TUGAS AKHIR ANALISIS STRUKTUR KOLOM KOMPOSIT DAN BALOK BAJA WIDE FLANGE (WF)

(1)

TUGAS AKHIR

ANALISIS STRUKTUR KOLOM KOMPOSIT DAN BALOK BAJA WIDE

FLANGE (WF)

Diajukan Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Mencapai Derajat Sarjana S1 Pada Program Studi Teknik Sipil

Disusun Oleh:

HASBULLAH YUSUF 2017013124

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SARJANAWIYATA TAMAN SISWA YOGYAKARTA

2021

(2)

(3)

(4)

PERSEMBAHAN

SEBAGAI TANDA TERIMAKASIH

KUPERSEMBAHKAN KARYA SEDERHANA INI

UNTUK ALMAMATERKU UNIVERSITAS SARJANAWIYATA

TAMANSISWA DAN KEDUA ORANGTUA TERCINTA

(5)

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis haturkan kepada Allah SWT, atas segala rahmat dan kehendak-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini yang berjudul Analisis Struktur Kolom Komposit dan Balok Baja Wide Flange (WF), dengan baik.

Dalam menyelesaikan tugas akhir ini,penulis juga banyak dibantu oleh berbagai pihak. Dengan penuh rasa hormat, pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada:

1. Bapak Prof. Drs.H.Pardimin, M.Pd, Ph.D selaku Rektor Universitas Sarjanawiyata Tamansiswa.

2. Bapak Drs. Agus Priyanto,S.T.,MM.,selaku Dekan Fakultas Teknik dan dosen pembimbing I yang telah memberikan masukan, arahan dan motivasi dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini,

3. Bapak Ir. Zainul Faizien Haza, S.T., M.T., Ph.D., selaku ketua Program Study Teknik Sipil Universitas Sarjanawiyata Tamansiswa Yogyakarta dan juga selaku dosen pembimbing I yang telah memberikan masukan, motivasi, serta dukungan dalam menyelesaikan Tugas akhir ini,

4. Bapak Muhammad Afif Shulhan, S.T., M.Eng., selaku dosen pembimbing II dan juga pengampu matakuliah Perancangan struktur yang selalu siap menerima penulis dalam melakukan bimbingan skripsi, memberikan motifasi dan dukungan.

5. Kedua Orang Tua tercinta yang telah memberikan dukungan baik dalam bentuk moral maupun materi sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini,

6. Teman-teman seperjuangan yang selalu suport dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

Sejatinya manusia adalah tempatnya salah dan dosa, maka dari itu penulis

menyadari masih banyak kekurangan penulis dalam menyelesaikan tugas ini, maka

dari itu segala kritikan dan saran yang bersifat membangun sangat diharapkan oleh

penulis demi mendekati kata sempurna dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

(6)

Akhir kata semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi rekan-rekan mahasiswa pada umumnya dan khususnya pada penyusun sendiri.

Yogyakarta,……….2021

Hasbullah Yusuf

NIM:2017013124

(7)

DAFTAR ISI

TUGAS AKHIR... 1

PERSEMBAHAN

... i

PERNYATAAN...ii

PERSEMBAHAN ...iii

KATA PENGANTAR ...iv

DAFTAR ISI... vi

DAFTAR NOTASI ...ix

DAFTAR ISTILAH ...x

DAFTAR TABEL...xi

DAFTAR GAMBAR ...xii

INTISARI ...xiii

ABSTRACT... xiv

BAB I ... 1

PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 2

1.3 Tujuan Tugas Akhir ... 2

1.4 Batasan Masalah ... 2

1.5 Manfaat Tugas Akhir ... 2

1.6 Keaslian Tugas Akhir... 3

BAB II... 4

TINJAUAN PUSTAKA ... 4

BAB III ... 13

LANDASAN TEORI ... 13

3.1 Spektrum Respon Desain ... 13

3.1.1 Parameter Percepatan Terpetakan ... 14

vi

(8)

3.1.2 Koefisien-koefisien Situs dan Parameter-parameter Respon Spektral Percepatan

Gempa Maksimum yang dipertimbangkan Resiko Tertarget (MCER) ... 15

3.1.3 Parameter Percepatan Spectral Desain... 17

3.1.4 Perhitungan Koefisien Respons Seismik,Cs ... 17

3.1.5 Gaya Geser Dasar Seismik... 18

3.1.6 Distribusi Vertikal Gempa Seismik ... 18

3.1.7 Distribusi Horizontal Gaya Seismik ... 19

3.1.8 Kombinasi Pembebanan... 19

3.2 Desain Komponen Struktur Kolom Baja ... 20

3.2.1 Teori Perbesaran Momen Untuk Struktur Tak Bergoyang ... 21

3.2.2 Perbesaran Momen Untuk Struktur Bergoyang ... 22

3.2.3 Tekuk Lokal Web Pada Komponen Struktur Kolom ... 23

BAB IV ... 24

METODE PENELITIAN... 24

4.1 Diagram Alir (Flowchart) ... 24

4.2 Pengumpulan Data ... 25

4.3 Mutu Bahan Rencana ... 31

4.4 Standar Acuan ... 31

BAB V ... 32

PEMBAHASAN ... 32

5.1 Beban Pada Struktur Portal ... 32

5.2 Perhitungan Beban Gempa... 33

5.3 Pengecekan Periode Getar Bangunan Tahan Gempa ... 36

5.4 Pengecekan Gaya Geser Dasar ... 38

5.5 Perencanaan Balok ... 39

5.5.1 Menghitung Gaya Internal (momen dan geser ) yang ada pada balok akibat beban luar 40

5.5.2 Kontrol lendutan yang terjadi agar tidak melampaui batas dari lendutan izin ... 41

5.5.3 Klasifikasi penampang (kompang dan nonkompak) sesuai Tabel 7.1 SNI 1729:2020 ... 41

(9)

5.5.4 Menghitung parameter keadaan batas dari tabel 7.2 yield dan LBT ( Lateral

Torsian Buckling) SNI 1729:2020 ... 42

5.5.5 Analisis kuat geser ... 43

5.6 Perencanaan Kolom Komposit... 44

5.6.1 Profil Kolom ... 44

5.6.2 Cek ketentuan SNI 1729:2020 untuk kolom komposit berbungkus beton.... 45

5.6.3 Mengikuti Kekuatan Tekan Kolom Komposit ... 45

5.6.4 Hitung beban tekuk krisis elastis,Pe ... 47

5.6.5 Hitung kuat tekan rencana, Pu ... 47

BAB VI ... 48

PENUTUP ... 48

6.1 Kesimpulan ... 48

6.2 Saran ... 48

DAFTAR PUSTAKA ... 49

LAMPIRAN...51

(10)

WF =Wide Wlange

DAFTAR NOTASI

C

S

=Koefisien Respon Seismik

SNI = Standar Nasional Indonesia SS =Struktural Stability

S

s

=Percepatan batuan dasar pada periode pendek

M = Massa P = Beban

S

1

= Percepatan batuan dasar pada periode 1 detik

N = Nilai SPT rata-rata KDS =Ketegori Desain Seismik BSN = Badan Standar Nasional SAP2000V14 =Strukture Analysis Program

= Simpangan antar tingkat desain

=Koefisien Stabilitas untuk pengaruh P-Delta Cd = Faktor pembesaran simpangan lateral

f’c = Kekuatan tekan beton yang disyaratkan, Mpa g = Percepatan grafitasi

Vx =geser seismik desain di tingkat x Lr = pengaruh beban hidup di atap

Fa =Koefisien situs untuk periode pendek yaitu pada periode 0,2 detik E = Pengaruh beban seismik horizontal dan vertikal

L = Pengaruh beban hidup

CdX = Faktor pembesaran simpangan lateral pada arah X

CdY = Faktor pembesaran simpangan lateral pada arah Y

(11)

DAFTAR ISTILAH

Gempa = Goncangan yang terjadi akibat pergeseran lempeng bumi Respon Spektrum = Suatu sistem struktur Single Dergee Of Freedom (SDOF),

baik percepatan , kecepatan, dan perpindahan dengan struktur tersebut dibebani oleh gaya luar tertentu

Riwayat Waktu = Analisis dinamis dimana pada model struktur diberikan suatu catatan rekaman gempa dan respon struktur dihitung langkah demi langkah pada interval tertentu

Beban-beban = Gaya-gaya atau aksi lain yang dihasilkan dari berat seluruh material bangunan dan pemanfaatannya, pengaruh-pengaruh lingkungan, pergerakan relatif, beda penurunan, dan perubahan-perubahan dimensi yang tertahan.

Arah horizontal =Arah yang mengendalikan elemen-elemen vertikal pemikul gaya lateral

Arah lateral = Arah yang memotong sumbuh longitudinal struktur global Gaya desain = Pengaruh suatu gempa yang besarbya dua pertiga dari

pengaruh MCER-nya

Ortogonal = Dalam dua arah horizontal dan kedua arah tersebut membentuk sudut 90

⁰

Kategori resiko =Pengelompokan bangunan-bangunan gedung atau struktur- struktur lainnya untuk menentukan besaran beban-beban gempa berdasarkan resiko terjadinya kinerja yang tidak dapat diterima.

Gaya geser dasar =Gaya lateral atau geser desain total yang terjadi pada tingkat dasar

Klasifikasi situs = Klasifikasi situs dilakukan berdasarkan kondisi tanah

Drift = Simpangan horizontal yang terjadi pada sebuah bangunan ketika terjadi gempa

Displacemeny =Simpangan yang terjadi antar tingkat

(12)

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1.3 Koefisien Situs, F

a

...16

Tabel 4.2 Data Elevasi Gedung...25

Tabel 4.3 Jenis baja yang digunakan untuk kolom...31

Tabel 5.1.1 Beban Mati Tambahan...33

Tabel 5.1.1 Beban Hidup...33

Tabel 5.1.1 Parameter Respon Spectra...34

Tabel 5.1.2 Desain Spectra. ...35

Tabel 5.3 Modal Partsipasion Mass Ratio...38

Tabel 5.4 Gaya Geser Dasar Awal...39

(13)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 3.1 Kurva Spektrum Respons Desain...14

Gambar 3.2 Parameter gerak tanah S

s

...15

Gambar 3.2 Parameter gerak tanah S

1,

...15

Gambar 4.1 Diagram Alir Tahap Analisis...24

Gambar 4.2 Denah Kolom Lantai I...26

Gambar 4.2 Denah Kolom Lantai II...27

Gambar 4.2 Denah Kolom Lantai III...28

Gambar 4.2 Denah Potongan Struktur I...29

Gambar 4.2 Denah Potongan Struktur II...30

Gambar 5.1 Tampilan 3D Portal Struktur...32

Gambar 5.2 Desain Respon Spektrum...36

Gambar 5.3 Mode-1 dengan Periode 1,657 detik ...36

Gambar 5.3 Mode-2 dengan Periode 1,576 detik ...37

Gambar 5.3 Mode-3 dengan Periode 1,156 detik ...37

Gambar 5.5 Denah Balok di SAP2000V14...40

(14)

INTISARI

Pada pembangunan Gedung CSSD dan Laundry (Dak) RSUD Dr. Ben Mboy Ruteng, Perencanaan struktur bangunan menggunakan balok baja Wide Flange dan kolom komposit sebagai struktur rangka bangunan dengan menggunakan software SAP2000V.14 yang mengacu pada SNI 1729:2020 tentang perencanaan bangunan struktur baja dan pembebanan gempa mengacu pada SNI 1726:2019.

Berdasarkan hasil analisis balok WF 300 x 150 x 6,5 x 9 mampu memikul beban geser yang ada karena nilai Vn V

u

, yaitu 3393 762,9547 KN dan hasil analisis kolom komposit profil beton 500 x 500 dan profil baja WF 350 x 175 x 11 x 7 aman terhadap kuat tekan rencana karena gaya aksial lebih kecil dari kapasitas kolom.

Kata kunci : balok baja wide flange,Kolom komposit,SAP2000V14,SNI 1729:2020,

SNI 1726:2019.

(15)

ABSTRACT

In the construction of the CSSD Building and Laundry (Dak) Dr. Ben Mboy Ruteng, Planning for building structures using Wide Flange steel beams and composite columns as a building frame structure using SAP2000V.14 software which refers to SNI 1729: 2020 regarding steel structure building planning and earthquake loading refers to SNI 1726: 2019.

Based on the results of the WF beam analysis 300 x 150 x 6.5 x 9 is able to bear the existing shear load because the value ϕVn ≥ Vu, which is 3393 ≥ 762,9547 KN and the results of the analysis of composite columns of 500 x 500 concrete profiles and 350 x 175 WF steel profiles x 11 x 7 is safe against the compressive strength of the plan because the axial force is less than the column capacity.

Keywords: wide flange steel beam, composite column, SAP2000V14, SNI 1729: 2020, SNI 1726: 2019.

xiv