HALAMAN JUDUL
TUGAS AKHIR - PS - 1380
PERANCANGAN STRUKTUR ATAS GEDUNG
BETON BERTULANG SRPMK DENGAN BANTUAN
PROGRAM ANALISIS STRUKTUR MIDAS
INAYATTULLOH NRP 3105 100 104 Dosen Pembimbing Tavio, ST, MT,Ph.D JURUSAN TEKNIK SIPIL
Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2009
ii
FINAL PROJECT - PS - 1380
DESIGN OF UPPER STRUCTURE SPECIAL MOMENT
RESISTING FRAME REINFORCEMENT CONCRETE
BUILDING USING MIDAS STRUCTURE ANALYSIS
PROGRAM
INAYATTULLOH NRP 3105 100 104 Supervisor
Tavio, ST, MT,Ph.D
DEPARTMENT OF CIVIL ENGINEERING Faculty of Civil Engineering and Planning Sepuluh Nopember Institure of Technology Surabaya 2009
(Halaman ini sengaja dikosongkan)
Perancangan Struktur Atas Gedung Beton Bertulang SRPMK Dengan Bantuan Program Analisis Struktur
MIDAS TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
pada
Bidang Studi Struktur
Program Studi S-1 Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan
Institut Teknologi Sepuluh Nopember Oleh :
INAYATTULLOH NRP. 3105 100 104
Disetujui oleh Pembimbing Tugas Akhir :
Tavio, ST, MT,Ph.D ……….……….. NIP. 132 163 513
SURABAYA JULI, 2009
(Halaman ini sengaja dikosongkan)
PERANCANGAN STRUKTUR ATAS GEDUNG BETON BERTULANG SRPMK DENGAN BANTUAN PROGRAM
ANALISIS STRUKTUR MIDAS Nama Mahasiswa : INAYATTULLOH
NRP : 3105 100 104
Jurusan : Teknik Sipil FTSP-ITS
Dosen Pembimbing : Tavio, ST, MT,Ph.DABSTRAK
ABSTRAK
Dewasa ini, pesatnya perkembangan teknologi berbasis komputer sangat membantu dalam perkembangan ilmu teknik sipil, terutama dalam penyelesaian analisis struktur. MIDAS (Modelling, Integrated Design & Analysis Software) merupakan salah satu software untuk analisis struktur. MIDAS saat ini masih jarang digunakan, karena masyarakat pada umumnya lebih memilih menggunakan software SAP 2000 atau ETABS. Tugas akhir ini dibuat dengan mengaplikasikan program MIDAS untuk menganalisis struktur pada perancangan Padang Office Tower yang menggunakan Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK).
Perbandingan analisis antara hasil perhitungan yang didapat dari program MIDAS dengan program ETABS tidak jauh berbeda. Sehingga dapat disimpulkan bahwa software MIDAS ini layak dijadikan sebagai salah satu alternatif untuk membantu analisis struktur.
Keyword : MIDAS, Software untuk analisis struktur, SRPMK
(Halaman ini sengaja dikosongkan)
DESIGN OF UPPER STRUCTURE SPECIAL MOMENT RESISTING FRAME REINFORCEMENT CONCRETE
BUILDING USING MIDAS STRUCTURE ANALYSIS PROGRAM
Student’s Name : INAYATTULLOH
NRP : 3105 100 104
Major of Department : Civil Engineering, FTSP-ITS Supervisor : Tavio, ST, MT,Ph.D
ABSTRACT
Nowadays, computer based technology has an important role in the developing of civil engineering science, especially in its role to solve the structure analysis problems. MIDAS (Modelling, Integrated Design & Analysis Software) is one kind of software which is use to solve the structure analysis problems. MIDAS is rarely used, in common, people use SAP 2000 or ETABS software. In this final project, MIDAS was used to analyze the design of Padang Office Tower structure with Special Resisting Momen Frame System (SRPMK).
The comparison result between MIDAS software and ETABS software show that there is just a little difference between them. And so, we conclude that MIDAS is proper to use as an alternative software to solve the structure analysis problem.
Keyword : MIDAS, Software for Analysis structure, SRPMK
(Halaman ini sengaja dikosongkan)
KATA PENGANTAR
Segala puji bagi Allah SWT atas segala rahmat, hidayat serta inayah yang selalu tercurah tiada henti-henti, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul “Perancangan Struktur Atas Gedung Beton Bertulang SRPMK
Dengan Bantuan Program Analisis Struktur MIDAS”.
Penyelesaian Tugas Akhir ini tidak lepas dari dukungan dan bantuan yang diberikan dengan tulus oleh banyak pihak. Oleh karena itu penulis merasa perlu untuk menyampaikan penghormatan dan rasa terima kasih kepada:
1. Bapak Tavio, ST, MT,Ph.D selaku dosen pembimbing atas bimbingan, kepercayaan dan motivasinya selama pengerjaan Tugas Akhir berjalan.
2. Bapak Bambang Piscesa ST. MT yang telah membantu mendownload program MIDAS-nya serta bimbingan bimbingan selama pengerjaan tugas akhir ini
3. Bapak Fachrul Ulum ST. dan Bapak Ir. Gatot atas informasi penggunaan program MIDAS serta tutorial yang telah diajarkan.
4. M. Rohman (S-47) yang telah membantu mendapatkan data-data tugas akhir yang dibutuhkan.
5. Bibi Dra. Aliya Bismielia dan Novita Dwi K. atas pinjaman laptop dan printer selama pengerjaan berlangsung.
6. Segenap dosen, staf pengajar dan karyawan TU yang telah memberikan segala ilmu, pengetahuan, bantuan dan kemudahan kepada penulis selama menjalani kuliah di Teknik Sipil ITS.
Semoga Allah membalas amal dan kebaikan pihak-pihak yang telah penulis sebutkan di atas.
Penulis sadar akan banyaknya kekurangan dalam tugas akhir ini dan mengharapkan adanya kritik dan saran yang membangun guna menyempurnakan Tugas Akhir ini. Penulis berharap semoga Tugas Akhir ini dapat menjadi karya yang bermanfaat.
Surabaya, Juli 2009 Penulis
LEMBAR PERSEMBAHAN
Penulis ingin mempersebahkan ungkapan terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada mereka yang telah bejasa dalam membantu penulis baik secara langsung maupun tidak dalam menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul “Perancangan Struktur Atas Gedung Beton Bertulang SRPMK
Dengan Bantuan Program Analisis Struktur MIDAS” ini, antara lain kepada :
1. Abi H. Hasannuddin dan Ibu Hj. Siti Aminah sebagai orang tua yang selalu sabar membimbing dan mendidik penulis juga doa serta dukungan yang tidak terhingga juga Keluarga Besar Baraya yang selalu memberikan dorongan kepada penulis untuk bisa jadi orang besar. 2. Kyai Munif Djazuli beserta keluarga besar PP. Queen
Al Falah atas doa dan dukungan spiritual yang selama ini membantu penulis.
3. Bapak Ir. Musyanif (PT. PP Persero,S17), Ir. Firmansjah (PT. Jasa marga,S18), Ir. Agoes Widjanarko (PU,S17), Ir. Thaufiq Fachruddin (PT. Indo Energi Alam,S22) yang telah memberikan bimbingan-bimbingan untuk membuka wawasan penulis tentang arti sebuah kesuksesan, moga penulis bisa mengikuti jejak kesuksesan bapak-bapak semua. 4. Keluarga “Family of 10” khususnya Andrik S.,
Ardiansyah “Kasim”, Novita, Naufal “Gope”, Irul, Reski, Erin, Luluk, Fauzi, Mario, untuk dorongan kepada penulis agar tetap semangat dalam mengerjakan TA juga ikatan kekeluargaan yang akan selalu terkenang.
5. Keluarga S-48 atas ikatan persahabatan yang luar biasa, moga kita selalu kompak sampai kapanpun.
6. Teman-teman kos Gebang Kidul 40, khususnya Udin dan Adi S-50 untuk pinjaman komputer XP-nya.
7. Dan yang terakhir untuk neng “dodol bawel” yang telah memberikan pelajaran serta pengalaman hidup yang berharga.
Semoga Allah SWT yang membalas jasa-jasa yang telah diberikan kepada penulis ini. Jazakallah.
Surabaya, Juli 2009 Penulis
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL...i
HALAMAN PENGESAHAN ...v
ABSTRAK...vii
KATA PENGANTAR ...xi
LEMBAR PERSEMBAHAN ... xiii
DAFTAR ISI...xv
DAFTAR GAMBAR ...xxi
DAFTAR TABEL... xxiii
BAB I PENDAHULUAN ...1 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Perumusan masalah... 3 1.3 Tujuan... 3 1.4 Batasan Masalah ... 3 1.5 Manfaat Penulisan ... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA...5
2.1 Umum... 5
2.2 Dasar Teori... 5
2.2.1 Sistem Rangka Pemikul Momen ( SRPM ) ... 6
2.3 Pemilihan Kriteria Desain... 6
2.3.1 Kombinasi Beban Berfaktor ... 7
2.3.2 Wilayah Gempa ( WG )... 7
2.3.3 Hubungan Wilayah Gempa dan Resiko Gempa ... 7
2.3.4 Ketentuan Umum Syarat Pendetailan... 8
2.3.5 Jenis Tanah Setempat...9
2.3.6 Konfigurasi Struktur Gedung ...9
2.3.7 Perancangan Struktur Gedung...10
2.3.8 Beban Gempa...10
2.3.9 Pengaruh P - ∆...11
2.3.10 Waktu Getar Alami Fundamental ( T1 ) ...11
2.3.11 Distribusi Dari Beban Geser Dasar Nominal (V)...11
2.3.12 Eksentrisitas Rencana ( ed )...12
2.3.13 Pembatasan Penyimpangan Lateral...12
2.3.14 Pengaruh Arah Pembebanan Gempa...13
2.4 Aplikasi Program MIDAS ...13
2.4.1 Pemanfaatan MIDAS Pada Bangunan ...14
2.4.2 Kelebihan Program MIDAS...15
2.4.3 Kekurangan Program MIDAS...16
BAB III METODOLOGI...17
3.1 Metoda Perancangan...19
BAB IV PRELIMINARI DESIGN ...29
4.1 Data Perencanaan...29
4.1.1 Data Gedung ...29
4.2 Perencanaan Dimensi Komponen Struktur ...29
4.2.1 Perencanaan Dimensi Balok...29
4.2.2 Perencanaan Tebal Pelat...34
4.2.3 Perancangan Dimensi Kolom...39
BAB V STUDI KOMPARASI HASIL ANALISIS PROGRAM MIDAS DENGAN ETABS ...43
5.1 Pengoperasian Program MIDAS...43
5.2 Kasus Struktur Sederhana Menggunakan Program MIDAS 46
5.3 Kesimpulan Studi Komparasi... 47
BAB VI PERHITUNGAN DAN ANALISA STRUKTUR SEKUNDER...49
6.1 Perhitungan Struktur Sekunder... 49
6.1.1 Perhitungan Tangga... 49
6.1.2 Pembebanan Tangga dan Bordes... 51
6.1.3 Analisa Gaya-gaya Dalam ... 52
6.1.4 Analisa Struktur Tangga... 55
6.2 Perhitungan Balok Lift... 56
6.2.1 Data Perencanaan ... 56
6.2.2 Perancangan Dimensi Balok Lift... 58
6.2.3 Pembebanan Lift... 58
6.2.4 Analisa Gaya-Gaya Dalam ... 60
6.2.5 Penulangan Balok Lift... 61
6.3 Pemodelan Pembebanan Gravitasi... 66
6.3.1 Berat Bangunan ... 66
6.3.2 Pembebanan dan Penulangan Plat Lantai ... 67
6.3.2.1 Pembebanan Plat...68
6.3.2.2 Penulangan Pelat...69
6.4 Perancangan Balok Anak... 71
6.4.1 Analisa Gaya Dalam... 71
6.4.2 Penulangan Lentur... 73
6.4.3 Penulangan Geser ... 75
BAB VII PEMBEBANAN GEMPA ...77
7.1 Perhitungan Gempa Statik ...77
7.1.1 Perhitungan Berat Bangunan...77
7.2 Perhitungan Beban Gempa Dinamik Menggunakan Respon Spektrum ...79
7.2.1 Respon Spektrum Rencana...79
7.2.2 Penentuan Eksentrisitas Rencana Bangunan...80
7.2.3 Lantai Tingkat Sebagai Diafragma...82
7.2.4 Pengaruh P-Delta ...82
7.2.5 Arah Pembebanan Gempa...82
7.2.6 Batas Waktu Getar Alami Fundamental (T)...83
7.2.7 Kinerja Batas Layan...84
7.2.8 Kinerja Batas Ultimate ...85
7.2.9 Kontrol gaya geser dasar...87
BAB VIII PERANCANGAN STRUKTUR UTAMA...91
8.1 Perancangan Balok Induk ...91
8.1.1 Perancangan Balok Induk Memanjang B37 ...92
8.1.1.1 Perhitungan Penulangan Lentur ... 93
8.1.1.2 Desain Tulangan Geser Balok Induk B37... 104
8.1.1.3 Pemutusan Tulangan Balok Pada Balok Induk B37... 114
8.1.2 Perancangan Balok Induk Melintang B29...118
8.1.2.1 Perhitungan Penulangan Lentur ... 120
8.1.2.2 Desain Tulangan Geser Balok Induk B29... 131
8.1.2.3 Pemutusan Tulangan Balok Pada Balok Induk B29... 141
8.2 Perancangan Kolom ...145
8.2.1 Penulangan memanjang kolom ...148
8.2.2 Pengecekan Persyaratan “Strong Columns Weak Beam” ...151
8.2.3 Pengekangan Kolom... 156
8.2.4 Sambungan Lewatan Tulangan Vertikal Kolom ... 169
8.2.5 Hubungan Balok Kolom... 171
BAB IX KESIMPULAN DAN SARAN...175
9.1 Kesimpulan... 175
9.2 Saran ... 175
DAFTAR PUSTAKA ...177
LAMPIRAN...179
(Halaman ini sengaja dikosongkan)
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Peta Wilayah Gempa Indonesia berdasarkan SNI
03-1726-2002... 1
Gambar 2.1 Model rangka gedung dengan sistem SRPM ... 6
Gambar 2.2 Internatinal Business Center in HoChiMinh, Vietnam ... 14
Gambar 2.3 Chunsang high school South Korea... 14
Gambar 2.4 Interface Program MIDAS... 15
Gambar 2.5 Contoh aplikasi Program MIDAS... 15
Gambar 3.1 Flow Chart Perancangan ... 17
Gambar 4.1 Gambar balok induk T Interior bagian atap ... 32
Gambar 4.2 Gambar balok induk T Interior bagian lantai... 33
Gambar 4.3 Gambar balok anak T Interior bagian lantai ... 34
Gambar 4.4 Denah Pembalokan dan jenis pelat ... 35
Gambar 4.5 Beban area untuk kolom ... 40
Gambar 5.1 Denah dan Potongan Melintang Tangga... 49
Gambar 5.2 Analisa Gaya Dalam Tangga ... 52
Gambar 5.3 Gaya-gaya Dalam Tangga... 54
Gambar 5.4 Gaya Momen Tangga... 55
Gambar 5.5 Letak Lift dan Denah Pembalokan Lift... 57
Gambar 5.6 Model pembebanan pelat depan lift ... 59
Gambar 5.7 Denah Pelat dan Jenis Pelat Lantai ... 67
Gambar 5.8 Denah Pembalokan ... 71
Gambar 5.9 Penulangan balok anak ... 76
Gambar 6.1 Respon spektrum gempa rencana... 80 xxi
Gambar 7.1 Denah Pembalokan Lantai 1-12. ...91
Gambar 7.2 Momen Envelope Balok B37 Lt. 2...93
Gambar 7.3 Diagram GayaGeser Balok B37 Akibat Gempa ke Arah Kanan ...110
Gambar 7.4 Diagram Momen Pemutusan Tulangan Balok Induk B37...116
Gambar 7.5 Tulangan terpasang balok B37 ...118
Gambar 7.6 Momen Envelope Balok 29 Lt. 2...120
Gambar 7.7 Diagram GayaGeser Balok B29 Akibat Gempa ke Arah Kanan ...137
Gambar 7.8 Pemasangan Tulangan Balok Induk B29...145
Gambar 7.9 Denah Pembalokan dan lokasi kolom C1 dan C2....145
Gambar 7.10 Digram Interaksi Kolom C1 antara Lt.1-Lt.2 ...149
Gambar 7.11 Digram Interaksi Kolom C1 antara Lt.2-Lt.3 ...150
Gambar 7.12 Digram Interaksi Kolom C2 antara Lt.1-Lt.2 ...150
Gambar 7.13 Digram Interaksi Kolom C2 antara Lt.2-Lt.3 ...151
Gambar 7.14 Gambar sketsa momen di kolom C1...154
Gambar 7.15 Gambar sketsa momen di kolom C2...156
Gambar 7.16 Sketsa Hubungan Balok Kolom Bagian Interior ...171
Gambar 7.17 Sketsa Hubungan Balok Kolom Tepi ...173
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Kombinasi Beban ... 7
Tabel 2.2 Ketentuan Resiko Gempa ACI/UBC dan SNI 2847... 7
Tabel 2.3 Perencanaan dan Syarat Pendetailan ... 8
Tabel 4.1 Resume Tipe Pelat A ... 38
Tabel 4.2 Resume Tipe Pelat B ... 39
Tabel 5.1 Momen Balok Anak B62... 72
Tabel 6.1 Ringkasan Berat Tiap Lantai ... 79
Tabel 6.2 Perhitungan eksentrisitas Rencana Tiap lantai ... 81
Tabel 6.3 Kinerja Batas Layan arah X... 84
Tabel 6.4 Kinerja Batas Layan arah Y... 85
Tabel 6.5 Kinerja Batas Ultimate arah X... 86
Tabel 6.6 Kinerja Batas Ultimate arah Y... 86
Tabel 6.7 Periode masing-masing mode... 87
Tabel 6.8 Ringkasan Berat Tiap Lantai (sebelum perubahan dimensi balok induk dan kolom) ... 88
Tabel 6.9 Ringkasan Berat Tiap Lantai (setelah perubahan dimensi balok induk dan kolom)... 88
Tabel 7.1 Resume gaya-gaya momen balok eksterior memanjang B37 lantai 2 ... 92
Tabel 7.2 Resume Penulangan Balok Induk B37 ... 103
Tabel 7.3 Resume gaya geser akibat gaya ravitasi dan gempa (dalam N)... 111
Tabel 7.4 Resume gaya-gaya momen balok eksterior memanjang B29 lantai 2 ... 119
Tabel 7.5 Resume Penulangan Balok Induk B29...130
Tabel 7.6 Resume gaya geser balok B29 akibat gaya gravitasi dan gempa (dalam N)...138
Tabel 7.7 Resume gaya pada kolom C1 antara Lt. 1- Lt. 2 ...146
Tabel 7.8 Resume gaya pada kolom C1 antara Lt. 2- Lt. 3 ...147
Tabel 7.9 Resume gaya pada kolom C2 antara Lt. 1- Lt. 2 ...147
Tabel 7.10 Resume gaya pada kolom C2 antara Lt. 2- Lt. 3 ...148
