PERENCANAAN ULANG STRUKTUR GEDUNG UTAMA DPRD KOTA.GRESIK
MENGGUNAKAN METODE BETON PRACETAK DENGAN SISTEM RANGKA
GEDUNG
(STUDI KASUS : GEDUNG BARU DPRD KOTA GRESIK)
Fajar Akbar Malik Suryana1, Erwin Rommel2, Lukito Prasetyo3
Fakultas Teknik – Universitas Muhammadiyah Malang
Jl. Tlogomas No.246. Tlp.(0341)464318-319 Pes. 130 Fax. (0341) 460435
Email : fajarakbarms@gmail.com
ABSTRAK
Metode beton pracetak (precast) adalah teknologi konstruksi struktur beton dengan
komponen-komponen yang dicetak terlebih dahulu pada suatu tempat khusus (fabrication) dan
selanjutnya dipasang di lokasi proyek (installation). Pemakaian metode beton pracetak (precast)
memiliki beberapa kelebihan dibandingkan metode konvensional. Kelebihan tersebut meliputi
waktu pengerjaan yang relatif singkat, proses produksinya tidak tergantung cuaca, tidak
memerlukan tempat penyimpanan material yang luas, kontrol kualitas beton lebih terjamin, hemat
akan bekisting dan penopang bekisting, serta kemudahan dalam pelaksanaannya sehingga dapat
mereduksi durasi proyek dan secara otomatis biaya yang dikeluarkan menjadi lebih kecil. Struktur
gedung DPRD Kota.Gresik pada kondisi sebenarnya menggunakan metode cor setempat dan
memiliki tinggi 5 lantai. Gedung ini telah dirancang dengan tinggi 5 lantai dengan menggunakan
metode beton pracetak. Elemen pracetak hanya balok dan pelat, sedangkan pada elemen kolom,
dinding geser, direncanakan menggunakan metode cor ditempat. Gedung ini dirancang
menggunakan Sistem rangka gedung yang mampu menahan paling banyak 25 persen gaya gempa
yang ditetapkan dan dinding geser beton bertulang khusus yang mampu menahan lebih dari 75
persen gaya gempa yang ditetapkan. Hasil dari perancangan ulang gedung DPRD Kota.Gresik
ini meliputi ukuran balok induk 60/75, dan ukuran kolom 80x80 cm. Perancangan gedung ini juga
menggunakan shear wall. Sambungan antar elemen pracetak menggunakan sambungan basah dan
konsol pendek.
Kata kunci
: beton pracetak, dinding geser, sistem rangka gedung
I. PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Perencanaan gedung bertingkat perlu
elemen beton precast, dibutuhkan biaya
rencanakan dengan sangat baik dan optimal
tambahan
untuk
keperluan
karena
berhubungan
dengan
dana
penyambungannya dan sebagainya
pembangunan yang jumlahnya cukup besar.
1.2.
Rumusan Masalah
Beberapa hal perlu ditinjau seperti, kekuatan
Berikut merupakan rumusan masalah dalam
konstruksi, kekakuan konstruksi, serta
tugas akhir, antara lain :
kemampuan dan kapasitas dalam beban layan
1. Bagaimana merencanakan elemen
yang diterima. Selain hal yang disebutkan
pracetak meliputi balok dan pelat
diatas, juga perlu dipertimbangkan juga
2. Bagaimana analisa sistem stabilitas
secara matang dalam aspek ekonomis. Sistem
gedung terhadap gempa?
pracetak melakukan pengecoran di setiap
3. Bagaimana merencanakan sambungan
komponen di pabrik tempat pembuatannya,
beton
pracetak
dengan
beton
setelah itu dimobilisasi menuju lokasi proyek
konvensional?
untuk menjadi suatu struktur konstruksi yang
4. Bagaiman merencanakan dan analisa
utuh sesuai dalam As Shop As Build.
dinding geser ?
Penggunanan beton pracetak pada konstruksi
1.3.
Tujuan
bangunan dari segi efisiensi dalam aspek
Tujuan dari penulisan ini antara lain;
manajemen konstruksi dari sebuah proyek.
1. Dapat merencanakan elemen pracetak
Beton precast juga kerap kali memakan biaya
meliputi balok dan pelat
tak terduga yang cukup banyak. Misalnya
2. Dapat menganalisa sistem stabilitas
pada saat dilakukan pemasangan setiap
gedung terhadap gempa
3. Dapat merencanakan sambungan beton
pracetak dengan beton konvensional
4. Dapat merencanakan dinding geser
sebagai dinding penahan gempa
1.4.
Batasan Masalah
Dalam merencanakan suatu konstruksi
gedung bertingkat tidak boleh terlepas dari
ketentuan – ketentuan yang ada seperti desain
struktur, spesifikasi mutu bahan, dan analisa
struktur agar didapat suatu konstruksi gedung
yang berkualitas, aman dan sesuai fungsinya.
1. Beton pracetak yang dianalisa hanya
pada balok dan pelat
2. Perencanaan
beton
konvensional
meliputi kolom dan dinding geser
3. Tidak menganalisa dan merencanakan
struktur bawah
4. Hanya memperhitungkan kekuatas
sturktur tanpa memperhitungakan segi
manajemen konstruksi dan arsitektural
1.5. Manfaat
Manfaat yang dapat diperolah dari tugas
akhir ini dapat memberikan informasi dan
inovasi mengenai perencanaan beton
konvensional dan beton pracetak dengan
menggunakan sistem penahan gempa dinding
geser
II. LANDASAN TEORI
2.1. Tinjauan Pustaka
Pada jenis gedung tertentu, perencanaan
sering diharuskan menggunakan suatu pola
akibat syarat- syarat fungsional maupun
strukturnya. Hal ini merupakan salah satu
faktor yang menentukan, misal pada situasi
yang mengharuskan bentang ruang yang
besar serta harus bebas dari hambatan kolom,
sehingga akan menghasilkan beban besar dan
berdampak pada balok itu sendiri.
2.2. Sistem Struktur
2.2.1. Sistem Rangka Gedung
beban lateral berupa dinding geser atau
rangka. Rangka pemikul harus direncanakan
secara terpisah mampu memikul sebanyak
banyaknya 25% dari seluruh beban lateral
(SNI 1726-2012)
2.2.2. Dinding Geser
Dinding Geser adalah suatu struktur
dinding beton bertulang yang dipasang dalam
posisi vertikal pada sisi gedung tertentu yang
berfungsi menambah kekakuan struktur dan
menyerap gaya geser yang besar seiring
dengan semakin tingginya struktur. Fungsi
dinding geser itu sendiri dalam suatu struktur
bertingkat juga penting untuk menompang
lantai pada struktur dan memastikan tidak
runtuh jika terjadi gaya lateral akibat beban
gempa
2.3. Kontrol Stabilitas Gempa
2.3.1. Beban Kombinasi
1. 1,4D
2. 1,2D + 1,6L
3. 1,2D + 1L ± 1E
4. 0,9D ± 1E
2.3.2. Kontrol Drift
Kontrol Displacement yang terjadi
akibat beban lateral yang dihitung
pada simpangan terbesar gedung dan
Simpangan antar lantai yang terjadi
akibat beban lateral
2.3.2.1. Drift Ratio
Gambar 2.2. Drift Ratio
∆𝑡𝑜𝑝
𝐷𝑟𝑖𝑓𝑡 𝑟𝑎𝑡𝑖𝑜 =
< 0,0025
𝐻
2.3.2.2. Drift Storey
𝐷𝑟𝑖𝑓𝑡 𝑆𝑡𝑜𝑟𝑒𝑦 =
𝛿𝑖+1 − 𝜕𝑖
ℎ
Dimana ;
𝛿𝑖+1 = Simpangan antar lantai
Gambar 2.1. Sistem Struktur Gedung
Sistem rangka gedung adalah sistem
struktur yang terdiri dari rangka ruang yang
memikul seluruh beban gravitasi. Pemikul
h = tinggi antar lantai
2.4. Beton Pracetak
2.4.1. Pelat HCS
Pelat merupakan struktur yang dibuat
dari beton dengan bidang yang arahnya
horizontal dan beban yang bekerja tegak
lurus pada bidang struktur tersebut Pada
waktu pengangkutan pelat beton pracetak
atau sebelum komposit, beban yang bekerja
adalah berat sendiri pelat, sedangkan beban
total yang diterima oleh pelat terjadi pada
saat pelat sudah komposit.
Pada perencanaan sambungan pada
balok beton pracetak dengan kolom beton
konvensional menggunakan konsol pendek
sebagai tumpuannnya dengan sistem cor
ditempat sehingga kekuatan dan kekauan
struktur lebih bisa di pertanggung jawabkan
Gambar 2.3. Pelat HCS
Pelat hollow core slab merupakan pelat
pracetak dimana ukuran tebal lebih besar
dibanding dengan pelat pracetak tanpa
lubang. Biasanya pelat tipe ini menggunakan
kabel pratekan. Keuntungan dari pelat jenis
ini adalah lebih ringan, tingkat durabilitas
yang tinggi dan ketahanan terhadap api
sangat tinggi. Pelat HCS memiliki lebar rata
rata 1,00 – 2,00 m dengan tebal 120 mm – 250
mm
Gambar 2.5. Konsol Pendek
2.4.2.
Balok
Balok merupakan suatu komponen
struktur yang berfungsi sebagai element
yang menahan pelat lantai serta beban yang
bekerja padanya.
Gambar 2.4. Inverted Tee Beams
T-Beam adalah elemen beton
pracetak yang memiliki penampang
konstan. Balok tersebut memiliki 2 sisi
sayap untuk menjadi tumpuan pada
landasan pelat sebesar > 50mm untuk
hollow core slab. Sama seperti pelat HCS,
yakni dihitung pada saat sebelum komposit
dan setelah komposit yakni dicor secara
monolit sesaat setelah pelat ditumpu dan
pemasangan overtopping
2.5. Sambungan
Proses
penyatuan
komponenkomponen struktur beton pracetak menjadi
sebuah struktur bangunan yang monolit
merupakan hal yang penting dalam
pengaplikasian teknologi beton pracetak
III. METODOLOGI PERENCANAAN
3.1. Data Perencanaan
3.1.1. Data Umum Bangunan
a. Nama Bangunan : Gedung Baru
DPRD Kota Gresik
b. Tipe Bangunan : Gedung Perkantoran
c. Jumlah Lantai : 5 Lantai
d. Tinggi Bangunan : ±30 m
e. Struktur Bangunan : Beton Pracetak
dan Beton Konvensional
3.1.2. Data Material
a. Mutu Beton : 35 MPa
b. Mutu Pelat Pracetak : 45 MPa
c. Mutu Baja : 400 MPa
3.2. Analisa Stuktur Pembebanan
- Persyaratan Beton Struktural Untuk
Bangunan Gedung, SNI 2847:2013.
- SNI 1727:2013 Tentang Beban Minimum
untuk Perancangan Bangunan Gedung
dan Struktur Lain.
- SNI 1726:2012 Tentang Tata Cara
Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk
Struktur Bangunan Gedung dan Non
Gedung.
- SNI 7883:2012 Tentang Tata Cara
Perancangan Beton Pracetak
- Buku Perencanaan Struktur Beton
Bertulang Tahan Gempa (Ir. Rachmat
Purwono , M.Sc)
- Jurnal-jurnal yang berkaitan dengan
perencanaan struktur beton bertulang
tahan gempa dan Beton Pracetak
- PCI Handbook Prestressed Concrete
3.3. Diagram Alir
- Jarak = 2,00 m
- Jarak kuda-kuda = 8,00 m
- Bentang = 50 m
Direncanakan menggunakan profil C kanal
150 x 65 x 20 x 3,2
Δx
=
=
5
384
5
384
.
.
𝑞𝑥 . 𝐿4
𝐸. 𝐼𝑦
+
1
48
𝑃𝑥 . 𝐿3
.
0,6441 . 4004
𝐸. 𝐼𝑦
+
2000000. 54
1
48
0,54 . 4003
.
2000000. 54
= 0.95 cm
Δy
=
=
5
384
5
384
.
.
𝑞𝑦 . 𝐿4
𝐸. 𝐼𝑦
+
1
48
1,264 . 3004
2000000. 54
.
𝑃𝑦 . 𝐿3
+
𝐸. 𝐼𝑦
1
48
.
1,0692 . 3003
2000000. 54
= 1,35 cm
Δ
= √0,952 + 1,352
= 1,65 cm ≤ Δmax = 3,33 cm OK
Kuda – Kuda
Direncanakan menggunakan IWF
400 x 400 x 13 x 21
Hasil Staadpro :
Mmax
= 5540 kgm
Nmax
= 782,08 kg
Vmax
= 1900 kg
Kapasitas Penampang
Mn = Zx x Fy
Zx = bf . tf .(d-tf) + 1/4 .tw. (d-2.tf)2
4.2.2.
= 40.2.1(40-2,1) + 1/4. 1,3.(40-2.2,1)
= 2767,07 cm3
Mn = 2767,07 x 400
= 1106828 kgm
Mu
< ѲMn
5540 kgm < 996145,2 kgm OK
Gambar 3.1. Diagram Alir
IV. ANALISA PEMBAHASAN
4.1.
Preliminary Design
Kontrol terhadap Lendutan
∆ijin
∆Max
4.3.
𝐿
28050
=
=
200
200
= 33,25 mm
= 19,22 mm < 33,25
Perencanaan Pelat HCS
Gambar 4.2. Pelat HCS
Gambar 4.1. Design 3D Gedung
4.2.
4.2.1.
Perencanaan Atap
Perencanaan Gording
Tebal Pelat
Overtopping
Bentang
Lebar
Mutu Beton
= 15 cm
= 5 cm
= 8,00 m
= 1,2 m
= 45 Mpa
OK
Perencanaan HCS di rencanakan pada
dua kondisi yakni pada saat prekomposit sebelum topping di cor lalu
post komposit setelah topping di cor
4.3.1. Gaya yang bekerja
Beban Mati
Berat Sendiri ( 0,15 m x 2400 kg/m2 ) / 1,2
m = 300 kg/m
Plafon dan Penggantung ( 7 + 11 kg/m2 )/
1,2 m
= 15 kg/m
Berat Penutup Lantai ( 0,02 m x 1,2 x 2400
kg/m2 ) = 18 kg/m
Overtopping ( 0,05 x 1,2 x 2400 kg/m2 ) =
144 kg/m
Ducting dan Perpipaan = 5 kg/m
Wds
= 482 kg/m
4.3.4. Kontrol Kuat Lentur
a. Perhitungan fps
dimana,
𝛽1 = 0,85 −
𝜌𝑝 =
4.3.2. Perencanaan Kawat Prategang
Direncanakan menggunakan PC Wire
Ѳ9mm, (A=63,62mm2) jumlah 9 buah Gaya
Prategang initial, Pi
Pi
= fpi x (n x Aps)
= 1029 x (9 x 63,62) mm2
= 1178369 MPa
𝛼 =
= 9,31MPa
= 𝑛 𝑥 𝑓𝑐
= 9,31 x 6,76
=
2
𝑃𝑖
𝑃𝑖 𝑒
𝐴
𝐼𝑥
)−
𝐼𝑥
=
( 9 𝑥 63,62)
1200 𝑥 ( 150 − 35)
𝐴𝑝𝑠 𝑥 𝑓𝑝𝑠
0,85 𝑥 𝑓𝑐 𝑥 𝑏)
=
(9 𝑥 63,62) 𝑥 1255,14
0,85 𝑥 45 𝑥 1200)
4.3.5. Perencanaan TulanganOvertopping
Luas tulangan konvensional :
= 1/4 x 3.14 x d2 x 1000/Jarak
= 1/4 x 3.14 x 102 x 1000/150
= 523.6 mm2
Luas tulangan wiremesh yang dibutuhkan
:
= As x (Fyd/Fyw)
= 523.6 x (4000/5000)
= 418.88 mm2
Mutu Wiremesh (fyw) = 500 Mpa
400
400
Asw = As x ( ) =418,88 x ( )
500
500
= 335,1 mm2
Dicoba dengan menggunakan wiremesh
M9-150
Asw’= 0,25 x π x D2 x 1000/s
= 0,25 x 3,14 x 92 x 1000/150
= 397,4 mm2 > 335,1 mm2 …. OK
)}
= 170,35 Mpa
c. Relaksasi Baja
RE = [𝐾𝑟𝑒 − 𝐽(𝑆𝐻 + 𝐶𝑅 + 𝐸𝑆)] 𝑥 𝐶
= 90,68 MPa
d. Total Kehilangan Prategang
= ES + CR + RE + SH
= 323,9 Mpa
45
114,07 𝑘𝑁𝑚 > 71,84 𝑘𝑁𝑚 ………………. OK
62,87
𝑀𝑑𝑠 3
𝐴𝑝𝑠
𝑏 𝑥 ( ℎ−𝑑𝑐)
c. Kontrol
∅𝑀𝑛 > 𝑀𝑢
Mpa
b. Rangkak Beton
CR = 𝐾𝑐𝑟 𝑥 𝑛 {(0,9 ( +
7
(45−30) 𝑥 0,05
= 31,59 mm
𝑎
∅𝑀𝑛 = ∅ 𝑥 𝐴𝑝𝑠 𝑥 𝑓𝑝𝑠 𝑥 ( 𝑑 − )
2
d = h – dc = 150 – 35 = 115 mm
∅𝑀𝑛 =
31,59
0,8𝑥(9𝑥63.62) 𝑥 1255,14 𝑥(115 −
)
2
∅𝑀𝑛 = 114072744 𝑁𝑚𝑚
= 114,07 𝑘𝑁𝑚
4.3.3. Perhitungan Kehilangan Gaya
Prategang
a. Perpendekan Elastis Beton
𝑃𝑖
1178369
fc
= 𝐴𝑐+𝑛.𝐴𝑠 126266,2 +6,76.63,62
Es
(𝑓𝑐−30) 𝑥 0,05
b. Perhitungan Momen Nominal, ∅𝑀𝑛
1
8
1
)]
0,742
= 1,2WDs + 1,6 WLL
= ( 1,2 x 482 ) + ( 1,6 x 200 )
= 898,4 kg/m2
= x 898,4 x 82
8
= 7184 kgm = 71,84 kNm
𝑓𝑐
= 1255,14 MPa
= 200 kg/m
= x WDs x L2
𝑓𝑝𝑢
= 0,0083
0,4
1470
fps = 1470 [1 −
(0,0083
)]
Momen Akibat Berat Sendiri
Mds
(𝜌𝑝
𝑓𝑝𝑦
Beban Berfaktor
qu
𝛽1
= 0,85 −
7
= 0,742
𝑓𝑝𝑢
≥ 0,85 , sehingga 𝛾𝑝 = 0,4
Beban Hidup
Beban Guna Bangunan
Wll
= 200 kg/m
𝛾𝑝
fps = 𝑓𝑝𝑢 [1 −
Gambar 4.3. Pelat HCS
4.4.
4.4.1.
Stabilitas Gempa
Bobot Bangunan
Tabel 4.1. Bobot Bangungan
Drift-ratio =
=
55,65
30000
∆𝐭𝐨𝐩
𝐻
< 0,0025 (OK)
= 0,0018 < 0,0025 (OK)
Tabel 4.2. Tabel Gaya Gempa Dasar
Gambar 4.5. Drift Non Utama
4.5.
Drift Simpangan Antar Lantai Arah Sumbu X
(Utama)
Tabel 4.3. Simpangan Drift Utama
Drift Ratio Arah X (Utama)
∆𝐭𝐨𝐩
Drift-ratio
=
< 0,0025 (OK)
=
𝐻
38,2
30000
= 0,0012 < 0,0025 (OK)
Gambar 4.4. Drift Utama
Drift Simpangan Antar Lantai Arah Sumbu Z
(Non Utama)
Balok Induk
Didalam preliminary desain gedung
DPRD Kota Gresik direncanakan dimensi
balok induk dengan menggunakan sistem
pracetak. Maka dari itu, penulangan lentur
balok induk dihitung dalam dua kondisi, yaitu
sebelum komposit dan setelah komposit.
a. Pre Komposit
Beban Mati
Berat Sendiri Balok = 0,39 m2 x 2400
kg/m3 = 936 kg/m
Berat Sendiri HCS = 247 kg/m2 x 64m2
/ 8m= 1976 kg/m
Total Beban Mati Balok Induk
=
2912 kg/m
1
Mu= x qu x L2
8
1
= 8 x 2912 x 82 = 23296 kgm
= 2329,6 kNm
Penulangan Lentur
Dimensi Balok Induk = 60/70
Bentang
=8m
Diameter Tulangan Utama = 22 mm
Diameter Sengkang = 13 mm
d ( 700 – 40 – 13 – (0,5 x22) = 636 mm
Mu
= 2329,6 kNm
𝑀𝑢
232960000
Rn = 0,8 𝑥 𝑏 𝑥 𝑑2= 0,8 𝑥 600 𝑥 6362 = 1,19
ρb =
=
0,85.𝑓𝑐 ′ .𝛽1
600
. (600+𝑓𝑦)
𝑓𝑦
0,85.35.0,85
400
= 0,0378
1,4
ρmin
= =
𝑓𝑦
Drift Ratio Arah Z (Non Utama)
600
. (600+400)
1,4
400
= 0,0035
ρmax
0,0284
= 0,75 . ρb = 0,75 . 0,0378 =
𝜔
= 0,85 - √0,72 − 1,7 𝑥
𝑅𝑛
𝑓𝑐′
= 0,85 - √0,72 − 1,7 𝑥
1,19
35
= 0,036
ρ
= 𝜔.
𝑓𝑐 ′
𝑓𝑦
Direncanakan Menggunakan Tulangan
D22
Mu(-)= 459,818 kNm= 459,818x106
Nmm
𝑀𝑢
35
400
= 0,036 x
= 0,0031
Asperlu = ρ x b x d
= 0,0035 x 600 x 636 =
1335,6 mm2
Maka digunakan 4D22 ( As = 1521
mm2)
Perhitungan Tulangan Geser
Vu = 0,5 x qu x L = 0,5 x 2912 x 8
= 11648 kg = 116480 N
1
∅Vc = x √𝑓𝑐 ′ x bw x d
6
1
= 6 x √35 x 600 x 636
= 376262,7 N > Vu = 116480 N
∅𝑉𝑐 = 0,5 x 376262,7 N
= 188131,3 N > Vu = 116480 N
𝑉𝑐 188131,3
Vsmin = ∅ = 0,75 = 250841,73 N
531,14 𝑥 𝑓𝑦 𝑥 𝑑
𝑉𝑠− ∅𝑉𝑐
265,571 𝑥 400 𝑥 636
=
188131,3
Smaks =
= 718,23
2
mm
Maka digunakan sengkang D13 – 300
mm
459,818 𝑥 106
Rn = 0,8 𝑥 𝑏 𝑥 𝑑2 = 0,8 𝑥 600 𝑥 6862 = 2,03
1
𝑥
13,45
ρperlu=
(1 − √−
2 𝑥 13,45 𝑥 2,03
)
400
= 0,0052
Asperlu = ρ x b x d
= 0,0052 x 600 x 686 = 2165,48 mm2
Maka digunakan 7D22 ( As = 2661
mm2)
Kontrol Balok T
Lebar Effektif
𝐿
8000
beff= 4 = 4 = 2000 mm
beff= b + (8tf)= 600 + 8 x 200= 2200
mm
beff = b + (0,5 L)= 600 + 4000= 4600
mm
Diambil yang terkecil = 2000 mm
Cc = Ts
0,85 x fc’ x a x b = As x fy
2661 𝑥 400
a =
= 17,89 mm
0,85 𝑥 35 𝑥 2000
𝑎
17,89
= 22,36 mm
0,8
(686−22,36)
𝜀𝑠 = 0,003
= 0,11
22,36
400
𝜀𝑦 =
= 0,002
200000
c =𝛽=
Maka, c < tf
22,36mm < 200 mm, Sehingga
menggunakan perhitungan balok persegi
biasa
Kapasitas Momen (∅𝑴𝒏)
𝑎
Mn
= As x fy x (d - 2 )
Gambar 4.6. Balok Pre Komposit
b. Post Komposit
17,89
2
= 2661 x 400 x ( 686 = 720,65 kNm
Mu
< ∅𝑀𝑛
459,818 kNm < 0,9 x 720,65 kNm
459,818 kNm < 648 kNm…..OK
)
Penulangan Tumpuan
Tulangan Negatif Tumpuan
𝑓𝑦
400
m = 0,85 𝑥 𝑓𝑐 = 0,85 𝑥 35
= 13,45
0,85.𝑓𝑐 ′ .𝛽1
600
. (600+𝑓𝑦) =
𝑓𝑦
1,4
1,4
ρmin = 𝑓𝑦 = 400 = 0,0035
ρb =
0,0378
ρmax = 0,75 . ρb = 0,75 . 0,0378 =
0,0284
Gambar 4.7. Balok Tumpuan Post Komposit
Tulangan Lapangan
Direncanakan Menggunakan Tulangan
D22
Mu= 177,459 kNm = 177,459x 106
Nmm
𝑀𝑢
Penulangan Geser
177,459 𝑥 106
Rn = 0,8 𝑥 𝑏 𝑥 𝑑2= 0,8 𝑥 600 𝑥 6862 = 0,78
1
ρperlu=13,45 𝑥 (1 − √−
2 𝑥 13,45 𝑥 0,78
)
400
= 0,0019
Asperlu = ρ x b x d
= 0,0035 x 600 x 686 =
1440,6 mm2
Maka digunakan 4D22 ( As = 1521
mm2)
Kontrol Balok T
Lebar Effektif
𝐿
8000
beff= =
= 2000 mm
4
4
beff= b + (8tf)= 600 + 8x200= 2200 mm
beff= b + (0,5 L)= 600 + 4000= 4600
mm
Diambil yang terkecil = 2000 mm
Cc = 0,85 x fc’ x a x b
Ts = As x fy
Sehingga Cc = Ts
0,85 x fc’ x a x b = As x fy
1521 𝑥 400
a = 0,85 𝑥 35 𝑥 2000 = 10,22
𝑎
x =𝛽=
4,23
=
0,8
12,77 mm
Maka, x < tf
12,77 mm < 200 mm, Sehingga
menggunakan balok persegi biasa
Kapasitas Momen (∅𝑴𝒏)
𝑎
Mn= As x fy x (d - 2 )
10,22
= 1521 x 400 x ( 686 - 2 )
= 414,25 kNm
Mu
< ∅𝑴𝒏
177,459 kNm < 0,9 x 414,25 kNm
171,459 kNm < 372,82 kNm …… OK
Gambar 4.9. Output Gaya Geser Balok
Menghitung Gaya Geser Beton
Gaya Geser , Vu= 233,063 kN ( Output
Staadpro )
1
𝑉𝑐 = 6 𝑥√𝑓𝑐 𝑥 𝑏𝑤 𝑥 𝑑
1
= 6 𝑥√35 𝑥 600 𝑥 686 𝑥 10−3 =
405,84 𝑘𝑁
∅𝑉𝑐 = 0,5 x 405,84 = 202,92 kN < Vu
= 233,063 kN
Maka dipelukan Tulangan Geser
Menghitung Jarak Sengkang
Direncanakan menggunakan tulangan
sengkang D13(As = 132,786 mm2)
dengan fy = 400 MPA
Av = 4 x As
= 4 x 132,786 = 531,14 mm2
𝐴𝑣 𝑥 𝑓𝑦 𝑥 𝑑
531,14 𝑥 400 𝑥 686
Smaks =
=
=
3
𝑉𝑢
233,063 𝑥 10
625,35 mm
Sengkang didaerah plastis ∅𝟏𝟑 −
𝟏𝟔𝟎 𝒎𝒎.
Maka digunakan diluar sendi plastis
sengkang ∅𝟏𝟑 − 𝟑𝟎𝟎 𝒎𝒎
Panjang Tulangan Penyaluran Pada
Balok
0,24 𝑥 𝜓𝑒 𝑥 𝐹𝑦
ℓd = (
=
) 𝑥 𝑑𝑏
𝜆√𝑓𝑐′
0,24 𝑥 1 𝑥 400
( 1√35
)
𝑥 25 = 450 mm
Gambar 4.10. Sengkang Tumpuan
Gambar 4.8. Balok Lapangan Post
Komposit
Gambar 4.11. Sengkang Lapangan
Tabel 4.44. Rekapitulasi Penulangan Balok
4.6.
Perencanaan Kolom
Direncanakan ;
b Kolom
= 800 mm
h Kolom
= 800 mm
fc’
= 35 MPa
fy
= 400 Mpa
Selimut Beton
= 40 mm
ꝊSengkang
= 10 mm
Hasil Analisa Staadpro, didapatkan :
Pu
= 4570 kN
Mu1
= 172,28 kNm
Mu2
= - 289,1 kNm
V
= 70,23 kN
Design Penulangan Kolom
Mu1 = 172,28 kNm
Mu2 = 289,1 kNm
Pu = 4570 kN
𝑀𝑢 289,1
e
=
=
= 0,062 m = 62 mm
𝑃𝑢
4570
Ag = 800 x 800 = 640000 mm2
Untuk Luasan tulangan Longitudinal 0,01
Ag < Ag < 0,08 Ag
Maka
direncanakan
menggunakan
Tulangan 14D25 (As = 6872 mm2) =
1%Ag = 6400 mm2
Untuk Momen Kolom Arah Y
Menggunakan Tulangan 4D25 = 1963
mm2
d = 800 – 40 -10 – ½ 25 = 737,5 mm
d’ = 40 + 10 + ½ 25
= 62,5 mm
𝐴𝑠 𝑥 𝐹𝑦
1963 𝑥 400
a=0,85 𝑥 𝑓𝑐′𝑥 𝑏 = 0,85 𝑥 35 𝑥 800 =
32,99 𝑚𝑚
Mny = ( As x fy ) x (d –a/2)
= (1963 x 400) x (737,5 – 32,99 /2) =
566,13 kNm
MRy=∅ 𝑀𝑛=0,8 𝑥 737,02 =
452,9 𝑘𝑁𝑚
MRy
= ∅ 𝑀𝑛 > Mu
= 452,9 kNm > 289 ,1 kNm
Untuk Momen Kolom Arah X
Menggunakan Tulangan 5D25 = 2454
mm2
d= 800 – 40 -10 – ½ 25= 737,5 mm
d’ = 40 + 10 + ½ 25 = 62,5 mm
a=
𝐴𝑠 𝑥 𝐹𝑦
0,85 𝑥 𝑓𝑐 ′ 𝑥 𝑏
=
2454 𝑥 400
0,85 𝑥 35 𝑥 800
=
41,24 𝑚𝑚
Mny= ( As x fy ) x (d – a/2)
= (2454 x 400) x (737,5 – 41,24/2) =
703,68 kNm
MRx=∅ 𝑀𝑛=0,8 𝑥 286,44 =
562,95 𝑘𝑁𝑚
MRx= ∅ 𝑀𝑛> Mu
= 562,95 kNm > 172,28 kNm
ƟPn = 0,8 x ɸ x [ 0,85 x fc’(Ag – As) + Fy
x As )
= 0,8 x 0,65 x [ 0,85 x 35(640000 –
8836) + 400 x 8836)
= 11601,99 kN > Pu = 4570 kN (OK)
Perencanaan Sengkang Pada Kolom
Vu = 70,23 kN
Ln = 5,25 m
d = 800–40–10–½25=737,5mm =
0,7375 m
0,5 𝑥 5,25−0,7375
VuKritis
=
𝑥70,23 =
0,5 𝑥 5,25
60,26 𝑘𝑁
Gaya Geser Beton :
Vc = 1/6 x fc’ x b x d
= 1/6 x √35 x 800 x 737,5
= 581,74 kN
ƟVc = 0,75 x 581,74 kN
= 436,31 kN
ƟVc > Vu Kritis = 436,31 kN > 60,26 kN
Maka jarak maksimum sengkang yang
diambil adalah Ɵ10 – 300 mm
Maka sejarak Lo 0,8 m sengkang dipakai
Ɵ10 – 105 mm
Maka di luar panjang Lo,digunakan
sengkang Ɵ10 – 150 mm
Pengekangan Kolom
105 𝑥 688 𝑥 35
640000
Ash1 = 0,3 𝑥
⌊(577600) −
400
1⌋ = 208,59 mm2
105 𝑥 688 𝑥 35
Ash2 = 0,09 x
= 568,89 mm2
400
Keburtuhan Pengekang (n)
𝐴𝑠ℎ
568,89
= 200,96 = 2,89 = 4 Buah
𝐴𝑠
Maka Digunakan 4D16 – 150 mm
Tabel 4.5. Rekapitulasi Penulangan Kolom
2
2
Asc =(3 𝑥 𝐴𝑣 + 𝐴𝑛)) = 3 𝑥15 +
222,0 = 322,07 𝑚𝑚2
Maka digunakan Asc = 849,71 mm2
(3D22 = 1140 mm2)
Sesuai dengan SNI 2847-2013 pasal
11.8.3.4 luas total sengkang tertutup tidak
boleh kurang dari :
Ah = 0,5 (Asc–An) = 0,5(849,71 –
222,07) = 313,82 mm2
Maka digunakan sengkang tertutup 4D13
(As = 531 mm2) dipasang sepanjang 2/3d
= 358,7 mm = 360 mm
Gambar 4.13. Penulangan Konsol
Gambar 4.12. Penulangan Kolom
Perencanaan Konsol Pada Kolom
Vu = 333,105 kN = 333105 N
Dimensi Balok = 60/75
Dimensi Konsol :
bw = 600 mm
h = 600 mm
d = 600 – 40 – 22 = 538 mm
fc’ = 35 Mpa
Fy = 400 Mpa
Av = 150 mm
Luas Tulangan Lentur
Mu = (Vu x Av) + Nuc (h –d)
= ( 333105 x150) 66621 (400– 638 )
= 54096252 Nmm
𝑀𝑢
Af =0,85 𝑥 ∅ 𝑥 𝑓𝑦 𝑥 𝑑 =
54096252
0,85 𝑥 0,75 𝑥 400 𝑥 638
= 627,64 𝑚𝑚2
Luas Tulangan Pokok
𝑁𝑢𝑐
66621
An = ∅ 𝑥 𝑓𝑦 = 0,75 𝑥 400 = 222,07 𝑚𝑚2
Perhtiungan Kebutuhan Tulangan
Asc = Af + An = 627,64 + 222,07
= 849,71 mm2
4.7.
Perencanaan Dinding Geser
Data Perencanaan :
Mutu Beton (fc’)
= 35 Mpa
Mutu Baja (fy)
= 400 Mpa
Tebal Dinding
= 30 cm
Bentang
= 8 m (Arah X), 8 m
(Arah Y)
Tinggi
= 6 m (Per Lantai)
Tabel 4.6. Rekapitulasi Dinding Geser X
Tabel 4.7. Rekapitulasi Dinding Geser Y
Kuat Aksial Rencana
Untuk Arah X
Pu = 2678,37 kN
Ag = 8000 x 300 = 24 x 105 mm2
∅𝑃𝑛𝑤 = 0,55 𝑥 0,75 𝑥 35 𝑥 24 𝑥 105
0,8.5250 2
[1 − (
) ]
32 𝑥 300
= 3735703 N
= 3735,7 kN > Pu = 2678,37 kN
Untuk Arah Y
Pu
= 1256,51 kN
Ag = 8000 x 300 = 24 x 105 mm2
∅𝑃𝑛𝑤 = 0,55 𝑥 0,75 𝑥 35 𝑥 24 𝑥 105 [1
0,8.5250 2
− (
) ]
32 𝑥 300
= 3735703 N
= 3735,7 kN > Pu = 1256,51 kN
Desain Penulangan Dinding Geser
Arah X
Gaya yang Bekerja :
Mux = 28907,83 kNm
Muy = 7622,16 kNm
Vux = 2634,45 kNm
Vuy = 564,53 kNm
Ln
= L – dimensi kolom
= 8000 – 800 = 6400 mm
Acv = 300 x 8000 = 24 x 105 mm2
Penulangan Horizonal dinding
Dicoba menggunakan tulangan 2D19 (As =
567 mm2)
𝐴𝑠
567
S < ℎ 𝑥 𝜌 = 300 𝑥 0,0025 = 756 mm2 > 450 mm
Maka digunakan tulangan horizontal 2D19
– 300 mm
Penulangan Vertikal dinding
𝐴𝑠
567
S < ℎ 𝑥 𝜌 = 300 𝑥 0,0025 = 756 mm2 > 450 mm
Maka digunakan tulangan horizontal 2D19
– 300 mm
Arah Y
Penulangan Horizonal dinding
Dicoba menggunakan tulangan 2D16 (As =
402 mm2)
𝐴𝑠
402
S < ℎ 𝑥 𝜌 = 300 𝑥 0,002 = 670mm2 > 450 mm
Maka digunakan tulangan horizontal 2D16
– 300 mm
Penulangan Vertikal dinding
𝐴𝑠
402
S < ℎ 𝑥 𝜌 = 300 𝑥 0,0015 = 893 mm2 > 450 mm
Maka digunakan tulangan horizontal 2D19
– 300 mm
Desain Elemen Pembatas Dinding
Stuktur
Khusus
(
Boundary
Element/Zone)
Panjang Elemen Pembatas
Lbz > 0,15 Lw = 0,15 x 8000 = 1200 mm
Tbz > Lu/16 = 6000/16 = 375 mm
Tbz = 500 mm
Menentukan tulangan confinement pada
elemen pembatas
Dicoba Tulangan D13 -100, sengkang yang
dibutuhkan
hc
= 500 – ( 2 x 40mm + ½ x 13))
= 413,5 mm
Ash
= 0,09 x
𝑠 𝑥 𝑏𝑐 𝑥 𝑓𝑐 ′
𝑓𝑦
100 𝑥 413,5 𝑥 35
400
= 0,09 x
= 279,1 mm2
Maka digunakan 4D13 – 100mm = 664
mm2 > 279,1 mm2….OK
Menentukan tulangan confinement pada
badan shearwall
Dicoba Tulangan D13 -100, sengkang yang
dibutuhkan
bc
= 500 – ( 2 x 40mm + ½ x 13)) =
413,5 mm
𝑠 𝑥 𝑏𝑐 𝑥 𝑓𝑐′
Ash = 0,09 x
𝑓𝑦
100 𝑥 413,5 𝑥 35
= 0,09 x
= 279,1 mm2
400
Maka Digunakan 4D13 – 100mm = 664
mm2 > 279,1 mm2 .......... (OK)
Panjang Penyaluran Tulangan D19
Panjang penyaluran (ℓdh) batang tulangan
D19 yang dibutuhkan , tidak kurang dari
nilai terbesar :
8 db = 8 x 19 = 114 mm
150 mm
300 𝑥 19
ℓ𝑑ℎ = 5,4 𝑥
= 178,42 mm
√35
Jadi ℓdh = 178,42 mm, panjang penulangan
tulangan tarik ld = 3,5 ℓdh = 3,5(178,42)
= 624,4 mm
Tabel 4.8. Penulangan Dinding Geser X
Tabel 4.9. Penulangan Dinding Geser Y
Gambar 4.14. Penulangan Dinding Geser
Gambar 4.15. Penulangan Dinding Geser
V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Berdasarkan hasil pembahasan dan
perencanaan pada bab sebelumnya maka
dapat disimpulkan
a. Perencanaan HCS dengan bentang 8m,
lebar 1,2m dan ketebalan sebesar 15 cm
dengan overtopping 5cm menggunakan
pcwire strand Ɵ9mm dengan jumlah 9
buah untuk menhahan gaya gaya yang
bekerja pada pelat.
b. Simpangan Drift yang terjadi akibar
beban lateral dengan proporsional 80%
shearwall dan 20% portal didapatkan
drift sebesar 38,2mm pada Utama, dan
55,65mm pada Non Utama
c. Dimensi Penampang Balok Pracetak
yang digunakan adalah Balok booth
sebagai landasan pelat HCS pada
sayapnya,didapatkan 60/70 pada saat
pre-komposit dan 60/75 pada saat post
komposit dengan Tulangan Utama D22
dan sengkang θ13
d. Kolom berdimensi 80/80 menggunakan
tulangan utama D25 dan sengkang Ɵ10
dengan tulangan rasio 1,1%Ag (14D25).
Komponen pracetak disambung dengan
menggunakan sambungan basah dan
konsol pendek agar bangunan tersebut
menjadi bangunan pracetak yang
monolit. Ukuran konsol pendek kolom
adalah 600x600 mm
e. Dinding Geser direncanakan memiliki
tebal 30cm dengan bentang 8m dan
tinggi 6m dan ditempatkan pada posisi
Arah Utama gedung dan Non Utama
Gedung menggunakan Tulangan 2D19300 dan 2D16-300 baik horizontal
maupun vertikal dan menahan beban
lateral yang bekerja
5.2. Saran
Berdasarkan hasil pembahasan dan
perencanaan pada bab sebelumnya maka
dapat disarankan ;
a. Pemilihan penggunaan precast pada
umumnya dan menggunakan plat HCS
pada
khususnya
sebaiknya
direncanakan sebelum struktur utama
direncanakan. Hal itu nanti terkait
dengan efisiensi penggunaan plat yang
digunakan
serta
waktu
dalam
pelaksanaan sehingga efeknya pada
cost bangunan itu sendiri
b. Perlu pengawasan dengan baik pada
saat pelaksanaan sambungan antar
elemen
beton
pracetak
karena
sambungan beton pracetak tentu tidak
semonolit seperti pada sambungan
dengan cor setempat agar nantinya pada
saat memikul beban tidak terjadi gayagaya tambahan yang tidak diinginkan
pada daerah sambungan akibat dari
kurang
sempurnanya
pengerjaan
sambungan
DAFTAR PUSTAKA
Badan Standardisasi Nasional. 2012.
SNI
1726-2012
Tata
Cara
Perencanaan Ketahanan Gempa
Untuk Bangunan Gedung. Jakarta :
Badan Standardisasi Nasional.
Badan Standardisasi Nasional. 2013.
SNI
2847-2013
Tata
Cara
Perencanaan Struktur Beton Untuk
Bangunan Gedung. Jakarta : Badan
Standardisasi Nasional
Badan Standardisasi Nasional. 2012.
SNI
1776-2012
Tata
Cara
Perencanaan
Struktur
Beton
Pracetak. Jakarta : Badan Standardisasi
Nasional
PCI. 6th Edition. PCI Design
Handbook Precast and Prestressed
Concrete. Chicago : PCI Industry
Handbook Committee
Purwono,
Rachmat.
2010
.
Perencanaan
Struktur
Beton
Bertulang Tahan Gempa. Surabaya:
ITS Press.
Soetoyo,Ir, 2002. Konstruksi Beton
Pratekan. Surabaya Jurusan Teknik
Sipil Fakultas Teknik Institut Teknologi
Sepuluh November