Koefisien Situs, Fa

Tabel 5 SNI 1726-2012. Koefisien Situs, Fv

Nilai spektral respons percepatan (spectral response acceleration) SDS dan SD1 yaitu : (SNI 1726-2012, Pasal 6.2) SMS

= Fa . SS

= 1,14 . 0,9g = 1,026g SM1

= Fv . S1

= 1,80 . 0,3g = 0,54g

(SNI 1726-2012, Pasal 6.3) SDS

= 2/3 . SMS = 2/3 . 1,026g = 0,684g

SD1

= 2/3 . SM1 = 2/3 . 0,540g = 0,360g

6

Pada saat menentukan waktu getar alami fundamental (T) Digunakan perioda fundamental pendekatan (Ta) untuk struktur yang tidak melebihi 12 tingkat, dimana sistem penahan gaya seismik terdiri dari rangka penahan momen beton atau baja secara keseluruhan dan tingkat paling sedikit 3 m sehingga didapat (SNI 1726-2012, Pasal 7.8.2.1) Ta = 0,10 x N

,dimana N = jumlah tingkat

= 0,10 x 2 = 0,2 detik

(SNI 1726-2012, Pasal 7.8.1.1) ( )

( )

( )

( ) . . . . . . . . OK

Sehingga geser dasar seismik yang dipakai berdasarkan SNI 1726-2012, Pasal 7.8.1 sebagai berikut: V = Cs.W = 0,0855.(Wt Lantai + Wt Atap) = 0,0855.( 75504,54 + 48684,6) = 10618,17 Kg

Distribusi gaya gempa tiap tingkat digunakan persamaan berikut (SNI 1726-2012, Pasal 7.8.3) : Fx = Cvx .V ∑ dimana: Cvx

= faktor distribusi vertikal

V

= gaya lateral disain total atau geser di dasar struktur (kg)

wi and wx = bagian berat seismik efektif total struktur (W) yang ditempatkan atau 7

dikenakan pada Tingkat i atau x hi and hx k

= tinggi (m) dari dasar sampai Tingkat i atau x = eksponen yang terkait dengan perioda struktur sebagai berikut:

- untuk struktur dengan T ≤ 0,5 detik, k = 1 - untuk struktur dengan T ≥ 2,5 detik, k = 2 - untuk struktur dengan 0,5 ≤ T ≤ 2,5 detik, k harus sebesar 2 - atau harus ditentukan dengan interpolasi linier antara 1 dan 2 Sehingga nilai k untuk T = 0,4 detik adalah 1.

∑

∑

Gambar 1.4 Distribusi beban gempa 8

2. Desain Ulang Balok Sesuai SRPMK Perhitungan ulang akibat beban gempa dengan SNI 1726-2012 , beban hidup dan beban mati dilakukan dengan program SAP. Sehinggga di dapatkan nilai sebagai berikut:

Gambar 2.1 Redesain Luas Tulangan Longitudinal

Frame Text AB-T1

TABLE: Element Forces - Frames Station OutputCase P V2 mm Text N N 275 1.2D+L-E 15709.9 -70249.54

M3 N-mm -89076502

AB-L

3000 1.2D+1.6L

-31560.04

35410.23

64942645.41

AB-T2

5725 1.2D+L+E

-72160.3

72372.24

-93441665

BC-T1

275 1.2D+L-E

-16314.86

-72883.09

-95462693

BC-L

3000 1.2D+1.6L

-34471.41

-35979.08

64368580.36

BC-T2

5725 1.2D+L+E

-45958.29

69622.69

-87887497

AA'

725 1.2D+1.6L

0

23819.55

-15370990.6

CC'

275 1.2D+1.6L

0

23819.55

-15370990.6

9

Frame Text DE-T1

TABLE: Element Forces - Frames Station OutputCase P V2 mm Text N N 275 1.2D+L-E 39807 -137267.62

M3 N-mm -167276094

DE-L

3000 1.2D+1.6L

13152.57

55917.61

115153428.9

DE-T2

5725 1.2D+L+E

-15341.8

143110.08

-179575091

EF-T1

275 1.2D+L-E

26944.55

-147638.37

-198870803

EF-L

3000 1.2D+1.6L

11297.05

-92763.11

152123951.2

EF-T2

5725 1.2D+L+E

-6190.4

159012.56

-189326203

DD'

725 1.2D+1.6L

0

-56338.67

-37882931

FF'

275 1.2D+1.6L

0

-56338.67

-37882931

10

2.1 Desain Tulangan Longitudinal Balok lantai

DE T1

442.5

Mut (N mm) 167276094

DE L

442.5

115153428.9

143941786.13

2.4504

0.0066

0.0066

882.20

3.11

4.00

1134.57

88.99

180626949.50

DE T2

442.5

179575091

224468863.75

3.8213

0.0110

0.0110

1456.08

5.13

6.00

1701.86

133.48

255796279.23

EF T1

442.5

198870803

248588503.75

4.2319

0.0124

0.0124

1643.97

5.80

6.00

1701.86

133.48

255796279.23

EF L

442.5

152123951.2

190154939.00

3.2371

0.0091

0.0091

1202.46

4.24

5.00

1418.21

111.23

219473626.45

EF T2

442.5

189326203

236657753.75

4.0288

0.0117

0.0117

1549.95

5.46

6.00

1701.86

133.48

255796279.23

D-D'

442.5

37882931

47353663.75

0.8061

0.0021

0.0035

464.63

1.64

2.00

567.29

44.49

95361523.09

F-F'

442.5

37882931

47353663.75

0.8061

0.0021

0.0035

464.63

1.64

2.00

567.29

44.49

95361523.09

Balok

d (mm)

Mn (N mm)

Rn (Mpa)

ρ hitung

ρ use

As

n

n use

As use (mm2)

a (mm)

Mn use (N mm)

209095117.50

3.5596

0.0101

0.0101

1340.60

4.73

5.00

1418.21

111.23

219473626.45

11

Balok atap Balok

d (mm)

Mn (N mm)

Rn (Mpa)

ρ hitung

ρ use

As

n

n use

As use (mm2)

a (mm)

Mn use (N mm)

344

Mut (N mm) 89076502

AB T1

111345627.50

3.1364

0.0087

0.0087

901.93

4.48

5.00

1005.71

78.88

122520227.29

AB L

344

65247571.8

81559464.75

2.2974

0.0062

0.0062

639.32

3.18

4.00

804.57

63.10

100554751.18

AB T2

344

93441665

116802081.25

3.2901

0.0092

0.0092

952.22

4.73

5.00

1005.71

78.88

122520227.29

BC T1

344

95462693

119328366.25

3.3613

0.0095

0.0095

975.75

4.85

5.00

1005.71

78.88

122520227.29

BC L

344

64673506.8

80841883.50

2.2772

0.0061

0.0061

633.22

3.15

4.00

804.57

63.10

100554751.18

BC T2

344

87887497

109859371.25

3.0946

0.0086

0.0086

888.36

4.42

5.00

1005.71

78.88

122520227.29

AA'

344

15370990.6

19213738.25

0.5412

0.0014

0.0035

361.20

1.80

2.00

402.29

31.55

52815944.94

CC'

344

15370990.6

19213738.25

0.5412

0.0014

0.0035

361.20

1.80

2.00

402.29

31.55

52815944.94

A. Balok AB dan BC (300/400)

(Tumpuan 1)

(Lapangan)

(Tumpuan 2) 12

B. Balok DE (300/500)

(Tumpuan 1)

(Lapangan)

(Tumpuan 2)

(Lapangan)

(Tumpuan 2)

C. Balok EF (500/300)

(Tumpuan 1)

13

2.2 Cek Komponen struktur Portal SRPMK Sesuai SNI 03-2847-2002 Cek komponen struktur lentur redesain tugas perancangan beton bertulang sesuai SNI 03-2847-2002, Pasal 23.3 komponen struktur lentur pada Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus untuk persyaratan geometri dan persyaratan tulangan longitudinal. Ruang lingkup A. Memikul gaya akibat beban gempa semua elemen sruktur lentur memang direncanakan memikul beban gempa. B. Direncanakan untuk memikul beban lentur semua tulangan longitudinal pada elemen struktur lentur memang dihitung dari kombinasi beban-beban yang maksimum dari beban tetap dan beban gempa

Persyaratan Geometri Tabel 1 Bentang bersih komponen struktur tidak boleh kurang dari empat kali tinggi efektifnya Balok A-B atap B-C atap D-E lantai E-F lantai

Dimensi

d (mm)

4d (mm)

Bentang (mm)

Keterangan

30/40

344

1376

5450

memenuhi syarat

30/40

344

1376

5450

memenuhi syarat

30/50

442,5

1770

5450

memenuhi syarat

30/50

442,5

1770

5450

memenuhi syarat

Tabel 2 Perbandingan lebar terhadap tinggi tidak boleh kurang dari 0.3 Balok A-B atap B-C atap D-E lantai E-F lantai

b (mm)

d (mm)

b/d

syarat b/d

300

344

0,87

0,3

300

344

0,87

0,3

300

442,5

0,68

0,3

300

442,5

0,68

0,3

Keterangan memenuhi syarat memenuhi syarat memenuhi syarat memenuhi syarat

14

Tabel 3 Lebar Balok tidak boleh kurang dari 250 mm Balok A-B atap B-C atap D-E lantai E-F lantai

b (mm)

syarat b (mm)

Keterangan

300

250

memenuhi syarat

300

250

memenuhi syarat

300

250

memenuhi syarat

300

250

memenuhi syarat

Tabel 4 Lebarnya tidak boleh lebih dari bcol + 2 (3/4 hbalok) Balok A-B atap B-C atap D-E lantai E-F lantai

b (mm)

h (mm)

bcol (mm)

300

400

550

1150

memenuhi syarat

300

400

550

1150

memenuhi syarat

300

500

550

1300

memenuhi syarat

300

500

550

1300

memenuhi syarat

Keterangan

bcol + 2 (3/4 hbalok)

Persyaratan Tulangan Longitudinal Tabel 5 ρmin = √ Balok A-B T1 A-B L A-B T2 B-C T1 B-C L B-C T2 D-E T1 D-E L D-E T2 E-F T1 E-F L E-F T2

/4.fy atau ρmin = 1,4/fy ≤ ρ ≤ ρmaks = 0,025

ρ min ρmin = f’c1/2/4.fy 0,0035 0,028 0,0035 0,028 0,0035 0,028 0,0035 0,028 0,0035 0,028 0,0035 0,028 0,0035 0,028 0,0035 0,028 0,0035 0,028 0,0035 0,028 0,0035 0,028 0,0035 0,028

ρ 0.0087 0.0062 0.0092 0.0095 0.0061 0.0086 0.0101 0.0066 0.0110 0.0124 0.0091 0.0117

ρ maks. 0,0250 0,0250 0,0250 0,0250 0,0250 0,0250 0,0250 0,0250 0,0250 0,0250 0,0250 0,0250

Keterangan memenuhi syarat memenuhi syarat memenuhi syarat memenuhi syarat memenuhi syarat memenuhi syarat memenuhi syarat memenuhi syarat memenuhi syarat memenuhi syarat memenuhi syarat memenuhi syarat

15

Tabel 6 Momen pada ujung-ujung balok M+n ≥ 0,5 M-n Balok

AB = BC

Potongan

Mn (Nmm)

0,5 Mn (Nmm)

Mn (Nmm)

Keterangan

BC=AB-T1

122520227.29

61260113.65

77319990.40

memenuhi syarat

BC=AB-T2

122520227.29

61260113.65

77319990.40

memenuhi syarat

DE-T1

219473626.45

109736813.2

139256248.38

memenuhi syarat

DE-T2

255796279.23

127898139.6

139256248.38

memenuhi syarat

EF-T1

255796279.23

127898139.6

139256248.38

memenuhi syarat

EF-T2

255796279.23

127898139.6

139256248.38

memenuhi syarat

DE

EF

Tabel 7 Momen penampang lainnya sepanjang balok M-nak dan M+nak ≥ 0,25 (M-n, maksimum) ujung-ujung balok Balok

Dimensi

D Tul

AB-T1 A-B = B-C atap

30/40

16

AB-L AB-T2 DE-T1

D-E

30/50

19

DE-L DE-T2 EF-T1

E-F

30/50

19

EF-L EF-T2

0,25xMn max

n

Mn (Nmm)

-

5

122520227.29

memenuhi syarat

+

3 2 4 5 3 5

77319990.40 52815944.94 100554751.18 122520227.29 77319990.40 219473626.45

memenuhi syarat memenuhi syarat memenuhi syarat memenuhi syarat memenuhi syarat memenuhi syarat

+ -

3 2 4 6 3 6

139256248.38 95361523.09 180626949.50 255796279.23 139256248.38 255796279.23

+ + +

3 2 5 6 3

139256248.38 95361523.09 219473626.45 255796279.23 139256248.38

Pot

+ + + +

30630056.82

63949069.81

63949069.81

Keterangan

memenuhi syarat memenuhi syarat memenuhi syarat memenuhi syarat memenuhi syarat memenuhi syarat memenuhi syarat memenuhi syarat memenuhi syarat memenuhi syarat memenuhi syarat

16

2.3 Desain Tulangan Transversal Menurut ketentuan SNI 03-2847-2002, pasal 23.3.3 Tulangan Tranversal Data desain f’c = 20 Mpa fyl = 400 Mpa fys = 320 Mpa

Balok Atap

Balok Lantai

Tulangan longitudinal D16 mm

Tulangan longitudinal D19 mm

Tulangan tranversal ø8 mm

Tulangan tranversal ø8 mm

Kolom Tulangan longitudinal D19 mm Tulangan tranversal ø8 mm

Balok D-E Momen berlawanan arah jarum jam

D

E Mpr2

Mpr1

As1 = 1134,12 mm2

L

As2 = 850,59 mm2

= 6000 – (2x ½ hkolom) = 6000 – (2x ½ 350) = 5650 mm

17

(

)

Perhitungan Mpr1,

d1= 442,5 mm (

)

Perhitungan Mpr2,

d2= 442,5 mm (

)

Kuat Geser Rencana : Untuk Balok : (

)

Beban tetap yang bekerja pada balok :

Ve max Ve min 18

Jarak tulangan

Untuk daerah sendi plastis 2h dari tumpuan jarak sengkang tidak melebihi nilai terkecil dari d/4, 24Ds, 200 mm .  tumpuan. 1

24Ds = 24(8) = 192 mm (

)

diambil S = 97,66 mm, dipasang ø8-100 mm  tumpuan 2

24Ds = 24(8) = 192 mm (

)

diambil S = d/4 =

mm, dipasang ø8-120 mm

untuk momen searah jarum jam

B

Mpr2

D Mpr1

19

As1 = 567,057 mm2 L

As2 = 1701,172 mm2

= 6000 – (2x ½ hkolom) = 6000 – (2x ½ 350) = 5650 mm

Perhitungan Mpr1,

d1= 442,5 mm (

)

Perhitungan Mpr2,

d2= 442,5 mm (

)

Kuat Geser Rencana : Untuk Balok : (

)

Beban tetap yang bekerja pada balok :

20

Ve max Ve min Jarak tulangan

Untuk daerah sendi plastis 2h dari tumpuan jarak sengkang tidak melebihi nilai terkecil dari d/4, 24Ds, 300 mm .  tumpuan. 1

24Ds = 24(8) = 192 mm (

)

diambil S = 94,61 mm, dipasang ø8-100 mm  tumpuan 2

24Ds = 24(8) = 192 mm (

)

diambil S = d/4 = 110,625 mm, dipasang ø8-120 mm

21

Tulangan di daerah lapangan

Ve max

Ve 1 Ve min

L

= 6000 – (2x ½ hkolom) = 6000 – (2x ½ 350) = 5650 mm

Jarak tulangan

Gaya Ve yang digunakan adalah sejarak 2h dari muka kolom seperti gambar diagram Ve diatas

(

) (

)

Syarat d/2 = 442,5/2 = 221,25 mm, dipasang ø8-80mm

Untuk balok E-F , A-B dan C-D dihitung dengan program Ms. Exel seperti halaman berikut :

22

Balok E-F Tumpuan 1

searah jarum jam

b=

300 mm

As tarik =

h= L= n atas =

500 mm 5650 mm 7

a= Mpr1 =

n bawah = d (mm) =

3

As tarik =

442,5 mm

a= Mpr2 =

Tumpuan 2 300 mm

As tarik =

h= L= n bawah =

500 mm 5650 mm 4

a= Mpr1 =

d (mm) =

1984,701 mm

194,579 mm 342570065 Nmm

Ve min = Ve max = S=

-34188,86 N 204012,3 N 87,22015 mm

850,586 mm2

d/4 =

110,625 mm

83,391 mm

24Ds =

192 mm

170459432 Nmm

Smin = dipasang

87,22015 mm D10 - 85 mm

berlawan arah jarum jam

b=

n atas =

2

5

As tarik =

442,5 mm

a= Mpr2 =

1134,115 mm2 111,188 mm 219398013 Nmm

Ve min = Ve max = S=

-27583,34 N 198837,8 N 89,48991 mm

1417,644 mm2

d/4 =

110,625 mm

138,985 mm

24Ds =

192 mm

264395979 Nmm

Smin = dipasang

89,48991 mm ø8 - 90 mm

Tulangan sengkang daerah lapangan L= Ve 1 = S= d/2 = Smin = dipasang

5650 230230,5 77,288 221,25

mm N mm mm

77 mm ø8 - 80

mm

23

Balok A-B Tumpuan 1

searah jarum jam

b=

300 mm

As tarik =

h= L= n atas =

500 mm 5700 mm 3

a= Mpr1 =

n bawah = d (mm) =

2

As tarik =

444 mm

a= Mpr2 =

Tumpuan 2 300 mm

As tarik =

h= L= n bawah =

500 mm 5700 mm 2

a= Mpr1 =

d (mm) =

59,136 mm 124989767 Nmm

Ve min = -13461,3 N Ve max = 87250,05 N S = 204,6337 mm

402,124 mm2

d/4 =

111 mm

39,424 mm

24Ds =

192 mm

85308173 Nmm

Smin = dipasang

111 mm D10 - 85 mm

berlawan arah jarum jam

b=

n atas =

603,186 mm2

5

As tarik =

444 mm

a= Mpr2 =

2

402,124 mm

39,424 mm 85308173 Nmm 1005,310 mm2 98,560 mm 198407970 Nmm

Ve min = -580,908 N Ve max = 100130,4 N S = 178,3104 mm d/4 =

111 mm

24Ds =

192 mm

Smin = dipasang

111 mm ø8 - 120 mm

Tulangan sengkang daerah lapangan L= 5700 mm Ve 1 = 96503,978 N S= 185,011 mm d/2 = 222 mm Smin = dipasang

185 mm ø8 - 190

mm

24

Balok B-C Tumpuan 1

searah jarum jam

b=

300 mm

As tarik =

h= L= n atas =

500 mm 5700 mm 3

a= Mpr1 =

n bawah = d (mm) =

2

As tarik =

444 mm

a= Mpr2 =

Tumpuan 2 300 mm

As tarik =

h= L= n bawah =

500 mm 5700 mm 2

a= Mpr1 =

d (mm) =

59,136 mm 124989767 Nmm

Ve min = -13461,3 N Ve max = 87250,05 N S = 204,6337 mm

402,124 mm2

d/4 =

111 mm

39,424 mm

24Ds =

192 mm

85308173 Nmm

Smin = dipasang

111 mm D10 - 85 mm

berlawan arah jarum jam

b=

n atas =

603,186 mm2

5

As tarik =

444 mm

a= Mpr2 =

402,124 mm2 39,424 mm 85308173 Nmm 1005,310 mm2 98,560 mm 198407970 Nmm

Ve min = -580,908 N Ve max = 100130,4 N S = 178,3104 mm d/4 =

111 mm

24Ds =

192 mm

Smin = dipasang

111 mm ø8 - 120 mm

Tulangan sengkang daerah lapangan L= 5700 mm Ve 1 = 96503,978 N S= 185,011 mm d/2 = 222 mm Smin = dipasang

185 mm

ø8 - 190

mm

25

3. Desain Ulang Kolom Sesuai SRPMK 3.1 Cek komponen struktur yang menerima kombinasi lentur dan beban aksial redesain tugas perancangan beton bertulang sesuai SNI 03-2847-2002, pasal 23.4 halaman 317 pada Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus. Berdasarkan perhitungan program SAP 2000 diperoleh hasil sebagai berikut:

Frame Text

Station mm

TABLE: Element Forces - Frames OutputCase P V2 Text N N

M3 N-mm

K-AD

4000 1.2D+L-E

-143587.66

-34045.73 71759646.48

K-BE

0 1.2D+L-E

-217407.49

-28730.19

-58266142

K-CF

4000 1.2D+L+E

-143216.73

35875.03

-71824017

K-DG

0 1.2D+L-E

-502197.4

-45264.16

-97118064

K-EH

0 1.2D+L-E

-664208.76

-45763.79

-97409195

K-FI

0 1.2D+L+E

-523106.7

49128.82

99558779.3 26

Pasal 23.4.1 Ruang lingkup (halaman 317) A. Memikul gaya akibat gempa B. Menerima beban aksial terfaktor yang lebih besar daripada Agf’c/10. Dimensi kolom b=550 h=550 Agf’c/10 = 550 x 550 x 20/10 = 605000 N Gaya aksial terfaktor yang diterima masing-masing kolom Kolom G-D = 545807,49 N < Agf’c/10 = 605000 N (disesuaikan dengan pasal ini) Kolom H-E = 677721,84 N > Agf’c/10 = 605000 N Kolom I-F = 566925,58 N < Agf’c/10 = 605000 N (disesuaikan dengan pasal ini) Kolom D-A = 181927,32 N < Agf’c/10 =605000 N (disesuaikan dengan pasal ini) Kolom E-B = 229253,61 N < Agf’c/10 =605000 N (disesuaikan dengan pasal ini) Kolom F-C = 181300,46 N < Agf’c/10 =605000 N (disesuaikan dengan pasal ini) 

Pasal 23.4.1.1 Ukuran penampang terkecil diukur pada garis lurus yang melalui titik pusat geometris penampang, tidak kurang dari 300 mm (halaman 317). Dimensi kolom adalah 550x550  dimensi memenuhi syarat.



Pasal 23.4.1.2 Perbandingan ukuran tekecil penampang dengan arah tegak lurusnya tidak kurang dari 0.4 (halaman 318) b = 550 mm h = 550 mm b/h = 550/550 = 1 > 0,4 OK

3.2 Desain Tulangan Longitudinal Pasal 23.4.2 Kuat Lentur Minimum Kolom (halaman 318) 

Pasal 23.4.2.1 Kuat lentur setiap kolom yang dirancang untuk menerima beban aksial terfaktor melebihi Agf’c/10 harus memenuhi persamaan ΣMe ≥ (6/5) ΣMg. Kekuatan

dan

kekakuan

lateral

kolom

yang tidak

memenuhi

persamaan

ΣMe≥(6/5)ΣMg harus diabaikan dalam memperhitungkan kekuatan dan kekakuan struktur, tapi kolom harus memenuhi persyaratan komponen struktur yang direncanakan untuk memikul beban gempa. 27



Pasal 23.4.2.2 Kuat lentur kolom harus memenuhi persamaan ΣMe ≥ (6/5) ΣMg

ΣMe ≥ (6/5) ΣMg ΣMe = 1,2 . (Mnbka+Mnbki)

Keterangan: Mnbka : momen nominal balok di kanan t (Nmm) Mnbki : momen nominal balok di kiri t (Nmm) Mnka : momen nominal kolom ke atas (Nmm) Mnkb : momen nominal kolom ke bawah (Nmm) MEa

: momen akibat beban gempa ke atas (Nmm)

MEb : momen akibat beban gempa ke bawah (Nmm)

28

Kekakuan kolom dihitung dengan menggunakan diagram momen akibat beban gempa (kNm) yang sudah dihitung dengan menggunakan program SAP 2000 sebagai berikut:

29

Perhitungan t E ΣMe = 1,2 . (Mnbka+Mnbki) = 1,2 . (255796279.23 + 255796279.23) = 613911070 Nmm

Perhitungan t lain dilakukan dengan menggunakan program Mc. Excel sebagai berikut:

Mnbki (Nmm) 52815944.94

Mnbka (Nmm) 122520227.29

ΣMe (Nmm) 210403407

122520227.29

122520227.29

C

122520227.29

D

0

MEb (Nmm) 30270000

0

Mukb (Nmm) 210403407

294048545

0

57590000

0

294048545

52815944.94

210403407

0

30040000

0

210403407

95361523.09

219473626.45

377802179

28590000

30780000

181933035.4

195869144

E

255796279.23

255796279.23

613911070

58870000

52110000

325652772.6

288258298

F

255796279.23

95361523.09

421389363

29240000

29140000

211055583.6

210333779

G

0

0

0

99700000

0

0

0

H

0

0

0 108370000

0

0

0

0

0

0

0

0

0

t A B

I

MEa (Nmm)

96420000

Muka (Nmm)

30

Momen nominal kolom dari perhitungan di atas digunakan untuk mendesain tulangan longitudinal kolom dengan menggunakan diagram interaksi kolom dengan data sebagai berikut: Frame

Dimensi

Pu (kN)

Mu (kNm)

Pn (kN)

Mn (kNm)

G-D

550X550

545.81

195.87

839.71

301.34

H-E

550X550

677.72

288.26

1042.65

443.47

I-F

550X550

566.93

210.33

872.20

323.59

D-A

550X550

181.93

210.40

279.89

323.70

E-B

550X550

229.25

325.65

352.69

501.00

F-C

550X550

181.3

211.06

278.92

324.70

31

Perhitungan Diagram Interaksi Kolom Data: Dimensi kolom (55/55) b = 550 mm h = 550 mm Ag = 550 x 550 = 302500 mm2 f’c = 20 MPa fyl = 400 MPa fyt = 320 MPa Es = 200000 MPa Εc

= 0,003

Direncanakan: Tulangan longitudinal = D19 mm, Astul = 283,64 mm2 Tulangan transversal = Ø8 mm, Av = 100,5714 mm2 Perhitungan menggunakan penulangan kolom dua sisi Untuk ρ = 1% ρ = Ast/Ag Ast = ρ.Ag = 1% . 302500 = 3025 mm2

As1 = As’

= 3/8 x 3025 = 1134,375 mm2

As2

= 2/8 x 3025 = 756,25 mm2 32

a. Kondisi Beban Konsentris (Mn = 0)

Ts1 = As1.fy Ts2 = As2.fy Cs = As’.fy Cc = 0,85.f’c.(Ag-Ast) Pn = Cc + Ts1 + Ts2 + Cs = 0,85.f’c.(Ag-Ast) + As1.fy + As2.fy + As’.fy = 0,85.f’c.(Ag-Ast) + (As1+As2+As’).fy = 0,85.f’c.(Ag-Ast) + Ast.fy = 0,85.20.(302500-3025) + 3025.400 = 6301075 N = 6301,075 kN Pn max = 0,8 . 6301,075 = 5040,86 kN

33

b. Kondisi Balance

εy = fy/Es = 400/200000 = 0,002 kondisi balance (εs = εy)

Kontrol regangan:

maka fs’=

maka fs1=

maka fs2= Gaya-gaya dalam Cc = 0,85.f’c.a.b= 0,85 . 20 . . 550 = 2348486,25 N Cs = As’ . fs’ = 1134,375 . 400 = 453750 N Ts1 = As1 . fs1 = 1134,375 . 400 = 453750 N Ts2 = As2 . fs2 = 756,25 . = -31478,43 N

34

Pn = Cc + Cs – Ts1 – Ts2 = 2348486,25 + 453750 – 453750 – (-31478,43) = 2379964,68 N = 2379,96 kN (

)

(

)

(

(

)

)

(

)

(

)

= 548274451,8 Nmm = 548,27 kNm

c. Kondisi Momen Murni Asumsi baja tekan belum leleh

fs’=

ΣV = 0 Cc + Cs – Ts1 – Ts2 = 0 0,85.f’c. .b.c + As’.(

– (

=0

)

Pc2 + Qc + R = 0 35

P= Q= R=

= = = -600 . 57,5 . 1134,375 = -39135937,5 c2 + 90000.c -15120000 = 0

= -75625

√ c = 75,09 mm a=

Kontrol regangan:

maka fs’=

maka fs1=

maka fs2= Gaya-gaya dalam Cc = 0,85.f’c.a.b= 0,85 . 20 . . 550 = 596796,09 N Cs = As’ . fs’ = 1134,375 . = 159453,91 N Ts1 = As1 . fs1 = 1134,375 . 400 = 453750 N Ts2 = As2 . fs2 = 756,25 . 400 = 302500 N Pn = Cc + Cs – Ts1– Ts2 = 596796,09 + 159453,91 – 453750 – 302500 =0 (

) (

(

) )

(

) (

)

(

)

= 278444487,9 Nmm = 278,44 kNm

36

Untuk perhitungan ρ = 2% dan seterusnya dihitung dengan program Mc. Excel dan perhitungan dihitung dalam beberapa kondisi untuk penggambaran grafik yaitu: -

Kondisi beban konsentris (Mn=0) Kondisi c=d (

-

) (

-

)

Kondisi c = 3d/8 Kondisi c = 0,3d Kondisi momen murni (Pn = 0)

Catatan: Apabila pada kondisi momen murni baja tekan Cs dan baja tarik Ts2 belum leleh, persamaannya menjadi:

fs’=

fs2= ΣV = 0 Cc + Cs – Ts1 – Ts2 = 0 0,85.f’c. .b.c + As’.( (

– )

=0 (

)

Pc2 + Qc + R = 0 P= Q=

37