PERENCANAAN GEDUNG PERKULIAHAN 4 LANTAI DAN 1BASEMENTDI SUKOHARJO DENGAN PRINSIP DAKTAIL PARSIAL
Naskah Publikasi
untuk memenuhi sebagian persyaratan
mencapai derajat S-1 Teknik Sipil
diajukan oleh :
TITO ANGGA DARMAWAN NIM : D 100 070 014 NIRM : 07.6.106.03010.50014
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
PERENCANAAN GEDUNG PERKULIAHAN 4 LANTAI DAN 1BASEMENTDI SUKOHARJO DENGAN PRINSIP DAKTAIL PARSIAL
ABSTRAKSI
Tugas Akhir ini dimaksudkan untuk merencanakan struktur beton bertulang empat lantai dan 1 basement, yang merupakan gedung untuk perkuliahan yang terdapat di daerah Sukoharjo (wilayah gempa 3) yang berdiri diatas tanah keras dan berdasarkan pada SNI 1726-2002 dengan nilai faktor daktalitas (μ ) = 3 sehingga termasuk pada daktail parsial. Tujuan dari Tugas Akhir ini adalah untuk memperoleh suatu perbandingan atau efisiensi dari perencanaan struktur gedung berdasarkan tinjauan 3 dimensi, yang meliputi analisa mekanika struktur, distribusi beban geser/gempa dan kebutuhan tulangan.
Perencanaan struktur beton bertulang digunakan Mutu bahan yang
digunakan meliputi mutu beton f’c = 30 MPa, mutu baja untuk tulangan deform
350 MPa serta rangka atap baja digunakan mutu baja Bj 41. Peraturan-peraturan yang digunakan sebagai acuan meliputi PPIUG-1983, SNI 03-1729-2002, PPBBI-1984, PBI-1971, SNI 1726-2002, SNI 03-2847-2002. Analisis mekanika struktur
gedung menggunakan program “SAP 2000 V.14” 3 dimensi. Perhitungan matematis agar mendapat hasil yang cepat dan akurat menggunakan program
”Microsoft Excel 2007”. Sedangkan penggambaran menggunakan program
”AutoCAD2007”.
Hasil yang diperoleh dari perencanaan Tugas Akhir ini sebagai berikut : 1). Struktur atap menggunakan kuda-kuda rangka baja profil 20.40.3,
30.60.5, 40.60.7dan gordingnya C.125x50x3,2.
2). Ketebalan tangga dan bordes 12 cm dengan tulangan pokok D12 dan tulangan bagi 2dp6, plat dindingbasement dan lantai basement20 cm dengan tulangan pokok D10 dan tulangan bagi 2dp8, plat lantai dengan tulangan pokok D10 dan tulangan bagi 2dp8.
3). Balok menggunakan dimensi 300/600 dan 400/600 dengan tulangan pokok D22 dan tulangan geser 2dp10. Kolom menggunakan dimensi 500/500 dan 600/600 dengan tulangan pokok D22 dan tulangan geser 2dp10.
4). Pondasi menggunakan dimensi poer ukuran (2,5 x 2,5) m2 dan (3,0 x 3,0) m2setebal 80 cm dengan tulangan pokok 2D19-90 dengan tulangan susut D12-125, sedangkan tiang pancang dimensi 300/300 mm sepanjang 3,8 m dengan tulangan pokok 4D19 dan tulangan geser 2dp10-120.
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Kota Sukoharjo adalah kota yang sedang berkembang, yang penduduknya
masih banyak yang bekerja sebagai petani, peternak, dan lain-lain. Tapi di masa – masa ini pekerjaan yang digeluti masyarakat di Sukoharjo sudah mulai
ditinggalkan, peralihan tersebut terlihat dari anak – anak mereka. Para orang tua ingin anaknya berpendidikan lebih dari mereka sehingga bisa mendapatkan
pekerjaan yang lebih baik yang seperti anak – anak mereka inginkan. Maka dari itu anak – anak itu disekolahkan ke jenjang lebih tinggi yaitu pada taraf perkuliahan. Berkaitan dengan hal tersebut maka penyusun mencoba menyediakan
sarana yang dibutuhkan oleh mayoritas masyarakat di Sukoharjo yaitu tempat
perkuliahan. Penyusun merencanakan gedung perkuliahan empat lantai dan satu
basement di Sukoharjo guna memenuhi hal tersebut. Menurut SNI-1726-2002,
Sukoharjo termasuk pada wilayah gempa 3, untuk itulah dalam perencanaan
gedung bertingkat ini harus direncanakan dan didesain agar dapat menahan gaya
gempa yang kemungkinan terjadi di wilayah ini.
B. Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah tersebut adalah sebagai berikut:
1) Sukoharjo termasuk pada wilayah gempa 3, diperlukan perencanaan struktur
gedung tahan gempa.
2) Keadaan Sukoharjo yang semakin berkembang sehingga dibutuhkan suatu
gedung perkuliahan sebagai penunjang dalam pengembangan pendidikan.
C. Tujuan dan Manfaat Perencanaan
1. Tujuan perencanaan
Mendapatkan hasil desain struktur bangunan perkuliahan empat lantai
(+1 basement) di Sukoharjo yang tahan gempa sesuai dengan prinsip daktail
parsial, serta peraturan - peraturan yang berlaku di Indonesia.
2. Manfaat perencanaan
Manfaat pada perencanaan ini ada 2 macam, yaitu manfaat secara teoritis
a. Secara teoritis, perencanaan gedung ini diharapkan dapat menambah
pengetahuan dan pengalaman di bidang perencanaan struktur.
b. Secara praktis, perencanaan gedung dapat dipakai sebagai salah satu
referensi.
D. Batasan Masalah
Menghindari melebarnya pembahasan, perencanaan gedung ini dibatasi
pada masalah-masalah berikut :
1). Bangunan berada di wilayah Sukoharjo (wilayah gempa 3).
2). Gedung yang direncanakan adalah gedung perkuliahan 4 lantai dan 1
basement di Sukoharjo dengan menggunakan prinsip daktail parsial
dengan nilai faktor daktilitas struktur gedungμ = 3,0 dengan R = 4,8. 3). Perhitungan struktur mencakup perhitungan struktur atap (kuda-kuda) dan
beton bertulang.
4). Mutu bahan yang digunakan beton bertulang fc’ = 30 MPa, mutu baja
tulangan pokok (fy) = 350 Mpa.
5). Struktur pondasi direncanakan menggunakan pondasi tiang pancang.
6). Pada perencanaan ini digunakan peraturan-peraturan sebagai berikut:
(a) Tata Cara Perencanaan Struktur Baja Untuk Bangunan Gedung, SNI
03–1729–2002.
(b) Peraturan Beton Bertulang Indonesia (PBI) 1971.
(c) Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung (PPIUG) 1983.
(d) Standar Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan
Gedung SNI-1726-2002.
(e) Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung, SNI
03-2847-2002.
TINJAUAN PUSTAKA
A. Umum
Untuk merencanakan atau mendesain suatu struktur gedung bertingkat yang
struktur secara menyeluruh, baik mengenai analisis struktur, struktur beton dan
semua hal yang berhubungan dengan struktur bangunan itu sendiri.
B. Perencanaan Gedung Tahan Gempa 1. Syarat-syarat perencanaan struktur tahan gempa.
Syarat-syarat perencanaan struktur gedung tahan gempa yang ditetapkan
dalam SNI-1726-2002 (Standar Perencanaan Gedung Tahan Gempa) tidak berlaku
untuk bangunan sebagai berikut :
a) Gedung dengan sistem struktur yang tidak umum atau masih memerlukan
pembuktian tentang kelayakannya.
b) Gedung dengan sistem isolasi landasan (base isolation) untuk menahan
pengaruh gempa terhadap struktur atas.
c) Bangunan teknik sipil seperti jembatan, bangunan air, dinding dan dermaga
pelabuhan, anjungan lepas pantai dan bangunan non gedung lainnya.
d) Rumah tinggal satu tingkat dan bangunan gedung-gedung non teknis lainnya.
2. Konsep perencanaan gedung tahan gempa.
Berdasarkan SNI-1726-2002 terdapat 3 tingkat daktilitas yaitu :
1) Elastik penuh
Suatu tingkat daktilitas struktur gedung dimana nilai faktor daktilitasnya
sebesar 1,0 (=1,0).
2) Daktail parsial
Seluruh tingkat daktilitas struktur gedung dimana nilai faktor daktilitas
diantara 1,5 (=1,5) dan untuk struktur gedung yang daktail penuh sebesar 5,0 (=5,0).
3) Daktail penuh
Suatu tingkat daktilitas struktur gedung dimana nilai faktor daktilitas sebesar
5,3 (=5,3).
C. Konsep Desain Perencanaan Struktur dengan Daktail Parsial 1. Pemasangan sendi plastis
a) Untuk balok, sendi plastis dipasang pada ujung kanan dan ujung kiri balok
b) Untuk kolom, sendi plastis hanya dipasang pada ujung bawah kolom lantai
paling bawah dengan jarakλ0.
D. Kekuatan Struktur
Dalam SNI 03-2847-2002 diatur tata cara perhitungan struktur beton untuk
bangunan gedung. Beberapa istilah yang perlu dipahami adalah sebagai berikut :
1. Faktor beban
2. Faktor reduksi kekuatan (φ)
E. Beban Gempa
Beban gempa merupakan salah satu beban yang harus
diperhitungkan dalam perencanaan struktur bangunan, terutama untuk daerah
rawan gempa. Pada perencanaan ini beban gempa dihitung dengan pedoman SNI
1726-2002 (Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan
Gedung).
1. Faktor-faktor penentu beban gempa nominal. 1a).Faktor respons gempa (C1).
1b).Faktor keutamaan gedung (I).
1c).Faktor reduksi gempa (R).
1d).Berat total gedung (Wt).
2. Gaya geser horizontal (V)
3. Beban gempa nominal statik ekuivalen (Fi)
4. Kontrol waktu getar gedung (TR)
LANDASAN TEORI
A. Perencanaan Struktur Atap Rangka Baja 1. Perencanaan gording
Beban-beban yang diperhitungkan pada gording meliputi beban mati (akibat
berat sendiri gording dan beban penutup atap), beban hidup dan beban angin. Baja
profil yang digunakan untuk gording adalah profil Canal.. Proses perencanaan
gording ini dapat dilukiskan dalam bentuk bagan alir (flowchart) seperti pada
Pilih profil gording
Gambar III.1. Bagan alir perencanaan gording
2. Perencanaan kuda-kuda
Gambar III.2. Bagan alir perencanaan kuda-kuda
ya Mulai
Menentukan momen yang terjadi pada gording
Perencanaangording
Kontrol terhadap pembebanan pada gording
Selesai
tidak tidak
ya ya
tidak
Kontrol tegangan Kontrol lendutan
Mulai
Perencanaan data-data dan mutu baja
Analisis pembebanan
Analisis SAP
Kontrol gaya yang terjadi (?)
tidak
ya
Hitungan sambungan
Hitungan plat kopel
B. Perencanaan Struktur Pelat Lantai dan Tangga 1. Perencanaan pelat
Gambar III.3. Bagan alir perhitungan penulangan pelat
2. Perencanaan tangga beton bertulang
Agar anak tangga dapat digunakan dengan mudah dan nyaman, maka
ukuran anak tangga ditentukan sebagai berikut :
2.T + I = (61 - 65 cm)
dengan :
T = tinggi bidang tanjakan (optred) atau tinggi anak tangga (cm)
A = lebar bidang injakan (antrede) atau lebar anak tangga(cm)
C. Perencanaan Struktur Balok
Pada perencanaan balok dilakukan analisa perhitungan meliputi tulangan
memanjang balok dan tulangan geser (begel) balok dapat dilihat pada Gambar
III.4 sampai dengan Gambar III.5.
Ya
Tidak
Selesai Dihitung jarak tulangan s,
dipilih yang terkecil Dihitung jarak tulangan s,
dipilih yang terkecil Dihitung luas tulangan pokok
perlu, dipilih yang terbesar Dihitung luas tulangan bagi (Asb,u), dipilih yang terbesar Pelat dipertebal
Menghitung nilai K
Menghitung nilai a
Gambar III. 4 Bagan alir perhitungan tulangan memanjang balok
Gambar III.5. Bagan alir perhitungan tulangan geser balok
Tulangan tarik As,u= A1+ A2 Tulangan tekan A’s,u= A2 Dipakai tulangan : As≥ As,udan A’s≥ A’s,u
Menghitung nilai K
Tidak
Ya
Direncanakan : b, d, d’s,f’c, fy, Mu
Dipilih Muyang paling besar (Pasal 11.2 SNI-03-2847-2002)
Balok tulangan tunggal
Balok tulangan rangkap
Dipilih yang besar luas tulangan pokok Syarat :As≥ As,u
Menghtung nilai A1 dan A2
Menghitung jumlah tulangan (n), Ditambahkan Tulangan tekan 2 batang
Jumlahtulangan: 1. ntarik 2. ntekan
Selesai
K1= 0,8.Kmaks Mulai
Menghitung jarak begel pada sendi plastis dan di luar sendi plastis Menghitung luas perlu(Av,u)/ meter. Dipilih
Av,uyang terbesar
Menghitung gaya geser pada sendi plastis dan d.luar sendi plastis
Gaya geser (Vu) dipilih yang terbesar
Dihitung Vu pada jarak d (Vud) dan Vu pada jarak 2h (Vu2h) dari muka kolom Data : dimensi balok (b, d, ds’),mutu bahan (fc’,
f )
Selesai Mulai
Menghitung nilai a Menghitung nilai a1
ya
tidak ya
tidak 3. Perhitungan torsi balok
Tu≤
Acp= luas penampang keseluruhan (mm²)
Pcp = keliling penampang keseluruhan (mm)
D. Perencanaan Struktur Kolom
Gambar III.6. Bagan alir perhitungan tulangan memanjang kolom
Direncanakan : b, d, d’s,f’c, fy, Mu,Nu
Mulai
Dihitung :
ψ sesuai dengan persamaan III.30
k sesuai dengan persamaan III.31a–III.31d
Kolom panjang Kolom pendek Kolom panjang
Selesai
Dipilih yang besar :
Mc = δb.M2b
Kolom dapat bergoyang Kolom tidak dapat bergoyang
Gambar III.7. Bagan alir perhitungan tulangan geser kolom
E. Perencanaan Pondasi
Gambar III.8. Bagan alir perencanaan pondasi. Dihitung jarak begel, s = (n..1/4.Π.dp2
.S)/Avu: Kontrol jarak begek s :
-untuk begel sepanjang λ0: - Di luar 2h dari muka kolom
sd/4 ; s≤ 6.D Vs <½.Vs,maks , maka s = d/ 2 dan s≤ 600 mm s100+(350-h+2.ds)/3 Vs > ½.Vs,maks , maka s = d/4 dan s≤ 300 mm s150 mm tetapi s≥ 100 mm
Selesai
Dihitung luas begel perlu (Avu) per meter panjang balok, pilih yang besar Gaya geser yang ditahan begel ,Vs≤ Vs,maks:
- Untuk sepanjang λ0, Vs= Vu/ø
- Di luar λ0, Vs= (Vu-ø.Vc)/ø
Vs,maks= 2/3.√f’c.b.d
Dipilih Vuyang kecil Data : b, d, d’s,f’c, fy, Gaya geser
Mulai
Mulai
Direncanakan : Pu, Mu, data sondir, dimensi tiang daan kedalaman tiang
Perhitungan kekuatan tiang tunggal
Perhitungan jumlah tiang dan daya dukung kelompok tiang
Selesai
Kontrol tegangan geser dan penulangan poer pondasi Kontrol daya dukung maksimum tiap tiang
Kontrol tulangan dan penulangan tiang
METODE PERENCANAAN
Gambar IV.1. Bagan alir tahapan perencanaan
Tahap VI Tahap V Tahap IV
Tahap III Tahap II Tahap I
Tidak
Tidak
Tidak
Mengumpulkan data dan tes sondir
Desain gambar rencana
Menghitung struktur atap
Menghitung tulangan pelat dan tangga
Analisa pembebanan Asumsi dimensi awal balok dan kolom
Beban mati Beban hidup Beban gempa
Asumsi dimensi pondasi
Membuat gambar detail Analisa mekanika
Penentuan beban kombinasi
Dimensi balok cukup (?)
Penulangan balok
Dimensi kolom cukup (?)
Penulangan kolom
Dimensi pondasi cukup (?)
Penulangan pondasi
ya
ya
ya
Mulai
HASIL PENELITIAN
A. Perencanaan Struktur Atap
Perencanaan Struktur atap menggunakan atap dari genteng dengan rangka
atap dari baja. Digunakan gording profil C125x50x20x3,2 dan rangka kuda-kuda baja
menggunakan profil20.40.3,30.60.5,40.60.7. Alat sambung menggunakan
baut (=3/8” dan ¼”) dengan plat kopel 10 mm dan plat buhul 12 mm.
B. Perencanaan Plat
Tabel VI.1. Tulangan dan momen tersedia plat lantai
Mtx= -3,366 (Sumber : Hasil hitungan)
C. Perencanaan DindingBasement
Tabel V.2. Tulangan plat dindingbasementdan momen tersedia
Type
Mtumpuan (kanan=kiri) = -14,546 D10-100 D8-120 37,299
Mlapangan= 25,379 D10-100 D8-120 37,299
(Sumber : Hasil hitungan)
D. Perencanaan LantaiBasement
Tabel V.3. Tulangan plat dindingbasementdan momen tersedia
Type
(Sumber : Hasil hitungan)
E. Perencanaan Tangga
Tabel V.4. Tulangan dan momen tersedia struktur tangga.
F. Perencanaan Struktur Balok
Hasil perhitungan perencanaan balok menggunakan tulangan pokok D22
dan tulangan begelnya dp10.
G. Perencanaan Struktur Kolom
Hasil perhitungan perencanaan kolom menggunakan tulangan pokok D22
dan tilangan begelnya dp10.
H. Perencanaan Struktur Pondasi
Hasil perhitungan perencanaan pondasi menggunakan tulangan pokok D19
dan tulangan begel dp10. Untuk tulangansloofmenggunakan D22 dan dp10.
I. KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan
Setelah melakukan analisis perhitungan perencanaan struktur beton
bertulang untuk gedung perkuliahan 4 lantai dan 1 basement dengan prinsip
daktail parsial di daerah Sukoharjo tinjauan 3 dimensi, dapat diambil kesimpulan
sebagai berikut :
1). Struktur atap menggunakan kuda-kuda rangka baja profil20.40.3,30.60.5,
40.60.7 dan gordingya menggunakan kanal (C.125x50x20x3,2).
2). Struktur plat meliputi ;
a). Tebal plat lantai 12 cm dengan tulangan pokok D10 dan tulangan bagi dp
8.
b). Tebal plat dindingbasement tebal 20 cm dengan tulangan pokok D10 dan
tulangan bagi dp 8.
c). Tebal plat lantai basement tebal 15 cm, dengan tulangan pokok D10, dan
tulangan bagi dp 8.
3). Struktur tangga digunakan bentuk K dengan hasil perencanaan optrade16 cm
dan antrade 30 cm. Tebal 12 cm dengan tulangan pokok D12 dan tulangan
bagi dp 6, sedangkan plat bordes digunakan tebal 12 cm dengan tulangan
pokok D12 dan tulangan bagi dp 6.
4). Struktur portal gedung beton bertulang meliputi :
a). Balok induk dengan dimensi 300/600 mm dan 400/600 mm dengan
b). Kolom dengan dimensi kolom 600/600 mm dan 500/500 mm dengan
tulangan pokok D22 dan tulangan geser menggunakan 2dp10.
5). Struktur pondasi menggunakan pondasi tiang pancang beton bertulang dan
dipancang sampai tanah keras meliputi :
a). Plat poer pondasi menggunakan ukuran (2,5 x 2,5) m2 dan (3,0 x 3,0) m2
setebal 80 cm dengan tulangan pokok 2D19-90 dengan tulangan susut
2D12-125.
b). Kelompok tiang pancang berjumlah 4 tiang dan 6 tiang dengan dimensi
tiang pancang 300/300 dengan tulangan pokok 4D19 dengan begel
2dp10-120.
B. Saran
Pada Tugas Akhir ini penulis mencoba memberikan saran diantaranya
sebagai berikut :
1. Bentuk kolom mengikuti bentuk denah yaitu persegi panjang bukan persegi.
2. Pada kolom supaya didapat tulangan pokok yang lebih efisien dipakai metode
Bresler.
3. Dimensi kolom bisa dikecilkan karenaρ < 1%.
4. Jika dalam perencanaan menggunakan program bantu hitung untuk perhitungan
analisa mekanika struktur seperti SAP 2000 v.014 atau yang lainnya
hendaknya pemasukan beban perlu ketelitian.
5. Dalam penggambaran hendaknya dibuat secara sederhana dan detail agar
mudah dibaca oleh semua orang.
DAFTAR PUSTAKA
Asroni, A., 2010.Balok Dan Pelat Beton Bertulang,Graha Ilmu, Yogyakarta.
Asroni, A., 2010. Kolom, Fondasi Dan Balok T Beton Bertulang, Graha Ilmu, Yogyakarta.
Asroni, A., 2009. Struktur Beton lanjut, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Surakarta, Surakarta.
DPPW, 2002. Standar Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung SNI-1726-2002, Departeman Permukiman dan Prasarana Wilayah, Bandung.
LPMB, 1983.Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983, Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan, Bandung.
LPMB, 1984.Peraturan perencanaan bangunan baja Indonesia, Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan, Bandung.
LPMB, 2002.Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung SNI 03-2847-2002, Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan, Bandung.
LPMB, 2002.Tata Cara Perencanaan Struktur Baja Untuk Bangunan Gedung SNI 03-1729-2002 , Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan, Bandung.
Rochman, A., 2012. Pedoman Penyusunan Tugas Perencanaan Atap , Program
LEMBAR PENGESAHAN
PERENCANAAN GEDUNG PERKULIAHAN 4 LANTAI DAN 1BASEMENTDI SUKOHARJO DENGAN PRINSIP DAKTAIL PARSIAL
Publikasi Karya Ilmiah
Diajukan dan dipertahankan pada Ujian Pendadaran Tugas Akhir dihadapan Dewan Penguji
Pada tanggal : 22 Oktober 2012
diajukan oleh :
TITO ANGGA DARMAWAN NIM : D 100 070 014 NIRM : 07 6 106 03010 50014
Susunan Dewan Penguji
Pembimbing Utama Pembimbing Pendamping
Ir. Abdul Rochman, M.T. Budi Setiawan, S.T., M.T.
NIK : 610 NIK : 785
Anggota
Sugiyatno, S.T. NIK : 650
Tugas Akhir ini diterima sebagai salah satu persyaratan Untuk mencapai derajat S-1 Teknik Sipil
Surakarta,...
Dekan Fakultas Teknik Ketua Program Studi Teknik Sipil
Ir. Agus Riyanto SR, M.T. Ir. H.Suhendro Trinugroho, M.T.