MODIFIKASI PERANCANGAN GEDUNG DESAIN PRODUK ITS SURABAYA DENGAN BAJA-BETON KOMPOSIT

CAHYA BUANA, ST. MT

TUGAS AKHIR – PS 1380

MODIFIKASI PERANCANGAN GEDUNG

DESAIN

PRODUK

ITS

SURABAYA

DENGAN BAJA-BETON KOMPOSIT

FADLI JAYA HARDIKA.

NRP 3105 100 129 Dosen Pembimbing

Ir. Ananta Sigit S, MSc.PhD Ir. R. Soewardojo , MSc JURUSAN TEKNIK SIPIL

Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2009

CAHYA BUANA, ST. MT

FINAL PROJECT - PS 1380

COMPOSITE STEEL-CONCRETE DESIGN

MODIFICATION ON DESIGN PRODUCT

BUILDING ITS SURABAYA

FADLI JAYA HARDIKA. NRP 3105 100 129 Supervisor:

Ir. Ananta Sigit S, MSc.PhD Ir. R. Soewardojo, MSc

DEPARTMENT OF CIVIL ENGINEERING Faculty of Civil Engineering and Planning Sepuluh Nopember Institute of Technology Surabaya 2009

STUDI PERBANDINGAN PENGGUNAN

PROFIL CIRCULAR HOLLOW SECTIONS

DENGAN SQUARE HOLLOW SECTIONS

PADA RANGKA UTAMA BANGUNAN

BAJA GUDANG

TUGAS AKHIR – PS 1380

MODIFIKASI PERANCANGAN GEDUNG

DESAIN PRODUK ITS SURABAYA

DENGAN BAJA-BETON KOMPOSIT

FADLI JAYA HARDIKA. NRP 3105 100 129

Dosen Pembimbing

Ir. Ananta Sigit S, MSc.PhD Ir. R. Soewardojo, MSc

JURUSAN TEKNIK SIPIL

Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2009

COMPOSITE STEEL-CONCRETE DESIGN

MODIFICATION ON DESIGN PRODUCT BUILDING ITS SURABAYA

Name of Student : Fadli Jaya Hardika

NRP : 3105 100 129

Department : Civil Engineering, FTSP-ITS

Supervisor

: Ir. Ananta Sigit S, MSc.PhD

Ir. R. Soewardojo, MSc

ABSTRACT

Design product ITS Surabaya Building is an three storeys. The actual building was designed using reinforced concrete but for comparation study this building is now modified by using steel-concrete composite. The benefit of this composite design is less steel, smaller the beam section, the stiffness of the floor could be increased, the beam could support a longer span, the capacity to loads increasing.

In this final project will recover redesigning with steel-concrete composite structure. Include in this redesign was slab, stairs, concrete roof, secondary beam, primary beam, column and foundation. Composite beam is a combination between concrete with steel. The tension force in the reinforced concrete design was carried by reinforced steel, while in the composite concrete design, it was carried by the steel section profil.

The purpose of this final project is to make a rationally composite building structure that fulfill safety factor by SNI 03-2847-2002, SNI 03-1729-2002, SNI 03-1726-2002, and PPIUG 1983.

i

MODIFIKASI PERANCANGAN GEDUNG DESAIN PRODUK ITS SURABAYA DENGAN BAJA-BETON

KOMPOSIT Nama Mahasiswa : Fadli Jaya Hardika.

NRP : 3105 100 129

Jurusan : Teknik Sipil FTSP-ITS

Dosen Konsultasi : Ir. Ananta Sigit S, MSc.PhD

Ir. R. Soewardoyo R, MSc

Abstrak

Gedung Desain Produk ITS Surabaya merupakan gedung yang terdiri dari 3 lantai yang pada awalnya didesain dengan menggunakan struktur beton bertulang. Sebagai bahan studi perancangan bangunan ini dimodifikasi menjadi 6 lantai dengan struktur baja-beton komposit. Keuntungan dari perencanaan komposit yaitu penghematan berat baja, penampang balok baja dapat lebih rendah, kekakuan lantai meningkat, panjang bentang untuk batang tertentu dapat lebih besar, kapasitas pemikul beban meningkat.

Dalam Tugas Akhir ini dibahas perencanaan ulang dengan menggunakan struktur komposit baja-beton. Perencanaan yang dilakukan disini meliputi perencanaan pelat lantai, tangga, atap beton, balok anak, balok induk ,kolom dan pondasi. Balok komposit merupakan campuran beton dengan baja profil, dimana pada beton bertulang gaya-gaya tarik yang dialami suatu elemen struktur dipikul oleh besi tulangan, tetapi pada beton komposit ini gaya-gaya tarik yang terjadi pada suatu elemen struktur dipikul oleh profil baja.

Tujuan dari Tugas akhir ini adalah menghasilkan perencanaan struktur gedung komposit baja-beton yang rasional dengan memenuhi persyaratan keamanan struktur berdasarkan SNI 03-2847-2002, SNI 03-1729-2002, SNI 03-1726-2002, dan PPIUG 1983.

LEMBAR PERSEMBAHAN

Atas terselesaikannya tugas akhir ini, penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Allah SWT atas segala limpahan rahmat, karunia dan hidayah-Nya serta dengan segala kebesaran-Nya yang telah memberiku jalan untuk menyelesaikan tugas akhir ini.

2. Ayah dan Mama, serta adikku tercinta yang selalu memberiku dukungan baik moral maupun materiil serta selalu mengiringi setiap langkahku dengan do’a.

3. Om dan tante, serta keluarga di bandung. Keluarga terbaikku yang selalu memberikan motivasi, kritikan, saran dan nasihat dan penyuplai dana untuk terselesaikannya tugas akhir ini. 4. Dosen-dosen teknik sipil yang telah membimbingku serta

para karyawan teknik sipil yang telah banyak membantu. 5. Teman-teman seperjuanganku (s-48), kalian adalah motivator

dan teman-teman yang paling berkesan sepanjang pendidikan kuliahku.

6. Adikku lia makasih buat semua kasih sayang, dukungan, pengertian, kesabaran, kepercayaan, dan bantuannya demi terselesaikannya tugas akhir ini

7. Darto, fauzi, cristyadi yang tidak segan-segan membagi ilmunya, memberikan saran dan kritik demi terselesaikanya tugas akhir ini.

8.

Senior-seniorku, mbak uwi, mbak manda, mbak dennis yang telah banyak membantu, terutama dalam transfer ilmunya, pinjaman odner dan lain-lain.

9.

Rekan-rekan seperjunganku Hlpm dan BE-LM FTSP yang selalu memberikan support dan doanya demi kelancaran tugas akhir ini. .

iii

KATA PENGANTAR

Bismillahirahmanirahhim, Assalamualaikum Wr. Wb,

Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas

segala ridho, karunia, serta hidayah-Nya sehingga penulis

dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan judul “

Modifikasi perancangan gedung desain produk ITS

Surabaya dengan Baja-Beton komposit”.

Penulis menyadari bahwa keberhasilan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini tidak lepas dari bantuan, bimbingan dan dorongan dari berbagai pihak baik secara langsung maupun tidak langsung. Oleh karena itu, penulis mengucapkan banyak terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada :

1. Bapak, Ir. Ananta Sigit S, MSc.PhD selaku dosen

pembimbing yang tidak henti-hentinya memberikan

pengarahan, dukungan, motivasi, dan ilmu yang tidak ternilai harganya.

2. Bapak Ir. R. Soewardojo MSc, selaku dosen pembimbing yang juga tidak henti-hentinya memberikan pengarahan, dukungan, motivasi, dan ilmu yang tidak ternilai harganya. 3. Bapak Dr. Ir. Hidayat Sugihardjo M., MS selaku Ketua

Jurusan Teknik Sipil FTSP-ITS.

4. Bapak Supani ST, MT. selaku Dosen Wali.

5. Dosen Teknik Sipil ITS atas semua ilmu yang telah diberikan dan tidak lelah mendidik kami sebagai mahasiswa Teknik Sipil ITS.

6. Kedua orang tua, adik serta keluarga besar saya di surabaya yang tidak pernah letih memberikan support dan doa-nya kepada saya

7. Om dan tante serta keluarga saya di bandung yang telah memberikan supportnya kepada saya.

8. Teman-teman seperjuangan S-48 (2005),terutama Sudarto yang telah banyak membantu saya.

9. Kakak-kakak seperjuangan S-47 (2004),terutama mbak uwi, mbak dennis, mbak manda yang telah banyak membantu saya dan semua rekan mahasiswa Teknik Sipil ITS lainnya.

Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan. Penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi kesempurnaan Tugas Akhir ini. Akhir kata semoga Tugas Akhir ini bermanfaat.

Surabaya, Juli 2009

vi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL

ABSTRAK ... i

ABSTRACT ... ii

KATA PENGANTAR ... iii

LEMBAR PERSEMBAHAN ... v

DAFTAR ISI ... vi

DAFTAR TABEL ... viii

DAFTAR GAMBAR ... ix

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang... 1

1.2 Permasalahan ... 3

1.3 Maksud dan Tujuan ... 3

1.4 Batasan Masalah ... 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Umum ... 5

2.2 Aksi Komposit ... 6

2.3 Keuntungan dan Kerugian Baja Komposit... 9

2.4 Pembebanan... 10

BAB III METODOLOGI 3.1 Diagram Alir metodologi ... 13

3.2 Langkah-langkah Penyusunan Tugas Akhir ... 15

BAB IV PERENCANAAN STRUKTUR SEKUNDER 4.1 Perencanaan Tangga... 33

4.1.1.Perencanaan Pelat Anak Tangga ... 35

4.1.2.Perencanaan Pelat Bordes ... 37

4.1.3.Perencanaan Balok Tangga... . 37

4.1.4.Perencanaan Balok Tumpuan Tangga... 54

4.2 Perencanaan Struktur Lantai ... 56

4.2.1 Pelat Lantai Atap ... 56

4.2.2 Pelat Lantai 1-6 ... 58

BAB V PERENCANAAN STRUKTUR UTAMA

5.1 Analisa Struktur Utama ... 69

5.2 Pembebanan ... 69

5.2.1

Perhitungan Berat Struktur

... 69

5.2.2

Pembebanan Gempa Dinamis

... 71

5.3 Perhitungan Balok Komposit Melintang ... 79

5.3.1.Zona Momen Positif………. 79

5.3.2.Zona Momen Negatif……….. . 83

5.4 Perencanaan Kolom Komposit ... 86

5.5 Desain Sambungan ... 92

5.5.1 Sambungan Balok Melintang dengan Kolom ... 92

5.5.2 Sambungan Kolom dengan Kolom ... 99

5.5.3 Sambungan Balok Anak dengan Balok Induk ... 101

5.5.4 Sambungan Balok Induk dengan Balok Tangga... 104

5.5.5 Sambungan Balok Tangga dengan Balok Bordes 106 5.5.6 Sambungan Kolom dengan Base Plate... 108

BAB VI PERENCANAAN STRUKTUR PONDASI 6.1 Umum ... 117

6.2 Data Tanah ... 117

6.3 Kriteria Desain ... 118

6.4 Daya Dukung Tanah... 118

6.4.1.Daya Dukung Tiang Pancang Tunggal... . 118

6.4.2.Daya Dukung Tiang Pancang Kelompok... 120

6.4.3.Repartisi Beban-Beban di Atas Tiang Kelompok.... 121

6.5.Perhitungan Pondasi... 121

6.5.1.Daya Dukung Satu Tiang Pancang... .. 121

6.5.2.Perhitungan Tiang Pancang Kelompok... ... 122

6.5.3.Kontrol Kekuatan Tiang Pancang Terhadap Gaya Lateral... 124

6.6.Perencanaan Poer... ... 126

6.7.Perencanaan Tie beam Pondasi... .. 132

BAB VII PENUTUP 7.1. Kesimpulan... 135

viii

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Ukuran Minimum Las Sudut ... 28

Tabel 5.1 Beban Pada Tiap Lantai ... 70

Tabel 5.2 Simpangan ... 77

Tabel 5.3 Analisa ∆s akibat gempa arah x ... 77

Tabel 5.4 Analisa ∆s akibat gempa arah y ... 77

Tabel 5.5 Analisa ∆m akibat gempa arah x ... 78

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Perbandingan Antara BalokYang Mengalami

Defleksi Dengan dan Tanpa Aksi Komposit .... 7

Gambar 2.2 Variasi Tegangan Pada Balok-Balok Komposit ... 8

Gambar 3.1 Distribusi Tegangan Plastis ... 20

Gambar 3.2 Distribusi TeganganMn negatif ... 21

Gambar 3.3 Metode Transformasi Luasan ... 22

Gambar 4.1 Denah Tangga... 34

Gambar 4.2 Potongan Tangga A-A ... 34

Gambar 4.3 Pelat Tangga Beton... 35

Gambar 4.4 Pembalokan Balok Tangga ... 38

Gambar 4.5 Potongan Tangga ... 39

Gambar 4.6 Penampang Balok Komposit ... 42

Gambar 4.7 Pembebanan Pada Tangga Akibat Beban Mati 50

Gambar 4.8 Pembebanan Pada Tangga Akibat Beban Hidup ... 51

Gambar 4.9 Pembebanan Pada Balok Tumpuan Tangga ... 54

Gambar 4.10 Potongan Pelat Lantai Atap ... 57

Gambar 4.11 Potongan Pelat Lantai 1-6 ... 59

Gambar 4.12 Bidang D dan M Pada Komposit Balok Sebelum Komposit ... 60

Gambar 4.13 Penampang Balok Komposit ... 66

Gambar 5.1 Penampang Komposit ... 82

Gambar 5.2 Penampang Kolom Komposit ... 86

Gambar 5.3 Portal Bangunan... 88

Gambar 5.4 Gaya Pada Balok Kolom ... 93

Gambar 5.5 Sambungan Balok dan Kolom ... 93

Gambar 5.6 Gaya-Gaya yang Bekerja Pada Profil T ... 95

Gambar 5.7 Sambungan Antar Kolom ... 99

Gambar 5.8 Sambungan Balok Anak dengan Balok Induk . 101 Gambar 5.9 Profil Siku Penyambung ... 103

x

Gambar 5.11 Desain Baseplate Arah X ... 110

Gambar 5.12 Desain Baseplate Arah Y ... 113

Gambar 6.1 Denah Tiang Pancang ... 123

Gambar 6.2 Geser Ponds Akibat Kolom ... 129

Gambar 6.3 Geser Ponds Akibat Tiang Pancang ... 130