1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Universitas Muhammadiyah Malang merupakan kampus terpadu yang memiliki fasilitas yang memadai, salah satunya adalah dengan membangun fasilitas kesehatan. Rumah Sakit Universitas Muhammadiyah Malang merupakan bentuk peningkatan pelayanan universitas terhadap civitas akademik dan pengabdian kepada masyarakat. Pembangunan Rumah Sakit ini direncanakan untuk kegiatan pendidikan kedokteran dan ilmu-ilmu kesehatan dengan menerima pasien umum. Rumah Sakit ini rencananya dibangun di atas lahan seluas 9 Ha dengan gedung utama Rumah Sakit tersebut terdiri dari enam lantai di mana tiap-tiap lantai memiliki fungsi yang berbeda.
2
Salah satu elemen penahan beban lateral akibat gempa adalah dinding geser (Shear Wall). Dengan adanya dinding geser diharapkan beban lateral yang dipikul struktur rangka (portal terbuka atau open frame) tidak terlalu besar karena sebagian beban lateral akibat gempa akan dipikul oleh dinding geser. Hal ini disebabkan dinding geser mempunyai kekakuan yang lebih besar daripada struktur rangka (portal terbuka atau open frame).
Dinding geser dengan lebar yang besar akan menghasilkan daya tahan lentur dan geser yang sangat tinggi sehingga sangat efektif untuk daya tahan gempa. Karena keefektifan ini maka dinding geser banyak dipakai dalam konstruksi gedung bertingkat tinggi. Dalam penggunaannya dinding geser tidak berdiri sendiri tetapi berhubungan dalam segala arah dengan balok ke kolom-kolom disekitarnya sehingga deformasi dinding akan dibatasi.
Dalam tugas akhir ini, portal dari gedung utama Rumah Sakit Universitas Muhammadiyah Malang diberikan elemen pengaku vertical berupa dinding geser (shear wall).
1.2. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas, maka rumusan masalah yang digunakan sebagai acuan dalam penulisan ini adalah :
1. Berapa dimensi dinding geser yang dibutuhkan pada portal Gedung Utama Rumah Sakit Universitas Muhammadiyah Malang?
3
1.3. Maksud dan Tujuan
Maksud dari penyusunan skripsi ini adalah memberikan unsur tambahan gaya horizontal akibat gempa, yaitu dinding geser. Sedangkan tujuan perencanaan dinding geser ini adalah
1. Untuk mengetahui berapa dimensi dinding geser pada portal Gedung Utama Rumah Sakit Universitas Muhammadiyah Malang.
2. Untuk mengetahui Desain penulangan dinding geser.
1.4. Batasan Masalah
Agar dalam pembahasan tugas akhir ini tidak menyimpang dari tujuan akhir maka penulis membatasi pembahasan hanya pada:
1. Model bangunan yang dipakai adalah struktur rangka beton bertulang dengan struktur dinding bertingkat 6 pada gedung utama Rumah Sakit Universitas Muhammadiyah Malang.
2. Perhitungan pembebanan.
3. Beban lateral yang ditinjau adalah beban akibat gempa.
4. Perilaku bangunan yang ditinjau hanya struktur bagian atas saja sehingga perencanaan pondasi tidak dilakukan.
5. Tidak memperhitungkan tekanan tanah pasif pada lantai basement.
6. Perhitungan analisis struktur dengan menggunakan program bantuan
4
Sebagai pedoman dalam perencanaan, digunakan peraturan-peraturan yang berlaku di Indonesia yaitu :
1. Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1987.
2. Tata cara perhitungan struktur beton untuk bangunan gedung (SNI 03-2847-2002).
PERENCANAAN DINDING GESER (SHEAR WALL)
PADA PORTAL GEDUNG UTAMA RUMAH SAKIT
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
TUGAS AKHIR
Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan
Akademik Dalam Menyelesaikan Program Sarjana Teknik
Disusun oleh :
SYAFRIZAL HAMDANY
05520013
JURUSAN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr.Wb
Bismillahirrahmannirrahim.
Puji syukur penyusun sampaikan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penyusun dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan judul
“Perencanaan Dinding Geser (Shear Wall) Pada Portal Gedung Utama Rumah
Sakit Universitas Muhammadiyah Malang’ ini dengan baik.
Tugas akhir ini merupakan salah satu syarat yang harus ditempuh oleh mahasiswa Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Malang sebagai salah satu syarat mencapai derajat kesarjanaan.
Selama mengerjakan tugas akhir ini, penyusun banyak mendapat bantuan, petunjuk, dan arahan sehingga penyusun dapat mengerjakan tugas akhir dengan lancar, oleh karena itu dalam kesempatan ini penyusun mengucapkan terima kasih sebanyak-banyaknya kepada yang terhormat :
1. Bapak, Ibu dan keluarga tercinta yang selalu memberikan do’a dan dukungan baik moril maupun materiil sehingga penyusun dapat meyelesaikan Tugas Akhir ini.
2. Bapak Ir. Khoirul Abadi, MT. Selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil.
3. Ibu Ir. Rofikatul Karimah, MT. Selaku pembimbing I dalam penyusunan Tugas Akhir ini.
5. Teman-teman Sipil 2005 yang telah banyak memberikan masukan, motivasi dan saran.
6. Keluarga kost 58’b yang telah mengorbankan waktu, tenaga dan pikiran. 7. Belahan hati yang tiada henti-hentinya memberikan semangat.dan
8. Semua pihak yang telah membantu penyusun untuk menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini.
Terima kasih atas bimbingan, saran dan petunjuk yang diberikan sehingga tugas akhir ini dapat diselesaikan sesuai dengan waktu yang diharapkan. Akhir kata penyusun berharap agar laporan Tugas Akhir ini dapat dijadikan bahan studi bagi siapa saja yang memerlukan dan bermanfaat bagi pembaca semua.
Wassalamu’alaikum Wr.Wb.
Malang, Desember 2010
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL
LEMBAR PENGESAHAN ... i
SURAT PERNYATAAN ... ii
KATA PENGANTAR ... iii
ABSTRAK ... v
DAFTAR ISI ... vi
DAFTAR TABEL ... x
DAFTAR GAMBAR ... xii
BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ... 1
1.2. Rumusan Masalah ... 2
1.3. Maksud dan Tujuan ... 3
1.4. Batasan Masalah ... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Dinding Geser ... 5
2.1.1. Deformasi Pada Dinding Geser ... 6
2.1.2. Jenis Dinding Geser ... 7
2.2 Perinsip Dasar Bangunan Tahan Gempa ... 9
2.2.1. Jenis-jenis Struktur Penahan Gempa ... 10
2.3 Pembebanan Struktur ... 11
2.3.1. Beban Mati ... 12
2.3.2. Beban Hidup ... 12
2.3.3. Beban Gempa ... 12
2.4 Perencanaan Terhadap Struktur Gedung ... 13
2.4.1. Struktur penahan beban gempa ... 13
2.4.2. Kekakuan Struktur... 13
2.4.3. Wilayah Gempa ... 14
2.4.4. Pembatas Waktu Getar Alami Fundamental ... 18
2.4.5. Faktor Keutamaan (I) Untuk Berbagai Kategori Gedung Dan Bagunan ... 18
2.4.6. Faktor Reduksi ... 20
2.4.7. Beban Gempa Nominal Statik Ekuivalen... 22
2.5 Momen Puntir ... 23
2.5.1. Pusat Massa ... 24
2.5.2. Pusat Kekakuan ... 24
2.5.3. Eksentrisitas ... 25
2.5.4. Menentukan Momen Puntir dan Gaya geser pada kolom ... 26
2.6 Desain Dinding Geser ... 26
2.7.1. Perencanaan Balok Persegi Bertulang Tunggal
Terhadap Lentur ... 29
2.7.2. Perencanaan balok T ... 31
2.8 Desain Kolom Pendek ... 32
BAB III METODOLOGI PERENCANAAN 3.1 Data Umum Bangunan ... 35
3.2 Data Teknis Bangunan ... 35
3.3 Mutu Bahan ... 36
3.4 Data Pembebanan ... 36
3.5 Diagram Alir Perencanaan ... 38
BAB IV PERENCANAAN STRUKTUR 4.1 Pendimensian ... 39
4.1.1. Dimensi Balok ... 39
4.1.2. Dimensi Plat ... 40
4.1.3. Dimensi Kolom ... 41
4.1.4. Dimensi Dinding Geser ... 42
4.2 Pembebanan Plat ... 43
4.2.1. Pembebanan Plat Atap ... 43
4.2.2. Pembebanan Plat Lantai ... 44
4.3 Perataan Beban Untuk Beban Mati ... 45
4.4 Perhitungan Beban Merata Pada Balok ... 55
4.4.1. Perhitungan Beban Merata Pada Balok Induk ... 55
4.5 Perhitungan Beban Gempa ... 57
4.5.1. Perhitungan Berat Banguna ... 57
4.5.2. Perhitungan Gaya Geser Dasar Horizontal Pada Tiap Lantai ... 61
4.6 Analisa Momen Puntir ... 63
4.6.1. Perhitungan Pusat Kekakuan ... 63
4.6.2. Perhitungan Pusat Massa Bangunan ... 65
4.6.3. Eksentrisitas Struktur ... 67
4.6.4. Momen Puntir dan Gaya Geser ... 68
4.7 Perencanaan Balok ... 73
4.7.1. Perencanaan Tulangan Tumpuan Pada Balok Induk... 73
4.7.2. Perencanaan Tulangan Lapangan Pada Balok Induk .... 76
4.7.3. Perhitungan Tulangan Geser Balok... 81
4.8 Perencanaan Kolom ... 84
4.9 Perencanaan Dinding Geser ... 92
4.9.1. Perencanaan Dinding Geser Arah X ... 92
4.9.2. Perencanaan Dinding Geser Arah Y ... 102
BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan ... 112
5.2 Saran... 113
DAFTAR PUSTAKA ... 114
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
2.1. Percepatan puncak batuan dasar dan percepatan puncak muka
tanah untuk masing-masing wilayah gempa indonesia ... 15
2.2. Ketentuan Resiko Gempa ACI/UBC dan SNI 2847 ... 15
2.3. Koefisien yang membatasi waktu getar alami fundamental struktur gedung ... 18
2.4. Faktor Keutamaan I untuk berbagai kategori gedung dan bangunan ... 19
2.5. Faktor daktilitas maksimum, faktor reduksi gempa maksimum, faktor tahanan lebihstruktur dan factor tahanan lebih total beberapa jenis sistem dan subsistem struktur gedung ... 20
4.1. Distribusi gaya geser dasar horizontal total akibat gempa... 62
4.2. Pusat kekakuan... 65
4.3. Tabel Pusat Massa Lantai Basement... 65
4.4. Tabel Pusat Massa Lantai 1 – Lantai 5 ... 66
4.6. Tabel Pusat Massa... 67
4.7. Tabel Eksentrisitas Struktur ... 67
4.8. Gaya geser yang bekerja pada kolom/penahan gempa akibat momen puntir (V) arah x dan y pada tiap lantai ... 69
4.9. Gaya geser yang bekerja pada kolom/penahan gempa akibat momen puntir (V) pada lantai 5 ... 70
4.10. Tabel Penulangan Balok Induk ... 80
4.11. Tabel Penulangan Kolom ... 91
4.12. Tabel Jenis Baja Tulangan D 20 Dipasang Dua Tulangan ... 95
4.13. Tabel Jenis Baja Tulangan D13 4 Sengkang ... 99
4.14. Tabel Jenis Baja Tulangan D13 ... 100
4.15. Tabel jenis baja tulangan D13 ... 100
4.16. Tabel Penulangan Dinding Geser Arah X ... 101
4.17. Tabel Jenis Baja Tulangan D18 Dipasang Dua Pasang Tulangan ... 105
4.18. Tabel Jenis Baja Tulangan D13 4 Sengkang ... 109
4.19. Tabel Jenis Baja Tulangan D13 ... 110
4.20. Tabel Jenis Baja Tulangan D13 ... 110
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
2.1 Deformasi Portal Terbuka dan Dinding geser ... 6
2.2 Bentuk dan Susunan Dinding Geser ... 8
2.3 Deformasi yang Terjadi Pada Dinding Geser... 10
2.4 Sistem Struktur Tahan Gempa ... 11
2.5 Wilayah Gempa Indonesia Dengan Percepatan Puncak Batuan Dasar Dengan Periode Ulang 500 Tahuh17 ... 16
2.6 Wilayah Gempa dan Jenis Tanah ... 17
2.7 Jenis-Jenis Kolom ... 33
4.1 Luasan Plat ... 40
4.2 Dinding Geser ... 42
4.3 Potongan Penampang Penumpuan Balok ... 76
4.4 Sketsa Penampang Balok T ... 76
4.5 Potongan Penampang Penumpuan Balok T ... 78
4.6 Gambar Diagram Geser ... 81
4.8 Potongan Penampang Kolom ... 90
4.9 Gaya Yang Bekerja Pada Dinding Geser Arah X ... 92
4.10 Penampang Dinding Geser ... 94
4.11 Gaya Yang Bekerja Pada Dinding Geser Arah Y ... 102
DAFTAR PUSTAKA
Dipohusodo, Istimawan. 1999. Struktur Beton Bertulang Berdasarkan SKSNI T-15- 1991-03. Jakarta : Gramedia Pustaka.
Muto, Kiyoshi. 1993. Analisis Perancangan Gedung Tahan Gempa. Jakarta : Erlangga.
Purwono, Rachmad. 2005. Perencanaan Struktur Beton Bertulang Tahan Gempa sesuai SNI-1726 dan SNI 2847 Terbaru, Surabaya : Itspress.
Rommel, Erwin. Puntiran Gedung Akibat Beban Gempa.
http://erwinrommel.staff.umm.ac.id/files/2010/02/GEMPA-13-puntiran-gedung.pdf
Schueller, Wolfgang. 1989. Struktur Bangunan Bertingkat Tinggi. Bandung : Eresco.
SNI-1726-2002, Standar Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung. Jakarta : Badan Standarisasi Nasional.
SNI 03-2847-2002, Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung. Jakarta : Badan Standarisasi Nasional.
