LEMBAR PENGESAHAN
LAPORAN TUGAS AKHIR
PERENCANAAN STRUKTUR KOMPOSIT PADA
GEDUNG PERKANTORAN 5 LANTAI
DI SEMARANG
Diajukan untuk memenuhi persyaratan dalam menyelesaikan Pendidikan Tingkat Sarjana Strata I ( S1 ) pada Jurusan Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang
Disusun oleh :
Arif Kurniawan NIM : L2A 001 025
Didit Ari S. NIM : L2A 001 039
Semarang, Agustus 2006 Mengesahkan,
Dosen Pembimbing I
Ir. Udiyanto NIP. 130 444 354
Menyetujui,
Dosen Pembimbing II
Ir. R. Arwanto NIP. 132 046 699
Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Diponegoro
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat ALLAH SWT atas segala nikmat, rahmat, hidayah dan inayah-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir dengan judul “Perencanaan Struktur Komposit Pada Gedung Perkantoran 5 Lantai di
Semarang “.
Tugas Akhir ini merupakan salah satu persyaratan yang harus ditempuh
dalam menyelesaikan Pendidikan Tingkat Sarjana ( Strata 1 ) Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang.
Dalam kesempatan ini kami ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah membantu dalam
penyelesaian Tugas Akhir ini, terutama kepada:
1. Ir. Bambang Pudjianto, MT, selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Diponegoro.
2. Ir. Arif Hidayat, CES., MT. selaku Ketua Bidang Pendidikan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Diponegoro
3. Ir. Udiyanto, selaku Dosen Pembimbing I yang telah membimbing dan mengarahkan dalam penyusunan Laporan Tugas Akhir ini.
4. Ir. R. Arwanto, selaku Dosen Pembimbing II yang membimbing dan mengarahkan dalam penyusunan Laporan Tugas Akhir ini..
5. Ir. Wahyudi Kushardoko, MT selaku Dosen Wali. 6. Ir. Hari Budieny, MT., selaku Dosen Wali.
7. Ibu dan Bapakku tercinta dan segenap keluarga, serta teman-teman yang telah banyak memberikan dorongan, motivasi dan doa.
8. Seluruh Staf Pengajaran Jurusan Sipil Universitas Diponegoro Semarang.
9. kawan-kawan angkatan 2001 dan semua pihak yang telah memberikan bantuan kepada penyusun baik secara moril maupun materiil dalam penyusunan laporan Tugas Akhir ini.
Kami menyadari sepenuhnya bahwa Laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu kami mengharapkan kritik dan saran yang
Akhirnya kami berharap, semoga Laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi kami khususnya dan para pembaca pada umumnya.
Semarang, Agustus 2006
viii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL
LEMBAR PENGESAHAN
KATA PENGANTAR
1.3. Latar Belakang Proyek. ... I-1 1.4. Maksud Dan Tujuan ... I-2 1.5. Pembatasan Masalah ... I-2 1.6. Sistematika Penyusunan Laporan Tugas Akhir ... I-2
BAB II STUDI LITERATUR
2.1. Tinjauan Umum ... II-4 2.2. Konsep Pemilihan Jenis Struktur ... II-4 2.2.1. Elemen – Elemen Struktur Utama ... II-7
2.2.2. Material / Bahan Struktur ... II-7 2.3. Konsep Desain / Perencanaaan Struktur ... II-9 2.3.1. Desain Terhadap Beban Lateral (Gempa) ... II-9 2.3.2. Denah Dan Konfigurasi Bangunan ... II-11 2.3.3. Pemilihan Material ... II-11
2.3.4. Konsep Pembebanan ... II-12 2.3.5. Faktor Reduksi Kekuatan ... II-19 2.4. Perencanaan Struktur Atas ( Upper Structure ) ... II-20 2.4.1. Perencanaan Pelat ... II-20 2.4.2. Penulangan Balok ... II-23
viii 2.4.4. Perencanaan Tangga ... II-41 2.4.5. Perencanaan Lift... II-42 2.5. Perencanaan Struktur Bawah ( Sub Structure ) ... II-42 2.5.1. Penentuan Parameter Tanah ... II-43 2.5.2. Analisis Daya Dukung Tanah. ... II-43 2.5.3. Pondasi Tiang Pancang... ... II-44 2.5.4. Dasar Perhitungan Dan Pedoman Perencanaan ... II-52
BAB III METODOLOGI
3.1. Tinjauan Umum ... III-53 3.1.1. Data Primer ... III-53 3.1.2. Data Sekunder ... III-54
3.2. Analisis Dan Perhitungan ... III-56 3.3. Penyajian Laporan Dan Format Penggambaran ... III-56
BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR
4.1. Perhitungan Pelat ... IV-57
4.1.1. Tinjauan Umum ... IV-57 4.1.2. Penentuan Tebal Pelat ... IV-57 4.1.3. Beban Yang bekerja Pada Pelat Lantai ... IV-59 4.1.4. Perhitungan Penulangan Pelat ... IV-60 4.1.5. Perhitungan Tulangan ... IV-64
4.2. Perhitungan Balok Anak ... IV-68 4.2.1. Tinjauan Umum ... IV-68 4.2.2. Distribusi Beban Pelat Lantai ... IV-68 4.2.3. Perencanaan balok Anak ... IV-70
4.3. Perhitungan Tangga ... IV-92 4.3.1. Tinjauan Umum ... IV-92 4.3.2. Perencanaan Dimensi ... IV-92 4.3.3. Perhitungan Struktur Tangga ... IV-95 4.4. Perhitungan Lift ... IV-108
viii 4.4.2. Kapasitas Lift ... IV-108 4.4.3. Perencanaan Konstruksi ... IV-108 4.4.4. Perencanaan Pelat Lantai ... IV-110
4.4.5. Perencanaan Balok anak ... IV-113 4.4.6. Perencanaan Balok Penggantung Lift ... IV-116 4.5. Perhitungan Gempa ... IV-121 4.5.1. Tinjauan Umum ... IV-121 4.5.2. Faktor Keutamaan Struktur ... IV-122
4.5.3. Faktor Jenis Struktur ... IV-122 4.5.4. Faktor Respon Gempa ... IV-122 4.5.5. Faktor Wilayah Gempa ... IV-123 4.5.6. Penentuan Jenis Tanah ... IV-123
4.5.7. Perhitungan Berat Total Bangunan ... IV-124 4.5.8. Periode Getar Bangunan ... IV-127 4.5.9. Koefisien Respon Gempa ... IV-127 4.5.10. Gaya Horisontal Akibat Gempa ... IV-128 4.5.11. Distribusi Gaya Geser Horisontal Akibat Gempa Pada Gedung .. IV-128
4.5.12. Pemeriksaan Periode Getar Struktur ... IV-130 4.5.13. Distribusi Akhir Gaya Gempa ... IV-133 4.6. Perhitungan Portal ... IV-134 4.6.1. Tinjauan Umum ... IV-134 4.6.2. Estimasi Beban Grafitasi ... IV-134
4.6.3. Portal Beban Mati ... IV-135 4.6.4. Portal Beban Hidup ... IV-135 4.6.5. Portal Akibat Goyangan ... IV-138 4.6.6. Langkah Perhitungan Dengan Cross ... IV-141
viii 4.8.3 Kontrol Beban Dan Momen Yang Bekerja Pada Penampang Kolom
... IV-176 4.9. Sambungan ... IV-181
4.9.1 Perencanaan Sambungan Antar Balok anak ... IV-181 4.9.2 Perencanaan Sambungan Balok Dengan Kolom ... IV-184 4.9.3 Analisa Joint ... IV-190 4.9.4 Sambungan Kolom Ke Base Plat ... IV-195 4.10. Perhitungan struktur Pondasi ... IV-199
4.10.1 Tinjauan Umum ... IV-199 4.10.2. Kontrol Daya Dukung ... IV-199 4.10.3. Perhitungan Daya Dukung Tiang Tunggal ... IV-199 4.10.4. Penentuan Jumlah Tiang ... IV-201
4.10.5. Menghitung Efisiensi Kelompok Tiang ... IV-202 4.10.6. Perhitungan Beban Maxsimum Untuk Kelompok Tiang Yang Menerima
Beban Eksentris ... IV-203 4.10.7.Kontrol terhadap Tegangan Geser Pons ... IV-204 4.10.8. Penulangan Pile Cup ... IV-206
4.10.9. Kontrol Daya Dukung Horisontal Akibat Tekanan Tanah ... IV-208 4.10.10.Kontrol Penurunan Tiang ... IV-210 4.10.11. Penulangan Tiang Pancang ... IV-210 4.10.12. Perhitungan Pondasi Tangga ... IV-218
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan ... VII-222 5.2 Saran ... VII-223
LAMPIRAN - LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Respon Spektrum Gempa Rencana ... II-16 Gambar 2.2 Dimensi Bidang Pelat ... II-21 Gambar 2.3 Lebar Efektif Flens beton Pada Konstruksi Komposit... II-23 Gambar 2.4 Penampang Konstruksi Komposit Tanpa Pelat Penutup ... II-24
Gambar 2.5 Gaya-gaya Yang Bekerja Pada Joint ... II-31 Gambar 2.6 Analogi Antara Lentur Dan Puntir ... II-34 Gambar 2.7 Diagram Interaksi P-M ... II-38 Gambar 2.8 Diagram Iteraksi Pn-e ... II-39
Gambar 2.9 Model Struktur Tangga ... II-40 Gambar 2.10 Pendimensian Struktur Tangga ... II-41 Gambar 2.11 Diagram Tekanan Tanah Pasif ... II-41 Gambar 2.12 Pengangkatan Tiang Pancang Dengan 2 Titik ... II-49 Gambar 2.13 Pengangkatan Tiang Pancang Dengan 1 Titik ... II-50
Gambar 4.1 Denah Pelat Lantai ... IV-57 Gambar 4.2 Denah Penulangan Pelat Lantai... IV-66 Gambar 4.3 Denah Balok Anak Pada Lantai 2 s/d 4... IV-70 Gambar 4.4 Pemodelan Pembebanan Balok Anak Pada Pelat Lantai ... IV-70
Gambar 4.5 Penampang Komposit Balok Anak ... IV-76 Gambar 4.6 Penampang Komposit Pada Momen Negatif ... IV-78 Gambar 4.7 Analogi Lentur Dan Puntir ... IV-80 Gambar 4.8 Kondisi Balok Anak BA4 ... IV-81 Gambar 4.9 Model Tangga Tipe K ... IV-92
Gambar 4.16 Balok Penggantung Lift ... IV-116 Gambar 4.17 Penulangan Balok Penggantung Lift ... IV-120 Gambar 4.18 Portal Arah sumbu X / As F ... IV-121
Gambar 4.19 Portal Arah Sumbu Y / As 3 ... IV-122 Gambar 4.20 Spektrum Respon Gempa Zona 4... IV-123 Gambar 4.21 Distribusi Gaya Gempa Pada Portal Arah Sumbu X... IV-129 Gambar 4.22 Distribusi Gaya Gempa Pada Portal Arah Sumbu Y... IV-130 Gambar 4.23 Penampang Komposit ... IV-142
Gambar 4.24 Penampang Komposit Pada Balok Induk ... IV-151 Gambar 4.25 Penampang Komposit Pada Momen Negatif ... IV-153 Gambar 4.26 Tegangan Dan Gaya-gaya Pada Kolom ... IV-163 Gambar 4.27 Tegangan Dan Gaya-gaya Pada Kolom ... IV-165
Gambar 4.28 Tegangan Dan Gaya-gaya Pada Kolom ... IV-167 Gambar 4.29 Diagram Interaksi Pn-Mnx ... IV-169 Gambar 4.30 Tegangan Dan Gaya-gaya Pada Kolom ... IV-170 Gambar 4.31 Tegangan Dan Gaya-gaya Pada Kolom ... IV-172 Gambar 4.32 Tegangan Dan Gaya-gaya Pada Kolom ... IV-174
Gambar 4.33 Diagram Interaksi Pn-Mny ... IV-176 Gambar 4.34 Diagram Interaksi Pn-ey... IV-179 Gambar 4.35 Diagram Interaksi Pn-ex... IV-180 Gambar 4.36 Sambungan Las BA2 dengan BA3... IV-181
Gambar 4.37 Sambungan Balok IWF 350.350 Yang Saling Bertemu ... IV-183 Gambar 4.38 Sambungan Balok ke kolom ( Sayap Balok ke Sayap) ... IV-185 Gambar 4.39 Sambungan Balok Ke Kolom(Sayap Balok ke Badan) ... IV-187 Gambar 4.40 Gaya-gaya Yang bekerja Pada Joint ... IV-190 Gambar 4.41 Rencana Joint ... IV-190 Gambar 4.42 Rencana Base Plat ... IV-195 Gambar 4.43 Base Plat ... IV-198 Gambar 4.44 Tipe Poer ( Pile cup) ... IV-202 Gambar 4.45 Penulangan Pile cup ... IV-207 Gambar 4.46 Diagram Tekanan Tanah Pasif ... IV-208
Gambar 4.48 Pengangkatan Tiang Pancang Dengan 2 Titik ... IV-213 Gambar 4.49 Pengangkatan Tiang Pancang Dengan 1 Titik ... IV-213 Gambar 4.50 Penulangan Tiang Pancang ... IV-217
x
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Beban Mati Pada Struktur ... I-12 Tabel 2.2 Beban Hidup Pada Lantai Bangunan ... I-13 Tabel 2.3 Definisi Jenis Tanah ... II-15 Tabel 2.4 Faktor Keutamaan Struktur ... II-15 Tabel 2.5 Faktor Wilayah Gempa ... II-15
Tabel 2.6 Reduksi Kekuatan…. ... II-20 Tabel 4.1 Tipe Dan Ukuran Pelat ... IV-57 Tabel 4.2 Tipe Dan Ukuran Tebal Pelat... IV-58 Tabel 4.3 Fungsi Dan Besar beban Hidup ... IV-59
Tabel 4.4 Momen Pelat Lantai 2,3,4 Tiap Tipe ... IV-63 Tabel 4.5 Momen Pelat lantai 5 Tiap Tipe ... IV-64 Tabel 4.6 Momen Pelat Atap………...… ... IV-64 Tabel 4.7 Penulangan Pelat Lantai ... IV-67 Tabel 4.8 Koefisien Momen ... IV-72
Tabel 4.9 Koefisien Gaya Geser…….… ... IV-73 Tabel 4.10 Sifat-sifat Penampang Pada Momen Negatif ... IV-78 Tabel 4.11 Perhitungan penghubung Geser Balok Anak ... IV-86 Tabel 4.12 Pemilihan Profil Balok Anak ... IV-87
Tabel 4.13 Analisa penampang Komposit Balok Anak ... IV-88 Tabel 4.14 Pemeriksaan Tegangan Balok Anak Pada Momen Positif... IV-89 Tabel 4.15 Pemeriksaan Tegangan Balok Anak Pada Momen Negatif .... IV-90 Tabel 4.16 Pemeriksaan lendutan Balok ... IV-91 Tabel 4.17 Distribusi Momen Dengan Cara Cross ... IV-97
Tabel 4.18 Perhitungan Kuat Geser Niralir Rata-rata....………….… ... IV-124 Tabel 4.19 Distribusi Gaya Gempa Disepanjang Tinggi Bangunan Pada Portal
x Tabel 4.23 Sifst-sifat Penampang Pada Momen Negatif ... IV-154 Tabel 4.24 Pemilihan Profil Balok Induk ... IV-160 Tabel 4.25 Perhitungan Tegangan Pada Momen Positif ... IV-160
Tabel 4.26 Perhitungan Tegangan Pada Momen Negatif ... IV-160 Tabel 4.27 Analisa Penampang Komposit ... IV-161 Tabel 4.28 Perhitungan Lendutan Pada Balok Induk ... IV-161 Tabel 4.29 Perhitungan Jumlah Penghubung Geser ... IV-161 Tabel 4.30 Harga Pn-Mnx ... IV-169
Tabel 4.31 Harga Pn – Mny ... IV-175 Tabel 4.32 Harga Pn – ey……….…… ... IV-179 Tabel 4.33 Harga Pn – ex .…… ... IV-180 Tabel 4.34 Perhitungan Daya Dukung Tanah (Data Sondir)... ... IV-200
