PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG BANK 4 LANTAI TAHAN GEMPA DENGAN SISTEM DAKTAIL PENUH
DI WILAYAH GEMPA 3
Tugas Akhir
untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Sarjana-1 Teknik Sipil
diajukan oleh :
WAHYU PURNOMOJATI NIM : D100 100 006 NIRM : 10 6 106 03010 50006
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
•
III
Surakarta, Januari 2015 Yang me~yataan,
Wahyu Purnornojati Menyatakan dengan sebenarnya bahwa skripsi yang say a buat dan serahkan ini, merupakan hasil karya saya sendiri, kecuali kutipan - kutipan dan ringkasan - ringkasan yang semuanya telah saya jelaskan sumbemya.
Apabila dikemudian hari dan atau dapat dibuktikan bahwa skripsi ini hasil jiplakan, maka saya bersedia menerima sanksi apapun dari Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik dan atau gelar dan ijazah yang dibenkan oleb Universitas Muhammadiyah Surakarta batal saya terima.
Nama :WAHYU PURNOMOJATI
NTM : D 100 100006
Program Studi :S1 - TEKNIK SIPTL
Judul Skripsi :PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG BANK 4 LANTAI TAHAN GEMPA DF.N(;AN SISTEM DAKTAIL PENUH DI WILAYAH GEMPA 3 Saya yang bertanda tang an dibawah ini :
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
•
iii PRAKATA
Assalamu ‘alaikum Wr. Wb.
Alhamdulillah, puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penyusunan Tugas Akhir yang berjudul “PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG BANK 4 LANTAI TAHAN GEMPA DENGAN SISTEM DAKTAIL PENUH DI WILAYAH GEMPA 3” ini dapat selesai sebagaimana diharapkan.
Tugas Akhir ini merupakan salah satu persyarat untuk menyelesaikan program studi S-1 pada Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta. Dalam penyusunan Tugas Akhir ini penyusun mendapat banyak bantuan, bimbingan, petunjuk, dan dorongan yang sangat berguna dari semua pihak.
Kemudian dengan selesainya Tugas Akhir ini penyusun mengucapkan banyak terima kasih kepada :
1. Bapak Ir.Sri Sunarjono, M.T., Ph.D., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2. Bapak Mochamad Solikhin, S.T., M.T., Ph.D., selaku Ketua Program studi Teknik Sipil Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3. Bapak Ir. Aliem Sudjatmiko, M.T., selaku dosen pembimbing utama dan juga Pembimbing Akademik yang telah memberikan ide, bimbingan, kritik dan arahan kepada penulis.
4. Bapak Budi Setiawan, S.T., M.T., selaku dosen pembimbing pendamping yang telah memberikan ide, bimbingan, kritik, dan arahan kepada penulis.
5. Bapak Basuki, S.T, M.T. selaku dosen penguji yang telah memberikan arahan serta bimbingan dan nasehatnya.
6. Bapak-bapak dan ibu-ibu dosen Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta terimakasih atas bimbingan dan ilmu yang telah diberikan.
7. Kedua Orang Tuaku, dan Adikku yang selalu memberikan dorongan baik material maupun spiritual. Terimakasih atas do’a dan kasih sayang yang telah
iv
diberikan selama ini, semoga Allah SWT membalas kebaikan kalian dan selalu menjaga dalam setiap langkanya.
8. Semua teman dan sahabat khususnya angkatan 2010, yang telah membantu dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini yang tidak dapat disebutkan satu persatu. 9. Semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan laporan Tugas Akhir
ini yang tidak dapat disebutkan satu persatu.
Penulis menyadari bahwa penyusunan Tugas Akhir kami ini jauh dari sempurna. Untuk itu penyusun mengharapkan kritikan dan saran yang membangun, guna lebih sempurna dan bermanfaat untuk kemudian hari.
Akhir kata semoga Tugas Akhir yang penyusun tulis dapat bermanfaat bagi kita semua, Aamiin.
Wassalamu’alaikum Wr Wb.
Surakarta, Januari 2015 Penyusun
v
MOTTO
“Maha Suci Engkau ya Allah, kami tidak mempunyai ilmu, hanya terbatas sepanjang yang pernah Engkau ajarkan kepada kami saja.
Sesungguhnya Engkau Maha Tahu dan Bijaksana.” Q.S. Al-Baqarah: 32
“Barang siapa merintis jalan mencari ilmu maka Allah akan memudahkan baginya jalan ke surga.”
HR. Muslim
“Harapan adalah mimpi orang-orang yang terbangun.” Matthew Prior
“Salah satu kunci kesuksesan adalah percaya diri. Sebuah kunci percaya diri adalah persiapan.”
Arthur Ashe
“Perbedaan antara kegagalan dan kesuksesan adalah melakukan sesuatu yang hampir benar dan melakukan sesuatu dengan sangat benar.”
Edward Simmons
“Kita sebagai manusia tidak diberi hak untuk menentukkan sesuatu, yang berhak menentukan sesuatu adalah Allah SWT.
Kita hanya diberi hak hanya untuk senantiasa berusaha dan terus berusaha.” Anonim
“Karena sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan.” QS. Asy-Syarh : 5
vi
PERSEMBAHAN
Assalamu’alaikum Wr. Wb.
Atas segala rahmat dan karunia yang telah Allah SWT berikan, sehingga saya dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini, untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Sarjana-1 Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Tugas Akhir ini ini saya persembahkan kepada :
Allah SWT Tuhanku Alhamdulillaahirobbil”aalamiin… terimakasih atas semua kemudahan yang Engkau berikan, akhirnya menyelesaikan tugas akhir ini.
Ibu dan Bapak saya tercinta, terimakasih atas segala dukungan, bimbingan, dan nasehatnya selama ini.
Spesial untuk sahabat-sahabatku, Aan Rahmat N, Andy Roseyulianta I, Wisnu Murti P, Aris Wibowo, Aris Widanarko, Riksa Daru W, “Gublink”, dll terima kasih banyak atas segala macam bentuk saran, kritik, dan bantuannya.
Calon istriku nanti. Semoga ilmu yang kudapatkan dalam tugas akhir ini kelak menjadi bekal untuk membina rumah tangga kita nanti. Amien...
Terima kasih buat Claudyantika Koes Fierora buat semangat yang terus diberikan, Keep smiling and go a head….
Winda Arifiyanti dan Ariska Itasari terima kasih buat semangat yang terus kalian berikan, kalian akan selalu menjadi orang-orang yang istimewa buatku.
Seluruh teman-teman di Progdi Teknik Sipil FT UMS tanpa terkecuali, teman-teman pengurus Keluarga Mahasiswa Teknik Sipil 2010-2013 Universitas Muhammadiyah Surakarta. Terima kasih banyak atas segala macam bentuk saran, kritik, dan bantuannya.
vii DAFTAR ISI Halaman HALAMAN PENGESAHAN ... ii PRAKATA ... iii MOTTO ... v PERSEMBAHAN ... vi
DAFTAR ISI ... vii
DAFTAR TABEL ... xiv
DAFTAR GAMBAR ... xvi
DAFTAR NOTASI ... xx ABSTRAKSI ... xxvii BAB I. PENDAHULUAN ... 1 A. Latar Belakang ... 1 B. Rumusan Masalah ... 2 C. Tujuan Perencanaan ... 2 D. Manfaat Perencanaan ... 2 E. Lingkup Rencana ... 2
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA ... 5
A. Pembebanan Struktur ... 5
1. Faktor beban ... 5
2. Faktor reduksi kekuatan(ø) ... 6
B. Daktilitas ... 6
C. Perencanaan sendi plastis ... 6
D. Beban Gempa ... 7
1. Faktor respons gempa (C1) ... 8
2. Faktor keutamaan gedung (I) ... 9
3. Faktor reduksi gempa (R) ... 10
viii
BAB III. LANDASAN TEORI ... 15
A.Perencanaan Struktur Portal dengan Prinsip Daktilitas Penuh.. 15
B. Perencanaan Struktur Atap Rangka Baja ... 15
1. Perencanaan gording ... 16
2. Perencanaan sagrod ... 18
3. Perencanaan kuda-kuda ... 18
3a). Batang tekan ... 19
3b). Batang tarik ... 20
4. Perencanaan sambungan las ... 21
C. Perencanaan Struktur Plat Lantai dan Tangga ... 22
1. Perencanaan plat ... 22
1a). Persyaratan untuk perencanaan ... 23
1b). Perencanaan plat satu arah ... 24
1c). Perencanaan plat dua arah ... 25
1d). Langkah hitungan ... 27
2. Perencanaan tangga beton bertulang ... 31
2a). Sudut α atau kemiringan tangga ... 31
2b). Lebar tangga ... 31
2c). Ukuran anak tangga ... 31
2d). Berat anak tangga ... 32
D. Perencanaan Balok Dengan Prinsip Daktail Penuh ... 32
1. Langkah-langkah perencanaan balok ... 32
1a). Hitungan tulangan memanjang balok dengan tulangan tunggal ... 32
1b). Hitungan tulangan memanjang balok dengan tulangan rangkap ... 33
1c). Hitungan momen kapasitas balok ... 36
2. Perhitungan momen tersedia balok ... 37
2a). Momen tersedia balok tulangan tunggal ... 37
2b). Momen tersedia balok tulangan rangkap ... 37
ix
4. Perhitungan Torsi Balok ... 41
E. Perencanaan Kolom Dengan Prinsip Daktail Penuh ... 42
1. Perencanaan tulangan memanjang kolom ... 42
2. Perhitungan tulangan geser/begel kolom ... 46
F. Perencanaan Tulangan Geser Join ... 49
1. Tulangan geser horisontal ... 49
2. Tulangan geser vertikal ... 52
G. Perencanaan Fondasi ... 54
1. Perhitungan kekuatan tiang tunggal ... 54
1a). Perhitungan terhadap kekuatan tiang ... 54
1b). Tinjauan terhadap bahan lunak ... 54
2. Perhitungan jumlah tiang dan daya dukung kelompok tiang ... 55
2a). Perhitungan jumlah tiang ... 55
2b). Perhitungan daya dukung kelompok tiang ... 56
3. Kontrol daya dukung maksimum tiang pancang ... 56
4. Kontrol tegangan geser dan penulangan poer pondasi ... 57
4a). Tegangan geser satu arah ... 57
4b). Tegangan geser dua arah(geser pons) ... 57
4c). Perhitungan penulangan plat poer ... 58
4d). Perhitungan panjang penyaluran (Ld) poer pondasi . 59 4e). Kontrol kuat dukung pondasi ... 60
5. Perhitungan tulangan dan kontrol tegangan (beton dan baja) tiang ... 60
5a). Perhitungan tulangan memanjang tiang pancang .... 60
5b). Penulangan geser tiang pancang ... 63
6. Perencanaan sloof ... 69
6a). Perencanaan tulangan memanjang sloof ... 69
x
BAB IV. METODE PERENCANAAN ... 73
A. Data Perencanaan ... 73
B. Alat Bantu Perencanaan ... 73
C. Peraturan ... 73
D. Tahapan Perencanaan ... 74
BAB V. PERENCANAAN STRUKTUR ATAP ... 76
A. Mencari Panjang Batang Kuda-kuda ... 77
B. Perencanaan Gording ... 77
1. Data - data yang digunakan ... 77
2. Perhitungan beban ... 78
3. Kontrol terhadap pembebanan pada gording baja profil ... 82
3a). Kontrol tegangan ... 82
3b). Kontrol ledutan ... 83
4. Perhitungan sagrod ... 84
C. Perencanaan Kuda-Kuda ... 85
1. Data-data Perencanaan ... 85
2. Analisis Beban ... 85
2a). Akibat Beban Mati ... 85
2b). Akibat Beban Hidup ... 88
2b). Akibat Beban Angin ... 88
D. Perencanaan Profil Kuda-Kuda ... 96
E. Perencanaan Sambungan ... 98
F. Perencanaan Sambungan Kuda-kuda ... 99
G. Perencanaan Sambungan Kuda-kuda dan Kolom ... 101
H. Kontrol Kekuatan Sambungan Las ... 103
BAB VI. PERENCANAAN PLAT DAN TANGGA ... 105
A. Perencanaan Plat Lantai ... 105
1. Analisis pembebanan plat ... 107
2. Perhitungan momen plat lantai ... 107
xi
4. Perhitungan penulangan plat lantai (daerah tumpuan) ... 113
B. Perencanaan Plat Atap ... 119
1. Analisis pembebanan plat ... 120
2. Perhitungan momen plat atap ... 120
3. Perhitungan penulangan plat atap (daerah lapangan) ... 122
4. Perhitungan penulangan plat atap (daerah tumpuan) ... 125
C. Perencanaan Tangga ... 130
1. Perhitungan anak tangga ... 130
2. Analisis pembebanan ... 130
3. Momen tangga ... 131
4. Perhitungan tulangan badan tangga ... 132
5. Perhitungan tulangan bordes tangga ... 138
BAB VII. ANALISIS BEBAN PADA PORTAL ... 143
A.Analisis Beban Gravitasi Pada Struktur Gedung ... 143
1. Portal as-A ... 147 2. Portal as-B ... 151 3. Portal as-C ... 155 4. Portal as-D ... 159 5. Portal as-1 ... 162 6. Portal as-2 ... 165 7. Portal as-3 ... 169 8. Portal as-4 ... 173 9. Portal as-5 ... 177
B. Analisis Beban Gempa ... 181
1. Perhitungan beban gempa ... 181
1a). Berat bangunan lantai atap ... 181
1b). Berat bangunan lantai 2, 3 dan 4 ... 182
1c). Berat bangunan lantai 1 ... 182
1d). Berat total bangunan ... 183
xii
2a). Waktu getar alami gedung ... 183
2b). Faktorrespon gempa (C) ... 183
2c). Faktor keutamaan gedung I dan R ... 183
2d). Gaya geser horisontal (V) ... 183
2d). Distribusi gaya geser gempa sepanjang tinggi gedung ... 184
BAB VIII. PERENCANAAN TULANGAN PORTAL ... 185
A.Perencanaan Balok ... 185
1. Kombinasi beban ... 185
2. Perencanaan tulangan memanjang balok ... 186
2a). Balok Ujung kiri ... 186
2b). Balok lapangan ... 189
2c). Balok Ujung kanan ... 191
3. Momen rencana balok ... 194
4. Panjang penyaluran tulangan balok ... 197
5. Selimut momen balok ... 198
6. Momen kapasitas ... 199
7. Perencanaan tulangan geser balok ... 201
8. Perencanaan tulangan torsi balok ... 206
B. Perencanaan Kolom ... 207
1. Kombinasi beban ... 207
2. Perencanaan tulangan memanjang kolom ... 208
2a). Momen perlu kolom arah x ... 209
2b). Gaya aksial kolom arah x ... 211
2c). Momen perlu kolom arah y ... 215
2d). Gaya aksial kolom arah y ... 217
2e). Penulangan kolom ... 221
3. Kontrol kekuatan kolom ... 229
4. Perencanaan tulangan geser kolom ... 237
xiii
4b). Perhitungan tulangan begel kolom ... 238
C.Penulangan joint ... 241
1. Tulangan geser horisontal ... 241
2. Tulangan geser vertikal ... 244
BAB IX. PERENCANAAN PONDASI ... 246
A.Perhitungan Tiang Pancang ... 246
1. Tulangan memanjang tiang pancang ... 252
2. Tulangan geser tiang pancang ... 253
3. Daya dukung terhadap kekuatan tiang pancang ... 254
4. Daya dukung terhadap kekuatan tanah ... 254
5. Penentuan jumlah tiang pancang ... 255
6. Perhitungan daya dukung kelompok tiang ... 255
7. Kontrol daya dukung maksimum taing pancang ... 256
B. Perhitungan Poer ... 256
1. Kontrol tegangan geser ... 256
1a). Tegangan geser satu arah ... 256
1b). Tegangan geser dua arah ... 258
2. Penulangan poer ... 260
3. Panjang penyaluram tegangan tulangan ... 264
C. Perencanaan Sloof ... 265
1. Akibat beban dari atas sloof ... 265
1a). Perencanaan tulangan memanjang ... 266
2. Akibat tekanan tanah dari bawah sloof ... 272
2a). Perencanaan tulangan memanjang ... 273
3. Perencanaan tulangann geser sloof ... 280
BAB X. KESIMPULAN DAN SARAN ... 283
A. Kesimpulan ... 283
B. Saran ... 284 DAFTAR PUSTAKA
xiv
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel II.1. Faktor keutamaan I untuk berbagai kategori gedung dan
bangunan ... 10
Tabel II.2. Faktor reduksi gempa ... 11
Tabel II.3. Beban hidup pada lantaigedung ... 13
Tabel II.4. koefisien reduksi beban hidup ... 14
Tabel III.1. Besar momen dan panjang bagian tumpuan ... 25
Tabel III.2. Tebal minimum plat dan balok ... 25
Tabel III.3. Perkiraan nilai rata-rata Kd menurut bahan tiang pada Tanah granuler ... 55
Tabel V.1. Panjang batang penyusun kuda-kuda utama ... 77
Tabel V.2. Kombinasi momen perlu gording... 82
Tabel V.3. Beban total akibat beban mati ... 87
Tabel V.4. Hasil perhitungan gaya–gaya batang berdasarkan kombinasi beban ... 90
Tabel VI.1. Perhitungan momen perlu plat lantai ... 108
Tabel VI.2. Tulangan dan momen tersedia plat lantai ... 117
Tabel VI.3. Perhitungan momen perlu plat lantai atap ... 121
Tabel VI.4. Tulangan dan momen tersedia plat lantai ... 129
Tabel VI.5. Momen tangga ... 132
Tabel VI.6. Tulangan dan momen tersedia struktur tangga ... 142
Tabel VII.1. Distribusi gaya geser gempa tiap lantai ... 184
Tabel VIII.1. Momen kombinasi balok B4.27 portal C ... 186
Tabel VIII.2. Gaya geser yang bekerjapada balok B4.27 portal C ... 201
Tabel VIII.3. Hasil hitungan gaya lintang (gaya geser) ... 193
Tabel VIII.4. Gaya dalam Kolom K1.12 ujung atas Portal 3 ... 208
Tabel VIII.5. Gaya dalam Kolom K2.12 ujung bawah Portal 3 ... 208
Tabel VIII.6. Gaya dalam Kolom K1.12 ujung atas Portal D ... 215
xv
Tabel VIII.8. Gaya aksial dan momen lentur pada keadaan beton tekan
menentukan ... 230 Tabel VIII.9. Gaya aksial dan momen lentur pada keadaan seimbang ... 232 Tabel VIII.10. Gaya aksial dan momen lentur pada keadaan beton tarik
Menentukan ... 233 Tabel IX.1. Hasil hitungan momen dan gaya geser sloof (beban dari atas) ... 266 Tabel IX.2. Hasil hitungan momen dan gaya geser sloof akibat tekanan
tanah ... 273 Tabel IX.3. Gaya geser pada sloof... 280
xvi
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar II.1. Sendi plastis pada balok dan kolom ... 7
Gambar II.2. Beban gempa pada struktur bangunan ... 7
Gambar II.3. Wilayah gempa Indonesia dengan percepatan puncak batuan dasar dengan periode ulang 500 tahun (SNI 03-1726-2002) ... 9
Gambar II.4. Respons spektrum wilayah gempa 3 ... 9
Gambar III.1 Bagan alir perencanaan gording ... 17
Gambar III.2. Pembebanan pada sagrod ... 18
Gambar III.3. Bagan alir perencanaan kuda-kuda ... 21
Gambar III.4. Bagan alir perencanaan sambungan dengan las ... 22
Gambar III.5. Momen lentur pada plat satu arah ... 24
Gambar III.6. Plat dua arah ... 26
Gambar III.7. Penyaluran beban ke tumpuan plat dua arah ... 27
Gambar III.8. Bagan alir perhitungan penulangan plat ... 29
Gambar III.9. Bagan alir perhitungan momen tersedia plat ... 30
Gambar III.10. Bagan alir perhitungan tulangan longitudinal balok ... 35
Gambar III.11. Bagan alir perhitungan momen kapasita balok ... 39
Gambar III.12. Bagan alir perhitungan tulangan geser (begel) balok ... 40
Gambar III.13. Bagan alir perhitungan torsi balok ... 41
Gambar III.14. Bagan alir perhitungan tulangan memanjang kolom ... 44
Gambar III.15. Batas nilai ac pada berbagai kondisi penampang kolom ... 45
Gambar III.16. Bagan alir perhitungan tulangan geser (begel) kolom ... 48
Gambar III.17 Bagan alir perhitungan tulangan (begel) horisontal buhul ... 51
Gambar III.18 Bagan alir perhitungan tulangan (begel) vertikal buhul ... 53
Gambar III.19. Tegangan geser satu arah ... 57
Gambar III.20. Tegangan geser dua arah ... 57
Gambar III.21. Diagram tegangan regangan plat poer ... 58
Gambar III.22. Gaya dalam pada pengangkatan dua titik ... 61
xvii
Gambar III.24. Bagan alir perhitungan poer ... 65
Gambar III.25. Bagan alir daya dukung tiang pancang ... 65
Gambar III.26. Bagan alir gaya tiang ... 67
Gambar III.27. Perhitungan penulangan geser pancang ... 68
Gambar IV.1. Bagan alir tahapan perencanaan tugas akhir ... 75
Gambar V.1. Denah atap kuda - kuda ... 76
Gambar V.2. Bentuk Kuda – kuda utama ... 77
Gambar V.3. Penampang baja profil kanal [ ]100.100.20.3,2 ... 78
Gambar V.4. Pembebanan pada gording arah y dan arah x ... 79
Gambar V.5. Pembebanan pada sagrod ... 84
Gambar V.6. Penampang profil IWF 200.100.5,5.8 ... 85
Gambar V.7. Pembebanan akibat beban mati ... 87
Gambar V.8. Pembebanan akibat angin kiri ... 89
Gambar V.9. Pembebanan akibat angin kanan ... 89
Gambar V.10. Perencanaan sambungan kuda-kuda ... 99
Gambar V.11. Perencanaan sambungan kuda-kuda dan kolom ... 101
Gambar VI.1. Denah plat lantai 1 ... 105
Gambar VI.2. Denah plat lantai 2, 3 dan 4 ... 106
Gambar VI.3. Denah plat atap ... 119
Gambar VI.4. Sistem peletakan pada struktur tangga ... 131
Gambar VII.1. Pola garis leleh untuk plat persegi ... 143
Gambar VII.2. Notasias dan penyebaran beban gravitsi pada lantai atap ... 144
Gambar VII.3. Notasias dan penyebaran beban gravitsi pada lantai 2, 3 & 4 .. 145
Gambar VII.4. Notasias dan penyebaran beban gravitsi pada lantai 1 ... 146
Gambar VII.5. Distribusi beban pada plat as-A ... 147
Gambar VII.6. Distribusi beban pada plat as-B ... 152
Gambar VII.7. Distribusi beban pada plat as-C... 156
Gambar VII.8. Distribusi beban pada plat as-D ... 159
Gambar VII.9. Distribusi beban pada plat as-1 ... 163
Gambar VII.10. Distribusi beban pada plat as-2 ... 166
xviii
Gambar VII.12. Distribusi beban pada plat as-4 ... 173
Gambar VII.13. Distribusi beban pada plat as-5 ... 177
Gambar VIII.1. Penulangan balok ujung kiri ... 189
Gambar VIII.2. Penulangan balok lapangan ... 191
Gambar VIII.3. Penulangan balok ujung kanan ... 193
Gambar VIII.4. Penulangan Balok Balok B4.27 Portal C ... 193
Gambar VIII.5. Selimut momen Balok B4.27 Portal C ... 198
Gambar VIII.6. Penulangan begel Balok B4.27 Portal C ... 205
Gambar VIII.7. Pemasangan tulangan geser Balok B4.27 Portal C ... 206
Gambar VIII.9. Posisi Kolom K1.12 Portal 3 ... 208
Gambar VIII.10. Posisi Kolom K1.12 Portal D ... 214
Gambar VIII.11. Tulangan longitudinal Kolom K1.12 arah x ... 224
Gambar VIII.12. Tulangan longitudinal Kolom K1.12 arah y ... 228
Gambar VIII.13. Tulangan longitudinal Kolom K1.12 arah x dan arah y ... 228
Gambar VIII.14. Diagram interaksi Kolom (arah melintang dan arah membujur sama) ... 235
Gambar VIII.15. Penulangan begel Kolom K1.12 arah x dan arah y ... 240
Gambar VIII.16. Penulangan Buhul J246 ... 245
Gambar IX.1. Struktur pondasi ... 246
Gambar IX.2. Gaya dalam pada pengangkatan satu titik ... 247
Gambar IX.3. SFD dan BMD pengangkatan satu titik ... 249
Gambar IX.4. Gaya dalam pada pengangkatan dua titik... 249
Gambar IX.5. SFD dan BMD pengangkatan dua titik ... 251
Gambar IX.6. Tulangan memanjang tiang pancang ... 252
Gambar IX.7. Penulangan tiang pancang ... 253
Gambar IX.8. Penempatan 9 tiang pancang ... 255
Gambar IX.9. Tegangan geser satu arah ... 257
Gambar IX.10. Tegangan geser dua arah ... 258
Gambar IX.11. Acuan momen poer fondasi ... 260
Gambar IX.12. Penulangan poer dan fondasi tiang pancang ... 263
xix
Gambar IX.14. Momen pada sloof akibat beban dari atas ... 265
Gambar IX.15. Gaya geser pada sloof akibat beban dari atas ... 265
Gambar IX.16. Tulangan terpasang tumpuan pada sloof akibat beban dari atas... 269
Gambar IX.17. Tulangan terpasang lapangan pada sloof akibat beban dari atas ... 272
Gambar IX.18. Beban merata pada sloof akibat tekanan tanah ... 272
Gambar IX.19. Momen pada sloof akibat tekanan tanah ... 272
Gambar IX.20. Gaya geser pada sloof akibat tekanan tanah ... 272
Gambar IX.21. Tulangan terpasang tumpuan pada sloof akibat tekanan tanah ... 276
Gambar IX.22. Tulangan terpasang lapangan pada sloof akibat tekanan tanah ... 279
Gambar IX.23. Tulangan terpasang pada sloof ... 279
Gambar IX.24. Detail penulangan pada sloof ... 282
xx
DAFTAR NOTASI
A = Luas penampang batang profil baja, cm². Aan = luas tulangan kolom antara pada join, mm2.
Acp = luas penampang keseluruhan, termasuk rongga pada penampang berongga (lihat daerah yang diarsir), mm².
Ag = luas bruto penampang kolom, mm2. Aj = luas daerah buhul (joint), mm2.
Ajh = luas tulangan geser join horisontal, mm2. Ajv = luas tulangan geser join vertikal, mm2. Ak = luas tulangan khusus, mm2.
An = Ag-Ast = luas bersih (netto) beton pada suatu penampang kolom, mm2. Aoh = luasan yang dibatasi garis begel terluar, mm2.
As = luas tulangan tarik, mm2. As’ = luas tulangan tekan, mm2. As,k = luas tulangan tarik kolom, mm2. As,k’ = luas tulangan tekan kolom, mm2.
As,min = luas tulangan minimal sesuai persyaratan, mm2. Ast = luas total tulangan, mm2.
As,u = luas tulangan tarik perlu, mm2. As,u’ = luas tulangan tekan perlu, mm2. At = luas tulangan longitudinal torsi, mm². Avs = luas tulangan geser, mm2.
Avt = luas tulangan torsi (sengkang) per meter, m². Av,u = luas tulangan geser perlu, mm2.
a = tinggi blok tegangan beton tekan persegi ekuivalen, mm. B = ukuran lebar portal dalam arah pembebanan gempa, m. b = ukuran lebar penampang struktur, mm.
bb = lebar balok, mm.
bj = ukuran lebar penampang join, mm. bk = lebar kolom, mm.
xxi C = kohesi, kg/cm2.
Cc = gaya tekan beton, kN.
Cki = gaya tekan beton pada balok disekitar join bagian kiri, kN. Cka = gaya tekan beton pada balok disekitar join bagian kanan, kN. C1 = nilai faktor respons gempa yang diperoleh dari spektrum respons
gempa rencana untuk waktu getar alami fundamental dari struktur gedung.
c = jarak antara serat beton tepi ke garis netral, mm.
c1 = koefisien tergantung pada jenis beban dan kondisi perletakan. c2 = koefisien tergantung posisi beban vertikal terhadap pusat gesernya. D = diameter tulangan deform, mm.
d = ukuran tinggi manfaat struktur (balok, kolom, pelat, poer), mm. db = diameter tulangan pokok, mm.
di = simpangan horisontal lantai tingkat ke-i, mm. dp = diameter tulangan geser polos, mm.
ds = jarak antara tepi serat beton tarik dan pusat berat tulangan tarik, mm. ds’ = jarak antara tepi serat beton tekan dan pusat berat tulangan tekan, mm. E = beban gempa, kN.
ed = eksentrisitas rencana, m.
Fi = beban gempa nominal statik ekuivalen yang menangkap pada pusat massa pada taraf lantai tingkat ke-i struktur atas gedung, kN. fc’ = kuat tekan beton yang diisyaratkan, MPa.
fy = tegangan leleh baja tulangan, MPa.
fyl = tegangan leleh tulangan longitudinal, MPa. fyv = tegangan leleh tulangan sengkang, kNm.
f1 = faktor kuat lebih beban dan bahan yang terkandung di dalam struktur gedung.
f2 = faktor selimut beton.
f3 = faktor sengkang atau sengkang ikat. f4 = faktor tulangan lebih.
xxii f6 = faktor tulangan berlapis epoksi.
g = percepatan gravitasi yang ditetapkan sebesar 9810 mm/det2 H = tinggi gedung, m.
h = tinggi balok, mm.
hc = ukuran tinggi penampang kolom, mm. hn = tinggi bersih kolom, m.
I = Lebar bidang injakan (aantrede), atau lebar anak tangga, cm.
I1 = faktor keutamaan untuk menyesuaikan periode ulang gempa berkaitan dengan penyesuaian probabilitas terjadinya gempa itu selama umur gedung.
I2 = faktor keutamaan untuk menyesuaikan periode ulang gempa berkaitan dengan penyesuaian umur gedung tersebut.
i = jari-jari kelembaman batang, cm. K = faktor momen pikul, MPa. Ka = koefisien tekanan tanah aktip Kmaks = faktor momen pikul maksimal, MPa. L = beban hidup, kN.
La = beban hidup di atap, kN. LE = Location of Earthquake Lk = panjang tekuk batang, cm.
Ln,b = bentang balok pada balok yang ditinjau, m. lb = bentang bruto balok, m.
lb,a = panjang bruto balok di kanan buhul, m. lb,i = panjang bruto balok di kiri buhul, m. lk = panjang bruto kolom, m.
lk,a = panjang bruto kolom di atas buhul, m. lk,b = panjang bruto kolom di bawah buhul, m. ln = bentang bersih balok, m.
ln,a = panjang bersih balok di kanan buhul, m. ln,i = panjang bersih balok di kiri buhul, m. Lu = panjang kolom, m.
xxiii
MD,k = momen kolom akibat benda mati, kNm. ME,k = momen kolom akibat beban gempa, kNm. ML,k = momen kolom akibat benda hidup, kNm. Mp = momen puntir, kNm.
Mpr = momen kapasitas balok, kNm.
Mpr,i = momen kapasitas balok di kiri buhul, kN-m. Mpr,a = momen kapasitas balok di kanan buhul, kN-m. Mu(+) = momen perlu positif, kNm.
Mu(-) = momen perlu negatif, kNm. Mu,b = momen perlu balok, kNm. Mu,k = momen perlu, kNm.
Mu,ka = momen perlu ujung kolom atas dari kolom yang ditinjau, kNm.
Mu,kb = momen perlu ujung kolom bawah dari klom yang ditinjau, kNm.
N = Gaya tekan pada batang, kg. Nu,k = gaya normal perlu kolom, kN. n = jumlah tingkat struktur gedung. Pa = tekanan tanah aktip total, kN/m.
PD,k = gaya normal kolom akibat beban mati, kN. PE,k = gaya normal kolom akibat beban gempa, kN. PL,k = gaya normal kolom akibat beban hidup, kN.
Po = beban aksial sentris atau beban aksial pada sumbu kolom, kN. PU,k = gaya normal perlu kolom, kN.
Pu,k,maks = gaya normal perlu maksimum kolom, kN.
pcp = keliling penampang keseluruhan (keliling batas terluar daerah yang diarsir), mm.
ph = keliling daerah yang dibatasi oleh sengkang tertutup, mm².
R = faktor reduksi gempa yang bergantung pada faktor daktilitas struktur gedung tersebut.
Rv = faktor reduksi jumlah lantai tingkat di atas kolom yang ditinjau. S = bentang balok yang dipasang sengkang torsi = 1000 mm. T = Tinggi bidang tanjakan (optrede), atau tinggi anak tangga, cm.
xxiv
Tka = gaya tarik tulangan pada balok disekitar join bagian kanan, kN. Tki = gaya tarik tulangan pada balok disekitar join bagian kiri, kN. Tn = kuat torsi nominal, kNm.
TR = waktu getar alami fundamental gedung beraturan berdasarkan rumus Rayleigh, detik.
Tr = momen puntir / torsi rencana, kNm. Tu = torsi terfaktor atau torsi perlu, kNm.
T1 = waktu getar alami fundamental struktur gedung, detik. tb = tebal badan profil baja, mm.
ts = tebal sayap profil baja, mm.
V = beban (gaya) geser dasar nominal statik ekuivalen akibat pengaruh gempa rencana yang bekerja di tingkat dasar struktur gedung beraturan, kN.
Vc = kuat geser beton, kN.
Vch = gaya horizontal yang ditahan beton, N. Vcv = gaya geser vertikal yang ditahan beton, N. VD,b = gaya geser balok akibat beban mati, kN. VD,k = gaya geser kolom akibat beban mati, kN. VE,b = gaya geser balok akibat beban gempa, kN. VE,k = gaya geser kolom akibat beban gempa, kN. Vjh = gaya geser buhul (joint) horisontal, N. Vkol = gaya geser kolom, kN.
VL,b = gaya geser balok akibat beban hidup, kN. VL,k = gaya geser kolom akibat beban hidup, kN. Vs = gaya geser yang ditahan begel, kN.
Vsh = gaya geser horizontal yang ditahan oleh begel, N. Vsv = gaya geser vertikal yang ditahan begel, N.
Vu = gaya geser perlu, N.
Vud = gaya geser perlu balok pada jarak d dari muka kolom, kN. Vu1 = gaya geser perlu pada daerah tumpuan balok, kN.
xxv
Vu2h = gaya geser perlu balok pada jarak 2.h dari muka kolom, kN. vjh = tegangan geser buhul (joint) horisontal, N/mm2.
W = beban angin, kN.
Wi = berat lantai tingkat ke-i struktur atas suatu gedung, termasuk beban hidup yang sesuai, kN.
Wt = berat total gedung, termasuk beban hidup yang sesuai, kN. Za = lengan momen bagian kanan, mm.
Zi = lengan momen bagian kiri, mm. α = faktor lokasi penulangan.
αk = faktor distribusi momen dari kolom yang ditinjau. β = faktor pelapis
= tebal pelat buhul, mm. maks = lendutan maksimal, cm.
x = lendutan pada arah x, cm.
y = lendutan pada arah y, cm. ε’c = regangan tekan beton, mm. εs = regangan tarik baja tulangan, mm.
= faktor reduksi kekuatan. γ = berat jenis tanah, ton/m3. φ = sudut geser tanah.
λ = faktor beton agregat ringan.
λd = panjang penyaluran tulangan tarik, mm. λdh = panjang penyaluran kait, mm.
λhb = panjang penyaluran dasar, mm.
λo = jarak sendi plastis dari muka kolom, m.
μ = faktor daktilitas struktur gedung yang boleh dipilih menurut kebutuhan.
θ = sudut retak = 45o untuk non prategang.
= rasio tulangan, %.
xxvi min = rasio tulangan minimal, %. ρt = rasio tulangan tersedia, %.
= Tegangan dasar baja, kg/cm2. σd = tegangan desak baut, kg/cm2.
kip = tegangan kip, kg/cm2. σl = tegangan leleh baja, kg/cm2.
t = tegangan tarik ijin baja, kg/cm2.
baut = tegangan geser ijin baut, kg/cm2.
bh = tegangan geser ijin pelat buhul, kg/cm2.
= Faktor tekuk yang bergantung pada kelangsingan () dan macam bajanya.
(zeta) = koefisien pengali dari jumlah tingkat struktur gedung yang membatasi T1 bergantung pada wilayah gempa.
xxvii
PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG BANK 4 LANTAI TAHAN GEMPA DENGAN SISTEM DAKTAIL PENUH
DI WILAYAH GEMPA 3
ABSTRAKSI
Wahyu Purnomojati (D 100 100 006)
Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta
Merencanakan gedung bertingkat dengan fasilitas tertentu dalam satu gedung, sesuai dengan standar pedoman perencanaan gedung yang telah direncanakan. Perencanaan ini dibatasi pada perencanaan struktur dari gedung, yaitu struktur atap (kuda-kuda) dan beton bertulang (plat lantai, tangga, balok, kolom, dan perencanaan pondasi). Perencanaan gedung terletak di wilayah gempa 3 dengan faktor gempa sesuai dengan prinsip daktail penuh. Analisis perhitungan struktur gedung menggunakan bantuan “SAP 2000 v.14” dengan tujuan mempermudah mempercepat perhitungan. Sedangkan penggambaran menggunakan program Autocad. Analisis beban gempa menggunakan metode statik ekivalen dengan Pedoman Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Rumah dan Gedung SNI-1726-2002. Tata cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung mengacu pada SNI 03-2847-2002, sedangkan untuk perhitungan struktur rangka atap baja mengacu pada SNI 03-1729-2002. Mutu bahan untuk penulangan struktur beton bertulang dengan kuat tekan (f’c) = 25 MPa, fy plat = 400 MPa, fy balok = fy kolom = fy pondasi = 400 MPa, sedangkan untuk profil kuda-kuda baja menggunakan mutu baja Bj 37 (σijin = 1600 kgcm2). Hasil yang diperoleh pada perencanaan struktur gedung adalah sebagai berikut : Stuktur rangka kuda-kuda baja menggunakan profil IWF 200.100.5,5.8, dengan alat sambung baut dan pelat buhul. Ketebalan plat atap 10 cm dengan tulangan pokok D10 dan tulangan bagi D8. Ketebalan plat lantai 12 cm dengan tulangan pokok D10 dan tulangan bagi D8. Ketebalan Plat tangga dan bordes 12 cm dengan tulangan pokok D10 dan tulangan bagi D8. Balok induk menggunakan dimensi 400/800, dan kolom rencana menggunakan dimensi 700/700. Dimensi pondasi tiang pancang 350/350 mm dengan tulangan pokok D12 dan tulangan geser 2dp6, plat poer (3,0x3,0) m2 setebal 0,8 m dengan tulangan pokok D19 dan tulangan bagi D19, sedangkan dimensi sloof 300/500 menggunakan tulangan pokok D22 dan tulangan geser 2dp12.
