PERENCANAAN PETRA SQUARE APARTEMENT AND SHOPPING …

MODIFIKASI

PERENCANAAN PETRA SQUARE APARTEMENT AND

SHOPPING ARCADE SURABAYA MENGGUNAKAN

HEXAGONAL CASTELLATED BEAM NON-KOMPOSIT

Oleh :

Fahmi Rakhman _ 3107.100.067

TUGAS AKHIR

Dosen Pembimbing :

Ir. Heppy Kristijanto, MS

LATAR BELAKANG

Dalam perkembangan konstruksi saat ini selalu dituntut persaingan dalam banyak hal,termasuk didalamnya adalah pemilihan jenis material yang digunakan. Terdapat dua jenis material konstruksi yang paling umum digunakan, yaitu baja dan beton konvensional. Beton konvensional memiliki umur layanan yang terbatas, salah satu penentu umur layanan beton adalah timbulnya keretakan akibat beban statis dan beban dinamis. Beton akan mengalami retak apabila daya lentur dari beton terlewati.Untuk itu sebagai bahan studi perencanaan , Petra Square Apartement Surabaya yang telah dibangundengan beton bertulang (konvensional) akandimodifikasi ulang dengan struktur konstruksi baja. Konstruksi baja yang digunakan adalah profil Castellated Beam karena profil ini memiliki banyak keunggulandibanding profil baja WF biasa

PERMASALAHAN

Bagaimana merencanakan struktur balok padagedung baja dengan menggunakan profil Castellated Beam.

Bagaimana memperkirakan dimensi profil yang cocok dan sesuai perhitungan perencanaan struktur AISC-LRFD.

Bagaimana menentukan gaya – gaya yang bekerja pada struktur rangka tersebut berdasarkan peraturan-peraturan ASCE (yang mengacu padaAISC-LRFD) dan SNI 03 – 1729 – 2002.

Bagaimana menentukan jenis sambungan yang dapat memenuhi syarat – syarat keamanan struktur sesuai dengan SNI 03 – 1729 – 2002.

Bagaimana merencanakan bracing tipe inverted-V sebegai penerima gaya lateral bersama rangka.

Bagaimana melakukan analisa dan permodelan struktur dengan menggunakan program bantu ETABS V.9.7.1 dan AUTOCAD 2007.

MAKSUD dan TUJUAN

Mampu merencanakan struktur gedung baja dengan menggunakan profil Castellated Beam.

Menentukan Preliminary Design.

Dapat menentukan gaya-gaya yang bekerja pada struktur rangka tersebut berdasarkan AISC-LRFD.

Untuk mendapatkan sambungan yang sesuaidengan asumsi awal yang digunakan saat analisisbeban yang bekerja.

Dapat menentukan analisa dan permodelan struktur rangka tersebut.

BATASAN MASALAH

Desain dan evaluasi struktur mengacu pada jurnal ASCE (yang mengacu pada AISC-LRFD) .

Pembebanan dihitung berdasarkan PPIUG 1983.

Beban gempa dihitung berdasarkan SNI 03-1726-2002.

Perencanaan menggunakan Hexagonal Catellated Beam non-komposit.

Program bantu yang digunakan adalah ETABS V.9.7.1 dan Autocad 2007.

Tidak meninjau perhitungan Basement.

Perhitungan struktur pondasi hanya pada kolom eksterior dan interior dengan beban terbesar.

STARRING

■ Pengertian Castellated Beam

Proses Pembuatan HexagonalCastellated Beam

Castellated beam adalah profil baja I, H, atau U yangpada bagian badannya dipotong memanjang denganpola zig-zag. Kemudian bentuk dasar baja diubahdengan cara menggeser setengah bagian profil bajayang telah dipotong. Penyambungan setengah bagianprofil dengan cara dilas pada bagian ‘gigi-gigi’nya.Sehingga terbentuk profil baru dengan lubangberbentuk segi enam (hexagonal), segi delapan(octogonal), dan lingkaran (circular). (JohannGrűnbauer, 2001).

STARRING

■ Gambar Proses PembuatanHexagonal Castellated Beam

STARRING

Keunggulan Castellated Beam

• Mampu memikul momen lebih besar dengan teganganijin yang kecil.

• Bahannya ringan, kuat serta mudah dipasang.

• Sesuai untuk bentang panjang, untuk struktur atapdapat mencapai 10-50 m dan untuk struktur pelat =12-25 m.

• Dengan lebar profil yang lebih tinggi (dg),menghasilkan momen inersia dn modulus section yanglebih besar sehingga lebih kuat dan kaku biladibandingkan dengan asalnya.

• Dapat digunakan untuk gedung tingkat tinggi,bangunan perindustrian.

STARRING

Bagian-bagian dari Castellated Beam.

•Web Post : Area solid dari Castellated Beam.•Castellation : Area yang sudah mengalami pelubangan

(hole). •Throat Width : Perpanjangan horisontal dari potongan “gigi”

bawah profil•Throat Depth : Tinggi daerah profil potongan “gigi” bawah

sampai sayap profil (Patrick Bardley 2007)

DESIGN CONCEPT

Dengan adanya bagian ‘Opening Web’ maka tinggi profil menjadi

lebih tinggi dari profil asal, sehingga meningkatkan momen inersia

dan modulus section, sebagai akibatnya profil Castellated Beam

menjadi lebih kuat dan kaku dibandingkan profil asal,

tanpa menambah berat profil itu sendiri.

φ

be

= dT

DESIGN CONCEPT

Berdasarkan ASCE journal page 3327, Momen Lentur Nominal Castellated Beam adalah :

Mn = Mp – fy. ΔAs

e

ho

4

dimana :

Mn = Kuat Momen Lentur Nominal BalokMp = Momen Plastis = Zx.fyAs = ho twho = tinggi lubangtw = ketebalan badane = eksentrisitas lubang fy = kuat leleh baja

METODOLOGI

Tidak OK

OK

Re-Design

Preliminary Design

Pembebanan :

Beban mati,Beban hidup,Beban

gempa dan Beban angin

Permodelan dan Analisa Struktur :

a) Struktur primer

b) Struktur sekunder

c) Struktur bangunan bawah

Kontrol Desain

Output Gambar AutoCAD

Finish

Start

Pengumpulan Data :

1. Data umum bangunan

2. Data tanah

Studi Literatur

Buku-buku dan Peraturan

DATA BANGUNAN

Data Umum Bangunan•Nama Gedung : Apartement Petra Square

Surabaya•Lokasi : Jl. Siwalankerto Surabaya•Fungsi : Apartement dan Pusat

Pembelanjaan•Jumlah Lantai : 17 lantai ( 55,5 m )•Zona Gempa : 3•Struktur Utama : Beton Bertulang

Data Modifikasi•Nama Gedung : Apartement Petra Square

Surabaya•Lokasi : Jl. Siwalankerto Surabaya•Fungsi : Apartement dan Pusat

Pembelanjaan•Jumlah Lantai : 17 lantai ( 55,5 m )•Zona Gempa : 3•Struktur Utama : Baja Hexagonal Castellated

Beam Non-Komposit

PERMODELAN GEDUNG

CONTOH PERHITUNGAN CS

Perhitungan Kontrol Dimensi Balok Induk

Interior :

Lantai 1

Hasil output ETABS akibat (envelope combo) story 1,didapat :Mmax (-) = 30499,92 Kgm

= 3049992 KgcmVu (-) = 18017,18 KgL = 8 m

Profil WF 400 x 300 x 10 x 16Mutu baja , fy = 250 Mpa

= 2500 kg/cm2

W = 107 kg/m r = 22 mmd = 390 mm Ix = 38700 cm4

tw = 10 mm Zx = 1846 cm3

bf = 300 mm θ = 60ºtf = 16 mm Sx = 1980 cm3

h = d – 2(tf + r ) = 234 mm


Kontrol Penampang

• Pelat Sayap

λ < λp Penampang Kompak (OK)

• Pelat Badan



• Perhitungan Dimensi Profil Castellated

( Berdasarkan Jurnal Opened Web Expanded Beams and Girder )Asumsi, K1 = 1,5

h = d (K1 – 1 )= 390 ( 1,5 – 1 ) = 195 mm

dg = d + h = 390+ 195 = 585 mmb =

dT =

ho = 2h = 390 mme = 0,25 ho = 97,5 mmao = 2b + e = 322,93 mm


Maka, profil wide flange menjadi profil Castellated dengan data-

data sebagai berikut :

dg = 585 mm ho = 390 mmtw = 10 mm ao = 322,93 mmbf = 300 mm r = 22 mmtf = 16 mmh = d – 2(tf + r ) = 509 mm

Potongan Memanjang Castellated Beam


• Mencari Ix dan Zx pada profil castellated

Pada bagian tanpa lubang

= 918158180,8 mm4

= 91815,81808 cm4

= 3495722,5 mm3

= 3495,7225 cm3


Pada bagian berlubang

= 868725680,8 mm4

= 86872,56808 cm4

= 3115472,5 mm3

= 3115,4725 cm3

CONTOH PERHITUNGAN CSKontrol Penampang :

• Pelat Sayap



• Pelat Badan Ketika Solid


Dari kombinasi pembebanan didapat,Mu = 30499,92 Kgm = 3049992 KgcmKarena penampang kompak, maka : Mn = Mp

Mn = Fy x Zx= 2500 x 3495,722= 8739305 kgcm

Δ As = ho x tw = 390 x 10= 3900 mm2 = 39 cm2

Momen Lentur Nominal (berdasarkan ASCE journal

page 3327

Mn =

= 8739305 - 97500 ( 9,75 )= 7788680 kgcm

Φ Mn = 0,9 x 7788680= 7009812 kgcm

Φ Mn ≥ Mu7009812 kgcm ≥ 3049992 kgcm (OK)


•Pelat Badan ketika berlubang

Didapat, λ < λp Penampang Kompak (OK)

Mn = Fy x Zx= 2500 x 3115,472= 3534162,5 kgcm

Φ Mn = 0,9 x 3534162.5= 3180746,25 kgcm

Φ Mn ≥ Mu3180746,25 kgcm ≥ 2540861 kgcm (OK)


( nilai 5,6 adalah untuk balok non komposit )

Kontrol Kuat Geser :

Kontrol Tekuk Badan (berdasarkan ASCE journal page 3319)

• ao = 322,93 mm• ho = 390 mm


Untuk tee atas dan bawah :

μ = 0

= 0,43 x 117635,11 = 50601,420 Kg

Vnt ≤ Vpt 50601,42 kg ≤ 117635,11 kg

Vn = ∑ Vnt = 2 x Vnt = 101202,84 kgΦ Vn = ∑ Vnt = 0,9 x Vn = 0,9 x 101202,84

= 91082,55 kg

Φ Vn ≥ Vu91082,55 kg ≥ 18017,18 kg


Persamaan Interaksi :

= 0,29 ≤ 1,0 .............. OK

Kontrol Jarak Antar Lubang (berdasarkan ASCE

journal page 3320):

S = 2 (b+e) = 2 (113+97,5) = 420,43 mmS ≥ ho = 420,43 mm ≥ 390 mm ........ OK

S ≥ ao

≥ 32,2942,04 cm ≥ 6,715 cm ................. OK


Kontrol Lendutan

cm 2,22360

800

360

Lf

Lendutan yang terjadi (hasil etabs) :f ° = 0,726 cm

f ° < fijin ...............OK

Jadi,Profil Balok Induk Interior yang digunakan untuk lantai 1

CS 585 x 300 x 10 x 16

PERENCANAAN PONDASI

Kriteria Desain

Tiang pancang yang direncanakan adalah menggunakanalternative jenis tiang dengan spesifikasi WIKA Pilesebagai berikut :•Diameter tiang : 500 mm•Tebal tiang : 90 mm•Type : A3•P : 178,2 ton

D 32 - 200

Kolom Pedestal 1150 x 1150

Tiang Pancang D50

King Cross

900x450x16x38

Base Plate

1000

1500 1500

HASIL PERHITUNGAN dan ANALISA

Dari hasil perhitungan dan analisa yang telah dilakukan, maka dapat diambil kesimpulan antara lain :1. Dilakukan perhitungan struktur sekunder terlebih dahulu

seperti perhitungan pelat atap, pelat lantai, balok anak, tangga dan balok lift terhadap beban-beban yang bekerja baik beban mati, beban hidup maupun beban terpusat.

2. Analisa balok Castellated Beam dihitung terhadap kontrol penampang (local buckling dan lateral buckling), kontrol geser dan kontrol lendutan .

3. Dilakukan kontrol kekuatan struktur kolom King Cross dan Queen Cross yang meliputi kontrol penampang, perhitungan kuat tekan aksial kolom, perhitungan kuat lentur kolom, dan kontrol kombinasi tekan aksial dan lentur.

4. Dari hasil pehitungan didapatkan hasil perencanaan sebagai berikut :

Tebal PelatTebal Pelat Atap : 9 cmTebal Pelat Lantai : 11 cm


Dimensi Profil

Tabel 8.1 Dimensi Profil Balok Anak

Tabel 8.2 Dimensi Profil Balok Induk

L

(m)

1

2 s.d 3

4 s.d 10

11 s.d 17

Lantai Profil Castellated

Balok Anak

7,8

447 x 200 x 9 x 14

450 x 300 x 10 x 15

L

(m)

Interior 585 x 300 x 10 x 16

Eksterior 585 x 300 x 10 x 16

Interior 585 x 300 x 10 x 16


Interior 585 x 300 x 10 x 16


Interior 585 x 300 x 10 x 16


1

2 s.d 3

4 s.d 10

11 s.d 17

8

Lantai Profil CastellatedBalok Induk


Tabel 8.3 Dimensi Profil Kolom Interior

L

(m)

1 Interior 5,5 900 x 450 x 16 x 38

2 s.d 3 Interior 4 800 x 450 x 16 x 38

4 s.d 10 Interior 3 700 x 300 x 12 x 32

11 s.d 17 Interior 3 600 x 350 x 12 x 25

Profil King CrossLantai Kolom

Tabel 8.4 Dimensi Profil Kolom Eksterior

L

(m)

1 Eksterior 5,5 900 x 450 x 16 x 38

2 s.d 3 Eksterior 4 800 x 400 x 16 x 38

4 s.d 10 Eksterior 3 750 x 400 x 12 x 32

11 s.d 17 Eksterior 3 600 x 400 x 12 x 25

Lantai Kolom Profil Queen Cross

No.Gambar Jmlh.Gambar

SKALA

JUDUL GAMBAR

NAMA MAHASISWA

NAMA DOSEN

Ir. HEPPY KRISTIJANTO,MS

FAHMI RAKHMAN

1 : 200

JURUSAN

TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK SIPIL

DAN PERENCANAAN

DENAH

DENAH TAMPAK ATAS

SKALA 1 : 100

LAMPIRAN GAMBAR

LAMPIRAN GAMBAR


SKALA

JUDUL GAMBAR

NAMA MAHASISWA

NAMA DOSEN


FAHMI RAKHMAN

1 : 100

JURUSAN

TEKNIK SIPIL


DAN PERENCANAAN

DENAH KOLOM &PEMBALOKAN

VOID

LIFT

LIFT

DENAH KOLOM & PEMBALOKAN

SKALA 1 : 100

LANTAI 1- 3

LAMPIRAN GAMBAR


SKALA

JUDUL GAMBAR

NAMA MAHASISWA

NAMA DOSEN


FAHMI RAKHMAN

1 : 100

JURUSAN

TEKNIK SIPIL


DAN PERENCANAANVOID

LIFT

LIFT

DENAH KOLOM & PEMBALOKAN

SKALA 1 : 100

LANTAI 4 - 17

DENAH KOLOM &PEMBALOKAN

LAMPIRAN GAMBAR


SKALA

JUDUL GAMBAR

NAMA MAHASISWA

NAMA DOSEN


FAHMI RAKHMAN

1 : 100

JURUSAN

TEKNIK SIPIL


DAN PERENCANAAN

POTONGAN MELINTANG

POTONGAN A - A

SKALA 1 : 100

LAMPIRAN GAMBAR

POTONGAN B - B

SKALA 1 : 100


SKALA

JUDUL GAMBAR

NAMA MAHASISWA

NAMA DOSEN


FAHMI RAKHMAN

DETAIL TANGGA

1 : 500

JURUSAN

TEKNIK SIPIL


DAN PERENCANAAN

GAMBAR DETAIL

30

30

50

Balok Induk Interior

CS 585x300x10x16Balok Anak

CS 447x200x9x14

Baut D16

Profil Siku

60x60x6

30

30

50

Balok Anak

CS 447x200x9x14

Profil Siku

60x60x6

30

30

50

Balok Induk

CS 585x300x10x16Balok Anak

CS 447x200x9x14

Baut D16

Profil Siku

60x60x6

1. Sambungan Balok Anak dengan Balok Induk Interior (Lt 1)

GAMBAR DETAIL

2. Sambungan Balok Induk dengan Kolom Eksterior (Lt 1)

Balok Induk Interior

CS 585x300x10x16

Queen Cross

900x450x16x38

40

40

80

40808080

80

40

40

40 80 80 40

80

Baut D25

Queen Cross

900x450x16x38

GAMBAR DETAIL

3. Sambungan Antar Kolom (Lt 2-3)

King Cross

800x450x16x38

50

100

50

BautD 30

Pelat 16 mm

100

100

100

100

100

100

100

100

BautD 30

10050 50

GAMBAR DETAIL

4. Tangga

GAMBAR DETAIL

5. Detail Tangga

Balok IndukWF 585x300x10x16

BalokTanggaWF 200x100x5,5x8

Profil siku 60 x 60 x 6

DETAIL A

SKALA 1 : 500

BalokTanggaWF 200x100x5,5x8

BalokBordesWF 350x175x7x11

DETAIL B

SKALA 1 : 500

GAMBAR DETAIL

6. Pondasi

0,75 1,50

0,75

1,50

4,50

4,50

A A1,15

1,15

Tiang Pancang D50

D 32 - 200

Kolom Pedestal 1150 x 1150

Tiang Pancang D50

King Cross

900x450x16x38

Base Plate

1000

1500 1500

PERENCANAAN PETRA SQUARE APARTEMENT AND SHOPPING …

Documents