BAB I Preliminary Design Kel.3

BAB I
PRELIMINARY DESIGN
A. Ketentuan Umum
Tugas besar Perencanaan Struktur Gedung merupakan salah satu
persyaratan penilaian mata kuliah Perencanaan Struktur Gedung (PSG).
Adapun ketentuan umum dalam penyusunan laporan tugas besar perencanaan
struktur gedung adalah sebagai berikut :
1. Bangunan real atau tidak real.
2. Menggunakan acuan standar yang berlaku :
a. Materi Perkuliahan Struktur Beton 1
b. Materi Perkuliahan Struktur Beton
c. Tata Cara Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan Gedung (SNI-03-17272013)
d. Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung dan
Non Gedung Gedung (SNI-03-1726-2013)
e. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung (SNI-03-28472013)
f. Peraturan/Standard lain yang terkait
g. PPURG 1987
h. Puskim dan sumber lainnya yang dapat dipertanggungjawabkan.
3. Penyusunan disertai dengan pemodelan pada software yang mendukung.
4. Bangunan harus terdiri dari minimal 5 lantai atau lebih.
B. Gambaran Umum Gedung
Perguruan Tinggi Swasta Maju Jaya adalah Perguruan Tinggi Swasta yang
diasumsikan terletak di kota Tangerang Selatan, Kecamatan Serpong.
Kecamatan Serpong dipilih sebagai lokasi karena Serpong memiliki
kemudahan akses dan infrastruktur yang mendukung. Perguruan Tinggi
Swasta Maju Jaya memiliki 5 lantai dengan ketinggian keseluruhan 22,5 m 2
dan luasan gedung 49 m x 18 m atau 882 m2. Pada perencanaan ini, mengacu
pada SRPMK dengan kategori IV resiko bangunan gedung untuk beban
Preliminary Design
gempa yang dimanfaatkan untuk gedung kuliah dengan nilai faktor keutamaan
gempa atau Ic sebesar 1,5
Lokasi
Gambar 1.1 Lokasi Gedung
(Sumber: Google Maps, 2019)
Gambar 1.2 Denah Lantai 1 Perguruan Tinggi Swasta Maju Jaya
(Sumber: Data Pribadi,2019)
Kelompok 3 2
Perencanaan Struktur Gendung 2019
Preliminary Design
Gambar 1.3 Denah Lantai 2 Perguruan Tinggi Swasta Maju Jaya
(Sumber: Data Pribadi,2019)
Gambar 1.4 Denah Lantai 3 Perguruan Tinggi Swasta Maju Jaya
(Sumber: Data Pribadi,2019)
Kelompok 3 3
Perencanaan Struktur Gendung 2019
Preliminary Design
Gambar 1.5 Denah Lantai 4 Perguruan Tinggi Swasta Maju Jaya
(Sumber: Data Pribadi,2019)
Gambar 1.6 Denah Lantai 5 Perguruan Tinggi Swasta Maju Jaya
(Sumber: Data Pribadi,2019)
Kelompok 3 4
Perencanaan Struktur Gendung 2019
Preliminary Design
Gambar 1.7 Tampak Depan Perguruan Tinggi Swasta Maju Jaya
(Sumber: Data Pribadi,2019)
Gambar 1.8 Tampak Belakang Perguruan Tinggi Swasta Maju Jaya
(Sumber: Data Pribadi,2019)
Gambar 1.9 Tampak Samping Kanan Perguruan Tinggi Swasta Maju Jaya
(Sumber: Data Pribadi,2019)
Kelompok 3 5
Perencanaan Struktur Gendung 2019
Preliminary Design
Gambar 1.10 Tampak Samping Kiri Perguruan Tinggi Swasta Maju Jaya
(Sumber: Data Pribadi,2019)
Gambar 1.11 Potongan A-A Perguruan Tinggi Swasta Maju Jaya
(Sumber: Data Pribadi,2019)
Kelompok 3 6
Perencanaan Struktur Gendung 2019
Preliminary Design
Gambar 1.12 Potongan B-B Perguruan Tinggi Swasta Maju Jaya
(Sumber: Data Pribadi,2019)
Gambar 1.13 Gambar 3D Perguruan Tinggi Swasta Maju Jaya
(Sumber: Data Pribadi,2019)
Kelompok 3 7
Perencanaan Struktur Gendung 2019
Preliminary Design
C. Deskripsi Ketentuan Bangunan Gedung
Lokasi gedung yang berfungsi sebagai bangunan untuk Perguruan Tinggi
berada pada kecamatan Serpong, Kota Tangerang. Provinsi Banten. Gedung
terdiri dari 5 lantai dengan ketinggian keseluruhan 22,5 m dengan luas
bangunan 882 m2. Diasumsikan tanah pada lokasi tersebut termasuk tanah
lunak, berdasarkan Soil Mechanics International Edition (1969) tanah lunak
memiliki berat jenis 18 kN/m3.
Gambar 1.14 Tabel Korelasi Empiris antara nilai N-SPT dengan unconfined compressive
strength dan berat jenis tanah jenuh untuk tanah kohesif
(Sumber: Soil Mechanics by Lambe & Whitman, 1969)
Tipe atap yang digunakan pada gedung ini adalah tipe atap dak beton
bertulang dengan ketebalan 100 mm, sedangkan pondasi yang digunakan ialah
pondasi tipe telapak. Penggunaan pondasi telapak dipilih dikarenakan pondasi
memikul beban kolom tunggal dan karakteristik tanah diasumsikan kedalaman
tanah kerasnya berada pada -2,5m dari permukaan tanah.
Gambar 1.15 Tabel Jenis Pondasi Dangkal
(Sumber: ocw.upj.ac.id , 2019)
Kelompok 3 8
Perencanaan Struktur Gendung 2019
Preliminary Design
D. Spesifikasi Bahan dan Komponen pada Gedung
1. Beton Bertulang
f’c 30 Mpa dan fy 390 Mpa, Bj 2400 kg/m2 (Sumber: PPURGSNI 03 1727
hal.3, 1989).
2. Dinding
Menggunakan bata ringan dengan tebal 100 mm, panjang 600 mm, lebar
400 mm (Sumber: Citicon Bata Ringan, 2017) (Sumber: PPURGSNI 03
1727 hal.3, 1989).
3. Pasir
Kering udara sampai lembab dengan berat 1600 kg/m3 (Sumber:
PPPURGSNI 03 1727 hal.3, 1989).
4. Pasangan Batu Belah (untuk pondasi)
Dengan berat sendiri 2200 kg/m3 (Sumber: PPPURGSNI 03 1727 hal.3,
1989).
5. Gypsum
Dengan berat sendiri 11 kg/m2.
6. Penutup Lantai
Dari ubin semen Portland, teraso dan beton, tanpa adukan per cm tebal
dengan berat sendiri 24 kg/m2 (Sumber: PPPURGSNI 03 1727 hal.3,
1989).
E. Pembebanan
Pembebanan didasarkan pada peraturan SNI-1727-2013 (Beban Minimum
untuk Perancangan Bangunan Gedung dan Struktur Lain) dan SNI-1726-2012
(Tata Cara Perancangan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung
dan Non Gedung). Beban yang ditinjau terdiri dari beban mati, beban hidup,
dan beban gempa.
Mutu beton
= 30
MPa (dari soal)
Fy Ø<12 mm
= 240 Mpa (dari soal)
Fy Ø>12 mm
= 390 Mpa (dari soal)
Kelompok 3 9
Perencanaan Struktur Gendung 2019
Preliminary Design
1. Pembebanan Lantai 1 - 4
a. Beban sendiri pelat
Plat (DL) t = 12 cm
= 0,12 x 24
= 2,88 kN/m2
b. Beban tambahan pelat (SDL)
Keramik
t = 0,5 cm
= 0,005 x 24 = 0,12
Spesi
t = 2 cm
= 0,02 x 21
= 0,42
Pasir
t = 5 cm
= 0,05 x 16
= 0.8
Penggantung
= 0,07
Beban Instalasi listrik & sanitasi
= 0,1
Beban plafon
= 0,11 +
Total (SDL)
= 1,62 kN/m2
= 2,5 kN/m2
c. Beban hidup (LL)
(PPURG)
2. Pembebanan Lantai Atap
a. Beban sendiri pelat
Plat
t = 10 cm
= 0,1 x 24
= 2,4 kN/m2
b. Beban tambahan pelat (SDL)
Penggantung
= 0,07
Beban Instalasi listrik & sanitasi
= 0,1
Beban plafon
= 0,11
Waterproofing membrane + Screeding = 0,03 +
Total (SDL)
= 0,31 kN/m2
c. Beban hidup (LL)
Beban hidup atap
=1
Beban genangan air 1 cm
= 0,5 +
Total (LL)
(PPURG)
= 1,5 kN/m2
3. Perhitungan beban lantai atap (Dak)
a. Beban mati dak (D)
= a x b x tebal pelat x BJ beton
= 3,5 m x 6 m x 0,10 m x 24 kN/m3
= 50,4 kN
b. Beban mati tambahan (d) = a x b x beban mati tambahan
Kelompok 3 10
Perencanaan Struktur Gendung 2019
Preliminary Design
= 3,5 m x 6 m x 0,31 kN/m2
= 6,51 kN
c. Beban hidup (L)
= a x b x beban hidup atap
= 3,5 m x 6 m x 1,5 kN/m2
= 31,5 kN
d. Beban mati balok (B)
= Dimensi balok x Bj beton
= (0,55 m x 0,35 m) x 24 kN/m3
= 4,62 kN/m
Gaya aksial pada kolom
= (D + d) + L + (B x panjang balok)
= 1,2(50,4 + 6,51) + 1,6(31,5) + 1,2 (4,62 x 7)
= 157,5 kN
4. Perhitungan beban lantai 1-4
a. Beban mati dak (D)
= a x b x tebal pelat x BJ beton
= 3,5 m x 6 m x 0,12 m x 24 kN/m3
= 60,48 kN
b. Beban mati tambahan (d) = a x b x beban mati tambahan
= 3,5 m x 6 m x 1,62 kN/m2
= 34,02 kN
c. Beban hidup (L)
= a x b x beban hidup atap
= 3,5 m x 6 m x 2,5 kN/m2
= 52,5 kN
d. Beban mati balok (B)
= Dimensi balok x Bj beton
= (0,55 m x 0,35 m) x 24 kN/m3
= 4,62 kN/m
e. Beban mati balok (akibat bata) (R) = Tebal x tinggi dinding x Bj pasangan bata
= 0,15 m x 4,5 m x 1700 kg/m3
= 1147,5 kg/m = 11,475 kN/m
Gaya aksial pada kolom
= (D + d) + L + ((B + R) x panjang balok)
= 1,2(60,48 + 34,02) + 1,6(52,5) + 1,2 (4,62
+ 11,475) x 7)
= 332,598 kN
Kelompok 3 11
Perencanaan Struktur Gendung 2019
Preliminary Design
Gaya Aksial Total
= Gaya beban atap + Lantai 4 + Lantai 3 +
Lantai 2 + Lantai 1
= 157,5 + 332,598 + 332,598 + 332,598 +
332,598
= 1487,892 kN = 1487892 N
5. Beban Gempa (E)
Beban gempa ditentukan berdasarkan Tata Cara Perancangan
Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung
(SNI-1726:2012).
6. Kombinasi Pembebanan
a. Kombinasi beban untuk perencanaan daya dukung pondasi tiang
U = D + L dengan factor keamanan SF = 3
b. Kombinasi beban tetap
U = 1,4 D
U = 1,2 D + 1,6 L
c. Kombinasi beban sementara akibat gempa untuk struktur atas
U = 1,2 D + L + E
U = 0,9 D + E
U = 1,2 D + L – E
U = 0,9 D – E
Karena adanya pengaruh beban gempa vertical dan horizontal E = Eh
Ey dimana Eh =
dan Ey = 0,25 SDSD maka kombinasi pembebanan
gempa menjadi:
U = (0,9 – 0,25 SDS) D
F. Data-Data Perencanaan
Data-Data Desain :
1. Mutu beton (fc’)
: 30 Mpa
2. Kategori gedung
: Gedung Perkuliahan (5 Lantai)
3. Tinggi Bangunan
: 22,5 m
4. Tinggi tiap lantai
: 4,5 m
Kelompok 3 12
Perencanaan Struktur Gendung 2019
Preliminary Design
5. Lebar bangunan
: 18 m
6. Panjang bangunan
: 42 m
7. Jenis Tanah
: Lunak
8. Keutamaan Gempa (Ic)
: 1,5
9. Pelat
: Digunakan perhitungan berdasarkan tabel
koefisien momen Mc. Arthur.
10. Mutu Baja Tul.
Ø<12
: 240 Mpa
Ø>12
: 390 Mpa
G. Sistem Struktur
Pada proyek ini system penahan beban gempa yang digunakan adalah
system ganda dengan rangka pemikul momen khusus, baik untuk portal arah-x
maupun arah-y.
H. Perencanaan Dimensi Balok
Panjang balok induk arah x
= 7000 mm = 7 m
Panjang balok induk arah y
= 6000 mm = 6 m
1. Balok Induk
a. Balok induk bentang Lx = 7000 mm

h

 fy   7000 
 390  
  0.4  
  0.4  
  
   558,33 mm  559 mm  600 mm
12 
12 
 700  
 700  
b
2
2
 h   559  372,66 mm  373 mm  400 mm
3
3
Dimensi balok induk Lx diambil 400/600 mm
b. Balok Induk bentang Ly = 6000 mm
h


 fy   6000 
 390  
  0.4  
  0.4  
  
   478,57 mm  479 mm  500 mm
12 
12 
 700  
 700  
b
2
2
 h   479  319,33 mm  320 mm  350
3
3
Dimensi balok induk Ly diambil 350/500 mm
Kelompok 3 13
Perencanaan Struktur Gendung 2019
Preliminary Design
2. Balok Anak
Balok anak direncanakan jika luasan area melebihi 15 m2
a. Balok anak melintang bentang Lx = 7000 mm

h

 fy   7000 
 390  
  0.4  
  0.4  
  
   418,75 mm  419 mm  450 mm
16 
16 
 700  
 700  
b
2
2
 h   419  279,33 mm  280 mm  300 mm
3
3
Dimensi balok anak Lx diambil 300/450 mm
b. Balok anak memanjang bentang Ly = 6000 mm
h


 fy   6000 
 390  
  0.4  
  0.4  
  
   358,92 mm  359 mm  360mm
16 
16 
 700  
 700  
b
2
2
 h   359  239,33 mm  240 mm  250 mm
3
3
Dimensi balok anak Ly diambil 250/360 mm
I. Perhitungan Tebal Pelat
Untuk perencanaan pelat dengan balok yang membentang di antara tumpuan
pada semua sisinya, tebal minimum h harus memenuhi (*) pasal 9.5.3.3.
a) Untuk αfm yang sama atau lebih kecil dari 0,2 harus menggunakan tabel 9.5
(c) pasal 9.5.3.2. (Buku Struktur Beton Bertulang Tahan Gempa, Anugrah
Pamungkas & Erny Hariyanti)
b) Untuk αfm lebih besar dari 2,0 ketebalan pelat minimum h tidak boleh
kurang dari h = 3
n
f
(0
)
00
(αfm -0 )
dan tidak boleh kurang dari 125 mm.
c) Untuk αfm lebih besar dari 2,0 ketebalan pelat minimum h tidak boleh
kurang dari h =
n
(0
-
3 -
f
00
)
dan tidak boleh kurang dari 90 mm.
Keterangan :
ln = panjang bentang bersih yang diukur muka ke muka tumpuan (mm)
= 3000 – 250
= 2750 mm
Kelompok 3 14
Perencanaan Struktur Gendung 2019
Preliminary Design
fy = kekuatan leleh tulangan yang disyaratkan (MPa)
= 360 MPa
= rasio dimensi panjang terhadap pendek, bentang bersih untuk pelat dua arah
= 4/4
=1
αfm = nilai rata-rata dari rasio kekuatan lentur penampang balok terhadap
kekuatan lentur lebar pelat
Perencanaan pelat menggunakan metode perencanaan langsung sesuai (*)
pasal 13.6.
Syarat penggunaan metode perencanaan langsung:
a) Minimum harus ada tiga bentang menerus pada masing-masing arah. Ada
3 bentang dengan panjang masing-masing 4m pada arah X dan arah Y.
b) Panel harus berbentuk persegi, dengan rasio antara bentang yang lebih
panjang terhadap yang lebih pendek pusat ke pusat tumpuan dalam panel
tidak lebih besar dari 2
Lx/Ly = 4/4 = 1 < 2
c) Beban yang diperhitungkan hanyalah beban gravitasi dan terbagi merata
pada seluruh pelat. Beban hidup tidak boleh lebih dari 2 kali beban mati.
Beban dihitung dengan cara:
Beban mati dari berat pelat sendiri
DL
= 2400 x 0,12
= 288 kg/m2
Beban mati tambahan
DL
= 120 kg/m2
DL total
= 288 + 120
= 408 kg/m2
Beban hidup
LL
= 250 kg/m2
Maka 2DL
= 2 x 408 = 816 kg/m2
Kelompok 3 15
Perencanaan Struktur Gendung 2019
Preliminary Design
Dengan demikian, metode perencanaan langsung dapat digunakan
perhitungan αfm :
1. Penentuan tebal pelat lantai (SNI 2847 2013)
Untuk αfm lebih dari 2.0 ketebalan pelat minimum tidak boleh kurang
dari :
f
ln (0
h =
00
)
3
dimana,
αfm =
cb
b
cs
s
dimana
(SNI 2847 2013)
:
b
: Momen inersia penampang bruto balok terhadap pusat mm4
s
: Momen inersia penampang bruto pelat terhadap sumbu pusat
yang ditentukan dengan menghitung
f
dan
t
Ecb : Modulus elastis beton balok Mpa
Ecs : Modulus elastis beton slab Mpa
ln
: Panjang bentang bersih yang di ukur muka ke muka tumpuan
dengan asumsi,
Ecb
= Ecs = 4700√f c
(SNI 2847 2013 – beton hal 61)
= 4700√30
= 25,8 MPa
Ib
Is
=
=
003
00
3 00
= 9,154 ×109
03
= 5,04 ×108
= 1
3 00 (0
hmin
=
3
3 0
)
00
( )
= 83,8 mm
Maka tebal pelat dapat diambil = 120 mm
Kelompok 3 16
Perencanaan Struktur Gendung 2019
Preliminary Design
2. Penentuan tebal pelat atap (SNI 2847 2013)
Untuk αfm lebih dari 2.0 ketebalan pelat minimum tidak boleh kurang
dari :
f
ln (0
h =
00
)
3
dimana,
αfm =
cb
b
cs
s
dimana
(SNI 2847 2013)
:
b
: Momen inersia penampang bruto balok terhadap pusat mm4
s
: Momen inersia penampang bruto pelat terhadap sumbu pusat
yang ditentukan dengan menghitung
f
dan
t
Ecb : Modulus elastis beton balok Mpa
Ecs : Modulus elastis beton slab Mpa
ln
: Panjang bentang bersih yang di ukur muka ke muka tumpuan
dengan asumsi,
Ecb
= Ecs = 4700√f c
(SNI 2847 2013)
= 4700√30
= 25,8 MPa
Ib
=
Is
=
03
300
3 00
= 2,278 ×109
03
= 5,04 ×108
= 1
3 00 (0
h
=
3
3 0
)
00
( )
= 83,8 mm
Maka tebal pelat dapat diambil = 100 mm
Kelompok 3 17
Perencanaan Struktur Gendung 2019
Preliminary Design
J. Perencanaan Dimensi Kolom
Untuk menentukan dimensi kolom rencana untuk kolom yang paling
bawah (lantai 1), dapat ditentukan dengan cara sebagai berikut:
σ = P/A
dimana
σ = tegangan beton
P = total beban ditanggung kolom paling bawah
A = luas penampang kolom rencana
σ diambil berdasarkan mutu beton fc = 30 x 0,3 sehingga nilain a adalah ≈ 9
MPa
Perkiraan total beban m2 dari berat pelat, balok, beban mati tambahan dan
beban hidup pada masing-masing lantai adalah:
Beban Mati (DL)
Pelat tebal 120 mm
= 12 cm
0,12 x 2,4
= 0,288 t/m2
Kolom 60 x 60 cm pada keempat sisi pelat, tinggi 4,5 m/lantai.
0 0 0 0
= 0,37
Balok 60 x 40 cm pada keempat sisi pelat, panjang total 6m x 7= 42 m
0 0 0 0
= 0,576
Finishing
= 0,12
Total DL
= 1,354
Beban Hidup
= 0,25
1,2 DL + 1,6 LL
= (1,2)(1,354) + (1,6)(0,25)
= 2,025 t/m
P = 2,025 x 3 x 3,5 x 5
= 106,313
A = P/ σ
=
0 3 3 ( 0000)
= 118125,5 cm2
= 11812555,56 mm2
b =√
= 3436,9 mm2
= 34,369
35 cm2
Kelompok 3 18
Perencanaan Struktur Gendung 2019
Preliminary Design
Ketinggian ( hc )
= 4,5 m
Direncanakan dimensi kolom 60 cm
Ic =
bh3 =
60
603 = 1080000 cm4
Sedangkan dimensi balok adalah
b = 40 cm ; h = 60 cm ; Lbalok = Lb = 700 cm
Syarat : kolom kuat, balok lemah
Ic
I
 b
hc Lb
=
0 0000
0000
0
00
2400 > 1028 … Ok
Jadi dimensi balok 40/60 cm dan dimensi kolom 60/60 cm
Lebar balok < lebar kolom
h
40 < 60 …………… Ok
b
GAMBAR : DIMENSI KOLOM
Kelompok 3 19
Perencanaan Struktur Gendung 2019