modifikasi perencanaan gedung rumah … merencanakan struktur utama yang meliputi balok dan kolom?...

MODIFIKASI PERENCANAAN GEDUNG RUMAH SAKIT ROYAL SURABAYA MENGGUNAKAN STRUKTUR KOMPOSIT BAJA-BETON

OLEH:RAKA STEVEN CHRISTIAN JUNIOR3107100015

DOSEN PEMBIMBING:Ir. ISDARMANU, M.ScIr. R. SOEWARDOJO, M.Sc

TUGAS AKHIR – RC09 1380

JURUSAN TEKNIK SIPILFAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAANINSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA

BAB IPENDAHULUAN

Latar Belakang Surabaya merupakan kota terbesar kedua di Indonesia,

dimana semakin pesatnya pembangunan sarana pendukungdan fasilitas umum.

Salah satunya adalah kebutuhan akan sarana kesehatan yaitu gedung rumah sakit.

Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, akan dilakukanmodifikasi terhadap gedung Rumah Sakit Royal Surabaya

Gedung ini awalnya menggunakan struktur beton bertulangbiasa, yang kemudian akan dimodifikasi menggunakanstruktur komposit baja beton

Keuntungan lain dengan menggunakan komposit adalah lebihekonomis jika dibandingkan dengan beton bertulang biasaatau struktur baja biasa

Rumusan Masalah Bagaimana merencanakan struktur utama yang meliputi balok

dan kolom? Bagaimana merencanakan struktur sekunder yang meliputi

pelat lantai, balok anak, tangga dan lift? Bagaimana mengasumsikan pembebanan setelah adanya

modifikasi? Bagaimana pemodelan dan menganalisa struktur dengan

menggunakan program bantu Etabs v.9.7.1? Bagaimana merencanakan sambungan yang sesuai? Bagaimana merencanakan pondasi yang sesuai dengan

besarnya beban yang di pikul? Bagaimana menuangkan hasil perencanaan dalam bentuk

gambar teknik?

Tujuan Merencanakan struktur utama yang meliputi balok dan

kolom Merencanakan struktur sekunder yang meliputi pelat

lantai, balok anak, tangga, dan lift Mengasumsikan pembebanan setelah adanya modifikasi Memodelkan dan menganalisa struktur dengan

menggunakan program bantu Etabs v.9.7.1 Merencanakan sambungan yang sesuai Merencanakan pondasi yang sesuai dengan besarnya

beban yang dipikul Menuangkan hasil perencanaan dalam bentuk gambar

teknik

Batasan Masalah Perencanaan struktur utama meliputi balok induk dan

kolom, sedangkan struktur sekunder meliputi pelatlantai, balok anak, tangga, dan lift

Perhitungan struktur pondasi hanya pada kolom denganbeban terbesar

Perencanaan tidak meliputi instalasi mekanikal, elektrikal, dan saluran air

Tidak meninjau dari segi metode pelaksanaan, analisabiaya, arsitektural, dan manajemen konstruksi

Program bantu yang digunakan adalah Etabs V 9.7.1 danAutoCAD

Manfaat Dapat merencanakan struktur komposit yang memenuhi

persyaratan keamanan struktur Dari perencanaan ini bisa diketahui hal-hal yang harus di

perhatikan pada saat perencanaan, sehingga kegagalanstruktur bisa diminimalisasi

Dari segi ekonomisnya, struktur komposit baja betonlebih ekonomis jika dibandingkan dengan struktur betonbertulang biasa atau struktur baja, sehingga dapat dijadikan alternatif selain dua struktur diatas

Peta Lokasi Proyek

BAB IITINJAUAN PUSTAKA

Umum Sistem struktur komposit terjadi akibat interaksi antara komponen

struktur baja dan beton yang karakteristik dasar masing – masingbahan dimanfaatkan secara optimal

Struktur komposit antara beton dan balok baja merupakan strukturyang memanfaatkan kelebihan dari beton dan baja yang bekerjabersama-sama sebagai satu kesatuan

Aksi Komposit Aksi komposit timbul bila dua batang struktural pemikul

beban seperti konstruksi lantai beton dan balok baja penyangga disambung secara menyeluruh dan melendut secara satu kesatuan

Contoh balok komposit yang melendut akibat aksikomposit

Plat betonProfil Baja

Aksi Komposit (lanjutan) Pada balok non komposit, pelat beton dan balok baja

tidak bekerja bersama-sama sebagai satu kesatuan karena tidak terpasang alat penghubung geser.

Contoh balok non-komposit yang melendut

Plat betonProfil Baja

Lendutan Komponen struktur komposit memiliki momen inersia

yang lebih besar daripada komponen struktur non komposit. Hal ini menyebabkan lendutan pada komponen struktur komposit akan lebih kecil biladibandingkan dengan komponen struktur non komposit

Balok Komposit Penampang balok komposit:

Terdapat 2 jenis balok komposit, yaitu:◦ Balok Komposit Penuh◦ Balok Komposit Parsial

Profil baja yang diselubungi beton Balok komposit denganpenghubung geser

Kolom Komposit Kolom komposit dapat dibentuk dari pipa baja yang diisi

dengan beton polos atau dapat pula dari profil baja yang dibungkus dengan beton dan diberi tulangan baja serta sengkang, seperti halnya pada kolom beton biasa.

Dek Baja GelombangDek baja gelombang yang selain berfungsi sebagai bekisting saat pelatbeton dicetak, juga berfungsi sebagai tulangan positif bagi pelat beton.

Penghubung GeserGaya geser yang terjadi antara pelat beton dan profil baja harusdipikul oleh sejumlah penghubung geser, sehingga tidak terjadi slip pada saat masa layan.

Sistem StrukturPerencanaan Gedung Rumah Sakit Royal Surabaya direncanakanterletak pada zona gempa 3, sehingga digunakan sistem strukturberupa Sistem Rangka Pemikul Momen Menengah (SRPMM).

BAB IIIMETODOLOGI

Bagan Alir Penyelesaian Tugas AkhirMulai

Pengumpulan Data

Studi Literatur

Pembebanan Elemen Struktur Sekunder

Preliminary Desain

Analisa Struktur Sekunder

Kontrol Desain

Penggambaran Hasil Perencanaan

Selesai

Perencanaan Pondasi

Ok

Not Ok

Pembebanan Elemen Struktur Primer

Analisa Struktur Primer

Kontrol Desain

Ok

Not Ok

Data Umum Perencanaan Data Modifikasi◦ Nama Gedung : Rumah Sakit Royal Surabaya◦ Fungsi : Rumah Sakit (Sarana Kesehatan)◦ Zona Gempa : 3◦ Jumlah Lantai : 10 Lantai◦ Tinggi Gedung : 45 m◦ Struktur Utama : Komposit Baja Beton

Data Bahan◦ Beton : f ’c = 30Mpa◦ Baja : fy = 410Mpa

Studi Literatur PeraturanYang Membahas Perencanaan Struktur◦ Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung (PPIUG) 1983◦ SNI 03-1726-2002 tentangTata Cara Perencanaan Ketahanan

Gempa Untuk Bangunan Gedung◦ SNI 03-1729-2002 tentangTata Cara Perencanaan Perhitungan

Struktur Baja Untuk Bangunan Gedung◦ SNI 03-2847-2002 tentangTata Cara Perencanaan Perhitungan

Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung

BAB IVPERENCANAAN STRUKTUR SEKUNDER

Perencanaan Pelat LantaiPelat lantai menggunakan bondeks dengan tebal pelat 11 cm

Tulangan negatifØ 10 - 250

Pelat Bondex

Balok

110m

m 30

80 53

Perencanaan Pelat AtapPelat atap menggunakan bondeks dengan tebal pelat 11 cm

Tulangan negatifØ 10 - 150

Pelat Bondex

Balok

110m

m 20

90 53

Perencanaan TanggaData Perencanaan:

◦ Tinggi antar lantai : 450 cm

◦ Tinggi bordes : 225 cm

◦ Tinggi injakan (t) : 17.3 cm

◦ Jumlah injakan : 13 buah

◦ Lebar bordes : 135 cm

◦ Panjang bordes : 300 cm

◦ Lebar tangga : 120 cm

◦ Balok utama tangga : WF 200x150x6x9

◦ Balok penumpu tangga : WF 250x125x5x8

Perencanaan Balok Lift Tipe lift : General Type (2S, 2SD)

Merk : Hyundai

Kecepatan : 90 m/min

Kapasitas : 10 orang (700 kg)

Lebar pintu (opening width) : 800 mm

Dimensi ruang luncur : 2300 x 3050 mm2

Beban reaksi ruang mesin : - R1 = 6800 kg

- R2 = 4100 kg

Balok penggantung Lift : WF 350x175x7x11

Balok Penumpu Lift : WF 350x250x9x14

Balok Pemisah Lift : WF 350x150x5.5x8

Perencanaan Balok Anak Lantai

Balok anak lantai direncanakan terdiri dari 3 jenis:

BL 1 : WF 400x200x7x11

BL 2 : WF 400x200x7x11

BL 3 : WF 350x250x9x14

Perencanaan Balok Anak Atap

Balok anak atap direncanakan terdiri dari 2 jenis:

BA 1 : WF 400x200x7x11

BA 2 : WF 500x200x9x14

BAB VPERENCANAAN STRUKTUR PRIMER

Analisa Struktur PrimerPemodelan struktur gedung dengan Etabs v.9.7.1

Kinerja Struktur Gedung Kinerja Batas Layan (∆s)

Storyhi

(m)∆s

(mm)

∆s antar

tingkat(mm)

∆s maks(mm)

Ket.

10 4.5 89.02 2.92 24.55 OK9 4.5 86.1 4.64 24.55 OK8 4.5 81.46 7.07 24.55 OK7 4.5 74.39 9.51 24.55 OK6 4.5 64.88 10 24.55 OK5 4.5 54.88 11.95 24.55 OK4 4.5 42.93 13.17 24.55 OK3 4.5 29.76 12.44 24.55 OK2 4.5 17.32 11.71 24.55 OK1 4.5 5.61 5.61 24.55 OK

Tabel 5.5 Analisa ∆s arah-X

Storyhi

(m)∆s

(mm)

∆s antar

tingkat (mm)

∆s maks

Ket.

10 4.5 91.06 3.65 24.55 OK9 4.5 87.41 5.98 24.55 OK8 4.5 81.43 7.28 24.55 OK7 4.5 74.15 9.89 24.55 OK6 4.5 64.26 10.93 24.55 OK5 4.5 53.33 11.96 24.55 OK4 4.5 41.37 12.49 24.55 OK3 4.5 28.88 12.75 24.55 OK2 4.5 16.13 11.19 24.55 OK1 4.5 4.94 4.94 24.55 OK

Tabel 5.6 Analisa ∆s arah-Y

Perencanaan Balok IndukBalok Induk direncanakan menggunakan profil WF 600 x 200 x 13 x 23

Kondisi Sebelum Komposit

Pada kondisi sebelum komposit, berdasarkan hasil ETABS v9.7.1 diperolehgaya – gaya dalammaksimum sebagai berikut:

Mmax = 27513.98 kg.m (ditinjau B26, Story 3)

Vmax = 27084.28 kg (ditinjau B32, Story 3)

Kontrol Kuat Geser:

Vn = 0.6 x fy x Aw

= 0.6 x 2500 x 79.56

= 119340 kg

Syarat: ΦVn ≥Vu (Φ = 0.9)

0.9 x 119340 ≥ 27084.28

107406 ≥ 27084.28 .......Ok!!

Kontrol Kuat Momen Lentur:

Mp = Zx.fy = (3778)(2500) = 9445000 kg.cm = 94450 kg.m

Syarat : ΦMn ≥ Mu (Φ = 0.9)

0.9 x 94450 ≥ 27513.98

85005 ≥ 27513.98 .......Ok!!

Perencanaan Balok IndukKondisi Setelah Komposit

Zona Momen Positif

Pada kondisi setelah komposit, berdasarkan hasil ETABS v9.7.1 diperoleh gaya – gaya dalammaksimum sebagai berikut:

M max (+) = 41899.85 kgm (ditinjau B44, story 3)

M max (-) = -60448.6 kgm (ditinjau B40, story 3)

V max = 45169.62 kg (ditinjau B41, story 3)

Kontrol Kuat Geser:

Vn = 0.6 x fy x Aw

= 0.6 x 2500 x 79.56

= 119340 kg

Syarat: ΦVn ≥Vu (Φ = 0.9)

0.9 x 119340 ≥ 45169.62

107406 ≥ 45169.62 .......Ok!!

Kontrol Kuat Momen Lentur:

Mn = T x e = (269250)(38.6) = 10393050 kg.cm = 103930.5 kg.m

Syarat: ΦMn ≥ Mu (Φ = 0.85)

0.85 x 103930.5 ≥ 41899.85

88340.93 ≥ 41899.85 .......Ok!!

Perencanaan Balok IndukKondisi Setelah Komposit

Zona Momen Negatif

Pada kondisi setelah komposit, berdasarkan hasil ETABS v9.7.1 diperoleh gaya – gaya dalammaksimum sebagai berikut:

M max (+) = 41899.85 kgm (ditinjau B44, story 3)

M max (-) = -60448.6 kgm (ditinjau B40, story 3)

V max = 45169.62 kg (ditinjau B41, story 3)

Perhitungan momen negatif :

Mn = T.(d1 + d2) + Pyc.(d3 – d2)

= 71908.94 (9 + 0.975) + 269250 (30 – 0.975)

= 8532272.93 kg.cm

= 85322.73 kg.m

Syarat: ΦMn ≥ Mu (Φ = 0.85)

0.85 x 85322.73 ≥ 60448.6

72524.32 ≥ 60448.6 .......Ok!!

Perencanaan KolomKolom direncanakan terdiri dari 2 jenis yaitu:

Kolom Lantai 1 – 5 : K 588x300x12x20

Kolom Lantai 6 – 10 : K 500x200x10x16

Data Perencanaan:

Selubung beton : 750 x 750 mm2

Ac = 750 x 750 = 562500 mm2

Tulangan sengkang terpasang : Ø12 – 250

Tulangan utama : 4 D 22 (As = 1520.53 mm2)

Spasi = 750 – 2x40 – 2x12 – 22 = 624 mm

Cek luas penampang minimum profil baja :

0.068 = 6.8% > 4% .......Ok!!

Cek Jarak sengkang:

= 250 mm < 2/3 x 750 = 500 mm .......Ok!!

Cek luas tulangan longitudinal :

Ast = ¼ x π x 222 = 380.13 mm2 > 0.18 x 624 = 112.32 mm2 .......Ok!!

Cek mutu beton yang digunakan : (fc’ =30 MPa)

21 Mpa ≤ fc’ ≤ 55 Mpa .......Ok!!

==5625385

AcAs

4D22

Ø12-250

BAB VIPERENCANAAN SAMBUNGAN

Perencanaan Sambungan Balok Anak Lantai Dengan Balok Induk

3560

35

Pelat LantaiBalok Induk

WF 600x200x13x23

Profil L 70x70x7

Balok Anak LantaiWF 400x200x7x11

Baut Ø16

110

6035

35

Balok IndukWF 600x200x13x23

Balok Anak LantaiWF 400x200x7x11

110

Baut Ø16Profil L 70x70x7

Pelat Lantai

Perencanaan Sambungan Balok Anak Atap Dengan Balok Induk

3560

35

Pelat LantaiBalok Induk

WF 600x200x13x23

Profil L 70x70x7

Balok Anak AtapWF 400x200x7x11

Baut Ø16

110

6035

35

Balok IndukWF 600x200x13x23

Balok Anak AtapWF 400x200x7x11

110

Baut Ø16Profil L 70x70x7

Pelat Lantai

Perencanaan Sambungan Balok Induk Melintang Dengan KolomLantai 1 - 5

Perencanaan Sambungan Balok Induk Memanjang Dengan KolomLantai 1 - 5

80

80

40

40

94

94

107

Baut Ø22 Profil L 100x100x10

Balok IndukWF 600x200x13x23

Potongan Profil WF400x400x30x50

KolomK 588x300x12x20

BautØ33

600

400

Balok IndukWF 600x200x13x23

Baut Ø22

Profil L 100x100x10

Potongan Profil WF400x400x30x50

Baut Ø30

Potongan Profil WF400x400x30x50

Baut Ø30

80

107

94

94

107

Potongan Profil WF400x400x30x50

Baut Ø33

107

80

40

40

94

94

157

Baut Ø20 Profil L 100x100x10

Balok IndukWF 600x200x13x23

Potongan Profil WF 400x400x30x50

KolomK 588x300x12x20

Baut Ø33

600

400

Balok IndukWF 600x200x13x23

Baut Ø20 Profil L 100x100x10

Potongan Profil WF400x400x30x50

Baut Ø30

Potongan Profil WF 400x400x30x50

Baut Ø30

80

94

94Potongan Profil WF 400x400x30x50

157

Baut Ø33

Perencanaan Sambungan Balok Induk Melintang Dengan KolomLantai 6 - 10

Perencanaan Sambungan Balok Induk Memanjang Dengan KolomLantai 6 - 10

80

40

40

94

94

107

Baut Ø22 Profil L 90x90x11

Balok IndukWF 600x200x13x23

KolomK 500x200x10x16

Baut Ø33

600

400

Balok IndukWF 600x200x13x23

Baut Ø22

Profil L 90x90x11

Baut Ø30

Baut Ø30

80

107

94

94

107

Baut Ø33

107

Potongan Profil WF 400x400x30x50

Potongan Profil WF 400x400x30x50

Potongan Profil WF 400x400x30x50

Potongan Profil WF 400x400x30x50

80

80

40

40

94

94

157

Baut Ø20 Profil L 90x90x11

Balok IndukWF 600x200x13x23

KolomK 588x300x12x20

Baut Ø33

600

400

Balok IndukWF 600x200x13x23

Baut Ø20

Profil L 90x90x11

Baut Ø30

Baut Ø30

80

94

94

157

Baut Ø33

Potongan Profil WF 400x400x30x50

Potongan Profil WF 400x400x30x50

Potongan Profil WF 400x400x30x50

Potongan Profil WF 400x400x30x50

Perencanaan Sambungan Antar Kolom Lantai 1 - 5

Perencanaan Sambungan Antar Kolom Lantai 6 - 10

Perencanaan Sambungan Antar Kolom Lantai 5 & 6

Perencanaan Sambungan Kolom dengan Base Plate

750 850

750

850

Sengkang Ø12-2004Ø22

K588x30012x20

Angkur Ø25 B

B

A A

Angkur Ø2.54 cm

K 588x300x12x20

Base Plate (t = 2.5 cm)

4Ø22

± 0.00

BAB VIIPERENCANAAN PONDASI

Perencanaan Pondasi GedungPondasi gedung rumah sakit ini menggunakan pondasi tiang pancangproduksi PT Wika dengan spesifikasi sebagai berikut :

Diameter = 600 mm

Tebal = 100 mm

Kelas = A1

Allowable axial = 252.7 ton

Bending momen crack = 17 tm

Bending momen ultimate = 25.5 tm

Direncanakan menggunakan tiang pancang diameter 60 cm dengankedalaman 12.5 m

Pondasi direncanakan terdiri dari 3 tipe Poer dengan dimensi masing –masing Poer:

P1 : 330 cm x 330 cm x 125 cm

P2 : 630 cm x 480 cm x 125 cm

P3 : 480 cm x 330 cm x 125 cm

Pondasi Tipe P1

D28 - 150

D28

- 15

0

D22 - 150

D22

- 15

0

B B

A

A

D22 - 150

Lantai Kerja1Pc : 3Ps : 5Kr

Lantai Kerja1Pc : 3Ps : 5Kr

D22 - 150D22 - 150

D28 - 150

D22 - 150

D28 - 150

Pot. A - A Pot. B - B

- 12.5 m

- 1.85 m

- 0.60 m

D28 - 150

Pondasi Tipe P2A

A

B B

D28 - 100

D22 - 100

D28

- 15

0

D22

- 15

0

D28 - 100

D22 - 100

Lantai Kerja1Pc : 3Ps : 5Kr

D22 - 150

D28 - 100

Pot. A - A

Lantai Kerja1Pc : 3Ps : 5Kr

D22 - 150D22 - 100

D28 - 150

Pot. B - B

- 12.5 m

- 1.85 m

- 0.60 m

D28 - 150

Pondasi Tipe P3

D28 - 100

D22 - 100

D28

- 15

0

D22

- 15

0

A

A

B B

D22 - 100

Lantai Kerja1Pc : 3Ps : 5Kr

D22 - 150

D28 - 100

Pot. A - A

D28 - 150

Lantai Kerja1Pc : 3Ps : 5Kr

D22 - 150D22 - 100

D28 - 150

Pot. B - B

D28 - 100

- 12.5 m

- 1.85 m

- 0.60 m

BAB VIIIPENUTUP

Kesimpulan Dimensi – dimensi dari struktur yang diganakan adalah sebagai berikut :

Dimensi kolom :

Beton : 750 mm x 750 mm

Profil : K 588 x 300 x 12 x20

K 500 x 200 x 10 x 16

Profil balok induk : WF 600 x 200 x 13 x 23

Profil balok anak atap :

BA1 : WF 400 x 200 x 7 x 11

BA2 : WF 500 x 200 x 9 x 14

Profil balok anak lantai :

BL1 : WF 400 x 200 x 7 x 11

BL2 : WF 400 x 200 x 7 x 11

BL3 : WF 350 x 250 x 9 x 14

Struktur bangunan bawah menggunakan pondasi dalam berupa tiang pancangberdiameter 60cm sedalam 12.5 meter.

SaranPerlu dilakukan studi yang lebih mendalam untuk menghasilkan perencanaan struktur dengan mempertimbangkan aspek teknis, ekonomi, dan estetika. Sehingga diharapkan perencanaan dapat dilaksanakan mendekati kondisi sesungguhnya di lapangan dan hasil yang diperoleh sesuai dengan tujuan perencanaan yaitu kuat, ekonomi, dan tepat waktu dalam pelaksanaannya.

TERIMA KASIH