Download - BAB III analisa struktur 2.pdf
-
8/18/2019 BAB III analisa struktur 2.pdf
1/20
BAB III
ANALISA STRUKTUR
Dalam bab ini akan dibahas mengenai analisa struktur dengan menggunakan program
ETABS v 9.7.
III.1 PERHITUNGAN PEMBEBANAN
III.2.1 STRUKTUR SEKUNDER
Dalam hal ini beban yang diperhitungkan merupakan beban-beban yang berasal
dari elemen struktur lain selain struktur utama, diantaranya pelat lantai dan atap, balok
anak, yang disebut sebagai struktur sekunder.
Sebagai bagian dari komponen struktur secara keseluruhan, struktur sekunder
akan memberikan pengaruh terhadap struktur utama sebagai beban. Dalam
perencanaan desain gempa, struktur sekunder merupakan komponen struktur yang
dikomposisikan untuk menerima beban lateral akibat gempa, sehingga dalam
perhitungannya struktur sekunder dapat direncanakan dan dianalisa secara terpisah
dari struktur utama.
Sebelum struktur sekunder ini bisa dijadikan sebagai beban nantinya, maka
sebelum itu dilakukan perencanaan terhadap elemen struktur sekunder tersebut,
adapun perhitungannya sebagai berikut :
a) Perencanaan Struktur Lantai
Pada perencanaan struktur lantai direncanakan pelat lantai menggunakan plat slab
1. Plat Lantai Atap
Dipakai pelat beton dengan tebal pelat = 100 mm
Beban nilai
Beban Mati
(DL)Pelat beton (t = 10 cm) = ( 0.1 x 2400 ) 240 kg/m2
Total Beban Mati 240 kg/m2
rangka + plafond= (11 + 7) kg/m2
18 kg/m2
-
8/18/2019 BAB III analisa struktur 2.pdf
2/20
Besarnya nilai tegangan yang terjadi pada plat lantai yaitu :
Gambar tegangan pada lantai atap
Karena beton dan baja tidak bersifat monolit sehinga Mu sangat kecil mendekati nol
Sehingga digunakan tulangan polos : 10-250
Beban Mati
Tambahan
(SDL)
ducting AC + pipa 10 kg/m2
Total beban fi nishing 28 kg/m 2
Beban Hidup
(LL)Beban Hidup 100 kg/m2
-
8/18/2019 BAB III analisa struktur 2.pdf
3/20
Luas tulangan terpakai As = ¼ π x d2 x b/s
= ¼ π x 102 x 1000/250
= 314,159 mm2
Tinggi blok regangan a =0,85 '
As fy
fc b
= 314,159 240
0,85 25 1000
= 3,548 mm
Momen nominal Mn = 6( ) 102
a As fy d
= 63,548
314,159 240 (85 ) 102
= 6,275 KNm
Mn Mu
0,85 6,275 0 OK
gambarrrrrrr
Gambar 3.14 Potongan plat lantai atap
2. Pelat Lantai 1 sampai lantai 4
Dipakai pelat beton dengan tebal pelat = 120 mm
Beban nilai
Beban Mati
(DL)Pelat beton (t = 12 cm) = ( 0,12 x 2400 ) 288 kg/m2
Total Beban Mati 288 kg/m2
Beban Mati
Tambahan
(SDL)
Spesi lantai (2 cm x 21 kg/m2) 42 kg/m2
Lantai keramik (1 cm x 24 kg/m2) 24 kg/m2
Rangka/plafond ( 11 + 7 ) kg/m2 18 kg/m2
Ducting AC + pipa 10 kg/m2
Total beban f in ishing 94 kg/m2
-
8/18/2019 BAB III analisa struktur 2.pdf
4/20
Sehingga digunakan tulangan polos : 10-250
Luas tulangan terpakai As = ¼ π x d2 x b/s
= ¼ π x 102 x 1000/250
= 314,159 mm2
Tinggi blok regangan a =0,85 '
As fy
fc b
= 314,159 240
0,85 25 1000
= 3,548 mm
Momen nominal Mn =
6
( ) 102
a
As fy d
= 63,548
314,159 240 (85 ) 102
= 6,275 KNm
Mn Mu
0,85 6,275 0 OK
Gambar 3.15 Potongan plat lantai 1 sampai lantai 10
Beban Hidup
(LL)Beban Hidup 250 kg/m2
-
8/18/2019 BAB III analisa struktur 2.pdf
5/20
b) Perencanaan Balok Anak
DENAH PEMBALOKAN
-
8/18/2019 BAB III analisa struktur 2.pdf
6/20
Balok anak berfungsi membagi luasan lantai agar tidak terlalu lebar, sehingga
mempunyai kekauan yang cukup. Balok anak menumpu diatas dua tumpuan sederhana.
Pembebanan
Besarnya nilai tegangan yang terjadi pada balok anak yaitu :
Beban nilai
Beban Mati
(DL)
Pelat beton (t = 10 cm) = ( 0,1 x 2400 ) x
2,667 640,08 kg/m
Berat sendiri profil WF 56,6 kg/m
= 696,68 kg/m
Berat ikatan 10 % x 1016,6 69,66 kg/m
Total Beban Mati 766,348 kg/m
Beban Mati
Tambahan
(SDL)
Spesi lantai = (1 cm x 21 kg/m2) x 2,667 5,6 kg/m
Rangka + plafond = ( 11 + 7 ) kg/m2 x
2,66729,66 kg/m
Ducting AC + pipa = 10 x 2,667 26,67 kg/m
Total beban f in ishing 61,93 kg/m
Beban Hidup
(LL)Beban Hidup = 250 x 2,667 1666,75 kg/m
-
8/18/2019 BAB III analisa struktur 2.pdf
7/20
Gambar diagram momen yang terjadi pada balok
Mu yang tejadi pada balok anak = 187,52 KNm
Dari perhitungan diatas maka Balok anak direncanakan dengan menggunakan profil WF
386 x 299 x 9 x 14
A = 120,1 cm2 ix = 16,7 cm iy = 7,21 cm
W = 94,3 kg/m Tw = 9 mm Sx = 1740 cm3
Yang ditinjau
-
8/18/2019 BAB III analisa struktur 2.pdf
8/20
BJ-37 : fy = 2400 kg/m2
fu = 3700 kg/cm2
fr = 700 kg/m2 (untuk penampang dirol)
f L = fy – fr = 2400-700 = 1700 m kg/m2
Beton : f’c = 250 kg/cm2
Panjang balok anak (L) = 800 cm
Kekuatan penampang
Untuk sayap :
170
2
bf
tf fy
299 170
2 14 240
10,67 ≤ 10,97 (OK)
Untuk web :
1680
2
h
tw fy
386 1680
2 9 240
21,44 ≤ 108,443 (OK)
Jadi, profil termasuk penampang kompak maka Jadi, Mn = Mp
Kontrol Local Buckling :
Jarak penahan lateral diambil sebesar jarak pemasangan shear connector, maka
diambil (Lb) = 50 cm = 500 mm
790 790 72,1
240
iy Lp
fy
= 3676,687 mm
31
3 J b t = 3 3
1 1299 14 (314 2 14) 9
3 3
= 342983,33 mm4
2 2
6 11314 1462, 4 10 3,51 10
4 4
d tf Cw Iy
mm6
H = 386 mm tf = 14 mm r = 22 mm
B = 299 mm Ix = 33700 cm4 Iy = 6240 cm4
d = H – 2 (tf+r)
= 386 – 2 (14+22)
= 314 mm
-
8/18/2019 BAB III analisa struktur 2.pdf
9/20
1
315000
( 1 x yf r
JA X
S f f v
=2
3
315000 342983,33 120,1 10
1740 10 (240 70 1 0,1
= 48,32 Mpa
2
2 2
1
4(1 ) y
Cw X v
i J X
=211
2
3,51 104(1 0,1)
72,1 342983,33 48,32
=
2
13,661
Mpa
1 21 1r y L X X i = 48, 32 1 1 3, 661 72,1 = 6192,022 mm
Sehingga diketahui bahwa Lb.< Lp < Lr Dengan begitu dapat ditentukan bahwa bentang
termasuk dalam kelompok bentang pendek Untuk komponen struktur yang memenuhi Lb < Lp
(untuk bentang pendek),
kuat nominal komponen struktur adalah :
Mn = Mp = Zx . fy
= 1
120,1 314 2 14 24002
= 41218320 kgcm
= 4121,832 KNm
Persyaratan : Mu ≤ Mn
187,52 ≤ 0,9 X 4121,83
187,52 ≤ 3709,648 (ok)
jadi penampang profil baja mampu memikul beban
-
8/18/2019 BAB III analisa struktur 2.pdf
10/20
c) Perencanaan tangga
a. Data yang sudah diketahui:
data Tinggi lantai 1 Tinggi lantai > 1
tinggi tangga 350 cm 300 cm
Panjang tangga 350 cm 330 cmTinggi bordes 175 cm 150 cm
Lebar bordes 150 cm 150 cm
Lebar injakan (i) 40 cm 40 cm
Tebal Bordes 10 cm 10 cm
Profil tangga WF 150x100x6x 9
Tebal plat tangga 15 cm
Untuk merencanakan tangga harus memenuhi persyaratan :
60 cm ≤ (2t + i ) ≤ 65 cm
25o
≤ a ≤ 40o
Maka :
Tinggi injakan (t) =65−40
2 = 12 cm
Jumlah tanjakan =175
15 = 12 buah
Jumlah injakan = 12 - 1 = 11 buah
Lebar tangga = 180 cm
Kemiringan tangga (a) = tan-1 (175
350) = 26,56o
Tebal pelat tangga diambil
h min = L / 27 =√ 175 + 350
27
=391,31
27
= 14,49 cm
= 15 cm
-
8/18/2019 BAB III analisa struktur 2.pdf
11/20
b. Perencanaan plat tangga
a.
Pembebanan pada plat tangga
Beban nilai
Beban Mati
(DL)
Berat plat (0,16) × 24 3,84 KN/m2
Total Beban M ati 3,84 KN/m2
Beban Mati
Tambahan
(SDL)
Spesi lantai (2 cm x 0,21 KN/m2) 0,0042 KN/m2
Lantai keramik (1 cm x 0,24 KN/m2) 0,0024 KN/m2
Berat handrill 0,15 KN/m2
Total beban f in ishing 0,156 KN/m2
Beban Hidup
(LL)Beban Hidup 3 KN/m2
-
8/18/2019 BAB III analisa struktur 2.pdf
12/20
-
8/18/2019 BAB III analisa struktur 2.pdf
13/20
c. Perhitungan gaya dalam dengan menggunakan sap2000
Gambar deformasi struktur tangga
Tegangan yang terjadi akibat beban mati dan hidup
-
8/18/2019 BAB III analisa struktur 2.pdf
14/20
Mu max = 8,95 KN.M
Sehingga digunakan tulangan 12-200
Kontrol kekuatan tangga :
Luas tulangan terpakai, As = 21
4
bd
s
= 21 1000
124 200
= 542,6 mm2
Tinggi balok regangan, a = 0,85 '
As fy
fc b
=542,6 240
0,85 25 1000
= 6,128 mm
Tinggi efektif, d = tebal plat – slimut – ½ d.tulangan
= 150 – 20 – ½ 12
= 94 mm
-
8/18/2019 BAB III analisa struktur 2.pdf
15/20
Momen nominal, Mn = 6( ) 102
a As fy d
= 66,128
542, 6 240 (94 ) 102
= 11,84 KNm
Syarat, Mu ≤ Mn
8,95 ≤ 0,8 x 11,84
8,95 ≤ 9,472 (OK)
Reaksi perletakan
JointF3
KN
A 2,748
B 2,748
C 25,67
D 25,67
E 7,125
F 7,125
-
8/18/2019 BAB III analisa struktur 2.pdf
16/20
III.2.2 ANALISA BEBAN GEMPA
Pada analisa beban gempa mempergunakan bantuan dari web pusat penelitian pu
(http://puskim.pu.go.id/Aplikasi/desain_spektra_indonesia_2011/) serta SNI-03-1726-
2002-gempa
http://puskim.pu.go.id/Aplikasi/desain_spektra_indonesia_2011/http://puskim.pu.go.id/Aplikasi/desain_spektra_indonesia_2011/http://puskim.pu.go.id/Aplikasi/desain_spektra_indonesia_2011/http://puskim.pu.go.id/Aplikasi/desain_spektra_indonesia_2011/
-
8/18/2019 BAB III analisa struktur 2.pdf
17/20
III.2.3 Parameter Percepatan Spektral Rencana
parameter percepatan spektral rencana :
Selanjutnya respon spektra desain dipermukaan tanah dapat digambarkan dengan ketentuan
sebagai berikut :
Variabel Nilai
PGA (g) 0.326
SS (g) 0.663
S1 (g) 0.248
CRS 0.992
CR1 0.929
FPGA 1.174
FA 1.269
FV 1.904
PSA (g) 0.382
SMS (g) 0.842
SM1 (g) 0.472
SDS (g) 0.561
SD1 (g) 0.315
T0 (detik) 0.112
TS (detik) 0.561
Jenis tanah sedang
T
(detik)
SA (g)
0 0,224
0,112 0,561
0,561 0,561
0,561 0,476
0,661 0,414
0,761 0,366
-
8/18/2019 BAB III analisa struktur 2.pdf
18/20
Tabel 3.10. Nilai response spektr um rencana
0,861 0,328
0,961 0,297
1,061 0,271
1,161 0,251,261 0,231
1,361 0,215
1,461 0,202
1,561 0,189
1,661 0,179
1,761 0,169
1,861 0,161,961 0,153
2,061 0,146
2,161 0,139
2,261 0,133
2,361 0,128
2,461 0,123
2,561 0,1182,661 0,114
2,761 0,11
2,861 0,106
2,961 0,103
-
8/18/2019 BAB III analisa struktur 2.pdf
19/20
Gambar 3.26. Grafi k respons spektr um rencana
-
8/18/2019 BAB III analisa struktur 2.pdf
20/20
Simpangan arah X yang terjadi akibat beban gempa RSPMX
Simpangan arah Y yang terjadi akibat beban gempa RSPMY