modifikasi perencanaan gedung graha amerta rsu...
Post on 19-Mar-2019
223 Views
Preview:
TRANSCRIPT
MODIFIKASI PERENCANAAN GEDUNGGRAHA AMERTA RSU Dr. SOETOMO SURABAYA MENGGUNAKAN
STRUKTUR KOMPOSIT BAJA BETON
Oleh :ANTON PRASTOWO
3107 100 066
Dosen Pembimbing :Ir. HEPPY KRISTIJANTO, MS.
SEMINAR TUGAS AKHIR
JURUSAN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
LATAR BELAKANG• Kebutuhan masyarakat akan pelayanan kesehatan yang layak
semakin tinggi, sementara itu ketersediaan lahan untukpembangunan semakin sempit.
• Pembangunan yang dianggap paling sesuai yaitupembangunan kearah vertikal dalam hal ini adalahpembangunan gedung rumah sakit.
• Sebagai bahan studi perencanaan akan dilakukan modifikasiterhadap struktur 8 lantai pada gedung Graha Amerta RSU Dr.Soetomo Surabaya.
• Awal perencanaan bangunan tersebut didesain denganmenggunakan struktur beton bertulang yang kemudian akandimodifikasi ulang menjadi 16 lantai dengan menggunakanstruktur komposit baja beton.
• Keistimewaan yang nyata dalam struktur komposit adalahpengurangan berat baja, penampang balok baja yangdigunakan lebih kecil, kekakuan lantai meningkat, kapasitasmenahan beban lebih besar, menghasilkan panjang bentanglebih besar.
• Selain itu, dari beberapa penelitian, struktur komposit mampumemberikan kinerja struktur yang baik dan lebih efektif dalammeningkatkan kapasitas pembebanan, kekakuan dankeunggulan ekonomis.
PERMASALAHAN• Bagaimana memodifikasi Gedung Graha Amerta dengan menggunakan struktur
komposit baja beton yang sesuai dengan standar perencanaan. Adapun beberapamasalah yang ditinjau antara lain :
1. Bagaimana asumsi pembebanan setelah adanya modifikasi.2. Bagaimana menentukan Preliminary Design penampang struktur.3. Bagaimana merencanakan struktur sekunder yang meliputi pelat lantai, balok anak,
tangga dan lift.4. Bagaimana merencanakan struktur primer yang meliputi balok dan kolom.5. Bagaimana pemodelan dan menganalisa struktur dengan menggunakan program
bantu ETABS 9.7.1.
6. Bagaimana merencanakan sambungan yang memenuhi kriteria perancangan struktur,yaitu kekuatan (strength), kekakuan dan stabilitas (stability).
7. Bagaimana merencanakan pondasi yang sesuai dengan besarnya beban yang dipikul.8. Bagaimana menuangkan hasil perencanaan dan perhitungan dalam bentuk gambar
teknik.
TUJUAN• Memodifikasi Gedung Graha Amerta dengan menggunakan struktur komposit baja-
beton yang sesuai dengan standar perencanaan. Adapun beberapa tujuan yangditinjau antara lain :
1. Mengasumsikan pembebanan setelah adanya modifikasi.2. Menentukan Preliminary design penampang struktur.3. Merencanakan struktur sekunder yang meliputi pelat lantai, balok anak, tangga dan
lift.4. Merencanakan struktur primer yang meliputi balok dan kolom.5. Memodelkan dan menganalisa struktur dengan menggunakan program bantu ETABS
9.7.1.
6. Merencanakan sambungan yang memenuhi kriteria perancangan struktur, yaitukekuatan (strength), kekakuan dan stabilitas (stability).
8. Merencanakan pondasi yang sesuai dengan besarnya beban yang dipikul.9. Menuangkan hasil modifikasi perencanaan dan perhitungan dalam bentuk gambar
teknik.
BATASAN MASALAH• Perencanaan struktur primer meliputi balok induk dan kolom sedangkan
struktur sekunder meliputi pelat lantai, balok anak, tangga dan lift.• Struktur direncanakan terletak di zona gempa 3.• Perencanaan tidak meliputi instalasi mekanikal, elektrikal, plumbing dan
saluran air.• Tidak meninjau dari segi metode pelaksanaan, analisa biaya, arsitektural
dan manajemen konstruksi.• Program bantu yang digunakan adalah ETABS 9.7.1 dan AutoCad.
Umum
Aksi non komposit Aksi komposit
Struktur komposit terbentuk akibat interaksi antara komponenstruktur baja dan beton yang karakteristik dasar masing-masing bahan dimanfaatkan secara optimal
Aksi KompositAksi komposit terjadi apabila dua batang struktural pemikulbeban, seperti pada pelat beton dan balok baja sebagaipenyangganya, dihubungkan secara menyeluruh dan mengalamidefleksi sebagai satu kesatuan.
Balok Komposit
1. Balok komposit penuhUntuk balok komposit penuh, penghubung geser harusdisediakan dalam jumlah yang memadai sehingga balok mampumencapai kuat lentur maksimumnya. Pada penentuan distribusitegangan elastis, slip antara baja dan beton dianggap tidakterjadi.2. Balok komposit parsialPada balok komposit parsial, kekuatan balok dalam memikullentur dibatasi oleh kekuatan penghubung geser. Perhitunganelastic untuk balok seperti ini, seperti pada penentuan defleksiatau tegangan akibat beban layan, harus mempertimbangkanpengaruh adanya slip antara baja dan beton.
Kolom Komposit
Kolom komposit dengan pipa baja yang diisi dengan beton
Kolom komposit dengan profil baja yang dibungkus beton
Penghubung Geser
Gaya geser yang terjadi antara pelat beton dan profil baja harusdipikul oleh sejumlah penghubung geser, sehingga tidak terjadislip pada saat masa layan.
Lendutan
Komponen struktur komposit memiliki momen inersia yanglebih besar daripada komponen struktur non komposit, akibatnyalendutan pada komponen struktur komposit akan lebih kecil.Momen inersia dari komponen struktur komposit hanya dapattercapai setelah beton mengeras, sehingga lendutan yangdiakibatkan oleh beban-beban yang bekerja sebelum betonmengeras, dihitung berdasarkan momen inersia dari profil bajasaja.
DIAGRAM ALIRMulai
Pengumpulan Data
Studi Literatur
Preliminary Desain
Pembebanan Elemen Struktur Sekunder
Analisa Struktur Sekunder
Kontrol Desain
Pembebanan Elemen Struktur Primer
Analisa Struktur Primer
Kontrol Desain
Perencanaan Pondasi
Penggambaran Hasil Perencanaan
Selesai
Not Ok
Not Ok
Ok
Ok
DATA UMUM BANGUNAN
• Nama Gedung : Graha Amerta RSU Dr. Soetomo
• Lokasi : Surabaya
• Fungsi : Gedung Rumah Sakit
• Struktur Utama : Komposit Baja Beton
• Jumlah Lantai : 16 lantai
• Panjang Bangunan : 72 m
• Lebar Bangunan : 27,6 m
• Tinggi Bangunan : 64 m
• Sistem Struktur : SRPMM
DATA BAHAN
Mutu bahan yang akan digunakan sebagai berikut :- Beton : f’c = 30 Mpa- Baja
Kolom (BJ-41) : fy = 250 Mpa ; fu = 410 MpaBalok (BJ-41) : fy = 250 Mpa ; fu = 410 Mpa
Perencanaan Tangga
Data perencanaan :
Tinggi Antar Lantai = 400 cmPanjang tangga = 390 cmLebar Bordes = 150 cmTinggi injakan = 15 cmLebar injakan = 30 cmBordes (Pelat bondek) = 10 cmBalok Utama Tangga WF 150x100x6x9Balok Bordes WF 150x100x6x9Balok Penumpu Tangga WF 300x150x6,5x9
Pada perencanaan struktur lantai direncanakan pelat lantai menggunakan bondek.Tebal Pelat Lantai Atap : 12 cmTebal Pelat lantai 1–16 : 12 cm
Perencanaan Pelat Lantai
Balok
Plat Bondex t = 0,75 mm120 mm
Tulangan Ø 16 – 250mm
Perencanaan Balok Anak
BalokAnak
Bentang(L)
Jarak Antar Balok
Tebal pelat beton
Profil Baja WF
BA1 9,6 m 4,0 m 0.12 m 450x200x9x14
BA2 7,2 m 4,0 m 0.12 m 400x200x7x11
BA3 6,0 m 4,0 m 0.12 m 350x175x6x9
BA4 4,8 m 4,0 m 0.12 m 300x150x5,5x8
PerencanaanBalok Lift
1.525 m
2,8 m
4 m
Balok Anak
Balok Penumpu Liftalok Penggantung Lift
• Balok Penggantung lift : WF 350 x 175 x 6 x 9• Balok Penumpu lift : WF 400 x 200 x 8 x 13
Simpangan Antar Lantai
simpangan Syarat drift Δa
antar lantai (mm) (mm)
16 4 270.4278 5.00 80 Ok
15 4 265.4281 8.11 80 Ok
14 4 257.3207 10.33 80 Ok
13 4 246.9954 12.34 80 Ok
12 4 234.6561 14.13 80 Ok
11 4 220.5277 15.72 80 Ok
10 4 204.8034 17.17 80 Ok
9 4 187.6318 18.51 80 Ok
8 4 169.1207 19.78 80 Ok
7 4 149.3452 20.98 80 Ok
6 4 128.3617 22.14 80 Ok
5 4 106.2255 23.20 80 Ok
4 4 83.0287 24.03 80 Ok
3 4 58.9959 24.23 80 Ok
2 4 34.7648 22.27 80 Ok
1 4 12.4927 12.49 80 Ok
Lantai hi (m) Δm (mm) Ket.
Analisa perhitungan simpangan antar lantai arah X
simpangan Syarat drift Δa
antar lantai (mm) (mm)
16 4 239.8073 3.11 80 Ok
15 4 236.702 5.03 80 Ok
14 4 231.6703 7.26 80 Ok
13 4 224.4068 9.36 80 Ok
12 4 215.0493 11.27 80 Ok
11 4 203.7822 13.01 80 Ok
10 4 190.769 14.64 80 Ok
9 4 176.1335 16.17 80 Ok
8 4 159.9634 17.64 80 Ok
7 4 142.3191 19.08 80 Ok
6 4 123.2403 20.47 80 Ok
5 4 102.7662 21.79 80 Ok
4 4 80.9727 22.92 80 Ok
3 4 58.049 23.47 80 Ok
2 4 34.5765 21.98 80 Ok
1 4 12.6004 12.60 80 Ok
Lantai hi (m) Δm (mm) Ket.
Analisa perhitungan simpangan antar lantai arah Y
Perencanaan Balok Induk
• Balok Induk: WF 700.300.13.20A = 211,5 cm2 ix = 28,6 cm r = 28 mmW = 166 kg/m tw = 13 mm Zx = 5414 cm3
d = 692 mm tf = 20 mm Zy = 928 cm3
b = 300 mm Ix = 172000 cm4 Sx = 4980 cm3
iy = 6,53 cm Iy = 9020 cm4 Sy = 602 cm3
h = d – 2 ( tf + r ) = 596 mm• fy = 2500 kg/cm2 ; fu = 4100 kg/cm2
• fc‘ = 30 Mpa = 300 kg/cm2
• Kondisi Balok Utama Sebelum Komposit
Dari hasil output ETABS v9.7.1 untuk batang B-70, didapatkan :Mmax = 2416473 KgcmVu = 17027,76 KgL = 960 cm
• Kontrol Kekuatan Penampang (Local Buckling)Pelat Sayap :
bf/2tf < λp ...............OK7,5 < 10,75
Pelat badan :h/tw < λp..............OK45,8 <106,25
Jadi, termasuk penampang kompak, maka Mnx = Mpx• Kontrol Lateral BucklingJarak Penahan Lateral Lb = 960 cmBerdasarkan tabel untuk BJ 41 profil WF 700.300.13.20 didapatkan :Lp = 325,065 cm, Lr = 936,113 cmJadi, Lb > Lr → bentang panjang, Untuk komponen struktur yang memenuhi Lb > Lr, kuat nominal komponen struktur adalah :Mn = Mcr < MpPersyaratan :Mu ≤ φMn2416473 Kgcm < 8805431 kgcm............OKJadi Penampang profil baja sebelum komposit mampu menahan beban yang terjadi.
Kondisi Balok Utama Setelah Komposit
– Zona momen Positif• Dari hasil output ETABS v9.7.1 didapatkan momen positif adalah Mmaks = 16124310 Kgcm (batang B-66). • Menghitung kekuatan nominal penampang komposit
Mn = C (d1+d2) + T(d3-d2)= 410040 (86,5+0,039) + 528750 (346-0,039) kgmm= 214515950 kgmm = 21451595 kgcm
• Persyaratan :Mu ≤ φMn16124310 Kgcm ≤ 0,85. 21451595 kgcm16124310 Kgcm < 18233855,7 kgcm............OK
– Zona momen Negatif• Dari hasil output ETABS v9.7.1 didapatkan momen positif adalah Mmaks = 14425458 Kgcm (batang B-2). • Menghitung kekuatan nominal penampang komposit
Mn = Tc (d1+ d2) + Pyc(d3 – d2)= 48230,4 (8 + 6,5) + 528750 (34,6 – 6,5)= 19090551,6 Kgcm
• Persayaratan :Mu ≤ φMn14425458 Kgcm ≤ 0,85 . 19090551,6 Kgcm14425458 Kgcm ≤ 16226968,8 Kgcm.......OK
Jadi, Profil WF 700.300.13.20 dapat digunakan
Perencanaan Kolom Komposit
Kolom direncanakan dengan menggunakan profil K700.300.13.24 dengan selimut beton 85 x 85 cm
Pondasi direncanakan memakai pondasi tiang pancang produk dari PT. WIKA Beton.
• Diameter : 600 mm• Tebal : 100 mm• Type : A1• Allowable axial : 235,4 ton• Bending Momen Crack : 17 tm• Bending Momen Ultimate : 25,5 tm
KESIMPULAN
Dari hasil pehitungan didapatkan data-data perencanaansebagai berikut :
• Tebal Pelat Atap : 12 cm • Tebal Pelat Lantai : 12 cm• Dimensi Kolom : 85 x 85 cm• Profil kolom : K 700.300.13.24• Profil Balok Induk : WF 700.300.13.20• Profil Balok Anak
BA1 (9,6m) : WF 450.200.9.14BA2 (7,2m) : WF 400.200.7.11BA3 (6,0m) : WF 350.175.6.9 BA4 (4,8m) : WF 300.150.5,5.8
• Struktur bawah bangunan menggunakan tiang pancang diameter 60 cm dengan kedalaman 27 m.
SARAN• Perlu dilakukan studi yang lebih mendalam untuk
menghasilkan perencanaan struktur denganmempertimbangkan aspek teknis, biaya dan estetika.Sehingga diharapkan perencanaan dapatdilaksanakan mendekati kondisi sesungguhnya dilapangan dan hasil yang diperoleh sesuai dengantujuan perencanaan yaitu kuat, ekonomis dan tepatwaktu dalam pelaksanaannya.
top related