Naskah Publikasi
Disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil
Diajukan oleh:
MUHAMMAD YANU UTOMO NIM: D 100 050 009 NIRM: 05 6 106 03010 50009
Kepada:
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
LEMBAR PENGESAHAN
PERENCANAAN GEDUNG PERKULIAHAN EMPAT LANTAI SATU BASEMENT DI SURAKARTA
DENGAN PRINSIP DAKTAIL PARSIAL
Naskah Publikasi
Diajukan dan dipertahankan pada Ujian Pendadaran Tugas Akhir di hadapan Dewan Penguji
Pada tanggal 27 Desember 2012
diajukan oleh :
MUHAMMAD YANU UTOMO NIM: D 100 050 009 NIRM: 05 6 106 03010 50009
Susunan Dewan Penguji:
Pembimbing Utama Pembimbing Pendamping
Ir. H Aliem Sudjatmiko, MT. Basuki, ST. MT.
NIP: 131 683 033 NIK: 783
Anggota
H. Budi Setiawan, ST. MT. NIK: 785
Tugas Akhir ini diterima sebagai salah satu persyaratan Untuk mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil
Surakarta, ...
Dekan Fakultas Teknik Ketua Program Studi Teknik Sipil
PERENCANAAN GEDUNG PERKULIAHAN EMPAT LANTAI SATU BASEMENT DI SURAKARTA
DENGAN PRINSIP DAKTAIL PARSIAL
ABSTRAKSI
Tugas Akhir ini dimaksudkan untuk merencanakan struktur beton bertulang lima lantai, yang merupakan gedung perkuliahan di daerah Surakarta (wilayah gempa 3) yang berdiri di atas 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 analisis mekanika struktur, distribusi beban geser/gempa dan kebutuhan tulangan.Pada perencanaan ini, digunakan mutu bahan : mutu beton (fc’) 30 MPa,
mutu baja (fy) 400 MPa dan rangka atap baja digunakan mutu baja Bj 34.
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. Perhitungan matematis agar mendapat hasil yang cepat dan akurat menggunakan program ”Microsoft Excel 2007”. Penggambaran menggunakan program ”AutoCAD 2007”. Hasil yang diperoleh dari perencanaan Tugas Akhir ini sebagai berikut: Struktur atap menggunakan kuda-kuda rangka baja profil ⎦⎣30.45.3, ketebalan plat tangga dan bordes 15 cm dengan tulangan pokok dan tulangan bagi dp10, plat lantai dengan tulangan pokok dan tulangan bagi dp10, balok menggunakan dimensi 450/600 dengan tulangan pokok D25 dan tulangan geser 2dp10. Kolom menggunakan dimensi 600/600 dengan tulangan pokok D25 dan tulangan geser 2dp10, pondasi menggunakan dimensi poer ukuran (3 x 3) m2 setebal 100 cm dengan tulangan D25, sedangkan tiang pancang dimensi 400/400 mm sepanjang 6 m dengan tulangan pokok D25 dan tulangan geser 2dp10.
1
A. PENDAHULUAN
Era globalisasi menuntut persaingan di berbagai bidang, salah satunya
adalah mutu sumber daya manusia. Pendidikan adalah cara untuk mendapatkan
sumber daya manusia yang berkualitas. Untuk menunjang peningkatan kemajuan
pendidikan tersebut maka dibutuhkan sarana pendidikan. Surakarta adalah salah
satu kota besar di Indonesia yang menjadi tujuan pendidikan. Banyak sekolah dan
universitas berkualitas yang terdapat di Surakarta yang menarik minat sebagian
besar pelajar dan mahasiswa di pulau jawa bahkan dari luar jawa.
Universitas adalah jenjang pendidikan tertinggi dengan konsentrasi
pendidikan yang beragam yang berperan menciptakan profesionalitas sumber
daya manusia. Beragam konsentrasi tersebut menyerap banyak mahasiswa, untuk
itulah dalam sebuah universitas dibutuhkan banyak fasilitas ruang kuliah yang
ditata dalam bentuk gedung perkuliahan
Menurut SNI 03-1726-2002, Surakarta termasuk pada wilayah gempa 3
yaitu merupakan daerah dengan kemungkinan terjadi gempa berskala cukup besar
sehingga dalam merencanakan gedung bertingkat harus direncanakan dan didesain
dengan matang agar dapat digunakan dengan nyaman dan aman terhadap bahaya
gempa bagi pemakai. Untuk efisiensi tata guna lahan maka gedung perkuliahan
direncanakan 4 lantai 1 basement menggunakan prinsip daktail parsial. Perencanaan gedung tersebut secara teoritis harus memenuhi persyaratan tertentu,
baik dari segi struktur, kekakuan, kestabilan serta ekonomi.
Berdasarkan permasalahan di atas, maka diambil suatu rumusan masalah
sebagai acuan dalam perencanaan sebagai berikut:
1). Surakarta termasuk daerah yang berada pada wilayah gempa 3, maka
diperlukan perencanaan struktur gedung tahan gempa.
2). Karena berkembangnya daerah Surakarta menjadi kota besar dan tata guna
lahan yang semakin sempit, diperlukan perkembangan gedung bertingkat atau
pembangunan secara vertikal.
bangunan 4 lantai 1 basement di Surakarta yang tahan gempa sesuai dengan prinsip daktail parsial, serta peraturan-peraturan yang berlaku di Indonesia.
Manfaat yang dapat diambil pada perencanaan ini adalah menambah
pengetahuan di bidang perencanaan struktur dan sebagai referensi, khususnya
dalam perencanaan struktur beton bertulang tahan gempa dengan prinsip daktail
parsial.
Untuk menghindari melebarnya pembahasan, maka penyusunan laporan
tugas akhir ini dibatasi masalah-masalah sebagai berikut:
1). Gedung yang direncanakan adalah gedung perkuliahan 4 lantai 1 basement di Surakarta (wilayah gempa3).
2). Perhitungan struktur mencakup perhitungan struktur atap (kuda-kuda) dan
struktur beton bertulang (plat lantai, plat tangga, perhitungan balok, kolom
dan pondasi tiang pancang).
3). Spesifikasi material struktur yang digunakan adalah mutu beton f’c = 30 MPa,
mutu baja fy = 400 MPa untuk tulangan utama, dan fy = 300 MPa untuk
tulangan geser.
B. TINJAUAN PUSTAKA
Menurut pasal 3.1.3.1 Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk
Struktur Bangunan Gedung SNI-1726-2002, daktilitas adalah kemampuan struktur
suatu gedung untuk mengalami simpangan pasca-elastik yang besar secara
berulang kali dan bolak-balik akibat beban gempa di atas beban gempa yang
menyebabkan terjadinya pelelehan pertama, sambil mempertahankan kekuatan
dan kekakuan yang cukup, sehingga struktur gedung tersebut tetap berdiri
walaupun sudah dalam kondisi sudah di ambang keruntuhan.
Berdasarkan SNI-1726-2002 terdapat 3 tingkat daktilitas yaitu :
1). Elastik penuh
Suatu tingkat daktilitas struktur gedung dimana nilai faktor daktilitasnya
3
2). Daktail parsial
Seluruh tingkat daktilitas struktur gedung dengan nilai faktor daktilitas
diantara untuk struktur gedung yang elastik penuh sebesar 1,0 (μ=1,0) dan
untuk struktur gedung yang daktail penuh sebesar 5,3 (μ=5,3).
3). Daktail penuh
Suatu tingkat daktilitas struktur gedung dimana strukturnya mampu
mengalami simpangan pasca-elastik pada saat mencapai kondisi diambang
keruntuhan yang paling besar yaitu dengan mencapai nilai faktor daktilitas
sebesar 5,3 (μ=5,3).
Dalam pasal 4.5 SNI-1726-2002 disebutkan bahwa struktur gedung harus
memenuhi persyaratan “kolom kuat balok lemah”, artinya ketika struktur gedung
memikul pengaruh gempa rencana, sendi-sendi plastis di dalam struktur gedung
tersebut hanya boleh terjadi pada ujung-ujung balok dan pada kaki kolom dan
kaki dinding geser saja.
Pada perencanaan gedung dengan prinsip daktail parsial, direncanakan
titik-titik yang berpotensi membentuk leleh lentur (sendi plastis) pada jarak
tertentu sesuai pasal 23.10.4.2 dan pasal 23.10.4.5.1 Tata Cara Perhitungan
Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung SNI 03-2847-2002 sebagai berikut:
1). Untuk balok, sendi plastis dipasang pada ujung kanan dan ujung kiri balok
dengan jarak 2h dari muka kolom.
2). Untuk kolom, sendi plastis hanya boleh dipasang pada ujung bawah kolom
lantai paling bawah. Lokasi sendi plastis kolom dipasang dengan jarak λ0 dari
ujung bawah kaki kolom.
Jarak λ0 ditentukan sebagai berikut:
a). λ0≥ 1/6 dari tinggi bersih kolom
b). λ0≥ dimensi terbesar kolom
Gambar 1. Pemasangan sendi plastis
Menurut pasal 11 SNI 03-2847-2002, struktur dan komponen struktur
harus direncanakan hingga semua penampang mempunyai kuat rencana minimum
sama dengan kuat perlu yang dihitung berdasarkan kombinasi beban dan gaya
terfaktor yang sesuai dengan ketentuan. Kombinasi-kombinasi beban terfaktor
tersebut sebagai berikut (pasal 11.2. SNI 03-2847-2002):
1). U = 1,4 D ... (1a)
2). U = 1,2 D + 1,6 L + 0,5 (A atau R) ... (1b)
3). U = 1,2 D + 1,0 L ± 1,6 W + 0,5 (A atau R) ... (1c)
U = 0,9 D ± 1,6 W ... (1d)
4). U = 1,2 D + 1,0 L ± 1,0 E ... (1e)
U = 0,9 D ± 1,0 E ... (1f)
Ketidakpastian kekuatan bahan terhadap pembebanan pada komponen
struktur dianggap sebagai faktor reduksi kekuatan (ϕ), yang nilainya ditentukan
menurut pasal 11.3 SNI 03-2847-2002 sebagai berikut:
1). φ = 0,80 untuk beban lentur tanpa gaya aksial
2). φ = 0,65 untuk gaya aksial tekan, dan aksial tekan dengan lentur
3). φ = 0,65 untuk struktur dengan tulangan sengkang biasa
4). φ = 0,60 untuk gaya lintang dan torsi
5). φ = 0,70 untuk tumpuan pada beton
Menurut Pasal 4.7.1 SNI-1726-2002, Indonesia ditetapkan terbagi dalam 6
wilayah gempa. Pembagian wilayah ini, didasarkan atas percepatan puncak batuan
dasar akibat pengaruh gempa rencana dengan perioda ulang 500 tahun. Wilayah
gempa 1 adalah wilayah kegempaan paling rendah, sedangkan wilayah gempa 6
adalah wilayah kegempaan paling tinggi.
2h 2h
λ0
5
Gambar 2. Wilayah Gempa Indonesia dengan percepatan puncak batuan dasar dengan perioda ulang 500 tahun
C. LANDASAN TEORI 1. Perencanaan struktur atap rangka baja
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. Tegangan
yang terjadi harus lebih kecil dari tegangan ijin.
Pemasangan sagrod dimaksudkan untuk mendukung beban yang searah dengan sumbu miring atap. Penempatan sagrod dipasang pada tengah bentang gording, yang terjadi momen maksimum.
Perencanaan kuda-kuda merupakan perencanaan konstruksi yang
mendukung berat atap kemudian meneruskannya ke kolom. Perencanaan
kuda-kuda harus mampu menahan berbagai beban baik dari dalam (berat sendiri)
maupun dari luar (beban hidup dan angin).
2. Perencanaan struktur plat atap, lantai dan tangga
Plat merupakan struktur bidang datar (tidak melengkung) yang jika
ditinjau secara visual 3 dimensi mempunyai tebal yang jauh lebih kecil dari pada
ukuran bidang plat. Untuk merencanakan plat beton bertulang perlu
tumpuan pada tepi yang menentukan jenis perletakan dan jenis penghubung di
tempat tumpuan.
Tangga merupakan salah satu sarana penghubung dari dua tempat yang
berbeda ketinggiannya. Pada bangunan gedung bertingkat, biasanya tangga
digunakan sebagai sarana penghubung antara lantai tingkat yang satu dengan
lantai tingkat yang lain, khususnya bagi pejalan kaki. 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 (optrede)atau tinggi anak tangga, cm. I = lebar bidang injakan (antrede)atau lebar anak tangga, cm.
Gambar 3. Anatomi anak tangga
3. Perencanaan struktur balok
Pada perencanaan balok dilakukan analisa perhitungan meliputi tulangan
memanjang balok dan tulangan geser (begel) balok. Dimensi dan penulangan
bolok tidak hanya dihitung berdasarkan beban perlu yang bekerja, tetapi juga
harus memperhitungkan terjadinya leleh lentur atau sendi plastis pada ujung-
ujung balok (apabila terjadi gempa yang lebih besar daripada gempa rencana)
dengan jarak dua kali tinggi penampang balok dari muka kolom (Pasal 23.10.4.2.
TPSBUBG SNI 03-2847-2002). Keadaan ini dilaksanakan dengan cara
memberikan batasan beban perlu minimal pada ujung- ujung maupun pada tengah
bentang balok (Pasal 23.10.4.2. TPSBUBG SNI 03-2847-2002).
Menurut Pasal 13.6.1 SNI 03–2847–2002 pengaruh puntir dapat diabaikan
jika momen puntir terfaktor Tu memenuhi syarat berikut :
7
Acp = luas penampang keseluruhan, termasuk rongga pada penampang berongga
(lihat daerah yang diarsir), dalam (mm²).
Pcp = keliling penampang keseluruhan (keliling batas terluar daerah yang
diarsir), dalam (mm).
4. Perencanaan struktur kolom
Pada perencanaan kolom dilakukan analisa perhitungan meliputi tulangan
memanjang kolom, tulangan geser (begel) kolom dan momen tersedia kolom.
Dimensi dan penulangan kolom juga dihitung berdasarkan beban perlu yang
bekerja dengan mempertimbangkan terbentuknya leleh lentur (sendi plastis)
sepanjang λ0 dari ujung bawah kaki kolom (Pasal 23.10.5.1. TPSBUBG SNI
03-2847-2002)
5. Perencanaan Pondasi
Secara umum, pondasi mempunyai tujuan untuk meneruskan beban-beban
struktur bangunan yang berada di atasnya untuk ditransfer/diteruskan kedalam
lapisan tanah pendukung.
D. METODE PERENCANAAN
Prosedur/tahapan pelaksanaan Tugas Akhir perencanan meliputi 6 tahap
Gambar 4. Bagan alir perencanaan
Tahap VI Tahap V Tahap IV Tahap III Tahap II Tahap I
Tidak
Tidak
Tidak Desain gambar rencana
Menghitung struktur atap
Menghitung tulangan plat dan tangga
Analisa pembebanan Asumsi dimensi awal balok dan kolom
Analisa mekanika
Kecukupan dimensi balok
Kecukupan dimensi pondasi Mulai
Ya
Ya
Ya Beban gempa
Beban mati Beban hidup
Penentuan beban/gaya dalam perlu akibat kombinasi beban
Kecukupan dimensi kolom Penulangan balok
Penulangan kolom
Asumsi dimensi pondasi
Penulangan pondasi
Membuat gambar detail
9
E. HASIL PERENCANAAN 1. Perencanaan Struktur Atap
Perencanaan Struktur atap menggunakan penutup atap dari genteng
dengan rangka atap dari baja. Berdasarkan hasil perhitungan digunakan gording
profil baja lip kanal 150.65.20.3,2 dan rangka kuda-kuda utama menggunakan
baja profil siku ⎦⎣30.45.3. Alat sambung menggunakan baut Ø ¼ inch dengan
menggunakan plat kopel 4 mm dan plat buhul 6 mm. Rangka atap dapat dilihat
seperti pada Gambar 5 sebagai berikut.
a1
Gambar 5. Rangka kuda-kuda utama
2. Perencanaan Plat
Perencanaan plat terdiri dari 2 jenis yaitu plat atap 10 cm dan plat lantai
12cm. Pembagian tipe dan hasil perhitungan tulangan plat dapat dilihat pada
gambar dan tabel berikut.
A A
800 400 800 4800800 800800 400400 800
80
Tabel 1. Tulangan plat atap
Tipe plat Momen perlu (kN.m)
800 400 800 4800800 800800 400400 800
800
Gambar 7. Denah plat lantai
Tabel 2. Tulangan plat lantai
11
Tabel 2. lanjutan
(1) (2) (3) (4) (5)
3. Perencanaan Tangga
Tangga direncanakan dengan desain melayang dengan ketebalan plat 15
cm, lebar injakan anak tangga 26 cm, dan tinggi tanjakan anak tangga 18 cm.
Desain dan hasil perhitungan tulangan dapat dilihat pada gambar dan tabel
berikut.
Tabel 3. Tulangan plat tangga
Bagian
tangga Tulangan
Kiri Lapangan Kanan
Bordes Atas dp19-100 dp10-140 dp19-100 dp10-140 dp19-100 dp10-140
Bawah - - - -
Badan atas
Atas dp10-100 dp10-260 - - dp19-100 dp10-140
Bawah - - dp10-100 dp10-260 - -
4. Perencanaan Struktur Balok
Contoh perhitungan dilakukan pada balok B220 portal as-6 dan didapatkan
hasil penulangan seperti pada gambar berikut.
2dp12-90
Gambar 9. Penulangan balok B220 portal as-6
5. Perencanaan Struktur Kolom
Contoh perhitungan dilakukan pada K47 (identik dengan K42) portal as-B
dan didapatkan hasil penulangan seperti pada gambar berikut.
65
13
6. Perencanaan Pondasi dan Sloof
Hasil penulangan pondasi dan sloof dapat dilihat pada gambar berikut.
300
DETAIL PENULANGAN PONDASI TIANG PANCANG
400
Gambar 11. Penulangan pondasi tiang pancang
75
2D12 2D12 2D12
F. KESIMPULAN DAN SARAN 1. Kesimpulan
Setelah melakukan analisis perhitungan perencanaan struktur beton
bertulang untuk gedung perkuliahan 4 lantai 1 basement dengan prinsip daktail parsial di daerah Surakarta tinjauan 3 dimensi, dapat diambil kesimpulan bahwa
perencanaan struktur beton bertulang ini direncanakan aman terhadap beban mati,
beban hidup dan beban gempa rencana. Distribusi beban geser/gempa
menggunakan analisis statik ekivalen sedangkan perhitungan analisis mekanika
strukturnya menggunakan program bantu hitung SAP 2000 v.14. Dari hasil
analisis didapat hasil sebagai berikut:
1). Struktur atap menggunakan kuda-kuda rangka baja profil ⎦⎣30.45.3.
2). Struktur plat ketebalan plat atap 10 cm dan plat lantai 12 cm dengan tulangan
pokok dan tulangan bagi dp10.
3). Struktur tangga digunakan bentuk K dengan hasil perencanaan optrade
(tinggi bidang tanjakan ) 18 cm dan antrade (lebar bidang injakan ) 26 cm. Untuk plat tangga dan bordes digunakan tebal 15 cm dengan tulangan pokok
dan tulangan bagi dp10.
4). Struktur portal gedung beton bertulang meliputi:
a). Balok induk dengan dimensi 450/600 mm dan 300/500 mm dengan
tulangan pokok D25 dan tulangan geser menggunakan 2dp10.
b). Kolom dengan dimensi kolom 600/600 mm dengan tulangan pokok D25
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 3 x 3 m2 setebal 1 m dengan tulangan D25 dan jarak 80 mm.
b). Kelompok tiang pancang berjumlah 9 tiang dengan dimensi tiang
15
2. Saran
Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam perencanaan struktur beton
bertulang untuk gedung bertingkat pada umumnya dan secara khusus pada Tugas
Akhir ini penulis mencoba memberikan saran diantaranya sebagai berikut :
1). Jika dalam perencanaan menggunakan program bantu hitung untuk
perhitungan analisa mekanika struktur seperti SAP 2000 v.14 atau yang
lainnya hendaknya pemasukan data material, dimensi, dan pembebanan lebih
teliti.
2). Jika dalam perhitungan torsi hasilnya momen torsi diabaikan, maka hanya
perlu diberi tulangan tambahan (tulangan montase) dengan diameter minimal (½ diameter tulangan longitudinal).
3). Perhatikan penggambaran shop drawing karena hasil analisis dengan aplikasi lapangan kadang berbeda.
4). Dalam penggambaran hendaknya dibuat secara sederhana dan detail agar
Asroni, A., 2010. Kolom Fondasi & Balok T Beton Bertulang, Graha Ilmu, Yogyakarta.
Asroni, A., 2003. Struktur Beton lanjut, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Surakarta, Surakarta.
DPMB, 1971. Peraturan Beton Bertulang Indonesia N.I.-2, Direktorat Penyelidikan Masalah Bangunan, Bandung.
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, Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan, Bandung.
LPMB, 1984. Peraturan Perencanaan Bangunan Baja Indonesia, Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan, Bandung.
