TUGAS AKHIR DESAIN OPTIMASI STRUKTUR WAREHOUSE PT. ARSARI PRATAMA SESUAI SNI

(1)

TUGAS AKHIR

DESAIN OPTIMASI STRUKTUR WAREHOUSE

PT. ARSARI PRATAMA SESUAI SNI 03-1729-2002

Diajukan sebagai syarat untuk mencapai gelar Sarjana Stara Satu (S-1)

Disusun Oleh :

TRI PAMBUDI

41112110016

UNIVERSITAS MERCU BUANA

FAKULTAS TEKNIK PERENCANAAN DAN DESAIN

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL

(2)

(3)

(4)

iv

LEMBAR PERSEMBAHAN

Dengan megucapkan puji syukur kehadirat Alloh SWT yang selalu membimbing

dan memberikan nikmat-Nya, saya persembahkan Tugas Akhir ini kepada orang yang

mengasihiku :

1. Ibunda Sarti dan Ayahanda Mulyanto (Alm) atas seluruh kasih sayangnya

2. Istriku Tri Koernia Sari yang selalu memberikan dukungan, motivasi serta kasih

sayangnya

3. Anaku Haidar Eshan Pambudi yang selalu menjadi motivasi dan warna baru

dikehidupanku.

4. Semua teman-teman S1 program karyawan Teknik Sipil angkatan 2012, semoga

kebersamaan kita tidak berakhir sampai disini

(5)

viii

KATA PENGANTAR

Puji syukur atas kehadirat Alloh SWT atas segala limpahan rahmat, nikmat dan karunianya sehingga pembuatan Tugas Akhir dan penyusunan laporan dapat diselesaikan. Laporan ini dibuat guna memenuhi sebagian persyaratan memperoleh gelar strata 1 Teknik Sipil Universitas Mercu Buana Jakarta.

Terselesaikannya laporan ini tidak lepas dari bimbingan, bantuan dan dukungan dari berbagai pihak. Saya ucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Ir. Mawardi Amin, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Perencanaan dan Desain Universitas Mercu Buana Jakarta 2. Ir. Edifrizal Darma, MT selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir 3. Semua pihak yang telah membantu dalam proses penyusunan laporan

Tugas Akhir ini.

Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan sehingga diharapkan kritik dan saran yang membangun dari semua pihak untuk menyempurnakannya. Semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan semua pihak yang membutuhkan informasi yang berkaitan dengan masalah yang dibahas.

Jakarta, 7 Juli 2014

(6)

vii

DAFTAR ISI

Judul ... i

Lembar Pengesahan ... ii

Lembar Pernyataan Keaslian Karya ... iii

Lembar Persembahan ... iv

Abstrak ... v

Kata Pengantar ... vi

Daftar Isi ... vii

Daftar Gambar ... xiii

Daftar Tabel ... xv

Daftar Lampiran ... xvi

Daftar Notasi... xvii

BAB I : PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang ... I-1

1.2. Ruang Lingkup dan Batasan Masalah... I-2

1.3. Maksud dan Tujuan... I-2

1.4. Manfaat... I-3

1.5. Sistematika Penulisan... I-3

BAB II : KAJIAN TEORI

2.1. Kajian Umum ... II-1

(7)

viii

2.2.1. Portal... II-3

2.2.2. Beban... II-6

2.2.3. Struktur Baja pada Bangunan... II-7

2.2.3.1. Balok/Rafter... II-9

2.2.3.1.1. Kuat Nominal Lentur Profil I... II-10

2.2.3.1.2. Kuat Nominal Geser... II-13

2.2.3.1.3. Batas Lendutan... II-15

2.2.3.1.4. Interaksi Geser Lentur... II-15

2.2.3.2. Kolom... II-15

2.2.3.2.1. Kuat Nominal Lentur Profil I... II-16

2.2.3.2.2. Kuat Nominal Geser... II-17

2.2.3.2.3. Daya Dukung Nominal Struktur Tekan... II-19

2.2.3.2.4. Interaksi Geser Lantur... II-19

2.2.3.2.5. Interaksi Aksial Momen... II-20

2.2.3.3. Sambungan... II-20

2.2.3.4. Perencanaan Ketahanan Struktur Terhadap Beban Gempa... II-23

2.2.3.4.1. Struktur Gedung Beraturan dan Tidak Beraturan... II-24

2.2.3.4.2. Jenis Tanah dan Perambatan Gelombang Gempa... II-30

2.2.4. Material Baja... II-30

2.2.5. Perencanaan Kombinasi Pembebanan... II-31

2.2.6. SAP2000... II-31

2.2.6.1. Pengertian SAP2000... II-31

2.2.6.2. Fasilitas SAP2000... II-32

(8)

ix

2.2.6.4. Langkah-Langkah Analisa Struktur dengan SAP2000... II-39

BAB III : METODOLOGI PERENCANAAN

3.1. Bagan Alir Perencanaan Ulang... III-1

3.2. Data Struktur Existing... III-2

3.2.1. Data Geometrik Struktur... III-2

3.2.2. Dimensi Profil Existing... III-3

3.3. Spesifikasi Material... III-4

3.3.1. Material Baja... III-4

3.4.Beban Rencana... III-5

3.5.Perencanaan Gording... III-6

3.5.1. Penentuan Dimensi Gording... III-6

3.5.2. Perhitungan Beban Rencana Gording... III-6

3.5.3. Penentuan Kombinasi Pembebanan Gording... III-6

3.5.4. Analisis Gaya Dalam Gording... III-7

3.6.Perhitungan Pembebanan Struktur Warehouse... III-8

3.7.Penentuan Dimensi Profil Baru... III-9

3.8.Pemodelan Struktur Pada SAP2000 dan Analisis Gaya Dalam... III-9

3.9.Perencanaan Warehouse... III-10

3.9.1. Perencanaan Elemen Struktur Utama... III-10

3.9.2. Perencanaan Sambungan... III-11

3.10. Perhitungan Volume Baja... III-12

(9)

x

BAB IV: PERENCANAAN STRUKTUR

4.1.Pendahuluan... IV-1

4.1.1. Data-data Struktur... IV-1

4.1.2. Dimensi Profil Perencanaan Lama (Existing)... IV-2

4.1.3. Pembebanan... IV-2

4.1.3.1.Pembebanan Pada Gording... IV-2

4.1.3.2.Pembebanan Pada Warehouse... IV-3

4.2.Perhitungan Gording... IV-5

4.3.Perencanaan Struktur Rangka Portal Warehouse... IV-17

4.3.1. Penetuan Dimensi Profil... IV-17

4.3.1.1.Penampang Profil... IV-17

4.3.1.2.Spesifikasi Bahan... IV-17

4.3.2. Pemodelan 3D Pada SAP2000... IV-18

4.3.2.1.Membuka File SAP2000... IV-18

4.3.2.2.Pembuatan Grid... IV-19

4.3.2.3.Mendefinisikan Material Profil... IV-19

4.3.2.4.Membuat Penampang Profil... IV-20

4.3.2.5.Mendefinisikan Jenis Beban... IV-22

4.3.2.6.Membuat Kombinasi Pembebanan... IV-24

4.3.2.7.Membuat Pemodelan Struktur... IV-25

4.3.3. Perhitungan Pembebanan Struktur Warehouse... IV-27

4.3.3.1.Perhitungan Pembebanan dengan Bentang 4m... IV-27

4.3.3.2.Perhitungan Pembebanan dengan Bentang 4,5m... IV-28

(10)

xi

4.3.4. Pembebanan Model Struktur Warehouse Pada SAP2000... IV-36

4.3.4.1.Input Beban Mati... IV-36

4.3.4.2.Input Beban Hidup... IV-37

4.3.4.3.Input Beban Angin... IV-37

4.3.5. Analisis Model Struktur Warehouse Pada SAP2000... IV-37

4.3.6. Perencanaan Elemen Struktur... IV-39

4.3.6.1.Rafter... IV-39

4.3.6.2.Balok... IV-64

4.3.6.3.Kolom... IV-77

4.3.7. Perencanaan Elemen Sambungan... IV-109

4.3.7.1.Sambungan Rafter R1... IV-109

4.3.7.5.Sambungan Balok BL1... IV-126

4.3.7.6.Sambungan Balok BL2... IV-130

4.4.Volume Material... IV-134

(11)

xii BAB V : PENUTUP 5.1.Kesimpulan... V-1 5.2.Saran... V-1 DAFTAR PUSTAKA... . 132 LAMPIRAN... 133

(12)

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Pδ dan P∆ pada portal gable ... II-5 Gambar 2.2 Monogram untuk mencari nilai kc ... II-19

Gambar 2.3 Diagram tegangan pada kelompok baut ... II-22

Gambar 2.4 Layar kerja SAP2000 v.14 ... II-34

Gambar 2.5 Toolbar set Display Options ... II-35

Gambar 3.1 Bagan alir perencanaan ulang struktur ... III-2

Gambar 3.2 Denah warehouse ... III-3

Gambar 3.3 Tampak depan ... III-3

Gambar 3.4 Tampak samping ... III-3

Gambar 3.5 koefisien angin untuk gedung tertutup ... III-5

Gambar 3.6 Respon spektrum gempa rencana wilayah gempa 4 ... III-6

Gambar 4.1 Koefisien pembebanan angin ... IV-3

Gambar 4.2 Koefisien pembebanan angin ... IV-4

Gambar 4.3 Membuka program SAP2000 ... IV-18

Gambar 4.4 Menentukan template SAP2000 ... IV-18

Gambar 4.5 Grid system data ... IV-19

Gambar 4.6 Jendela define materials ... IV-20

Gambar 4.6 Jendela property materials ... IV-20

Gambar 4.7 Jendela frame properties ... IV-21

Gambar 4.8 mengisi property penampang WF ... IV-22

Gambar 4.9 mendefinisikan jenis beban ... IV-22

(13)

xiv

Gambar 4.11 membuat tipe beban gempa respon spectrum ... IV-23

Gambar 4.12 Menentukan jumlah mode ... IV-24

Gambar 4.13 Membuat kombinasi pembebanan ... IV-25

Gambar 4.14 Frame properties ... IV-26

Gambar 4.15 Pemodelan 3D struktur warehouse ... IV-26

Gambar 4.17 Pemodelan beban mati pada grid 2 ... IV-36

Gambar 4.18 Pemodelan beban hidup pada grid 2 ... IV-37

Gambar 4.19 Pemodelan beban angin pada grid 2 ... IV-37

Gambar 4.19 Gaya dalam Momen 3-3 pada potongan grid 2 ... IV-38

Gambar 4.20 Gaya dalam Shear 2-2 pada potongan grid 2 ... IV-38

Gambar 4.21 Gaya aksial pada potongan grid 2 ... IV-38

(14)

xv

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Batas lendutan maksimum ... II-15

Tabel 2.3 Faktor keutamaan I untuk berbagai kategori gedung dan bangunan II-24

Tabel 2.4 Faktor daktilitas maksimum, faktor reduksi gempa maksimum, faktor

tahanan lebih struktur dan faktor tahanan lebih total beberapa jenis sistem dan

subsistem struktur gedung ... II-27

Tabel 2.5 Jenis-jenis tanah ... II-30

Tabel 4.1 Perhitungan berat material penampang existing ... IV-134

Tabel 4.2 Perhitungan berat material penampang optimasi desain ... IV-135

(15)

xvi

DAFTAR LAMPIRAN

A. Gambar ... LA-1

(16)

xvii

DAFTAR NOTASI

λ : parameter kelangsingan

λc : parameter kelangsingan batang tekan

λp : batas perbandingan lebar terhadap tebal untuk penampang kompak λr : batas perbandingan lebar terhadap tebal untuk penampang tak kompak

b : lebar elemen penampang

fcr : tegangan kritis penampang tertekan

fy : tegangan leleh material

t : tebal

ry : jari-jari girasi terhadap sumbu y-y

rx : jari-jari girasi terhadap sumbu x-x

Nu : beban aksial terfaktor

Nn : kuat aksial nominal struktur tekan

A : luas penampang

bf : lebar pelat sayap

D : tinggi penampang

fr : tegangan sisa

fl : tegangan leleh dikurangi tegangan sisa

G : modulus geser baja

h : tinggi bersih balok plat berdinding penuh

Iw : konstanta puntir lengkung

(17)

xviii kc : faktor kelangsingan pelat badan

L : panjang bentang antara dua pengekang lateral yang berdekatan

Lp : panjang bentang maksimum untuk balok yang mampu menerima

momen plastis

Lr : panjang bentang minimum untuk balok yang kekuatannya mulai

ditentukan oleh momen kritis tekuk torsi lateral

Mu : momen lentur perlu

Mcr : momen kritis terhadap tekuk torsi lateral

Mf : kuat lentur nominal dihitung hanya dengan pelat sayap saja

Mp : momen lentur yang menyebabkan seluruh penampang mengalami

tegangan leleh

Mr : momen batas tekuk

Mn : kuat lentur nominal balok

Mux : kuat lentur perlu terhadap sumbu x

Muy : kuat lentur perlu terhadap sumbu y

S : modulus penampang

tf : tebal plat sayap

tw : tebal plat badan

Vu : gaya geser perlu

Vn : kuat geser nominal pelat badan

X1 : koefisien untuk perhitungan momen tekuk torsi lateral

X2 : koefisien untuk perhitungan momen tekuk torsi lateral

(18)

xix Cb : koefisien pengali momen tekuk torsi lateral

Lkx : panjang tekuk komponen struktur tersusun pada arah tegak lurus sumbu

x-x, dengan memperhatikan pengekang lateral yang ada, dan kondisi

jepitan ujung-ujung komponen struktur

Lky : panjang tekuk komponen struktur tersusun pada arah tegak lurus sumbu

y-y, dengan memperhatikan pengekang lateral yang ada, dan kondisi

jepitan ujung-ujung komponen struktur

Ab : luas penampang bruto

db : diameter baut nominal pada daerah tak berulir

f1, f2 : konstanta tegangan dalam perhitungan ft

ft : tegangan tarik dengan memperhitungkan ada atau tidak adanya ulir baut

pada bidang geser

fu : tegangan tarik putus pelat

fub : tegangan tarik putus baut

fuv : tegangan geser akibat beban terfaktor pada suatu baut

m : jumlah bidang geser

n : jumlah baut

Rd : kuat rencana

Rn : kuat nominal

r1, r2 : faktor modifikasi tegangan untuk memeperhitungkan ada tidaknya ulir

baut pada bidang geser

(19)

xx Tn : kuat tarik nominal

Tu : gaya tarik terfaktor

t, tp : tebal pelat

Vd : kuat geser rencana baut

Vn : kuat geser nominal baut

Vu : gaya geser terfaktor