URL 04:
Perkiraan Dimensi Struktur
Untuk menggambar detail interior dan penempatan jaringan utilitas, besaran
dimensi elemen struktur diperlukan. Hal ini dimaksudkan agar kebutuhan ruang
dan jarak bebas yang diperlukan bagi penempatan perlengkapan/ peralatan
bangunan, ruangan mekanikal dan elektrikal serta jalur sirkulasi, dapat
disediakan secara lebih tepat.
a. Elemen (Sub Sistem) Struktur Horizontal
Pada bangunan tinggi elemen struktur horizontal tidak dipengaruhi oleh
banyaknya lantai atau ketinggian bangunan. Dimensi elemen struktur ini hanya
dipengaruhi oleh panjang bentang dan beban yang bekerja padanya.
Sebagai pendekatan dapat digunakan Tabel berikut. di mana ditunjukkan nilai
nisbah antara tinggi elemen struktur horizontal dengan panjang bentang.
Dimensi Perkiraan
Nisbah Tinggi Elemen Struktur Horizontal dengan Bentangan
-----------------------------------------------------------------------------------------------------Jenis Elemen Struktur
Rata-rata
Maksimum Bentang Tipikal (m)
------------------------------------------------------------------------------------------------------Beton Bertulang:
- Pelat masif
28
32
3– 8
- Pelat dua arah
30
36
7 – 12
- Pelat wafel
20
24
10 – 14
- Rusuk
22
26
8 – 15
- Balok anak
16
20
5 – 14
- Balok induk
12
16
7 – 20
- Balok tertekuk (tidak lurus)
24
30
14 – 28
- Balok busur
tinggi lengkungan
8
12
20 – 50
tinggi balok
30
40
Baja:
- Pelat dan Balok – I
18
24
5 – 20
- Rangka Batang Bidang
14
20
14 – 35
- Balok tertekuk (tidak lurus)
30
40
17 – 40
- Balok busur
tinggi lengkungan
8
16
27 – 68
tinggi balok
40
50
Beton Pra-Tegang:
- Pelat masif
40
44
7 – 12
- Pelat dua arah
44
48
12 – 15
- Pelat wafel
28
32
12 – 24
- Pelat berongga
36
40
10 – 20
- Rusuk
32
36
14 – 20
- Balok anak
24
28
10 – 28
- Balok induk
20
24
14 – 30
-----------------------------------------------------------------------------------------------------Struktur yang menggunakan bahan beton bertulang harus mengacu pada SNI 03
– 1728 – 2002 tentang Tata Cara Perencanaan Struktur Beton untuk Bangunan
Gedung, sedang untuk struktur yang menggunakan bahan baja harus mengacu
pada SIN 03 – 1729 – 2002 tentang Tata Cara Perencanaan Struktur Baja untuk
Bangunan Gedung.
Elemen struktur horizontal lebih dominan memikul momen lentur dan gaya geser,
dibandingkan dengan gaya aksial, oleh sebab itu struktur yang menggunakan
bahan beton perlu diperkuat dengan tulangan baja, terutama pada daerah serat
tariknya.
Untuk balok beton bertulang, maka perkiraan luas tulangan tarik (A) dapat
diperoleh dengan menggunakan rumus:
A
di mana
M maksimum
7 .h.
a
8
:h
a
adalah tinggi efektif balok/pelat
adalah tegangan tarik ijin tulangan baja
T ulangan T ekan : A '

C
ht
h
z = 7/8 h
'
T
T ulangan T arik : A
Penampang Balok Segi Empat dengan Diagram Distribusi Tegangan
Mutu Tulangan Baja (Beban Tetap)
-----------------------------------------------------------------------------------Mutu Tulangan
 a (kg/cm2)
 au (kg/cm2)
-----------------------------------------------------------------------------------U – 22
1250
2200
U – 24
1400
2400
U – 32
1850
3200
U – 39
2250
3900
U – 48
2750
4800
U – 50
2900
5000
U – 52
3000
5200
U – umum
0,58 x  au
--------------------------------------------------------------------------------------sedang untuk tulangan tekannya (A’), dapat ditentukan dengan:
A   .A
di mana nilai antara 0,2 sampai 1,0 (tulangan simetris).
Untuk pelat satu arah, maka nilai ‘h’ adalah tebal efektif pelat, sedang lebar
adalah 100 cm (per satu meter lebar pelat).
Banyaknya tulangan yang diperlukan dapat dicari dengan menggunakan Tabel
3.9 untuk balok dan Tabel 3.10 untuk penulangan pelat.
Untuk pelat dua arah, maka penentuan besar Momen maksimal (baik untuk di
tengah-tengah bentangan, maupun di tumpuan) dapat menggunakan Tabel
berikut:
Luas Penampang Tulangan (cm2)
Diameter
(mm)
5
6
8
10
12
1
2
3
0,20
0,28
0,50
0,79
1,13
0,39
0,57
1,00
1,57
2,26
0,59
0,85
1,51
2,36
3,39
Jumlah Tulangan Balok
4
5
6
7
0,79
1,13
2,01
3,14
4,52
0,98
1,41
2,51
3,93
5,65
1,18
1,70
3,01
4,71
6,78
1,37
1,98
3,52
5,50
7,91
8
9
10
1,57 1,77 1,96
2,26 2,54 2,83
4,02 4,52 5,02
6,28 7,07 7,85
9,04 10,17 11,30
14
16
19
20
22
25
28
32
1,54 3,08 4,62
2,01 4,02 6,03
2,83 5,67 8,50
3,14 6,28 9,42
3,80 7,60 11,40
4,91 9,81 14,72
6,15 12,31 18,46
8,04 16,08 24,12
6,15
8,04
11,34
12,56
15,20
19,63
24,62
32,15
7,69
10,05
14,17
15,70
19,00
24,53
30,77
40,19
9,23
12,06
17,00
18,84
22,80
29,44
36,93
48,23
10,77
14,07
19,84
21,98
26,60
34,34
43,08
56,27
12,31
16,08
22,67
25,12
30,40
39,25
49,24
64,31
13,85
18,09
25,50
28,26
34,19
44,16
55,39
72,35
15,39
20,10
28,34
31,40
37,99
49,06
61,54
80,38
Luas Tulangan (cm2) per meter lebar Pelat
Jarak
Diameter (mm)
Tulangan
(cm)
5,0
7,5
10,0
12,5
15,0
17,5
20,0
22,5
25,0
5
6
8
10
12
14
16
19
3,93
2,62
1,96
1,57
1,31
1,12
0,98
0,87
0,79
5,65 10,05 15,70 22,61 30,77 40,19 56,68 62,80
3,77 6,70 10,47 15,07 20,51 26,79 37,78 41,87
2,83 5,02 7,85 11,30 15,39 20,10 28,34 31,40
2,26 4,02 6,28 9,04 12,31 16,08 22,67 25,12
1,88 3,35 5,23 7,54 10,26 13,40 18,89 20,93
1,61 2,87 4,49 6,46 8,79 11,48 16,19 17,94
1,41 2,51 3,93 5,65 7,69 10,05 14,17 15,70
1,26 2,23 3,49 5,02 6,84 8,93 12,59 13,96
1,13 2,01 3,14 4,52 6,15 8,04 11,34 12,56
Momen Pelat Dua Arah akibat Beban Terbagi Rata
20
ly /
3
1/ 2
l x/3
l
1 /2
-----
1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,5 3,0
lx
ml x
1 /2
x
I
l
ly
Penyaluran beban
berdasarkan 'metoda amplop'
x qd lantai . l x
SKEMA
ml y
m tl x
m tl y
2
=
=
=
=
0,001 q lx x
=
=
=
=
0,001 q lx x
=
=
=
=
=
=
0,001 q lx x
=
=
=
=
0,001 q lx x
=
=
=
=
0,001 q lx x
=
=
=
=
=
0,001 q lx2 x
=
=
=
=
=
0,001 q lx x
=
=
=
=
=
0,001 q lx2 x
=
=
=
=
=
0,001 q lx2 x
0,001 q lx2 x
½ m lx
½ m ly
41
41
54
35
67
31
79
28
87
26
97 110 117
25 24 23
25
25
51
51
34
22
43
54
42
18
72
55
49
15
78
54
53
15
81
54
58
15
82
53
62
14
83
51
65
14
83
49
30
30
68
68
41
27
84
74
52 61 67
23 22 20
97 106 113
77 77 77
72
19
117
76
80
19
122
73
83
19
124
71
24
33
69
36
33
85
49 63 74 85 101 113
32 29 27 24 21 20
97 105 110 112 112 112
33
24
69
40
20
76
47
18
80
1 /2
y
ml x
1 /2
II
ml y
1 /2
1/ 2
mt x
mt y
2
0,001 q lx2 x
2
- 0,001 q lx x
- 0,001 q lx2 x
1 /2
ml x
5 /8
III
ml y
1/ 2
/3
5 /8
l
x
mt y
m tl x
m tl y
1 /2
ly /
3
1 /2
IV A
1 /2
mt x
ml x
1/ 2
1 /2
1 /2
ml y
mt y
m tl x
ml x
IV B
ml y
1 /2
1/ 2
mt x
m tl y
2
2
0,001 q lx x
- 0,001 q lx2 x
2
- 0,001 q lx x
½ m lx
½ m ly
2
0,001 q lx2 x
2
- 0,001 q lx x
½ m lx
2
0,001 q lx2 x
2
- 0,001 q lx x
½m
52
17
82
55
17
83
58
17
83
62
16
83
65
16
83
ly
1 /2
ml x
1 /2
ml y
VA
l x/ 3
5 /8
1 /2
ly /
1/ 2
3
ml x
lx / 3
1 /2
VB
mt y
m tl x
m tl y
ml y
5 /8
mt x
m tl x
m tl y
1 /2
ml x
1 /2
1/ 2
VI A
ml y
1 /2
1/ 2
mt x
mt y
m tl x
5 /8
ml x
VI B
ml y
5 /8
1/ 2
1 /2
mt x
mt y
m tl y
2
0,001 q lx x
2
- 0,001 q lx x
½ m lx
½ m ly
2
0,001 q lx2 x
2
- 0,001 q lx x
½ m lx
½ m ly
2
0,001 q lx x
- 0,001 q lx2 x
- 0,001 q lx2 x
½ m lx
2
0,001 q lx x
2
- 0,001 q lx x
- 0,001 q lx2 x
½ m ly
31 45 58 71 81 91 106 115
39 37 34 30 27 25 24 23
91 102 108 111 113 114 114 114
39
31
91
47 57 64 70 75 81 84
25 23 21 20 19 19 19
98 107 113 118 120 124 124
25
28
54
60
36
27
72
69
47 57 64
23 20 18
88 100 108
74 76 76
70
17
114
76
79
16
121
73
83
16
124
71
28
25
60
54
37
21
70
55
45
19
76
55
58
17
83
53
62
16
83
51
65
16
83
49
50
18
80
54
54
17
82
53
= terletak bebas
= menerus pada perletakan
Untuk balok yang menggunakan bahan baja, maka pemilihan profil baja yang
pada umumnya menggunakan profil baja berbadan lebar, profil baja WF (‘wide
flange’) dilakukan dengan rumus:
 
M
M
atau Wx  maksimum
Wx
a
di mana
: W x adalah momen tahanan profil baja (lihat Tabel Profil)
 a adalah tegangan ijin baja (lihat Tabel 3.12)
Tabel 3.12. Mutu Baja Profil
--------------------------------------------------------------------------------------Jenis Baja Tegangan Leleh Baja
Tegangan Ijin Baja
2
 l (kg/cm )
 a (kg/cm2)
--------------------------------------------------------------------------------------Bj. 33
2000
1333
Bj. 34
2100
1400
Bj. 37
2400
1600
Bj. 41
2500
1666
Bj. 44
2800
1867
Bj. 50
2900
1933
Bj. 52
3600
2400
Bj. Umum
---
l
1,5
--------------------------------------------------------------------------------------b. Elemen (Sub-Sistem) Struktur Vertikal
Elemen struktur vertikal lebih dominan memikul gaya aksial dan oleh karenanya
dibedakan antara struktur yang menggunakan bahan beton dengan yang
menggunakan bahan baja.
Perkiraan dimensi struktur yang menggunakan bahan beton (beton bertulang),
dapat digunakan dua pendekatan:
1) Seluruh gaya aksial dipikul oleh beton
Dimensi kolom atau dinding geser dihitung dengan menggunakan rumus:
 
P
F
sehingga untuk dimensi kolom:
Akolom 
Pkolom
b
di mana :  b
adalah tegangan tekan ijin beton
Selanjutnya, untuk menghitung ketebalan dinding geser, menjadi:
t dg 
Pdinding. geser
l. b
di mana : t dg
l
adalah tebal dinding geser
adalah panjang dinding geser
2) Gaya aksial dipikul oleh beton dan tulangan baja
Perkiraan dimensi dilakukan dengan menggunakan rumus empiris (‘new
engineering formula’):
P
 1     . au   kolom
 u  c0,85. bk
Akolom
di mana :  u

 bk
 au

c
adalah tegangan batas rata-rata
adalah tegangan tekan hancur karakteristik
adalah tegangan batas tulangan baja
adalah prosentase tulangan baja (  = 10% untuk kolom
komposit)
adalah faktor reduksi untuk tekuk
c = 0,65 untuk penampang persegi empat/bujur sangkar
c = 0,70 untuk penampang lingkaran
. Daftar Mutu Beton (Beban Tetap)
--------------------------------------------------------------------------------------------------Tegangan Ijin
Notasi
K-175 K-225 K-300 K-umum
----------------------------------------------------------------------------------------------------
Tekan Karakteristik
175
225
300
-- bk

Lentur – Tekan
60
75
100
b
0,33. bk

0,48  bk
Tekan
b
 bs
60
Tarik
 bs
5
5,5
6

0,36  bk
Geser – lentur/puntir
Tanpa tulangan geser
b
5,5
6,5
7,5

0,43  bk
18,5

1,08  bk
Lentur – Tarik
Dengan tulangan geser
Geser – lentur&puntir
Tanpa tulangan geser
 bm
b
Dengan tulangan geser  bm
Pons
6,5
7
8
75
100

0,33. bk
14
16
7
8
9

0,54  bk
18
20
23

1,35  bk
Tanpa tulangan geser
p
Dengan tulangan geser  bp
8,5
17
10
11

0,65  bk
20
22,5

1,30  bk
---------------------------------------------------------------------------------------------------Dalam hal elemen struktur menggunakan bahan baja, maka tegangan ijin baja
perlu diperhitungkan dengan kemungkinan bahaya tekuk:

P
F
:  adalah faktor tekuk
F adalah luas penampang profil baja
Faktor tekuk (tergantung dari angka kelangsingan (dan jenis baja.

Angka kelangsingan diperoleh dari rumus;
di mana

di mana
lk
iy
: lk
adalah panjang tekuk, yang ditentukan sebagai berikut
P
P
S en d i
P
S en d i
P
Jep it
B eb as
Jep it
Jep it
l
S en d i
P
lk  l
Jep it
P
l k  0,7.l
Panjang Tekuk
P
l k  0,5.l
P
l k  2.l
Setelah nilai  diperoleh, maka faktor tekuk ( dapat dicari dengan
menggunakan rumus:
Ebaja
g  
dan
s 
di mana
0,7. l

g
: g
l
adalah batas kelangsingan di mana Hukum Euler tidak
berlaku (baja sudah dalam keadaan plastis)
adalah tegangan lelah baja
Berdasarkan Peraturan Belanda:
s < 0,183
-------   1,00
0,183 < s < 1,00
-------  
s > 1,00
-------   2,281 s
.
1,41
1,593   s
Persyaratan angka kelangsingan profil baja dapat pula diperiksa dengan
pendekatan:

di mana
0,75.h
 100
iy
: adalah angka kelangsingan profil baja
h adalah jarak lantai ke lantai
iy adalah radius jari-jari penampang profil terhadap sumbu Y
Distribusi beban lantai ke kolom dihitung berdasarkan:
Pkolom  n. Abeban .q
Pd  geser  n. Abeban .q
di mana
: n adalah jumlah lantai yang ditinjau
q adalah beban lantai (BM + BH)
Abeban adalah luas lantai yang dipikul oleh kolom/dinding geser
Untuk struktur portal dan dinding geser, maka:
Untuk Kolom Tengah:
Abeban = a + b
Untuk Kolom Pinggir:
Abeban = ½ a + b atau a + ½ b
.
Untuk Kolom Ujung:
Abeban = ½ a + ½ b
Untuk Dinding Geser:
Abeban = 1½ a + ½ b
.
K o lo m P in g g ir
K o lo m T en g ah
D in d in g G eser
0 ,5 a
a
1 ,5 a
0 ,5 a
0 ,5 b
0 ,5 b
0 ,5 a
0 ,5 a
0 ,5 a
a
0 ,5 a
0 ,5 b
0 ,5 b
0 ,5 b
0 ,5 b
b
b
b
b
b
b
K o lo m U ju n g
Luas Lantai yang Dipikul Kolom
Beban yang diterima oleh elemen struktur vertikal (kolom dan dinding geser)
merupakan akumulasi dari beban-beban lantai di atasnya; jadi makin ke bawah
gaya aksialnya makin besar. Oleh sebab itu dimensinyapun makin ke bawah
makin besar.
Agar supaya dimensi kolom/dinding geser relatif sama dengan yang ada
diatasnya, maka dapat dilakukan beberapa upaya, diantaranya:
1) untuk struktur dengan bahan beton (beton bertulang):
-
Mutu beton yang digunakan kolom/dinding geser pada bagian bawah
bangunan lebih tinggi dibandingkan dengan yang digunakan pada
kolom/dinding geser bangunan bagian atas.
-
Prosentase tulangan pada kolom/dinding geser pada bagian bawah
bangunan lebih besar dibandingkan yang ada pada kolom/dinding geser
bangunan bagian atas.
-
Mutu tulangan baja yang digunakan kolom/dinding geser pada bagian
bawah bangunan lebih tinggi dibandingkan dengan yang digunakan pada
kolom/dinding geser bangunan bagian atas.
2) untuk struktur dengan bahan baja:
-
Mutu profil baja yang digunakan kolom pada bagian bawah bangunan
lebih tinggi dibandingkan dengan yang digunakan pada kolom bangunan
bagian atas.
-
Profil kolom baja (khususnya untuk kolom dengan bentuk pipa atau
tabung segi empat) pada bagian bawah bangunan lebih tebal
dibandingkan dengan yang digunakan kolom bangunan bagian atas.

download soal

download soal

download

download

download

download

download

download

download

download