EFISIENSI PENGGUNAAN PLAT CENDAWAN
TERHADAP PLAT KONVENSIONAL
PADA GEDUNG PASCASARJANA UMS
TESIS
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Guna Memperoleh Gelar Magister dalam Ilmu Teknik Sipil
(Struktur Gedung)
Oleh:
VINCA ROSEA AGIA
NIM : S 100130040
PROGRAM STUDI MAGISTER TEKNIK SIPIL
SEKOLAH PASCASARJANA
iii
NOTA PEMBIMBING I
Dr. Mochamad Solikin
Dosen Program Studi Magister Teknik Sipil Sekolah Pascasarjana
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Nota Dinas
Hal. Tesis Saudara Vinca Rosea Agia
Kepada Yth.
Ketua Program Studi Magister Teknik Sipil Sekolah Pascasarjana
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Assalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh
Setelah membaca, meneliti, mengoreksi dan mengadakan perbaikan seperlunya terhadap tesis saudara:
Nama : Vinca Rosea Agia NIM : S100130040 Konsentrasi : Struktur Gedung
Judul : Efisiensi Penggunaan Plat Cendawan Terhadap Plat Konvensional Pada Gedung Pascasarjana UMS
Dengan ini kami menilai tesis tersebut dapat disetujui untuk diajukan dalam sidang ujian tesis pada Program Studi Magister Teknik Sipil Sekolah Pascasarjana Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Wassalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh
Surakarta, 30 Maret 2016 Pembimbing I
iv
NOTA PEMBIMBING II
Ir. H. Ali Asroni, MT
Dosen Program Studi Magister Teknik Sipil Sekolah Pascasarjana
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Nota Dinas
Hal. Tesis Saudara Vinca Rosea Agia
Kepada Yth.
Ketua Program Studi Magister Teknik Sipil Sekolah Pascasarjana
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Assalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh
Setelah membaca, meneliti, mengoreksi dan mengadakan perbaikan seperlunya terhadap tesis saudara:
Nama : Vinca Rosea Agia NIM : S100130040 Konsentrasi : Struktur Gedung
Judul : Efisiensi Penggunaan Plat Cendawan Terhadap Plat Konvensional Pada Gedung Pascasarjana UMS
Dengan ini kami menilai tesis tersebut dapat disetujui untuk diajukan dalam sidang ujian tesis pada Program Studi Magister Teknik Sipil Sekolah Pascasarjana Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Wassalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh
Surakarta, 30 Maret 2016 Pembimbing II
v
PERNYATAAN KEASLIAN PENELITIAN
Yang bertanda-tangan di bawah ini:
Nama : Vinca Rosea Agia
NIM : S 100 130 040
Program Studi : Magister Teknik Sipil
Konsentrasi : Struktur Gedung
Judul Tesis : “Efisiensi Penggunaan Plat Cendawan Terhadap Plat
Konvensional Pada Gedung Pascasarjana UMS”
Menyatakan dengan sebenarnya bahwa tesis yang saya serahkan ini
benar-benar hasil karya saya sendiri, kecuali kutipan-kutipan dan
ringkasan-ringkasan yang semuanya telah saya jelaskan sebelumnya. Apabila di kemudian
hari terbukti atau dibuktikan tesis ini hasil jiplakan, maka gelar dan ijazah yang
diberikan oleh Universitas Muhammadiyah Surakarta batal saya terima.
Surakarta, 8 Maret 2016
Yang membuat pernyataan
vi
MOTTO
Don’t sweat the small stuff.
Jangan takutkan hal-hal kecil. (Richard Carlson)
Being happy doesn’t mean that everything’s perfect, it means that you’ve decided
to look beyond the imperfections.
Menjadi bahagia tidak berarti segalanya sempurna, ini menunjukkan bahwa
kamu memutuskan untuk menghadapi ketidaksempurnaan. (Haryo Ardito)
Dunia yang kita ciptakan adalah buah pikiran kita dan kita tidak akan dapat
mengubah dunia jika pikiran kita tidak berubah. (Albert Einstein)
Sebaik-baik manusia adalah yang paling bermanfaat bagi orang lain.
(H.R. Tirmidzi)
Sesungguhnya Allah tidak akan merubah keadaan suatu kaum sehingga mereka
merubah keadaan yang ada pada diri mereka sendiri.
(Al-Ra’du : 11)
Life is a competention not a competicy.
vii
PERSEMBAHAN
Terima kasih untuk segala hal.
Ma’arif Jamuin, M.Si dan Sri Sugiharti, S.Pd
F uzna Nuhasana Agia, S.KG dan Zahra Assyafa Agia,
best friends in every way. Titik Ismiyati
viii
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr.Wb
Syukur Alhamdulillah penyusunan Tesis ini dapat diselesaikan. Tesis ini
disusun guna melengkapi persyaratan mencapai derajat Magister Teknik Sipil
pada Program Studi Magister Teknik Sipil Sekolah Pascasarjana Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
Dengan ini penyusun mengucapkan terima kasih kepada:
1. Keluarga tercinta, teman berbagi segala hal. Mama, Papa, Fuzna Nuhasana
Agia, dan Zahra Assyafa Agia.
2. Ibu Dr. Nurul Hidayati, ST. MT., selaku Ketua Program Studi Magister
Teknik Sipil, Sekolah Pascasarjana, Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3. Bapak Dr. Mochamad Solikhin, ST. MT., selaku Pembimbing I sekaligus
sebagai Ketua Dewan Penguji yang telah memberikan bimbingan, dan arahan.
4. Bapak Ir. H. Ali Asroni, MT., selaku Pembimbing II sekaligus sebagai
Sekretaris Dewan Penguji yang telah memberikan bimbingan, arahan dan
dorongan dengan sepenuh hati.
5. Bapak Dr. Senot Sangadji, ST., MT., selaku Anggota Dewan Penguji.
6. Segenap Bapak dan Ibu Dosen, TU dan Karyawan Program Studi Magister
Teknik Sipil, Sekolah Pascasarjana, Universitas Muhammadiyah Surakarta.
7. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu.
Penyusun menyadari bahwa laporan Tesis masih jauh dari sempurna.
Untuk itu, penyusun mengharap kritik dan saran yang bersifat membangun demi
kesempurnaan laporan ini. Semoga laporan ini dapat bermanfaat.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb
Surakarta, Maret 2016
ix
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN PENGESAHAN ... ii
NOTA PEMBIMBING ... iii
HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN TESIS ... v
MOTTO ... vi
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA A. Tumpuan Plat ... 3
B. Metode Perencanaan Plat Cendawan ... 4
1. Metode desain langsung ... 4
x
BAB III. LANDASAN TEORI
A. Perhitungan Plat Cendawan dengan Metode Desain Langsung 6
B. Perhitungan Plat Konvensional ... 12
C. Perhitungan Kolom ... 17
BAB IV. METODE PENELITIAN A. Data Awal Perencanaan ... 28
B. Alat Bantu Modifikasi Perencanaan ... 28
C. Tahapan Penelitian ... 35
BAB V. DESAIN PLAT CENDAWAN A. Perencanaan Plat Cendawan Dengan Metode Desain Langsung 36 1. Perencanaan plat cendawan pada panel 1-2-3-4 ... 36
2. Perencanaan tebal plat ... 39
BAB VI. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN A. Hasil Perencanaan Plat Cendawan ... 55
B. Kebutuhan Volume Beton ... 55
1. Volume beton balok tepi ... 55
xi
3. Volume beton kolom ... 62
C. Kebutuhan Volume Tulangan ... 62
1. Berat tulangan balok ... 62
1a). Tulangan memanjang ... 62
1b). Tulangan geser (begel) ... 64
2. Berat tulangan plat dan drop panel ... 65
3. Berat tulangan kolom ... 67
3a). Tulangan memanjang ... 67
3b). Tulangan geser (begel) ... 68
D. Rekapitulasi Kebutuhan Material ... 68
BAB VII. KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan ... 70
B. Saran ... 70
xii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel III.1 Distribusi momen statis terfaktor Mo ... 8
Tabel III.2 Nilai αmin ... 9
Tabel III.3 Presentase pembagian momen longitudinal ... 11
Tabel III.4 Tinggi (h) minimum balok prategang atau plat satu arah bila lendutan tidak dihitung ... 13
Tabel III.5 Tebal minimum plat tanpa balok interior ... 14
Tabel V.1 Distribusi Mo ke arah longitudinal ... 43
Tabel V.2 Distribusi momen longitudinal ke arah transversal ... 45
Tabel V.3 Hasil hitungan tulangan plat dan balok tepi ... 48
Tabel V.4 Gaya dalam pada Kolom C49 Base ... 51
Tabel VI.1 Hasil hitungan volume beton balok perencanaan ulang dan terpasang di lapangan ... 55
Tabel VI.2 Hasil hitungan volume beton plat perencanaan ulang dan terpasang di lapangan ... 61
Tabel VI.3 Hasil hitungan volume beton drop panel perencanaan ulang dan terpasang di lapangan ... 61
Tabel VI.4 Hasil hitungan volume beton kolom perencanaan ulang dan terpasang di lapangan ... 62
Tabel VI.5 Hasil hitungan berat tulangan memanjang balok perencanaan ulang dan terpasang di lapangan ... 63
Tabel VI.6 Hasil hitungan berat tulangan geser balok perencanaan ulang dan terpasang di lapangan ... 64
Tabel VI.7 Hasil hitungan berat tulangan plat perencanaan ulang dan terpasang di lapangan ... 66
Tabel VI.8 Hasil hitungan berat tulangan drop panel perencanaan ulang dan terpasang di lapangan ... 67
xiii
Tabel VI.10 Perbandingan berat tulangan geser kolom hasil hitungan dan
terpasang di lapangan ... 68
Tabel VI.11 Rekapitulasi hasil hitungan volume beton pada perencanaan ulang
dan terpasang di lapangan ... 69
Tabel VI.12 Rekapitulasi hasil hitungan berat tulangan pada perencanaan ulang
xiv
Gambar III.3 Distribusi momen longitudinal ... 10
Gambar III.4 Bagan alir perhitungan plat cendawan (SNI 2847-2013) ... 12
Gambar III.5 Penentuan panjang bentang plat (L) ... 13
Gambar III.6 Bagan alir hitungan tulangan plat konvensional ... 16
Gambar III.7 Bagan alir hitungan pembesaran dimensi plat konvensional 16
Gambar III.8 Bagan alir penentuan gaya aksial dan momen kolom ... 23
Gambar III.9 Batas nilai ac pada berbagai kondisi penampang kolom ... 24
Gambar III.10 Bagan alir perhitungan tulangan geser kolom ... 27
Gambar IV.1 Denah Gedung Pascasarjana UMS ... 29
Gambar IV.2 Denah balok Lantai 1 Gedung Pascasarjana UMS ... 30
Gambar IV.3 Detail balok Lantai 1 Gedung Pascasarjana UMS ... 31
Gambar IV.4 Detail penulangan plat ... 32
Gambar IV.5 Denah kolom Lantai Basement Gedung Pascasarjana UMS . 33 Gambar IV.6 Detail kolom Lantai Basement Gedung Pascasarjana UMS . 34 Gambar IV.7 Bagan alir jalannya pelaksanaan penelitian ... 35
Gambar V.1 Nomor panel plat cendawan ... 36
Gambar V.2 Rencana plat cendawan Lantai 1 Gedung Pascasarjana UMS 37 Gambar V.3 Perencanaan ulang letak kolom ... 38
Gambar V.4 Gambar rencana balok eksterior Portal D ... 47
Gambar V.5 Letak Kolom C49 ... 50
Gambar V.6 Tulangan longitudinal pada Kolom C49 Base ... 53
xv
Gambar VI.2 Detail penulangan balok tepi dan kolom hasil re-design Lantai 1
Gedung Pascasarjana UMS ... 57
Gambar VI.3 Detail penampang balok tepi hasil re-design Gedung Pascasarjana
UMS ... 58
Gambar VI.4 Detail penulangan plat cendawan ... 59
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran V.1 Penomoran batang Story 1 pada analisis 3 dimensi dengan
ETABS ... L-1
Lampiran V.2 Penomoran batang Story 2 pada analisis 3 dimensi dengan
ETABS ... L-2
Lampiran V.3 Penomoran batang Story 3 pada analisis 3 dimensi dengan
ETABS ... L-3
Lampiran V.4 Penomoran batang Story 4 pada analisis 3 dimensi dengan
ETABS ... L-4
Lampiran V.5 Penomoran batang Story 5 pada analisis 3 dimensi dengan
ETABS ... L-5
Lampiran V.6 Struktur gedung pasca re-design ... L-6
xvii
a = tinggi blok tegangan yang diperhitungkan, mm.
ab = 600.β1.d/(600 + fy) = nilai a untuk penampang kolom pada kondisi
balance, mm.
ab1 = 600.β1.d/(600 – fy) = nilai a penampang kolom pada kondisi beton tekan
menentukan yang merupakan batas antara Kondisi I (beban sentris) dan
Kondisi II (tulangan tekan di tepi kanan sudah leleh tetapi tulangan tekan
di tepi kiri belum leleh, atau sebaliknya), mm.
ab2 = β1.d = nilai a penampang kolom pada kondisi beton tekan menentukan
yang merupakan batas antara Kondisi II dan Kondisi III (tulangan tekan di
tepi kanan sudah leleh dan tulangan tarik di tepi kiri belum leleh, atau
sudah leleh, atau sebaliknya), mm.
at2 = β1.ds = nilai a penampang kolom pada kondisi tulangan tarik menentukan
yang merupakan batas antara Kondisi V dan Kondisi VI (nilai eksentrisitas
xviii
terhadap momen lentur, sehingga tulangan kolom dihitung seperti tulangan
balok), mm.
d = ukuran tinggi efektif penampang struktur, mm.
ds = jarak antara tepi serat beton tarik dan pusat berat tulangan tarik, mm.
ds1 = jarak antara tepi serat beton tarik dan pusat berat tulangan tarik pada baris
pertama, mm.
ds2 = jarak antara pusat berat tulangan tarik pada baris kedua dan pusat berat
tulangan tarik pada baris pertama, mm.
ds’ = jarak antara tepi serat beton tekan dan pusat berat tulangan tekan, mm.
Ec = modulus elastisitas beton sebesar 4700.√fc’, MPa.
�′� = akar kuadrat kekuatan tekan beton yang disyaratkan, MPa.
fs = tegangan tarik baja tulangan, MPa.
fy = kuat leleh tulangan non-prategang yang disyaratkan, MPa.
h = ukuran tinggi penampang struktur, mm.
I = momen inersia penampang struktur, mm4.
= faktor keutamaan gedung dalam hitungan beban gempa.
Ib = momen inersia penampang bruto balok terhadap sumbu pusat, mm4.
Ig = momen inersia bruto untuk penampang kolom = Ibruto,kolom, mm4.
Ik = momen inersia penampang kolom, mm4.
k = faktor panjang efektif kolom.
K = faktor momen pikul, MPa.
Kmaks = faktor momen pikul maksimal, MPa.
L = beban hidup, atau momen dan gaya dalam yang terkait.
xix
Mn = momen nominal penampang struktur, kNm.
Mo = momen statis terfaktor total, kNm.
Mu = momen terfaktor pada penampang, kNm.
n = jumlah kaki begel pada hitungan begel kolom.
Nu = gaya aksial terfaktor tegak lurus terhadap penampang yang terjadi serentak
dengan Vu atau Tu; diambil sebagai positif untuk tekan dan negative untuk
tarik, N.
P = beban aksial pada kolom, kN.
Pu = beban aksial perlu atau beban aksial terfaktor, N.
qu = beban terfaktor satuan luas.
qL = beban hidup terfaktor satuan luas.
s = spasi tulangan geser pada arah sejajar tulangan longitudinal, mm.
S = modulus penampang elastis, mm3.
Vc = gaya geser yang ditahan oleh serat beton, kN.
Vs = gaya geser yang ditahan tulangan, kN.
α = faktor sudut yang menentukan orientasi tulangan.
αc = koefisien yang menentukan kontribusi relative kekuatan beton terhadap
kuat dinding nominal.
β = rasio dimensi panjang terhadap pendek: bentang bersih untuk plat dua arah; sisi kolo, beban terppusat atau luasan reaksi; atau sisi fondasi tapak
(footing).
= faktor modifikasi yang merefleksikan property mekanis tereduksi dari
beton ringan, semuanya relative terhadap beton normal dengan kuat tekan
yang sama.
k = panjang bentang kolom dari as ke as, mm.
n,b = panjang bersih (netto) balok, mm.
n,k = panjang bersih (netto) kolom, mm.
o = jarak sendi plastis pada ujung bawah kaki kolom atau kaki dinding, mm.
= faktor daktilitas.
(phi) = faktor reduksi kekuatan.
xx
ρmaks = rasio tulangan maksimal, %.
ρmin = rasio tulangan minimal, %.
ρt = rasio tulangan terpasang, %.
ψ (psi) = derajat hambatan pada ujung-ujung kolom.
ψA = derajat hambatan pada ujung atas kolom.
ψB = derajat hambatan pada ujung bawah kolom.
Ψm = nilai rata-rata dari ψA dan ψB.
xxi
EF F ICIENCY OF USING F LAT SLABS TOWARD CONVENTIONAL SLAB
ON PASCASARJANA UMS BUILDING
Vinca Rosea Agia1)
Master of Civil Engineering Post-Graduate School
ABSTRACT
Redesign of Pascasarjana UMS Building by using flat slab aims to obtain
the efficiency need of concrete material and steel reinforcement. The calculations
was based on SNI-2847-2013 code and the material properties was remained
(i.e.) f’c = 18,675 MPa, fyl = 400 MPa, and fyv = 240 MPa. The structure analyses
were carried out using ETABS 2015, Microsoft Excel 2007, and AutoCAD 2016
was used to draw the detail results of redesign. The results are edge beam having
dimension of 300x500 mm with longitudinal reinforcement of D12 and shear
reinforcement of 2ϕ8-220. Column is redesign having dimension of 400x400 mm with longitudinal reinforcement of D16 and shear reinforcement of 2ϕ10-170. Flat slab is redesign having dimension of 150 mm and reinforcement of D10.
Last, drop panel is redesign having dimension of 1500x1500x100 mm and
reinforcement of D12. The volume of concrete after redesign is 109,17 m3 for the
first floor. Comparing to volume of existing building of 154,05 m3, the redesign
obtains efficiency value of 0,71. Meanwhile the volume after redesign of steel
reinforcement is 5.187,80 kg for the first floor. Comparing the existing building of
27.666,64 kg, the redesign obtains efficiency value of 0,19.
Key words: beam, drop panel, efficiency, flat slab, slab.
_____________________________________
1)
xxii
EFISIENSI PENGGUNAAN PLAT CENDAWAN TERHADAP PLAT KONVENSIONAL PADA GEDUNG PASCASARJANA UMS
Vinca Rosea Agia2)
Magister Teknik Sipil Sekolah Pascasarjana
ABSTRAK
Perencanaan ulang Gedung Pascasarjana UMS menggunakan plat
cendawan ini bertujuan untuk memperoleh nilai efisiensi kebutuhan material
beton dan baja tulangan. Perhitungan perencanaan ulang ini menggunakan
peraturan SNI-2847-2013 dengan mutu bahan yang sama, yaitu f’c = 18,675 MPa,
fyl = 400 MPa, dan fyv = 240 MPa. Analisis perhitungan struktur gedung
menggunakan bantuan program ETABS 2015, Microsoft Excel 2007, dan
AutoCAD 2016 digunakan untuk menggambar detail hasil perencanaan ulang.
Hasil yang diperoleh, digunakan dimensi balok tepi berukuran 300x500 mm.
Tulangan memanjang balok mengggunakan D12, dan untuk tulangan geser
menggunakan 2ϕ8-220. Dimensi kolom yang digunakan berukuran 400x400 mm. Tulangan memanjang kolom menggunakan D16 dan untuk tulangan geser
menggunakan 2ϕ10-170. Dimensi plat cendawan = 150 mm menggunakan tulangan D10, sedangkan dimensi drop panel = 1500x1500x100 mm
menggunakan tulangan D12. Diperoleh kebutuhan volume beton Lantai 1 hasil
redesign = 109,17 m3 dan volume beton terpasang= 154,05 m3. Dengan demikian
nilai efisiensi kebutuhan volume beton pada Lantai 1 adalah 0,71. Sedangkan
kebutuhan berat tulangan hasil redesign pada Lantai 1 = 5.187,80 kg dan berat
tulangan terpasang = 27.666,64 kg. Dengan demikian nilai efisiensi kebutuhan
berat tulangan pada Lantai 1 sebesar 0,19.
Kata kunci: balok, drop panel, efisiensi, plat, plat cendawan.
_____________________________________
2)
