ANALISIS PORTAL DENGAN MENGGUNAKAN KOLOM
NIPPON STEEL TAMPANG HOLLOW TUBE
DIBANDINGKAN DENGAN MENGGUNAKAN KOLOM
BETON BERTULANG UNTUK HIGH-RISE BUILDING
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi tugas-tugas dan
Memenuhi syarat untuk menempuh ujian sarjana teknik sipil
Disusun oleh :
110404156
Selvia Winata
Dosen Pembimbing
NIP. 19561224 198103 1 002
Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan
BIDANG STUDI STRUKTUR
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
ABSTRAK
Perkembangan gedung tinggi di Indonesia maupun dunia semakin banyak,
penemuan-penemuan dalam perencanaan dan pelaksanaan pembangunannya juga
semakin berkembang.Di Indonesia gedung tinggi masih didominasi oleh struktur
beton sementara di luar negri pembangunan gedung tinggi sudah banyak
menggunakan baja karena pengerjaan nya dilapangan dianggap lebih
efektif.Perkembangan penggunaan baja pun semakin berinovasi di negara-negara
maju dengan menggunakan baja hollow contohnya Jepang yang sangat populer
penggunaan baja hollow sebagai kolom.
Penelitian Tugas Akhir ini membahas mengenai perbandingan kolom baja
hollow tube dengan kolom beton bertulang pada portal 3 dimensi 15 lantai,
dengan fungsi gedung perkantoran. Perbandingan meliputi berat total kolom dan
dimensi kolom di tiap lantai juga respon struktur terhadap beban gempa. Analisa
dilakukan dengan bantuan software sap2000 versi 16, dan analisa gempa
menggunakan metode respon spektrum. Dari hasil analisa didapatkan dimensi
kolom untuk baja hollow tube lebih kecil dibandingkan kolom beton, begitupun
dengan berat total kolom yang mana baja hollow jauh lebih ringan dari kolom
beton.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur saya panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas
segala berkat dan hadirat-Nya saya dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan
judul “Analisa Portal Dengan Menggunakan Kolom Nippon Steel Tampang
Hollow Tube Dibandingkan Dengan Menggunakan Kolom Beton Bertulang
Untuk Highrise Building”. Penulisan Tugas Akhir ini adalah sebagai salah satu
syarat untuk mendapatkan gelar Sarjana Teknik program studi Teknik Sipil pada
fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan bantuan, bimbingan,
arahan dan dukungan yang berharga dari berbagai pihak. Untuk semua itu, peneliti
menyampaikan penghargaan yang setinggi-tingginya dan ucapan terimakasih yang
tulus kepada :
1. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan, selaku Dosen Pembimbing yang
telah sabar memberi bimbingan, arahan, saran, serta motivasi kepada
peneliti untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini.
2. Orangtua terkasih, Bapak Jhonni dan Ibu Maria Sinurat yang telah
memberi kasih sayang, perhatian, doa, semangat, waktu dan materi yang
tiada hentinya sehingga peneliti termotivasi untuk dapat menyelesaikan
Tugas Akhir ini dengan baik.
3. Saudaripeneliti Selyia Cicilia yang selalu memberikan perhatian,
penghiburan, semangat dan motivasi yang besar untuk dapat
menyelesaikan perkuliahan dengan baik.
4. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan, selaku Ketua Departemen Teknik
Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
5. Bapak Ir. Syahrizal, MT, selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil
Universitas Sumatera Utara.
6. Bapak/Ibu Dosen Staf Pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan ilmunya
kepadapeneliti selama menempuh masa studi di Departemen Teknik Sipil
7. Kepada pegawai administrasi dan pegawai-pegawai Departemen Teknik
Sipil USU lainnya.
8. Seluruh angkatan 2011 Dept. Tek. Sipil USU, terkhusus kepada Manna
Haloho, Shinta Harmadhana, Rizky Ayu yang menjadi tempat bertanya
dan belajar yang baik dan dengan senang hati berbagi ilmu, juga menjadi
penghibur disaat kejenuhan dengan perkuliahan. Untuk teman-teman
GosPan Ade Harumi, Rozaqon, Sry Meita, dan Yahya atas
candaan-candaan yang kurang penting dan kegilaannya, Windy a.k.a Mentor, dan
teman-teman lain yang tidak dapat disebutkan satu per satu.
9. Abang dan kakak senior angkatan 2008, 2009, 2010 serta adik-adik junior
yang selalu memberi dukungan, tenaga dan semangat yang luar biasa.
10.Seluruh pihak yang telah mendukung dan membantu peneliti dari segi
apapun, sehingga Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan baik.
Peneliti menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh
karena itu, peneliti sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari
Bapak dan Ibu Staf Pengajar serta rekan – rekan mahasiswa demi penyempurnaan
Tugas Akhir ini.
Akhir kata penelitimengucapkan terima kasih.Peneliti berharap semoga
laporan Tugas Akhir ini bermanfaat bagi para pembaca.
Medan, 26Oktober 2015
Peneliti,
DAFTAR ISI
2.1.3 Kelebihan dan Kekurangan Beton Bertulang ... 9
2.1.4 Kolom Beton Bertulang ... 10
2.2 Portal Baja ... 13
2.2.1 Sifat Mekanis Baja ... 13
2.2.2 Hubungan Tegangan-Regangan Baja ... 14
2.2.3 Kelebihan dan Kekurangan Baja ... 16
2.2.4 Kolom Baja ... 17
2.3 Nippon Steel
2.3.1 Pengenalan ... 19
2.3.2 Perkembangan Steel Tube untuk Pekerjaan Konstruksi ... 19
2.3.3 Profil Hollow ... 20
2.3.4 Sambungan Kaku pada Kolom Hollow ... 28
2.4 Pembebanan Struktur ... 30
2.4.1 Beban Statis ... 30
2.4.2 Beban Dinamis ... 32
2.4.3 Kombinasi Pembebanan ... 32
2.5 Analisa Gedung Terhadap Gempa ... 33
2.5.1 Metode Statik Ekivalen ... 33
3.3. Permodelan Struktur... 47
3.4 Pembebanan ... 49
3.5 Beban Gempa ... 50
3.6 Kombinasi beban ... 53
3.7 Analisa Permodelan ... 54
3.8 Base shear Struktur ... 54
3.9 Kontrol Simpangan antar Tingkat ... 55
BAB IV ANALISA dan PEMBAHASAN ... 57
4.2 Karakteristik Dinamika Struktur ... 60
4.3 Gaya Geser Dasar Hasil Analisa ... 62
4.4 Perbandingan Simpangan Struktur ... 65
4.5 Periode Getar Bangunan ... 70
4.6 Perbandingan Cost ... 72
BAB V KESIMPULAN dan SARAN ... 73
4.1 Kesimpulan ... 73
4.2 Saran ... 74
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Rasio d/t tampang hollow bulat...26
Tabel 2.2 Rasio b/t tampang hollow rectangular... 26
Tabel 2.3 Rasio h/t tampang hollow rectangular... 27
Tabel 2.4 batasan b/t dan h/t hollow berdasarkan AISC... 27
Tabel 2.5 Beban hidup lantai gedung... 31
Tabel 2.6 Kategori resiko gedung... 34
Tabel 2.7 Koefisien kelas situs Fa... 37
Tabel 2.8 Koefisien kelas situs Fv... 37
Tabel 2.9 KDS berdasarkan respon percepatan perioda pendek... 38
Tabel 2.10 KDS berdasarkan respon percepatan perioda 1 detik... 38
Tabel 2.11 Koefisien Cu... 39
Tabel 2.12 Koefisiec Ct dan x... 39
Tabel 3.1 Mutu material... 46
Tabel 3.2 Kelas situs... 51
Tabel 3.3 Simpangan antar tingkat ijin... 55
Tabel 4.1 Perbandingan dimensi kolom... 57
Tabel 4.2 Berat kolom beton... 58
Tabel 4.3 Berat kolom penampang hollow... 58
Tabel 4.4 Luas kebutuhan tulangan... 59
Tabel 4.5 Perbandingan berat balok... 60
Tabel 4.6 Persen modal partisipasi massa struktur beton... 61
Tabel 4.7 Persen modal partisipasi massa struktur baja... 61
Tabel 4.8 Koefisien R, Ωo dan Cd... 62
Tabel 4.10 Base shear per pondasi... 65
Tabel 4.11 Perbandingan perpindahan... 66
Tabel 4.12 Simpangan antar tingkat arah x... 69
Tabel 4.13 Simpangan antar tingkat arah y... 70
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Kurva tegangan regangan beton... 6
Gambar 2.2 Tipe kolom beton... 12
Gambar 2.3 Kurva hubungan tegangan regangan baja... ....15
Gambar 2.4 Tipe penampang batang tekan... 18
Gambar 2.5 Perbandingan kapasitas tekan baja dengan masa sama...22
Gambar 2.6 Perbandingan massa baja dengan kapasitas tekan sama... 22
Gambar 2.7 Perbandingan inersia penampang baja... 22
Gambar 2.8 Distribusi tegangan pada kolom hollow... 25
Gambar 2.9 Pengelasan sambungan join kolom... 29
Gambar 2.10 Sambungan balok WF ke kolom hollow... 29
Gambar 2.11 Langkah sambungan through diaphragm... 30
Gambar 2.12 Spektrum respon desain... 42
Gambar 2.13 Pola goyangan gedung... 43
Gambar 3.1 Modelisasi struktur beton... 47
Gamber 3.2 Denah gedung kolom beton... 47
Gambar 3.3 Modelisasi struktur baja... 48
Gambar 3.4 Denah gedung kolom hollow... 48
Gambar 3.5 Peta gempa periode pendek... 50
Gambar 3.6 Peta gempa periode 1 detik... 51
Gambar 3.7 Respon spektrum wilayah medan... 53
Gambar 4.1 Diagram perbandingan berat material... 59
Gambar 4.2 Denah kolom... 64
Gambar 4.3 Grafik perbandingan displacement arah x... 67
DAFTAR NOTASI
Ie Faktor keutamaan gedung
Ss Percepatan batuan dasar periode pendek
S1 Percepatan batuan dasar periode1 detik
Fa Koefisien kelas situs berdasarkan Ss
Fv Koefisien kelas situs berdasarkan S1
SMS Parameter spektrum respons percepatan perioda pendek
SM1 Parameter spektrum respon percepatan perioda 1 detik
SDS Parameter spektral desain perioda pendek
SD1 Parameter spektral desain perioda 1 detik
Ta Periode fundamental pendekatan
T Perioda fundamental
Hn ketinggian total struktur (m)
Cs Koefisien respon seismik
W Berat efektif struktur
V Gaya geser dasar seismik
R Faktor modifikasi respons
Sa Percepatan respon spektral (g)
fc’ Kuat tekan beton
fy Tegangan leleh baja
fu Tegangan putus baja
Ec Elastisitas beton
Es Elastisitas baja
Hsx tinggi tingkat dibawah lantai x
Cd Faktor amplifikasi defleksi
𝛿𝛿𝑥𝑥𝑥𝑥 Defleksi yang ditentukan dengan analisa elastis
