PERANCANGAN GEDUNG HOTEL 4 LANTAI DI DAERAH SOLO
BARU, SUKOHARJO DENGAN SISTEM RANGKA PEMIKUL
MOMEN MENENGAH
Tugas Akhir
Disusun sebagai salah satu syarat menyelesaikan Program Studi Strata I pada Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik
T
PUBLIKASI ILMIAH
Oleh:
DHEVID SULISTYO D 100 120 080
kepada
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
iv
MOTTO
Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan, maka apabila kamu telah
selesai (dari suatu urusan) kerjakanlah dengan sungguh-sungguh (urusan) yang
lain.
(Q.S. Al-Insyirah: 6-7)
Sesungguhnya Allah tidak akan mengubah keadaan suatu kaum sebelum mereka
mengubah keadaan diri mereka sendiri.
(Q.S. Ar-Ra’d: 11)
Tidak peduli seberapa banyak kamu terjatuh, yang penting adalah seberapa
cepat kamu bangkit.
(Anonim)
Seorang pemenang takkan pernah berhenti untuk berusaha dan orang yang
berhenti untuk berusaha takkan menjadi pemenang.
v
PERSEMBAHAN
Untuk keluargaku tercinta, Bapak, Ibu dan saudaraku. Terima kasih atas segala doa, bimbingan, pelajaran-pelajaran yang berharga, serta kasih
sayang yang telah dilimpahkan kepada saya dan telah memberikan semangat
sampai terselesaikannya Tugas Akhir ini.
Teman-teman Teknik Sipil khususnya angkatan 2012. Terima kasih atas bantuan dan kerja samanya, serta telah menjadi teman yang baik selama
vi
PRAKATA
Assalamu’alaikum Wr. Wb.
Alhamdulillah, puji dan syukur Penyusun panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan segala rahmat, taufik dan hidayah-Nya, sehingga dapat
terselesaikannya penyusunan Tugas Akhir ini dengan judul “PERANCANGAN
STRUKTUR GEDUNG HOTEL 4 LANTAI DI DAERAH SOLO BARU,
SUKOHARJO DENGAN SISTEM RANGKA PEMIKUL MOMEN
MENENGAH“. Tugas Akhir ini disusun guna melengkapi sebagianpersyaratan untuk mencapai derajat sarjana S-1 pada Program Studi Teknik SipilFakultas TeknikUniversitas Muhammadiyah Surakarta.
Bersama dengan selesainya Tugas Akhir ini penyusun
mengucapkanbanyak terima kasih kepada:
1). Bapak Ir. Sri Sunarjono, M.T., Ph.D., selaku Dekan Fakultas Teknik
UniversitasMuhammadiyah Surakarta .
2). Bapak Mochamad Solikin, S.T., M.T., Ph.D.,selaku Ketua Program Studi
Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3). Bapak Ir. Ali Asroni, M.T., selaku Pembimbing yang telah
memberidorongan, arahan serta bimbingan yang sangat bermanfaat bagi Penulis.
4). Bapak Budi Setiawan, S.T., M.T., selaku Anggota Dewan Penguji yang telah
memberikan dorongan, arahan serta bimbingan yang sangat bermanfaat bagi Penulis.
5). Bapak Ir. Aliem Sudjatmiko, M.T., selaku Anggota Dewan Penguji yang
telahm emberikan dorongan, arahan serta bimbingan yang juga sangat bermanfaat bagi Penulis.
6). Bapak Ir. Ali Asroni, M.T.,selaku Pembimbing Akademik.
7). Bapak dan Ibu dosen Program Studi Teknik Sipil Fakultas TeknikUniversitas
vii
8). Bapak, ibu, dan keluarga tercinta yang selalu memberikan doa dan dorongan
baik material maupun spiritual.
9). Teman-teman teknik sipil angkatan 2012 seperjuangan.
10).Semua pihak-pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan laporan
TugasAkhirini.Semoga segala bantuan yang telah diberikan kepada
penyusun, senantiasa mendapatkan pahala dari Allah SWT. Amin.
Penyusun menyadari bahwa penyusunan Laporan Tugas Akhir ini masihjauh dari sempurna, Oleh karena itu segala koreksi dan saran yang bersifat membangun Penyusun harapkan guna penyempurnaan Tugas Akhir ini.Besar harapan Penyusun semoga Tugas Akhir ini bermanfaat bagi Penyusun dan Pembaca.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
viii
1. Beban geser dasar statis ekuivalen akibat gempa ... 8
2. Beban gempa pada lantai ... 8
3. Periode fundamental gedung ... 9
4. Berat total seismik efektif struktur (Wt) ... 9
BAB III. LANDASAN TEORI A.Perencanaan Struktur Pelat dan Tangga. ... 10
1. Perencanaan pelat lantai ... 10
ix
B.Perencanaan Balok. ... 11
1. Pemasangan sendi plastis ... 11
2. Perhitungan tulangan longitudinal ... 12
3. Perhitungan tulangan geser ... 13
C.Perencanaan Kolom. ... 15
1. Perhitungan tulangan longitudinal ... 16
2. Perhitungan tulangan geser ... 17
D.Perencanaan Fondasi. ... 19
1. Perencanaan fondasi telapak menerus ... 19
BAB IV. METODE PERENCANAAN A.Data Perencanaan. ... 20
B.Alat Bantu Perencanaan. ... 22
C.Tahapan Perencanaan. ... 23
D.Jadwal Perencanaan. ... 24
x
1. Analisis beban ... 47
2. Perhitungan Tulangan ... 48
3. Kontrol Momen Desain ... 50
4. Tulangan Geser ... 51
BAB VI. PENENTUAN DIMENSI PORTAL A.Data Perencanaan. ... 55
B.Analisis Beban Mati. ... 57
1. Menetapkan Material ... 58
2. Menetapkan Penampang Komponen Struktur ... 58
3. Perhitungan Beban Mati Tambahan Pada Struktur ... 50
4. Menetapkan Material ... 50
F. Validasi Perhitungan Beban. ... 189
G.Torsi Balok... ... 191
H.Kontrol Kecukupan Dimensi Portal. ... 196
1. Kecukupan Dimensi Balok ... 196
1a). Kontrol terhadap tulangan momen lentur ... 196
1b). Kontrol terhadap torsi ... 197
1c). Penetapan dimeni balok ... 197
2. Kecukupan Dimensi kolom ... 198
xi
1. Tulangan Longitudinal ... 327
1a). Hitungan Tulangan ... 327
1. Tulangan Longitudinal ... 378
2. Tulangan Geser ... 382
BAB VIII. PERENCANAAN FONDASI DAN SLOOF A.Penulangan Fondasi.... ... 410
1. Penentuan Dimensi Fondsai ... 410
2. Kontrol Tegangan Geser 1 Arah ... 411
3. Perhitungan Tulangan Longitudinal .... ... 422
xii
3b). Kontrol momen desain ... 424 4. Perhitungan Geser .... ... 426
BAB IX. KESIMPULAN DAN SARAN
xiii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar III.1. Skema perencanaan plat. ... 10
Gambar III.2. Sendi plastis pada balok. ... 12
Gambar III.3. Skema perhitungan tulangan memanjang balok. ... 14
Gambar III.4. Lokasi gaya geser maksimum (Vud) untuk perencanaan. .. 14
Gambar III.5. Skema perhitungan tulangan geser (begel) balok. ... 14
Gambar III.6. Sendi plastis pada kolom. ... 16
Gambar III.7. Diagram desain kolom dan cara menentukan nilai ρt. ... 17
Gambar III.8. Skema perhitungan tulangan geser (begel) kolom. ... 17
Gambar III.9. Skema hitungan fondasi telapak menerus. ... 19
Gambar IV.1. Bentuk portal ... 21
Gambar V.10. Penulangan balok anak BA1. ... 54
Gambar VI.1. Denah portal pada program SAP 2000. ... 55
Gambar VI.2. Portal 3D pada program SAP 2000. ... 56
Gambar VI.3. Input pembebanan beban mati (Dead Load). ... 57
Gambar VI.4. Spesifikasi material beton pada program SAP 2000. ... 58
Gambar VI.5. Kotak dialog rectangular section (balok utama). ... 59
Gambar VI.6. Kotak dialog reinforcement data (balok) ... 59
xiv
Gambar VI.8. Kotak dialog reinforcement data (kolom). ... 61
Gambar VI.9. Input data penampang pelat. ... 61
Gambar VI.10. Pusat massa lantai atap. ... 66
Gambar VI.11. Pusat massa lantai 2,3 dan 4. ... 67
Gambar VI.12. .Diagram interaksi kolom untuk perencanaan tulangan dengan fc’= 25MPa dan fy = 350 MPa. ... 201
Gambar VI.13. Tulangan longitudinal pada kolom K1-19. ... 203
Gambar VII.1. Selimut momen pada balok BX1-12... 334
Gambar VII.2. Gaya geser pada balok BX1-12. ... 335
Gambar VII.3. Penulangan pada balok BX1-12. ... 340
Gambar VII.4. Penulangan kolom K1-19. ... 401
Gambar VIII.1. Bentuk penampang dan potongan fondasi telapak menerus..409
Gambar VIII.2. Penulangan fondasi portal A. ... 415
Gambar VIII.3. Denah balok sloof. ... 416
Gambar VIII.4. Beban pada sloof Portal A. ... 417
Gambar VIII.5. Diagram bidang momen sloof Portal A (BMD). ... 422
Gambar VIII.6. Diagramgaya geser sloof Portal A (SFD)... 422
Gambar VIII.7. Gaya geser pada sloof SLY-1. ... 427
xv
Tabel II.3. Faktor reduksi beban hidup untuk beban gempa ... 12
Tabel IV.1. Jadwal perencanaan tugas akhir. ... 23
Tabel VI.10. Momen lentur balok arah sumbu x akibat beban hidup. ... 90
Tabel VI.11. Momen lentur balok arah sumbu y akibat beban hidup. ... 92
Tabel VI.12. Momen lentur kolom akibat beban hidup. ... 94
Tabel VI.13. Gaya geser balok arah sumbu x akibat beban hidup. ... 97
Tabel VI.14. Gaya geser balok arah sumbu y akibat beban hidup. ... 99
Tabel VI.15. Gaya geser kolom akibat beban hidup. ... 102
Tabel VI.16. Gaya aksial kolom akibat beban hidup. ... 104
Tabel VI.17. Momen lentur balok arah sumbu x akibat beban gempa X. .. 108
Tabel VI.18. Momen lentur balok arah sumbu y akibat beban gempa X. .. 110
Tabel VI.19. Momen lentur kolom akibat beban gempa X. ... 112
Tabel VI.20. Gaya geser balok arah sumbu x akibat beban gempa X. ... 115
Tabel VI.21. Gaya geser balok arah sumbu y akibat beban gempa X. ... 117
Tabel VI.22. Gaya geser kolom akibat beban gempa X. ... 119
Tabel VI.23. Gaya aksial kolom akibat beban gempa X. ... 122
xvi
Tabel VI.25. Momen lentur balok arah sumbu y akibat beban gempa Y. .. 127
Tabel VI.26. Momen lentur kolom akibat beban gempa Y. ... 129
Tabel VII.8. Momen lentur balok arah sumbu x akibat beban hidup. ... 226
Tabel VII.9. Momen lentur balok arah sumbu y akibat beban hidup. ... 228
Tabel VII.10. Momen lentur kolom akibat beban hidup. ... 230
xvii
Tabel VII.12. Gaya geser balok arah sumbu y akibat beban hidup. ... 235
Tabel VII.13. Gaya geser kolom akibat beban hidup... 238
Tabel VII.14. Gaya aksial kolom akibat beban hidup. ... 240
Tabel VII.28. Gaya aksial kolom akibat beban gempa Y. ... 275
Tabel VII.29. Momen perlu (Mu) balok sumbu x. ... 280
Tabel VII.41. Hasil hitungan tulangan longitudinal balok x. ... 343
xviii
Tabel VII.43. Hasil hitungan tulangan geser balok x. ... 343
Tabel VII.44. Hasil hitungan tulangan geser balok y. ... 343
Tabel VII.45. Hasil hitungan tulangan longitudinal kolom. ... 384
Tabel VII.46. Hasil hitungan tulangan geser kolom. ... 403
Tabel VIII.1. Perhitungan fondasi. ... 416
Tabel VIII.2. Momen dan gaya geser sloof. ... 418
Tabel VIII.3. Tulangan longitudinal sloof. ... 431
xix
DAFTAR NOTASI
A = luas penampang struktur, mm2.
Acp = luasan yang dibatasi oleh tepi luar penampang (termasuk rongga), mm2.
A0 = luasan yang dibatasi oleh garis pusat (centerline) dinding pipa, mm2.
A0h = luasan yang dibatasi garis begel terluar, mm2.
As = luas tulangan longitudinal tarik (pada balok), mm2.
= luas tulangan pokok (pada pelat), mm2.
A’s = luas tulangan longitudinal tekan (pada balok), mm2.
Asb = luas tulangan bagi (pada pelat), mm2.
Ast = As+ A’s = luas total tulangan longitudinal (pada balok), mm2.
As,b = luas tulangan tarik pada kondisi seimbang (balance), mm2.
As,maks = batas maksimal luas tulangan tarik pada beton bertulang, mm2.
As,min = batas minimal luas tulangan tarik pada beton bertulang, mm2.
As,u = luas tulangan yang diperlukan, mm2.
Av = luas tulangan geser/begel per meter panjang struktur, mm2.
Av,t = luas tulangan geser/begel terpasang per meter panjang struktur, mm2.
Avt = luas tulangan geser torsi, mm2.
Av,u = luas tulangan geser/begel yang diperlukan, mm2.
a = tinggi blok tegangan tekan beton persegi ekuivalen, mm.
amaks,leleh = nilai a maksimum agar semua tulangan tarik sudah leleh, mm.
amin,leleh = nilai a minimum agar tulangan tekan sudah leleh, mm.
B = lebar pada fondasi telapak setempat atau lebar sloof pada fondasi telapak
menerus, m.
b = lebar penampang struktur, mm.
bo = keliling dari penampang kritis pada fondasi, mm.
Cu = koefisien batas atas untuk periode yang dihitung yang besarnya
bergantung pada SD1.
Cc = gaya tekan beton, N.
Ci = koefisien momen pelat pada arah sumbu-i.
Clx = koefisien momen lapangan pelat pada arah sumbu-x (bentangpendek).
Cly = koefisien momen lapangan pelat pada arah sumbu-y (bentangpanjang).
xx
Cty = koefisien momen tumpuan pelat pada arah sumbu-y (bentang panjang).
c = jarak antara garis netral dan tepi serat beton tekan, mm.
cb = jarak antara garis netral dan tepi serat beton tekan pada kondisi
penampang seimbang (balance), mm.
D = beban mati (dead load), N, N/mm, atauNmm.
= lambing batang tulangan deform (tulangan ulir).
d = jarak antara pusat berat tulangan tarik dan tepi serat beton tekan, mm.
db = diameter batang tulangan, mm.
dd = jarak antara pusat berat tulangan tarik pada baris paling dalam dan tepi
serat beton tekan, mm.
d’d = jarak antara pusat berat tulangan tekan pada baris paling dalam dan tepi
serat beton tekan, mm.
ds = jarak antara pusat berat tulangan tarik dan tepi serat beton tarik, mm.
ds1 = jarak antara pusat berat tulangan tarik baris pertama dan tepi serat beton
tarik, mm.
ds2 = jarak antara pusat berat tulangan tarik baris pertama dan baris kedua, mm.
d’s = jarak antara pusat berat tulangan tekan dan tepi serat beton tekan, mm.
E = beban yang diakibatkan oleh gempa (eartquake load), N atauNmm.
Ec = modulus elastisitas beton, MPa.
Es = modulus elastisitas baja tulangan, MPa.
Fa = koefisien situs untuk parameter respons spektral SS.
Fi = beban gempa nominal statik ekuivalen pada lantai ke-i, kN.
Fv = koefisien situs untuk parameter respons spektral S1.
f = As,u/As, terpasangfaktor kuat lebih pada hitungan panjang penyaluran
tulangan.
f’c = kuat tekan beton dan mutu beton yang disyaratkan pada beton umur 28
hari, MPa.
fy = kuat leleh baja tulangan longitudinal, MPa.
fyt = kuat leleh baja tulangan transversal (begel), MPa.
H = tinggi total gedung diukur dari taraf penjepitan lateral, m.
h = tinggi penampang struktur, mm.
hf = ukuran tinggi/tebal penampang fondasi, mm.
hi = ketinggian lantai ke-i dari taraf penjepitan lateral, m.
xxi
K =factor momen pikul, MPa.
Kmaks =factor momen pikul maksimal, MPa.
L =beban hidup (life load), N, N/mm, atauNmm.
ld = panjang penyaluran tulangan tarik, mm.
ldc = panjang penyaluran tulangan tekan, mm.
ldh = panjang penyaluran tulangan kait standar, mm.
lk = panjang bruto kolom diukur dari as ke as, mm.
lt = panjang tersedia (untuk penyaluran tulangan), mm.
lu = tinggi bersih kolom, mm.
M = momen lentur, kNm.
Md = momen desain yang diperhitungkan sebesar ϕ.Mn, kNm.
Mn =momen nominal penampang struktur, kNm.
Mlx = momen lapangan pelat pada arah sumbu-x (bentang pendek), Nmm.
Mly = momen lapangan pelat pada arah sumbu-y (bentang panjang), Nmm.
Mtx = momen tumpuan pelat pada arah sumbu-x (bentang pendek), Nmm.
Mty = momen tumpuan pelat pada arah sumbu-y (bentang panjang), Nmm.
Mu,x = momen terfaktor yang bekerja searah sumbu X, kNm.
Mu,y = momen terfaktor yang bekerja searah sumbu Y, kNm.
m = jumlah tulangan maksimal per baris selebar balok.
n = jumlah total batang tulangan pada hitungan balok.
= jumlah kaki begel pada hitungan begel.
Pcp = keliling yang dibatasi oleh tepi luar penampang (termasuk rongga), mm.
Ph = keliling yang dibatasi garis begel terluar, mm.
Q = sumbu vertikal pada diagram interaksi kolom tanpa satuan.
qD = beban mati terbagi rata, N/mm.
qL = beban hidup terbagi rata, N/mm.
qu = beban terfaktor terbagi rata, N/mm.
R = koefisien modifikasi respons dalam analisis beban gempa.
= sumbu horisontal pada diagram interaksi kolom tanpa satuan.
r = jari-jari inersia, mm.
SDS = parameter respons percepatan periode pendek
xxii
S = jarak 1 meter atau 1000 mm.
s = spasi begel balok atau spasi tulangan pelat, mm.
Tc = periode fundamental gedung, detik.
Tn = momen puntir (torsi) nominal, Nmm.
Tu = momen puntir (torsi) perluatau torsi terfaktor, Nmm.
U = kuat perlu atau beban terfaktor, N, N/mm, atauNmm.
Vc = gaya geser yang dapat ditahan oleh beton, N.
Vn = gaya geser nominal pada struktur beton bertulang, N.
Vs = gaya geser yang dapat ditahan oleh tulangan sengkang/begel, N.
Vu = gaya geser perlu atau gaya geser terfaktor, N.
Vud = gaya geser terfaktor pada jarak d dari muka tumpuan, N.
α = faktor lokasi penulangan.
= faktor pelapis tulangan.
1 = faktor pembentuk tegangan beton persegi ekuivalen yang nilainya
bergantung mutu beton.
= factor ukuran batang tulangan.
c = berat beton, kN/m3.
t = berat tanah diatas fondasi, kN/m3.
λ = faktor beton agregat ringan.
= panjang bentang, m.
λn = bentang bersih kolom atau balok, m.
Ø = lambing dimensi batang tulangan polos, mm.
= faktor reduksi kekuatan.
ρ = rasio tulangan sebesar Ast/Ag untuk kolom, atau As/(b.d) untuk balok dan
pelat, %.
ρmaks = rasio tulangan maksimum sesuai persyaratan penampang struktur, %.
ϕ = faktor reduksi kekuatan.
ψ = derajat hambatan pada ujung kolom yang terjepi.
ψA = derajat hambatan pada ujung atas kolom.
xxiii
ABSTRAKSI
Kabupaten Sukoharjo merupakan salah satu wilayah yang sedang berkembang dalam segi ekonomi dan wisata. Sehubungan dengan perkembangan tersebut maka memerlukan infrastruktur pendukung untuk memenuhi kebutuhan tempat tinggal sementara wisatawan, maka hotel merupakan salah satu solusi untuk memenuhi kebutuhan tersebut. Tujuan dari tugas akhir ini adalah merencanakan struktur gedung hotel 4 lantai dengan sistem rangka pemikul momen menengah (SRPMM) di wilayah Sukoharjo. Dalam perencanaan struktur mengacu pada SNI 1726-2012 (Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung) dan SNI 2847-2013 (Persyaratan Beton Struktural Untuk Bangunan Gedung). Data perencanaan meliputi klasifikasi situs tanah kategori SC (tanah keras), gedung tahan gempa dengan faktor
modifikasi respons (R) sebesar 5, faktor keutamaan bangunan Ie
dengan nilai 1,0. Mutu beton yang dipakai f’c 25 MPa, serta tulangan
longitudinal fy = 350 MPa dan tulangan geser (begel) fyt = 320 MPa.
Untuk menghitung gaya dalam menggunakan alat bantu aplikasi SAP 2000 dan untuk menggambar hasil perhitungan menggunakan aplikasi AutoCAD. Hasil perhitungan menghasilkan tebal 12 cm untuk plat lantai dan plat atap dengan tebal 10 cm dan 15 cm. Untuk struktur utama didapat balok dengan dimensi 300/400 dan kolom dengan dimensi 300/400, untuk struktur bawah menggunakan fondasi telapak
menerus dan sloof dengan dimensi 400/1000 dengan kuat dukung
tanah sebesar σt = 125 kPa pada kedalaman -2,0 m.
Kata Kunci: perencanaan, struktur gedung,, sistem rangka pemikul
