PERBANDINGAN DIMENSI KOLOM AKIBAT MENGGUNAKAN BATA KONVENSIONAL DAN BATA RINGAN

(1)

PERBANDINGAN DIMENSI KOLOM AKIBAT MENGGUNAKAN

BATA KONVENSIONAL DAN BATA RINGAN

LAPORAN

Ditulis untuk Menyelesaikan Mata Kuliah Tugas Akhir Semester VI

Pendidikan Program Diploma III

oleh :

CHICHILIA BRAHMANA TENGKU ELDRIYANI

NIM 1205022092 NIM 1205021077

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL

JURUSAN TEKNIK SIPIL

POLITEKNIK NEGERI MEDAN

MEDAN

2015

(2)

iii

KATA PENGANTAR

Atas rahmat Tuhan Yang Maha Esa yang telah diberikan kepada penulis untuk menyelesaikan laporan tugas akhir ini tepat pada waktunya.

Penulis banyak mengalami kesulitan,namun karena bimbingan dari berbagai pihak, laporan ini dapat diselesaikan. Oleh karena itu selayaknya penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Bapak M. Syahruddin, S.T., M.T., Direktur Politeknik Negeri Medan;

2. Bapak Ir. Samsudin Silaen, M.T., Ketua Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Medan;

3. Bapak Ir. Sudarto, M.T., Kepala Program Studi Teknik Sipil Poteknik Negeri Medan;

4. Ibu Ernie Shinta Y. Sitanggang, S.T.,M.T., Dosen Pembimbing TA; 5. Kedua orang tua penulis;

6. Civitas Akademika Politeknik Negeri Medan.

Tulisan ini adalah karya asli penulis sendiri tanpa ada unsur plagiat. Penulis menyadari kemungkinan masih terdapat kekurangan, untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik. Semoga TA ini dapat memberikan manfaat.

Medan, Agustus 2015

Hormat Penulis,

Mahasiswa I Mahasiswa II

CHICHILIA BRAHMANA TENGKU ELDRIYANI

(3)

iv ABSTRAK

PERBANDINGAN DIMENSI KOLOM AKIBAT MENGGUNAKAN BATA KONVENSIONAL DAN BATA RINGAN

Oleh: Chichilia Brahmana (1205022092) dan Tengku Eldriyani (1205021077) Penggunaan bata konvensional dalam proyek konstruksi di Indonesia sangat banyak ditemui karena teruji kekuatannya, juga mendapatkannya pun tidak susah. Karena pembuatan bata konvensional secara manual, ukuran maupun bentuk tekstur dari bata tersebut sering tidak presisi. Tetapi sering tidak dipermasalahkan karena bata konvensional berada di dalam dinding.

Berkat berkembangnya teknologi sipil, maka diciptakanlah bata ringan untuk meningkatkan efektifitas dan efisiensi pelaksanaan pekerjaan konstruksi. Bata ringan adalah material yang menyerupai beton dan memiliki sifat kuat, tahan air dan api, awet (durabel) yang dibuat di pabrik menggunakan mesin. Bata ini cukup ringan, halus, dan memiliki tingkat kerataan yang baik. Karena bata konvensional dan bata ringan memiliki berat jenis, kekuatan, ukuran dan harga yang berbeda. Akibat perbedaan inilah terjadi pengaruh pada pendimensian kolom.

Tujuan penulisan laporan ini adalah untuk mengetahui perbedaan dimensi kolom dan mengetahui faktor-faktor penyebab terjadinya perbedaan tersebut akibat menggunakan bata konvensional dan bata ringan.

Untuk mengetahui perbandingan dimensi kolom akibat mengunakan bata konvensional dan bata ringan, penulis menggunakan metode program analisa struktur. Metode yang digunakan dalam penelitian ini dibagi dalam tiga tahap yaitu desain struktur, analisis dan output.

Teknik pengumpulan data yaitu dengan menggunakan data rancangan penulis sendiri.

Dari hasil perhitungan gaya-gaya dalam dengan menggunakan program analisa struktur, ukuran dimensi kolom akibat menggunakan bata ringan lebih kecil daripada menggunakan bata konvensional. Sehingga dapat mempengaruhi pada pelaksanaan konstruksi dan metode pelaksanaannya.

Jadi, perencanaan yang kami lakukan sebaiknya menggunakan bata ringan daripada bata konvensional.

Kata kunci: Kolom, Bata Konvensional, Bata Ringan, dan Program Analisa Struktur

(4)

v

DAFTAR ISI

LEMBAR PERSETUJUAN ... i

LEMBAR PENGESAHAN ... ii

KATA PENGANTAR ... iii

ABSTRAK ... iv

DAFTAR ISI ... v

DAFTAR TABEL ... viii

DAFTAR GAMBAR ... ix DAFTAR NOTASI ... xi BAB I PENDAHULUAN ... 1 A. Latar Belakang ... 1 B. Perumusan Masalah ... 2 C. Pembatasan Masalah ... 3 D. Tujuan Pembahasan ... 3 E. Manfaat ... 3 F. Metodologi ... 3 G. Jadwal ... 4 H. Sistematika Laporan ... 5 BAB II TINJAUAN KEPUSTAKAAN ... 6 A. Pendahuluan ... 6 B. Pembebanan ... 6

1. Beban Mati (Dead Load) ... 6

2. Beban Hidup (Live Load) ... 9

3. Beban Angin (Wind Load) ... 12

4. Beban Gempa (Earthquake) ... 13

(5)

vi

D. Metode Perhitungan Menggunakan Program Analisa Struktur ... 14

1. Langkah-Langkah Utama Analisa Program Analisa Struktur ... 14

2. Langkah-Langkah Analisis dan Disain Struktur Program Analisa Struktur ... 14

E. Dinding ... 17

1. Dinding Bata Konvensional ... 17

2. Dinding Bata Ringan ... 19

F. Kolom Beton Bertulang ... 20

1. Jenis Kolom ... 20

2. Perilaku Kolom Sengkang Persegi dan Spiral ... 22

3. Faktor Keamanan Untuk Kolom ... 23

4. Kapasitas Maksimum Beban Aksial pada Kolom ... 25

G. Ketentuan Umum Bangunan Gedung dalam Pengaruh Gempa ... 27

1. Faktor Keutamaan ... 27

2. Wilayah Gempa dan Spektrum Respons ... 28

3. Jenis Tanah Setempat ... 32

BAB III METODOLOGI ... 34 A. Pendahuluan ... 34 B. Kerangka Pikiran ... 34 C. Tahap Analisis ... 43 1. Studi Literatur ... 43 2. Perhitungan Beban ... 43

a. Perhitungan Beban Gravitasi dan Beban Gempa ... 43

b. Perhitungan Gaya-Gaya Dalam ... 43

c. Analisis Strukur Kolom ... 43

3. Data Teknis ... 43

(6)

vii BAB IV

ANALISA DAN PERHITUNGAN ... 46

A. Perhitungan Gaya-Gaya Yang Bekerja Pada Struktur dengan Menggunakan Bata Konvensional ... 46

B. Perhitungan Gaya-gaya yang Bekerja pada Struktur dengan Menggunakan Bata Ringan ... 65

C. Perhitungan Dimensi Kolom ... 84

D. Pengolahan Data dengan Metode Pehitungan Program Analisa Struktur ... 103 BAB V PENUTUP ... 132 A. Kesimpulan ... 132 B. Saran ... 132 DAFTAR PUSTAKA ... 133 LAMPIRAN

(7)

viii

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Berat Sendiri Bangunan Gedung ... 7

Tabel 2. Berat Sendiri Komponen Gedung ... 8

Tabel 3. Beban Hidup ... 9

Tabel 4. Koefisien Reduksi Beban Hidup ... 11

Tabel 5. Koefisien Reduksi Beban Hidup Kumulatif ... 12

Tabel 6. Faktor Reduksi ... 24

Tabel 7. Faktor Reduksi ... 24

Tabel 8. Faktor Keutamaan I untuk Berbagai Kategori Gedung & Bangunan ... 28

Tabel 9. Percepatan Puncak Batuan Dasar dan Percepatan Puncak Muka Tanah untuk Masing-masing Wilayah Gempa Indonesia ... 29

Tabel 10. Spektrum Respons Gempa Rencana ... 31

Tabel 11. Jenis-Jenis Tanah dan Klasifikasinya ... 33

Tabel 12. Distribusi gaya geser dasar horizontal total akibat gempa ke Sepanjang tinggi gedung dalam arah x untuk potongan 1-1 ... 51

Tabel 16. Perbedaan dimensi kolom dan tulangan antara bata konvensional dan bata ringan pada potongan I-I ... 102

Tabel 17. Perbedaan dimensi kolom dan tulangan antara bata konvensional dan bata ringan pada potongan II-II ... 103

Tabel 18. Tabel persentase perbedaan antara bata konvensional dan bata ringan potongan I-I ... 103

Tabel 19. Tabel persentase perbedaan antara bata konvensional dan bata ringan potongan II-II ... 103

(8)

ix

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Dinding Bata Konvensional ... 18

Gambar 2. Dinding Bata Ringan ... 19

Gambar 3. Jenis-jenis Kolom ... 21

Gambar 4. Hubungan Beban versus Regangan pada Kolom ... 23

Gambar 5. Kurva Gaya-Regangan ... 26

Gambar 6. Wilayah Gempa Indonesia dengan Percepatan Puncak Batuan Dasar dengan Perioda Ulang 500 Tahun ... 30

Gambar 7. Respons Spektrum Gempa Rencana ... 32

Gambar 8. Tampak Depan Rumah 3 Lantai... 35

Gambar 9. Tampak Samping Kiri Rumah 3 Lantai ... 36

Gambar 10. Tampak Samping Kanan Rumah 3 Lantai ... 37

Gambar 11. Denah Lantai 1 Rumah 3 Lantai ... 38

Gambar 12. Denah Lantai 2 dan 3 Rumah 3 Lantai ... 39

Gambar 13. Denah Portal Rumah 3 Lantai ... 40

Gambar 14. Portal A-A Rumah 3 Lantai ... 41

Gambar 15. Portal B-B Rumah 3 Lantai ... 42

Gambar 16. Langkah-langkah dalam Melakukan Penelitian ... 45

Gambar 17. Menentukan Parameter Template... 104

Gambar 18. Kotak Dialog Define Grid System Data ... 105

Gambar 19. Antarmuka Program Analisa Struktur ... 105

Gambar 20. Antarmuka Program Analisa Struktur dengan Jendela Y-Z Plane ... 106

Gambar 21. Pemberian Perletakan Jepit ... 107

Gambar 22. Kotak Dialog Joint Restrains ... 107

Gambar 23. Menggunakan Perletakan Jepit... 108

Gambar 24. Kotak Dialog Display Options for Active Window ... 109

Gambar 25. Hasil Label Batang dan Titik ... 109

Gambar 26. Kotak Dialog Define Load Pattern ... 110

Gambar 27. Hasil Pendefinisian Beban ... 111

(9)

x

Gambar 29. Kotak Dialog Load Cobination Data ... 112

Gambar 30. Setting Kombinasi 1,4 D ... 113

Gambar 31. Setting Kombinasi 1,4 D + 1,6 L ... 113

Gambar 32. Setting Kombinasi 1,2 D + 1 L + 1 E ... 114

Gambar 33. Setting Kombinasi 1,2 D + 1 L – 1 L ... 114

Gambar 34. Hasil Kombinasi Pembebanan ... 115

Gambar 35. Penentuan Beban Mati ... 115

Gambar 36. Pemberian Beban Mati Segitiga ... 116

Gambar 37. Hasil Pembebanan Beban Mati Segitiga ... 117

Gambar 38. Penentuan Beban Hidup Segitiga ... 118

Gambar 39. Pemberian Beban Hidup Segitiga ... 118

Gambar 40. Hasil Pembebanan Beban Hidup Segitiga ... 120

Gambar 41. Pemberian Data Beban Gempa ... 120

Gambar 42. Hasil Beban Gempa ... 121

Gambar 43. Kotak Dialog Define Material ... 121

Gambar 44. Penentuan Property Material Beton ... 122

Gambar 45. Hasil Pemberian Material Beton ... 122

Gambar 46. Kotak Dialog Frame Properties ... 123

Gambar 47. Kotak Dialog Add Frame Section Property ... 123

Gambar 48. Data Tulangan untuk Balok... 124

Gambar 49. Hasil Dimensi Balok ... 125

Gambar 50. Data Tulangan untuk Kolom ... 125

Gambar 51. Hasil Dimensi Kolom ... 126

Gambar 52. Pemberian Dimensi Balok ... 127

Gambar 53. Kotak Dialog Frame Properties ... 127

Gambar 54. Hasil Pendefenisian Dimensi Balok ... 128

Gambar 55. Hasil Pendefenisian Dimensi Frame ... 128

Gambar 56. Kotak Dialog Set Analysis Cases to Run ... 129

Gambar 57. Hasil Deformasi Struktur Portal ... 129

Gambar 58. Tampilan Analysis Complete ... 130

(10)

xi DAFTAR NOTASI

A = beban hidup di atap yang ditimbulkan selama perawatan oleh

a.s..ssa.dpekerja, =)peralatan, dan material, atau selama penggunaan

dsdsdsdsbiasa oleh orang dan =)benda bergerak.

Ac = luas inti komponen struktur tekan bertulangan spiral diukur sdsdsdsddengan diameter serat terluar spiral, atau luas penampang beton

dfdfdfdfyang menahan penyaluran geser, atau luas beton pada

vccvccivpenampang yang ditinjau pada struktur prategangan, mm2.

Ag = luas bruto penampang beton, mm2.

As = luas tulangan tarik non-prategangan, mm2.

As’ = luas tulangan tekan, mm2.

b = lebar daerah tekan komponen struktur, mm.

C = faktor gempa.

D = beban mati.

E = beban gempa.

f'c’ = kuat tekan, MPa.

fy = tegangan luluh baja tulangan yang disyaratkan, MPa.

L = beban hidup.

p = tekanan tiup angina, kg/m2.

Pc = beban kritis.

Po = kuat beban aksial nominal pada eksentrisitas nol.

Ps = gaya tendon prategangan pada ujung angkur.

T = waktu getar alami.

U = kuat perlu untuk menahan beban terfaktor atau momen dan gaya

sfsdfs.ddalam yang berhubungan dengannya.

V = kecepatan angin, m/detik.

Wah = beban air hujan, kg/m2.

α = sudut kemiringan atap, º. ϕ = faktor reduksi kekuatan.

(11)

1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Penggunaan bata konvensional sebagai bahan pengisi dinding sudah jamak kita lihat diberbagai bangunan dari dulu hingga kini. Bahan material ini, hingga sekarang sepertinya masih punya tempat dihati masyarakat kendati sudah banyak gempuran teknologi sipil dengan berbagai rekayasa konstruksi seperti bata ringan. Cukup bisa dimaklumi, bata konvensional masih lebih banyak digunakan dari pada bata ringan, karena selain sudah teruji kekuatannya, juga mendapatkannya pun tidak susah.

Hampir disetiap daerah menggunakan bata konvensional ini sebagai salah satu bahan konstruksi bangunan. Bata konvensional dengan ukuran 24 x 12 x 6 cm cukup murah dan mudah didapat, merupakan bata konvensional yang memiliki bahan dasar berupa tanah liat (lempung), dimana proses pembuatannya biasanya dilakukan secara tradisional (manual) atau jika merupakan industri kadang ada yang dikerjakan di pabrik, meskipun pabriknya pun menggunakan mesin yang tradisional. Karena pembuatan bata yang manual, ukuran maupun bentuk tekstur dari bata tersebut sering tidak presisi. Tetapi karena memang berada di dalam dinding, kadang hal ini tidak merupakan masalah.

Teknologi sipil terus berkembang untuk meningkatkan efektifitas dan efisiensi pelaksanaan pekerjaan konstruksi. Atas latar belakang inilah, diciptakannya bata ringan. Bata ringan adalah material yang menyerupai beton dan memiliki sifat kuat, tahan air dan api, awet (durabel) yang dibuat di pabrik menggunakan mesin. Bata ini cukup ringan, halus, dan memiliki tingkat kerataan yang baik.

Bata ringan diciptakan agar dapat memperingan beban struktur dari sebuah bangunan konstruksi, mempercepat pelaksanaan, serta meminimalisasi sisa material yang terjadi pada saat proses pemasangan dinding berlangsung. Kemudian pertanyaan yang beredar dimasyarakat tentunya adalah apakah bata ringan sudah bisa menggantikan bata merah baik tinjauan dari harga, kekuatan, kemudahan mendapatkannya, motode pemasangan dan lain-lain. Agar lebih

(12)

2

dalam, mari kita bedah satu-satu agar kita bisa mengetahui kelebihan dan kelemahan masing-masing.

Bata konvensional dan bata ringan memiliki berat jenis, kekuatan, ukuran dan harga yang jauh berbeda. Akibat perbedaaan antara bata konvensional dan bata ringan, maka berpengaruh terhadap pendimensian kolom.

Beton bertulang adalah beton yang ditulangi dengan luas dan jumlah tulangan tertentu untuk mendapatkan suatu penampang yang berdasarkan asumsi bahwa kedua material bekerja bersama-sama dalam menahan gaya yang bekerja.

Saat ini beton bertulang merupakan bahan bangunan yang paling banyak dipakai didunia konstruksi bangunan gedung. Dalam laporan ini, penulis melakukan pengontrolan kebutuhan tulangan pada beton yang dipakai dilapangan terhadap syarat kebutuhan tulangan menurut SNI.

Tulangan beton dapat berupa besi polos atau besi ulir. Notasi untuk menyatakan ukuran yaitu besarnya diameter pada besi polos diberi notasi Ø dan pada besi ulir (deformed) dengan notasi D (huruf besar). Dalam perhitungan kebutuhan tulangan ada 2 macam, yaitu:

1. Perhitungan kebutuhan tulangan (kg/m3) untuk tiap elemen struktur; 2. Perhitungan kebutuhan tulangan atau jumlah batang untuk tiap diameter.

Oleh karena itu, penulis memilih judul “Perbandingan Dimensi Kolom Akibat Menggunakan Bata Konvensional dan Bata Ringan”.

B. Perumusan Masalah

Adapun beberapa masalah yang timbul dalam pembahasan ini yaitu:

1. Berapa dimensi kolom akibat menggunakan bata konvensional dan bata ringan pada bangunan?

2. Apa saja faktor-faktor yang menyebabkan adanya perbedaan akibat penggunaan bata konvensional dan bata ringan berdasarkan perencanaan bangunan?

(13)

3 C. Pembatasan Masalah

Adapun pembatasan masalah dalam laporan Tugas Akhir ini adalah:

1. Perhitungan dimensi kolom akibat menggunakan bata konvensional dan bata ringan;

2. Metode perhitungan gaya-gaya dalam pada perencanaan bangunan menggunakan program analisa struktur;

3. Perencanaan struktur dengan menggunakan SNI 03-2847-2002;

4. Perencanaan pembebanan dengan menggunakan Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung Tahun 1983;

5. Perencanaan gempa dengan menggunakan SNI 03-1726-2003.

D. Tujuan Pembahasan

Adapun tujuan penulisan Tugas Akhir ini adalah:

1. Untuk mengetahui perbedaan dimensi kolom akibat menggunakan bata konvensional dan bata ringan;

2. Untuk mengetahui faktor-faktor yang menyebabkan adanya perbedaan penggunaan bata konvensional dan bata ringan berdasarkan perencanaan.

E. Manfaat

Adapun manfaat penulisan Tugas Akhir ini adalah:

1. Untuk memacu mahasiswa terus aktif dalam bidang teknik sipil;

2. Mampu merencanakan dimensi kolom akibat perbedaan antara bata konvensional dan bata ringan;

3. Merupakan sarana untuk mengenali permasalahan-permasalahan yang ada dalam pelaksanaan pemasangan batu bata pada bangunan yang direncanakan.

F. Metodologi

1. Data-data yang dikumpulkan diperoleh dari internet dan beberapa buku yang digunakan sebagai referensi;

2. Data yang kami peroleh juga berupa data gambar dan tabel-tabel yang mendukung penyusunan Tugas Akhir ini;

(14)

4

3. Perhitungan dimensi kolom dilakukan dengan menggunakan program analisa struktur;

4. Meyimpulkan hasil perhitungan dari data-data yang diperoleh tersebut.

G. Jadwal

Adapun jadwal yang direncanakan penulis untuk membantu pengarahan waktu agar sesuai dan tepat penyelesaiannya mulai dari persiapan dan pengumpulan data hingga penyusunan Tugas Akhir mulai April sampai Agustus 2015.

NO KEGIATAN BULAN

4 5 6 7 8

A.Persiapan

1 Survei perencanaan objek Tugas Akhir dan mendapatkan judul TA

2 Mendapatkan Dosen Pembimbing TA

3 Bimbingan untuk pelaksanaan TA dari Dosen Pembimbing

B. Pelaksanaan

1 Bimbingan untuk pengumpulan data 2 Pengumpulan data

3 Bimbingan dan pengolahan data 4 Pengolahan data

C. Pelaporan

1 Bimbingan untuk penulisan BAB I 2 Penulisan BAB I (Pendahuluan) 3 Bimbingan untuk penulisan BAB II

4 Penulisan BAB II (Tinjauan Umum Proyek) 5 Bimbingan untuk penulisan BAB III

(15)

5

6 Penulisan BAB III (Tinjauan Kepustakaan) 7 Bimbingan untuk penulisan BAB IV 8 Penulisan BAB IV (Perhitungan) 9 Bimbingan untuk penulisan BAB V 10 Penulisan BAB V (Simpulan dan Saran)

11 Bimbingan tahap akhir (Penyempurnaan laporan Tugas Akhir)

12 Penyempurnaan laporan Tugas Akhir

F. Sistematika Laporan

Adapun sistematika laporan Tugas Akhir adalah: BAB I : PENDAHULUAN

Bab ini berisi tentang latar belakang, perumusan masalah, pembatasan masalah, tujuan, manfaat, metodologi, jadwal dan sistematika laporan.

BAB II : TINJAUAN KEPUSTAKAAN

Bab ini berisi tentang uraian tentang tinjauan teoritis dan berbagai literature mengenai pendimensian kolom.

BAB III : METODOLOGI PENELITIAN

Pada bab ini berisi tentang jenis pembahasan, jenis dan sumber data, responden atau objek pembahasan, sarana pembahasan, jadwal pembahasan, pembahasan yang digunakan.

BAB IV : ANALISA PEMBAHASAN

Pada bab ini berisi tentang data-data yang dikumpul yang diperoleh dari internet dan buku-buku referensi.

BAB V : SIMPULAN DAN SARAN

Pada bab ini berisi tentang kesimpulan dari hasil pembahasan yang telah dilakukan oleh penulis berdasarkan analisa dengan program analisa struktur.