ANALISA PORTAL DENGAN MENGGUNAKAN
KOLOM TAMPANG HOLLOW TUBE STANDAR JIS
DIBANDINGKAN DENGAN
KOLOM TAMPANG WF STANDAR SNI
UNTUK
HIGH RISE BUILDING
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi tugas – tugas dan memenuhi Syarat untuk menempuh ujian sarjana Teknik Sipil
Disusunoleh :
MARIA AMERIN GINTING 12 0424 015
Pembimbing :
Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan NIP. 19561224 198103 1 002
PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSION DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
LEMBAR PENGESAHAN
Analisa Portal Dengan Menggunakan Kolom Baja Tampang Hollow Tube Standar JIS
Dibandingkan Dengan
Kolom Baja Konvensional Tampang WF Standar SNI untuk High-Rise Building
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk Melengkapi Tugas-tugas dan Memenuhi Syarat untuk MenempuhUjian Sarjana Teknik Sipil
Dikerjakan oleh :
MARIA AMERIN GINTING 120424 015
Pembimbing :
ABSTRAK
Proyek konstruksi yang kompleks dan rumit dapat dilihat dari bangunan-bangunan gedung yang tinggi (highrise building), yang membutuhkan desain dan perencanaan struktur yang kompleks. Selain itu gedung tinggi dapat menghemat penggunaan lahan yang semakin terbatas dan juga mahal di daerah pusat kota.
Dalam merencanakan bangunan tinggi yang perlu diperhatikan adalah kekuatan ataupun kekakuan elemen struktur yang cukup untuk menerima beban yang bekerja, awet, dan juga ekonomis, sehingga memberikan kenyamanan dan keamanan bagi penggunanya. Dengan alasan inilah Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation mengembangkan produk baru yaitu baja tampang Hollowtube. Dimana baja yang di produksi memiliki tampang Hollow tube, yang memiliki ketahanan torsi yang lebih tinggi dan juga lebih hemat dalam penggunaan baja. Baja yang digunakan merupakan standar JIS ( Japan Industrial Standard) yaitu JIS G 3466.
Dalam Tugas Akhir ini dilakukan perencanaan bangunan 15 lantai, dimana kolom didesain menggunakan tampang HollowTube dengan spesifikasi baja JIS G 3466 dan Penampang WF standart SNI BJ 50. Direncanakan di bangun di wilayah zona gempa 3 dengan kondisi tanah sedang. Modelisasi struktur adalah 3 dimensi dengan bantuan software SAP2000 v.14.
Tujuan dari Tugas Akhir ini adalah untuk mengetahui efisiensi dan optimalnya penggunaan baja antara kolom tampang Hollow Tube standart JIS G 3466 dan Baja Penampang WF standart SNI BJ 50 , sebagai bahan struktur highrise building. Dengan demikian dapat diketahui masing-masing berat penggunaan baja dan yang paling ekonomis sebagai bahan material kolom.
Dari hasil analisis dapat disimpulkan tampang Tub lebih ekonomis dibandingkan dengan tampang WF untuk Struktur Kolom, karena dapat menghemat penggunaan baja sekitar 36%.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa, yang telah memberikan berkat dan kasih-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini yang merupakan syarat utama yang harus dipenuhi untuk memperoleh gelar sarjana Teknik dari Universitas Sumatera Utara dengan judul ” Analisa Portal dengan Menggunakan Kolom Nippon Steel Tampang Hollow Tube Dibandingkan Dengan Kolom Baja Konvensional Tampang WF Untuk High-Rise Building”.
Penulis menyadari bahwa selesainya tugas akhir ini tidak terlepas dari bimbingan, dukungan dan bantuan dari semua pihak baik moril maupun materil. Untuk itu, pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan rasa hormat dan terima kasih yang setulusnya kepada :
1. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan, selaku Ketua Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara dan juga yang merupakan pembimbing yang telah banyak meluangkan waktu, tenaga dan pikiran dalam memberikan bimbingan yang tiada hentinya kepada penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
2. Bapak Ir. Syahrizal, M.Sc selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
3. Kedua Orang Tuaku tercinta M. Ginting(+) dan N. Br. Tarigan, terutama Ibu yang luar biasa yang selalu memberi dukungan dan kasih sayangnya dan juga Doa yang selalu menyertai penulis tanpa kehadiran Bapak yang sudah tidak ada di tengah-tengah kami. Buat Abang dan Adik ( B’ Markus dan Niko ) terima kasih kuucapkan kepada kalian atas dorongan dan doanya.
4. Bapak/Ibu Dosen Staf Pengajar Jurusan Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara.
6. Sahabat saya Intan, Olga dan Ira yang selalu memberikan dukungan dan tempat saya berkeluh kesah.
7. Teman-teman saya, abang, kakak seluruh Ekstensi 2011, 2012 dan 2013: Patrica, Desi, Nadia, Vina, Ka’Yustina, Trisna, Winner, Grace, Eva, Tary, Vany, Ka’Krisna, Yogi, Bintua, Dila, Guido, B’Phillip, Adetya, B’Irbar, B’Otniel, dan teman-teman Estensi yang lain yang selalu memberi semangat, bantuan dan dukungan.
8. Teman-teman Reguler USU, terutama Silvi yang memerikan bantuan dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.
9. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu-persatu yang telah membantu penulis baik secara langsung maupun tidak langsung dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna, dikarenakan keterbatasan pengetahuan dan kemampuan dari penulis. Untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran jika ada kesilapan agar penulis dapat meningkatkan kemampuan menulis pada masa akan datang.
Akhir kata penulis mengucapkan banyak terimakasih kepada semua pihak yang telah banyak membantu penulis dan berharap semoga Tugas Akhir ini bermanfaat bagi penulis dan bagi semua pembaca umumnya.
Medan, Januari 2016 Hormat Saya
Penulis
DAFTAR ISI
1.6 SistematikaPenulisan ... 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 7
2.1 Baja Sebagai Material Struktur ... 7
2.1.1 Kelebihan dan Kekurangan... 7
2.1.2 Sifat Mekanik Baja Standar SNI ... 9
2.1.3 Sifat Mekanik Baja Standar JIS ... 11
2.2 Nippon Steel ... 12
2.4 Alat Sambung Baut ... 18
2.5.4 Kombinasi Pembebanan ... 32
2.6 Kinerja Batas Layan ... 32
2.7 SAP 2000 ... 33
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 35
3.1 Umum ... 35
2.6.1 Kombinasi Pembebanan ... 41
2.6.2 Analisa dengan program komputer SAP 2000 V.14 ... 42
3.7 Perencanaan Sambungan ... 42
3.8 Perbandingan ... 42
BAB IV ANALISA DATA... 44
4.1 Data Perencanaan ... 44
4.2 Pembahasan ... 45
4.2.1 Perioda dan Frekuensi ... 45
4.2.2 Displacement ... 47
4.2.3 Gaya Geser Dasar Struktur ... 51
4.2.4 Penampang dan Berat ... 53
4.3 Sambungan ... 86
4.3.1 Sambungan Baja Konvensional ... 86
4.3.2 Sambungan Nippon Steel ... 95
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 108
5.1 Kesimpulan ... 108
5.2 Saran ... 109
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Strandar tipe penampang profil baja canai panas (Macdonad, 2002)
Gambar 2.2. Detail Sambungan (Advanced Steel Construction Vol. 10, No. 3, pp. 351-371: 2014)
Gambar 2.3. Jarak dan spasi baut (Wiryanto Dewobroto, 2015, Struktur Baja) Gambar 2.4. Respons Spektrum Gempa Rencana (Anonim2, 2002, SNI
03-1726-2002) Gambar 3.1. Diagram Alir
Gambar 3.2. Menggunakan Penampang WF Gambar 3.3. Menggunakan Hollow Tube Gambar 3.4. Denah Titik Baja Tampang WF Gambar 3.5. Denah Titik Nippon Steel Gambar 3.6. Penampang WF
Gambar 3.7. Hollow Tube
Gambar 4.1. Grafik Perbandingan displacement arah x Gambar 4.2. Grafik perbandingan displacement arah y Gambar 4.3. Drift ∆s antar tingkat bangunan arah sumbu X Gambar 4.4. Drift ∆s antar tingkat bangunan arah sumbu Y Gambar 4.5. Denah Titik Baja Tampang WF akibat beban gempa Gambar 4.6. Denah Titik Baja Hollow Tube akibat beban gempa
Gambar 4.8. Sambungan Kolom- Balok Tampang WF Gambar 4.9. Balok WF
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Persyaratan Sifat Mekanis Baja Struktural Standar SNI Tabel 2.2. Persyaratan Sifat Mekanis Baja Struktura Standar JIS Tabel 2.3. Inersia Penampang WF dan Hollow Tub
Tabel 2.4. Berat Sendiri Bahan Bangunan dan Komponen Gedung (Tabel 2.1 PPIUG 1983)
Tabel 2.5. Beban Hidup pada Lantai Gedung (Tabel 3.1 PPIUG 1983) Tabel 2.6. Faktor Keutamaan untuk berbagai kategori gedung dan bangunan
(SNI 03-1726-2002)
Tabel 2.7. Faktor daktilitas maksimum, faktor reduksi gempa maksimum, faktor tahanan lebih struktur dan faktor tahanan lebih total beberapa jenis sistem dan subsistem struktur gedung
Tabel 4.1. Modal partisipasi massa struktur Tabel 4.2. Modal Perioda dan frekuensi Tabel 4.3. Displacement arah sumbu X dan Y
Tabel 4.4. Drift ∆s antar tingkat bangunan arah sumbu X dan Y antara baja konvensional dan Nippon Steel.
Tabel 4.5. Base Shear Perpondasi
Tabel 4.6. Dimensi Terbesar dan Terkecil Kolom Baja Konvensional tampang WF dan Nippon Steel Tampang Tub
Tabel 4.7. Perbandingan Berat Kolom Baja Konvensional tampang WF dan Nippon Steel Tampang Tub
DAFTAR NOTASI
As = luas penampang profil baja, mm2 E = modulus elastisitas baja, MPa Ec = modulus elastisitas beton, Mpa
Em = modulus elastisitas untuk perhitungan kolom komposit, MPa fcr = tegangan tekan kritis, MPa
f y = tegangan leleh untuk perhitungan kolom komposit, MPa fy = tegangan leleh profil baja, MPa
fc’ = kuat tekan karakteristik beton, MPa
kc = faktor panjang efektif kolom L = panjang unsur struktur, mm Nn = kuat aksial nominal, N
rm = jari-jari girasi kolom komposit, mm w = berat jenis beton, kg/m3
λc = parameter kelangsingan
φc = faktor reduksi beban aksial tekan ω = faktor tekuk
R0 = Tingkat ketahanan terhadap api pada kelembaban nol (menit) W = Berat jenis kolom baja (lbs/ft), untuk baja normal 90 lbs/ft D = Parameter dalam perlindungan api (in), = 84,6 in
h = Ketebalan pelindung beton (in)
L = dimensi satu sisi kolom beton pelindung (in) d = tinggi penampang profil baja (in)
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Spesifikasi HSS JIS dan JIS Section Properties Lampiran 2 Beban Gempa
Lampiran 3 Tabel Berat Masing-Masing Kolom Lampiran 4 Data Input SAP
