PERANCANGAN STRUKTUR GEDUNG PERANCANGAN STRUKTUR GEDUNG QUEST HOTEL YOGYAKARTA.

i

PERANCANGAN STRUKTUR GEDUNG

QUEST HOTEL

YOGYAKARTA

Laporan Tugas Akhir

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana dari Universitas Atma Jaya Yogyakarta

Oleh :

IWAN PRAMATA LAURENS NPM. : 09 02 13222

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS ATMA JAYA YOGYAKARTA YOGYAKARTA

PERNYATAAN

Saya yang bertanda tangan di bawah ini menyatakan dengan sesungguhnya bahwa Tugas

Akhir dengan judul:

PERANCANGAN STRUKTUR GEDUNG

QUEST HOTELYOGYAKARTA

benar-benar merupakan hasil karya saya sendiri dan bukan merupakan hasil plagiasi dari

karya orang lain. Ide, data hasil penelitian maupun kutipan baik langsung maupun tidak

langsung yang bersumber dari tulisan atau ide orang lain dinyatakan secara tertulis dalam

Tugas Akhir ini. Apabila terbukti dikemudian hari bahwa Tugas Akhir ini merupakan

hasil plagiasi, maka ijazah yang saya peroleh dinyatakan batal dan akan saya kembalikan

kepada Rektor Universitas Atma Jaya Yogyakarta.

Yogyakarta,

Yang membuat pernyataan

v

The Secret

Doakan, Sugestikan Keinginan Dalam

Hatimu Apa yang Kamu Inginkan Kelak.

Akan Kamu Temukan dan Dapatkan

Keinginan Itu

Skripsi ini kupersembahkan untuk :

Tuhan Yesus Kristus,

Papa & Mama,

Saudara-saudaraku,

KATA HANTAR

Puji syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat,

bimbingan dan perlindungan-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas

akhir ini sebagai syarat menyelesaikan pendidikan tinggi Program Strata-1 di

Fakultas Teknik Program Studi Teknik Sipil Universitas Atma Jaya Yogyakarta.

Penulis berharap melalui tugas-akhir ini semakin menambah dan

memperdalam ilmu pengetahuan dalam bidang Teknik Sipil baik oleh penulis

maupun pihak lain.

Dalam menyusun Tugas Akhir ini penulis telah mendapat banyak

bimbingan, bantuan, dan dorongan moral dari berbagai pihak. Oleh karena itu

penulis mengucapkan terima kasih kepada.

1. Dr. Ir. AM. Ade Lisantono, M.Eng, selaku Dekan Fakultas Teknik

Universitas Atma Jaya Yogyakarta.

2. J. Januar Sudjati, ST., MT., selaku Ketua Program Studi Teknik Sipil

Fakultas Teknik Universitas Atma Jaya Yogyakarta.

3. Ir. Agustinus Wahjono, MT., selaku Dosen Pembimbing yang telah dengan

sabar meluangkan waktu untuk memberi petunjuk dan membimbing penulis

dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

4. Orang tua dan saudara-saudaraku yang telah memberikan dukungan, baik

dukungan moral maupun materi,

5. Segenap dosen, karyawan dan karyawati Fakultas Teknik Universitas Atma

vii

6. Rekan-rekan mahasiswa Program Studi Teknik Sipil, Universitas Atma Jaya

Yogyakarta yang telah membantu dalam penyusunan Tugas Akhir ini.

7. Semua pihak yang telah memberikan bantuan baik secara langsung maupun

tidak langsung yang tidak dapat saya sebutkan namanya satu per satu,

sehingga penyusunan tugas akhir ini dapat terselesaikan.

Penulis menyadari penyusunan tugas akhir ini masih jauh dari sempurna,

oleh karena itu penulis mengharapkan masukan berupa kritik dan saran yang

membangun.

Yogyakarta, Agustus 2013

Iwan Pramata Laurens

DAFTAR ISI

ARTI LAMBANG DAN SINGKATAN... xiv

INTISARI... xvii

BAB I PENDAHULUAN... 1

1.1. Latar Belakang... 1

1.2. Perumusan Masalah dan Batasan Masalah... 2

1.3. Keaslian Tugas Akhir... 4

1.4. Tujuan dan Manfaat Tugas Akhir... 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA... 5

2.1. Pembebanan... 5

2.2. Balok... 6

2.3. Kolom... 8

2.4. Pelat...9

2.5. Dinding Geser... 10

2.6. Pondasi...10

2.7. Dinding Penahan Tanah...11

BAB III LANDASAN TEORI... 12

3.1. Analisis Pembebanan... 12

3.2. Analisis Pembebanan Gempa... 14

3.3. Perencanaan Pelat Lantai... 15

3.4. Perencanaan Balok...17

3.4.1. Perencanaan Lentur...17

3.4.2. Perencanaan Geser... 19

3.4.3. Tulangan Torsi... 23

3.5. Perencanaan Kolom... 24

3.5.1. Kelangsingan Kolom... 24

3.5.2. Gaya Geser Rencana... 26

3.5.3. Tulangan Transversal...27

3.6. Perencanaan Dinding Geser...29

3.7. Perencanaan Tangga... 30

ix

BAB IV ESTIMASI DIMENSI ELEMEN STRUKTUR... 35

4.1. Estimasi ...35

4.2. Estimasi Balok... 35

4.3. Estimasi Dimensi Kolom... 38

4.3.1. Perhitungan Beban-Beban Kolom... 40

4.4. Estimasi Dimensi Tangga... 52

4.4.1. Tangga Tipe 1 (H= 4 m)... 52

4.4.2. Pembebanan Tangga Tipe 1 dan Bordes... 54

4.4.3. Perhitungan Tulangan Pelat Tangga Tipe 1...55

4.4.4. Tangga Tipe 2 (H= 3,4 m)... 59

4.4.5. Pembebanan Tangga Tipe 2 dan Bordes... 61

4.4.6. Perhitungan Tulangan Pelat Tangga Tipe 2...63

4.4.7. Perhitungan Tulangan Balok Bordes... 67

4.5. Estimasi Tebal Pelat Lantai... 73

4.6. Perencanaan Pelat Lantai... 79

4.6.1. Pembebanan Pelat... 80

4.7. Analisis Beban Gempa...85

4.7.1. Analisa Terhadap T Rayleigh... 87

4.7.2. Kinerja Batas Layan (Δs)...88

4.7.3. Kinerja Batas Ultimit (Δm)...90

BAB V ANALISIS STRUKTUR... 93

5.1. Perencanaan Balok Struktur...93

5.1.1. Pembebanan Lentur... 93

5.1.2. Momen Kapasitas...100

5.1.3. Penulangan Geser...109

5.1.4. Penulangan Torsi... 113

5.1.5. Penulangan Longitudinal Tambahan... 120

5.2. Perencanaan Kolom... 123

5.2.1. Penulangan Longitudinal... 123

5.2.2. Penulangan Transversal (Geser)... 136

5.2.3. Hubungan Balok Kolom... 141

5.3. Perencanaan Dinding Geser...144

5.3.1. Penentuan Baja Tulangan Horizontal dan Transversal Minimal.. 144

5.3.2. Control Perlu Adanya Elemen Batas atau Tidak... 146

5.4. Perencanaan Pondasi Bored Pile... 148

5.4.1. Beban Rencana Pondasi...149

5.4.2. Jumlah Kebutuhan Tiang... 152

5.4.3. Kontrol Reaksi Masing-Masing Tiang...154

5.4.4. Analisis Geser Pondasi... 155

5.4.5. Kontrol Terhadap Geser Dua Arah... 157

5.4.6. Kontrol Terhadap Geser Satu Arah...159

5.4.7. Kontrol Pemindahan Beban Kolom Pada Pondasi...160

5.4.9. Perencanaan Tulangan Bored Pile... 161

5.5. Dinding Penahan Tanah...163

5.5.1. Pendimensian Dinding Penahan Tanah... 163

5.5.2. Data Tanah yang Digunakan...164

5.5.3. Pemeriksaan Stabilitas Dinding Penahan Tanah...164

5.5.4. Perencanaan Tulangan Dinding Penahan Tanah...172

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN... 177

6.1. Kesimpulan... 177

6.2. Saran... 178

xi

DAFTAR TABEL

No Urut

No

Tabel Nama Tabel Halaman

1 4.1. Estimasi Dimensi Kolom Ditinjau Pada Kolom E-5 51

2 4.2. Hitungan Berat Bangunan 85

3 4.3. Analisa T Rayliegh akibat gempa arah sumbu-Y 87 4 4.4. Kinerja Batas Layan Sumbu-X 89 5 4.5. Kinerja Batas Layan Sumbu-Y 90 6 4.6. Kinerja Batas Ultimit Sumbu-X 91 7 4.7. Kinerja Batas Ultimit Sumbu-Y 92

8 5.1. Momen Comb19 B167 93

9 5.2. Gaya-Gaya Pengguling yang Bekerja pada Dinding

Penahan Tanah 166

10 5.3. Gaya-Gaya Penahan yang Bekerja pada Dinding

Penahan Tanah 167

11 5.4. Daftar Nilai Koefisien Daya Dukung Tanah

DAFTAR GAMBAR

No Urut

No

Gambar Nama Gambar Halaman

1 3.1. Distribusi Tegangan Regangan Balok 17 2 4.1. Tributary Area Kolom E-5 40 3 4.2. Ruang Tangga dan Penampang Tangga Tipe 1 52 4 4.3. Pembebanan pada Tangga Tipe 1 55 5 4.4. Ruang Tangga dan Penampang Tangga Tipe 2 59 6 4.5. Pembebanan pada Tangga Tipe 2 62 7 4.6. Penulangan Tumpuan Balok Bordes 70 8 4.7. Penulangan Lapangan Balok Bordes 72

9 4.8. Dimensi Pelat Lantai 73

10 4.9. Penampang Balok 1 (400/600) 74 11 4.10. Penampang Balok 3 (300/600) 75 12 4.11. Penampang Balok 2 (400/600) 76 13 4.12. Penampang Balok 4 (400/600) 77

14 4.13. Dimensi Pelat Lantai 81

15 5.1. Penampang Tumpuan Balok 97

16 5.2. Penampang Lapangan Balok 100 17 5.3. Penampang Melintang Balok T 101

18 5.4. Diagram Shear Force 112

19 5.5. Dimensi Keliling Balok T 114

20 5.6. Daerah Aoh 115

21 5.7. Penulangan Tumpuan Balok dengan Tulangan Longitudinal Tambahan 122

22 5.8. Penulangan Lapangan Balok dengan Tulangan Longitudinal Tambahan 123 23 5.9. Arah Gempa pada Pertemuan Balok Kolom 130 24 5.10. Keseimbangan Gaya pada Joint 143 25 5.11. Denah Susunan Tiang Pancang dari Atas 153 26 5.12. Denah Susunan Tiang Pancang 153 27 5.13. Daerah Pembebanan untuk Geser Dua Arah 157 28 5.14. Daerah Pembebanan untuk Geser Satu Arah 159 29 5.15. Dimensi Dinding Penahan Tanah 163

30 5.16. Diagram Tekanan Tanah 165

xiii

DAFTAR LAMPIRAN

No Urut

No

Lampiran Nama Lampiran Halaman

1 1 Gambar Denah Struktur dan Portal 180

2 2 Gambar Penulangan Pelat 185

3 3 Gambar Penulangan Tangga 187

4 4 Input ETABS v9.0.0 188

5 5 Output ETABS v8.5 Balok 193

6 6 Tabel Balok 208

7 7 Gambar Penulangan Balok Induk 227

8 8 Output ETABS v8.5 Kolom 228

9 9 Nomogram SNI 03-2837-2002 235

10 10 Diagram Interaksi Kolom 236

11 11 Tabel Kolom 238

12 12 Gambar Penulangan Kolom 241

13 13 Output ETABS v8.5 Dinding Geser 242 14 14 Gambar Penulangan Dinding Geser 244

15 15 Output ETABS v8.5 Pondasi 246

16 16 Gambar Detail Pondasi 247

17 17 Gambar Penulangan Dinding Penahan Tanah 248 18 18 Input dan Output SAP2000 Tangga Tipe 1 249 19 19 Diagram Momen Tangga Tipe 1 251 20 20 Input dan Output SAP2000 Tangga Tipe 2 252 21 21 Diagram Momen Tangga Tipe 2 254

22 22 Diagram Momen Portal B 255

ARTI LAMBANG DAN SINGKATAN

Ach = luas penampang dari sisi luar ke sisi luar tulangan tranversal, mm2,

Acp = luas yang dibatasi oleh keliling luar penampang beton, mm2,

Acv = luas bruto penampang beton yang dibatasi oleh tebal badan dan panjang penampang dalam arah gaya geser yang ditinjau, mm2,

Ag = luas bruto, mm2,

Aj = luas efektifjoint, mm2,

Al = luas total tulangan longitudinal yang memikul puntir, mm2,

Ao = luas bruto yang dibatasi oleh garis pusat tulangan sengkang torsi terluar, sejarak s, mm2,

Aoh = luas yang dibatasi oleh garis pusat tulangan sengkang torsi terluar, mm2,

As = luas tulangan tarik non-prategang, mm2,

Ash = luas tulangan sengkang, mm2,

Ast = luas tulangan, mm2,

At = luas satu kaki sengkang tertutup yang menahan puntir dalam daerah, mm2,

Av = luas tulangan geser dalam daerah sejarak s, mm2, b = lebar penampang, mm,

be = lebar efektif, mm,

bf = lebar bagian sayap, mm,

bw = lebar bagian badan, mm, C1 = nilai faktor respons gempa,

Ca = gaya tekan total, N,

Cc = gaya tekan ekivalen, N,

Cs’ = gaya tekan tulangan, N,

d = jarak dari serat tekan terluar ke pusat tulangan tarik, mm, d’ _{= jarak dari serat tekan terluar ke pusat tulangan tekan, mm,} DF = faktor distribusi momen untuk kolom,

di = simpangan horisontal lantai tingkat ke-i, m,

Ea = tekanan tanah, KN,

Ec = modulus elastisitas beton, MPa,

Eq = tekanan tanah terbagi rata, KN,

f’c = kuat tekan beton karakteristik, Mpa,

Fi = gaya gempa tiap lantai, KN,

fs’ = kuat tekan tulangan, MPa,

fy = kuat leleh yang disyaratkan untuk tulangan non-prategang, Mpa, fyl = kuat leleh tulangan torsi longitudinal, MPa,

fyv = kuat leleh tulangan sengkang torsi, MPa,

g = gaya gravitasi, m/detik2, h = tinggi penampang, mm,

hf = tinggi bagian sayap, mm,

hw = tinggi bagian badan, mm,

xv

I = faktor keutamaan gedung,

k = faktor panjang efektif komponen struktur tekan,

Ln = panjang bentang bersih dalam arah memanjang dari konstruksi dua arah, diukur dari muka-ke-muka balok, mm,

lx = panjang bentang pendek, mm,

ly = panjang bentang panjang, mm,

M1 = momen ujung terfaktor yang lebih kecil pada komponen tekan, KNm,

M2 = momen ujung terfaktor yang lebih besar pada komponen tekan, KNm,

Me = momen akibat gaya aksial, KNm,

Mg = momen kapasitas akibat gempa, KNm,

MG = momen pengguling, KNm,

Mn = kuat momen nominal pada penampang, KNm,

Mnx = momen nominal arah x, KNm,

Mny = momen nominal arah y, KNm,

MP = momen penahan, KNm,

Mpr+ = momen kapasitas positif pada penampang, KNm,

Mpr- = momen kapasitas negatif pada penampang, KNm,

Mu = momen terfaktor pada penampang, KNm,

Mu+ = momen terfaktor positif pada penampang, KNm,

Mu- = momen terfaktor negatif pada penampang, KNm,

Mux = momen terfaktor arah x, KNm,

Muy = momen terfaktor arah y, KNm,

n = jumlah lantai tingkat struktur gedung,

NDL = gaya aksial akibat beban mati, KN,

Nu = beban aksial terfaktor yang terjadi bersamaan denganVu, KN,

Pcp = keliling luar penampang beton, mm,

Ph = keliling dari garis pusat tulangan sengkang torsi terluar, mm,

Pn = kuat nominal penampang yang mengalami tekan, KN, Pu = beban aksial terfaktor, KN,

QDL = beban mati per satuan luas, KN/m2, R = faktor reduksi gempa,

Rn = tahanan momen nominal, KN/mm2, r = radius girasi, mm,

S = jarak antar tulangan, mm,

SF = angka keamanan terhadap penggulingan, T = gaya tarik tulangan, N,

T1 = waktu getar alami fundamental struktur gedung,detik, Tn = kuat momen puntir nominal, KNm,

Tu = momen puntir terfaktor pada penampang, KNm, Ux = simpangan arah x, mm,

Uy = simpangan arah y, mm,

V = gaya geser dasar nominal statik ekuivalen akibat pengaruh gempa rencana yang bekerja di tingkat dasar struktur, KN,

V1 = gaya geser dasar nominal yang bekerja di tingkat dasar struktur gedung dengan tingkat daktilitas umum, KN,

Ve = gaya geser akibat gempa, KN,

Vg = gaya geser akibat beban gravitasi, KN,

Vj = gaya geser padajoint, KN,

Vs = gaya geser nominal yang disumbangkan oleh tulangan geser, KN,

Vs = kuat geser nominal yang disumbangkan oleh tulangan geser, KN,

Vu = gaya geser terfaktor pada penampang, KN, W = berat gedung tiap lantai, KN,

Wi = berat lantai tingkat ke-i struktur atas suatu gedung, KN, Wt = berat total gedung, KN,

x = koefisien momen,

Zi = elevasi lantai tingkat ke-i struktur atas suatu gedung, m,

α = rasio kekakuan lentur penampang balok terhadap kekakuan lentur pelat dengan lebar yang dibatasi secara lateral oleh garis-garis sumbu tengah dari panel-panel yang bersebelahan pada tiap sisi balok,

m

α = nilai rata-rata α untuk semua balok pada tepi-tepi suatu panel,

α , β = faktor bentuk pondasi

β = rasio antara sisi panjang terhadap sisi pendek, mm, s = selisih simpangan antar tingkat, mm,

λ = L = panjang bentang, mm, φ = faktor reduksi kekuatan,

ϕ = sudut geser tanah, ̊,

γb = berat jenis tanah, KN/m3, λ_{c = panjang kolom, mm,} λ_{u = panjang bersih kolom, mm,}

= rasio tulangan tarik non-prategang, ' = rasio tulangan tekan,

ult = tegangan total yang terjadi pada tanah, KN/m

2

,

= tegangan ijin tanah, KN/m2,

 = koefisien pengali dari jumlah tingkat struktur gedung yang membatasi

waktu getar alami fundamental struktur gedung, ψ = faktor kekangan ujung kolom,

xvii INTISARI

PERANCANGAN STRUKTUR GEDUNG QUEST HOTELYOGYAKARTA,

Iwan Pramata Laurens, NPM 09 02 13222, tahun 2013, PPS Struktur, Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Atma Jaya Yogyakarta.

Dalam perencanaan struktur bangunan terutama bangunan gedung bertingkat tinggi memerlukan suatu analisis struktur yang mengarah pada perencanaan bangunan tahan gempa. Dalam tugas akhir ini, penulis mempelajari bagaimana merancang elemen-elemen struktur pada bangunan Quest Hotel Yogyakarta agar gedung tersebut mampu mendukung beban-beban yang bekerja.

Gedung Quest Hotelmerupakan gedung 7 lantai dan 1 basementdan terletak di wilayah gempa 3. Gedung ini direncanakan dengan menggunakan Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus. Pada penulisan tugas akhir ini penulis merancang pelat atap, lantai, balok, tangga, dinding geser, serta kolom sebagai elemen struktur atas dan dinding penahan tanah serta pondasi bored pilesebagai elemen struktur bawah. Mutu beton yang digunakan f’c= 30 MPa, mutu baja 240 MPa untuk tulangan yang berdiameter kurang atau sama dengan 12 mm dan mutu baja 400 MPa untuk tulangan yang berdiameter lebih dari 12 mm. Beban-beban yang dianalisis meliputi beban mati, beban hidup, dan beban gempa. Perancangan dilakukan dengan konsep desain kapasitas yang mengacu pada SNI 03-2847-2002. Struktur direncanakan dengan menggunakan ETABS v9.0.0.

Hasil perencanaan struktur yang diperoleh pada tugas-akhir ini berupa dimensi tangga, dimensi struktur pelat, balok, kolom, dinding geser, dinding penahan tanah, pondasi bored pile dan penulangannya yaitu jumlah tulangan, dimensi tulangan, dan spasi tulangan. Pelat lantai dan atap dengan tebal 120 mm dengan tulangan utama P10-200 pada atap dan tulangan utama P10-100 pada lantai. Dimensi balok struktur terbesar yang digunakan untuk lantai basements/d lantai 7 adalah 400/600 pada daerah tumpuan menggunakan tulangan atas 8D25 dan tulangan bawah 5D25, sedangkan pada daerah lapangan menggunakan tulangan atas 5D25 dan tulangan bawah 7D25. Tulangan sengkang digunakan 5P12-100 dan 5P12-100 pada daerah sendi plastis dan 5P12-125 pada daerah di luar sendi plastis. Dimensi kolom untuk basement s/d lantai 7 yang terbesar adalah 800/800 mm dengan menggunakan tulangan pokok 28D25, dan tulangan sengkang 4P13-100 di sepanjang sendi plastis dan 4P13-150 di luar sendi plastis. Untuk perencanaan dinding geser menggunakan tulangan D16-100 pada tulangan vertikal dan D16-200 pada tulangan horisontal, dan digunakan 4D13-100 pada penulangan elemen batas. Pada pondasi bored pile digunakan tiang berukuran diameter 50 cm dengan tulangan pokok 8D19, sedangkan pile cap berukuran 4 m x 4 m dan tebal 1 m dengan tulangan arah memanjang D22-150 dan melebar D16-175. Pada perencanaan penahan tanah pada bagian dinding dan pelat dasar menggunakan tulangan utama D16-200 dan D13-150.