ANALISIS PERBANDINGAN LENDUTAN ANTARA VARIASI BALOK GRID SEJAJAR DAN BALOK GRID DIAGONAL PADA BANGUNAN BETON BENTANG LEBAR BERDASARKAN SNI 2847:2013 (Studi Penelitian)

(1)

ANALISIS PERBANDINGAN LENDUTAN ANTARA VARIASI BALOK GRID SEJAJAR DAN BALOK GRID DIAGONAL

PADA BANGUNAN BETON BENTANG LEBAR BERDASARKAN SNI 2847:2013

(Studi Penelitian)

TUGAS AKHIR Diajukan kepada

Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan

Akademik dalam Menyelesaikan Program Sarjana Teknik

Oleh:

Bayu Kukuh Setiadi

201110340311045

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2016

(2)

LEMBAR PENGESAHAN

Judul : ANALISIS PERBANDINGAN LENDUTAN ANTARA VARIASI BALOK GRID SEJAJAR DAN BALOK GRID DIAGONAL PADA BANGUNAN BETON BENTANG LEBAR BERDASARKAN SNI 2847:2013 (STUDI PENELITIAN)

Nama : BAYU KUKUH SETIADI

NIM : 201110340311045

Pada Hari Rabu 29 Juni 2016, telah diuji oleh tim penguji: 1. Ir. Erwin Rommel, MT Dosen Penguji I ...

2. Ir. Lukito Prasetyo, MT Dosen Penguji II ... Disetujui,

Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

Ir. Yusuf Wahyudi, MT Ir. Yunan Rusdianto, MT Mengetahui,

Ketua Jurusan Teknik Sipil

(3)

iii

LEMBAR PERNYATAAN Yang bertanda tangan di bawah ini:

Nama : Bayu Kukuh Setiadi NIM : 201110340311045 Jurusan : Teknik Sipil Fakultas : Teknik

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

Dengan ini saya menyatakan sebenar-benarnya bahwa: Tugas akhir dengan judul:

ANALISIS PERBANDINGAN LENDUTAN ANTARA VARIASI BALOK GRID SEJAJAR DAN BALOK GRID DIAGONAL PADA BANGUNAN BETON BENTANG LEBAR BERDASARKAN SNI 2847:2013 (STUDI PENELITIAN) adalah hasil karya sendiri, dan dalam naskah ini tidak terdapat karya ilmiah yang pernah diajukan orang lain untuk memperoleh gelar akademik disuatu perguruan tinggi dan tidak terdapat karya orang lain baik sebagian atau keseluruhan, kecuali yang secara tertulis dikutip dalam naskah ini dan disebutkan dalam sumber kutipan atau daftar pustaka.

Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya untuk dipergunakan sebagaimana mestinya dan apabila pernyataan ini tidak benar maka saya bersedia mendapat sanksi akademis.

Malang, Juni 2016 Yang Menyatakan,

(4)

LEMBAR PERSEMBAHAN

Puji syukur kehadirat Allah SWT. Tuhan penguasa alam semesta yang telah memberikan kenikmatan kepada seluruh hamba-Nya. Sholawat dan salam tetap tercurahkan kepada junjungan Nabi Besar kita, Nabi Muhammad saw. yang telah membimbing para umatnya menuju jalan yang diridhoi Allah SWT.

Tugas Akhir ini kupersembahkan kepada :

1. Allah swt yang selalu memberikan pertolongan bagi saya dan membuat segalanya menjadi mudah dalam penyusunan Tugas Akhir ini.

2. Ayah dan Ibu ku tercinta, Suwarno dan Siti Juwariyah yang tak pernah lelah memberikan do’a dan dukungannya kepada saya serta memotivasi sampai akhirnya Tugas Akhir ini dapat diselesaikan.

3. Adik ku tersayang, Aprilita Nurria.

4. Saudara dan Keluarga Besar yang ada di Trenggalek, Blitar, Surabaya, khususnya Mbah Kasinem dan Bude Sri.

5. Anindya Purnamasari yang sudah menemani selama penyusunan proposal dan mendukung serta mendoakan hingga Tugas Akhir ini dapat diselesaikan. 6. Teman-teman teknik sipil seperjuangan: Risqy Trisna Hartoyo (mbak kiki),

Dadang Windyatmoko, Fadlun Rais (fais), Beni Setiawan, Muhammad Nuridho (Ridho), dan Arga Dinata, Dessy Shania N.C. (ecil), Wabidar Bisalmi Gusti (abi), dan Diza Wahyu Ananta.

7. Sahabat dan teman-teman Teknik Sipil 2011, khususnya Teknik Sipil Kelas A yang selalu bersama-sama dan pantang menyerah menghadapi tugas-tugas Teknik Sipil di kampus.

(5)

KATA PENGANTAR

Bismillahirrahmannirrahim. Assalamu’alaikum wr.wb

Puji syukur penulis sampaikan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan judul “Analisis Perbandingan Lendutan Antara Variasi Balok Grid Sejajar dan Balok Grid Diagonal Pada Bangunan Beton Bentang Lebar Berdasarkan SNI 2847:2013” ini dengan baik.

Tugas akhir ini merupakan salah satu syarat yang harus ditempuh oleh mahasiswa Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Malang sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik. Penulisan Tugas Akhir ini diharapkan dapat memberikan wacana dan manfaat secara umum bagi orang lain dan khususnya bagi penulis sendiri.

Selama mengerjakan tugas akhir ini, penulis banyak mendapat bantuan, petunjuk, dan arahan sehingga penulis dapat mengerjakan tugas akhir ini dengan baik, oleh karena itu dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih sebanyak-banyaknya kepada:

1. Ibu Ir, Rofikatul Karimah, MT., selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil.

2. Segenap jajaran staf dan dosen pengajar di Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Malang.

3. Bapak Ir. Yusuf Wahyudi, MT., selaku dosen pembimbing I dan Bapak Ir. Yunan Rusdianto selaku dosen pembimbing II yang telah memberikan arahan dan pengetahuan materi yang bermanfaat dalam penyusunan tugas akhir ini. 4. Rekan-rekan mahasiswa teknik sipil UMM angkatan 2011 atas kerjasama dan

bantuannya dalam menyelesaikan penulisan Tugas Akhir ini.

5. Semua pihak yang tidak dapat Penulis sebutkan satu persatu yang telah membantu dalam menyelesaikan penulisan Tugas Akhir ini.

(6)

Terima kasih atas bimbingan, saran dan petunjuk yang diberikan sehingga tugas akhir ini dapat diselesaikan sesuai dengan waktu yang diharapkan. Akhir kata Penyusun berharap agar tugas akhir ini dapat dijadikan bahan studi bagi siapa saja yang memerlukan dan bermanfaat bagi pembaca semua.

Wassalamu’alaikum wr.wb

Malang, 08 Juni 2016

(7)

vii DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL i

LEMBAR PENGESAHAN ii

SURAT PERNYATAAN iii

LEMBAR PERSEMBAHAN iv

KATA PENGANTAR v

ABSTRAK vi

DAFTAR ISI vii

DAFTAR TABEL x

DAFTAR GAMBAR xi

BAB 1 PENDAHULUAN 1

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Rumusan Masalah 3

1.3 Tujuan Penelitian 3

1.4 Batasan Masalah 3

1.5 Manfaat 3

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 4

2.1 Beton 4

2.1.1 Kuat Beton Terhadap Gaya Tekan 4

2.1.2 Kuat Beton Terhadap Gaya Tarik 6

2.1.3 Baja Tulangan 6

2.2 Pelat 7

2.2.1 Sistem Pelat Satu Arah 7

2.2.2 Sistem Pelat Dua Arah 9

2.2.3 Bentang Teoritis Pelat 11

2.2.4 Penulangan Pelat 12

2.3 Balok 12

2.3.1 Bentang Teoritis Balok 12

(8)

viii

2.3.3 Balok T 14

2.3.4 Balok Tulangan Rangkap 16

2.4 Balok Grid 17

2.4.1 Metode Kekakuan 17

2.4.2 Metode Gaya 18

2.4.3 Struktur Balok Grid Sejajar 20

2.4.4 Struktur Balok Grid Diagonal 21

2.5 Lendutan 21

2.5.1 Perilaku Lendutan Pada Balok 22

2.5.2 Momen Inersia Balok Menerus 22

2.5.3 Momen Inersia Balok T 23

2.5.4 Lendutan Seketika 24

2.5.5 Lendutan Jangka Panjang 24

2.5.6 Lendutan yang Diizinkan Pada Balok dan Pelat Satu Arah 25

BAB 3 METODELOGI PENELITIAN 27

3.1 Data Perencanaan 27

3.2 Mutu Bahan 27

3.3 Data Pembebanan 27

3.4 Gambar Struktur Grid 28

3.5 Hipotesa Sementara 29

3.6 Diagram Alir 29

BAB 4 PERHITUNGAN ANALISA STRUKTUR 30

4.1 Preliminery Design Struktur 30

4.1.1 Dimensi Pelat 30

4.1.2 Dimensi Balok Induk dan Balok Grid 30

4.2 Perencanaan Pembebanan Pelat 32

4.2.1 Perhitungan Beban Pelat Atap 32

4.2.2 Perhitungan Beban Pelat Lantai 32

(9)

4.3.1 Perhitungan Perataan Beban Balok 34

4.3.2 Perhitungan Beban Pada Balok 36

4.3.2.1 Beban Balok Induk Atap 36

4.3.2.2 Beban Balok Induk Lantai 36

4.3.2.3 Beban Balok Grid Atap 36

4.3.2.4 Beban Balok Grid Lantai 37

4.4 Perhitungan Lendutan Balok Grid Sejajar dan Balok Grid Diagonal 37

4.4.1 Balok Grid Sejajar 1 37

4.4.2 Balok Grid Diagonal 1 45

4.4.3 Balok Grid Sejajar 2 52

4.4.4 Balok Grid Diagonal 2 59

4.5 Perhitungan Tulangan Balok Induk 67

4.5.1 Balok Induk Model Sejajar 1 67

4.5.2 Balok Induk Model Diagonal 1 70

4.5.3 Balok Induk Model Sejajar 2 73

4.5.4 Balok Induk Model Diagonal 2 76

4.6 Perhitungan Tulangan Torsi Balok Induk 81

4.6.1 Model Grid Sejajar 1 81

4.6.2 Model Grid Diagonal 1 83

4.6.3 Model Grid Sejajar 2 86

4.6.4 Model Grid Diagonal 2 89

4.7 Pembahasan Hasil Analisa Struktur 92

BAB 5 PENUTUP 94

5.1 Kesimpulan 94

5.2 Saran 94

(10)

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Tebal Minimum Balok dan Pelat Satu Arah 8 Tabel 2.2. Nilai X/P pada balok dengan dukungan bebas 19 Tabel 2.3. Nilai X/P pada balok dengan dukungan jepit 20

Tabel 2.4. Tabel Makowsky 20

Tabel 2.5. Lendutan izin maksimum 26

Tabel 4.1 Distribusi Tinggi Beban Merata Pada Balok 35

Tabel 4.2 Kebutuhan Tulangan Balok Grid 66

Tabel 4.3 Tulangan Geser Balok Grid 66

Tabel 4.4Nilai Lendutan Balok Grid 66

Tabel 4.5 Kebutuhan Tulangan Balok Induk 80

Tabel 4.6 Tulangan Geser Balok Induk 80

(11)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Balok Grid 1

Gambar 1.2 Struktur grid sejajar 2

Gambar 1.3 Struktur grid diagonal 2

Gambar 1.4 Struktur grid majemuk 2

Gambar 2.1 Tegangan-regangan Beton 5

Gambar 2.2 Diagram Hubungan Kuat beton – Umur beton 5 Gambar 2.3 Diagram tegangan-regangan tulangan baja 7

Gambar 2.4 Pelat Satu Arah 8

Gambar 2.5 Pelat Dua Arah 9

Gambar 2.6 Two way slab 10

Gambar 2.7 Waffle slab 10

Gambar 2.8 Flat plate 11

Gambar 2.9 Bentang teoritis pelat menerus 11

Gambar 2.10 Bentang teoritis (monolit) 11

Gambar 2.11 Bentang teoritis balok 13

Gambar 2.12 Distribusi tegangan-regangan ekuivalen pada balok 14

Gambar 2.13 Penampang Balok T 14

Gambar 2.14 Balok T sebagai bagian sistem lantai 15 Gambar 2.15 Diagram tegangan-regangan balok tulangan rangkap 16

Gambar 2.16 Balok silang pada struktur grid 18

Gambar 2.17 Struktur Balok Grid Sejajar 21

Gambar 2.18 Struktur Balok Grid Diagonal 21

Gambar 2.19 Hubungan beban-lendutan pada balok 22

Gambar 2.20 Tinggi pusat berat balok T 23

Gambar 2.21 Faktor pengali untuk lendutan jangka panjang 25

Gambar 3.1 Struktur Grid Sejajar 1 28

(12)

xii

Gambar 3.3 Struktur Grid Sejajar 2 28

Gambar 3.4 Struktur Grid Diagonal 2 28

Gambar 3.5 Grafik Perbandingan Lendutan Balok Grid 29

Gambar 3.6 Diagram Alir 29

Gambar 4.1 Struktur Grid Sejajar 1 30

Gambar 4.3 Struktur Grid Diagonal 1 31

Gambar 4.2 Struktur Grid Sejajar 2 31

Gambar 4.4 Struktur Grid Diagonal 2 32

Gambar 4.5 Skema pembebanan balok grid 33

Gambar 4.6 Sketsa Penulangan Tumpuan Balok Grid Sejajar 1 39 Gambar 4.7 Sketsa Penulangan Lapangan Balok Grid Sejajar 1 40

Gambar 4.8 Lendutan struktur grid sejajar 1 44

Gambar 4.9 Sketsa Penulangan Tumpuan Balok Grid Diagonal 1 45 Gambar 4.10 Sketsa Penulangan Lapangan Balok Grid Diagonal 1 48

Gambar 4.11 Lendutan struktur grid diagonal 1 51

Gambar 4.12 Sketsa Penulangan Tumpuan Balok Grid Sejajar 2 53 Gambar 4.13 Sketsa Penulangan Lapangan Balok Grid Sejajar 2 55

Gambar 4.14Lendutan struktur grid sejajar 2 58

Gambar 4.15 Sketsa Penulangan Tumpuan Balok Grid Diagonal 2 60 Gambar 4.16 Sketsa Penulangan Lapangan Balok Grid Diagonal 2 62

Gambar 4.17 Lendutan struktur grid diagonal 2 65

Gambar 4.18 Sketsa Penulangan Tumpuan Balok Induk Grid S1 68 Gambar 4.19 Sketsa Penulangan Lapangan Balok Induk Grid S1 69 Gambar 4.20 Sketsa Penulangan Tumpuan Balok Induk Grid D1 71 Gambar 4.21 Sketsa Penulangan Lapangan Balok Induk Grid D1 72 Gambar 4.22 Sketsa Penulangan Tumpuan Balok Induk Grid S2 74 Gambar 4.23 Sketsa Penulangan Lapangan Balok Induk Grid S2 75 Gambar 4.24 Sketsa Penulangan Tumpuan Balok Induk Grid D2 77 Gambar 4.19 Sketsa Penulangan Lapangan Balok Induk Grid D2 78

(13)

xiii

Gambar 4.20Tulangan Torsi Tumpuan Balok Induk Grid S1 83 Gambar 4.21Tulangan Torsi Lapangan Balok Induk Grid S1 83 Gambar 4.22 Tulangan Torsi Tumpuan Balok Induk Grid D1 86 Gambar 4.23Tulangan Torsi Lapangan Balok Induk Grid D1 86 Gambar 4.24 Tulangan Torsi Tumpuan Balok Induk Grid S2 88 Gambar 4.25 Tulangan Torsi Lapangan Balok Induk Grid S2 89 Gambar 4.26 Tulangan Torsi Tumpuan Balok Induk Grid D2 91 Gambar 4.27 Tulangan Torsi Lapangan Balok Induk Grid D2 91

(14)

DAFTAR PUSTAKA

Badan Standarisasi Nasional, 2013, Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung SNI-03-2847-2013, BSN: Bandung.

Departemen Pekerjaan Umum. 1989. Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung Yayasan Penyelidikan Masalah Bangunan Gedung: Bandung.

Dipohusodo. Istimawan, 1993, Struktur Beton Bertulang, Penerbit Departemen Pekerjaan Umum: Jakarta.

Kusuma. G, dan W.C Vis, 1997, Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang, Penerbit Erlangga: Jakarta.

Nawy. E.G, 1998, Beton Bertulang Suatu Pendekatan Dasar, Penerbit PT. Refika Aditama: Bandung.

Puspantoro. Ing B, 1993, Teori dan Analisis Balok Grid, Penerbit Andi Offset: Yogyakarta.

Sudarmoko, 1996, Perancangan dan Analisis Pelat Beton Bertulang, Biro Penerbit: Yogyakarta.

Wahyudi. L, Syahril A.R, 1997, Struktur Beton Bertulang Standar Baru SNI T-15-1991-03, Penerbit PT Gramedia Pustaka Utama: Jakarta.

(15)

1 BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Masa layan struktur sebuah bangunan beton bertulang bentang lebar sangat ditentukan oleh besarnya lendutan yang dialami oleh struktur tersebut. Namun seringkali dalam pengerjaannya struktur dibebani lebih besar dari yang direncanakan pada awalnya. Ditambah lagi dengan adanya kesalahan dalam pelaksanaan di lapangan misalnya kurangnya jumlah tulangan yang dipasang, jarak antar sengkang yang sangat besar dari yang direncanakan, mutu beton yang kurang dari yang direncanakan serta hal-hal lainnya. Hal tersebut dapat mengakibatkan struktur beton bertulang melendut melebihi apa yang diperkirakan semula dan mengakibatkan retak pada struktur beton tersebut.

Pelat lantai pada bangunan bentang lebar merupakan bagian struktur yang terpasang mendatar dan berfungsi sebagai tumpuan atau berpijak bagi penghuni yang ada di atasnya. Pelat lantai umumnya mempunyai ketebalan yang relatif sangat kecil bila dibandingkan dengan lebar bentangnya sehingga sifat kaku dari pelat sangat kurang. Kekakuan yang kurang ini akan mengakibatkan defleksi atau lendutan dari pelat menjadi besar. Dari peraturan dan keamanan konstruksi, lendutan yang besar ini harus dicegah agar pelat lantai masih dapat berfungsi dan memberikan kenyamanan berpijak bagi penghuninya. (Puspantoro, 1993)

Teknologi canggih perencanaan struktur bangunan beton bentang lebar untuk memberikan kekakuan dan menambah kekuatan pada pelat lantai saat ini dikembangkan cara salah satunya dengan memakai sistem balok grid. Balok grid merupakan struktur bidang yang dibentuk oleh balok menerus yang saling bertemu atau bersilang dimana pertemuan dari sambungan tersebut adalah kaku (Gambar 1.1) yang digunakan untuk meningkatkan kekakuan pelat, sehingga lendutan yang terjadi akan semakin kecil.

(16)

Beberapa keuntungan dari sistem balok grid adalah, (Puspantoro, 1993): 1. Mempunyai kekakuan yang besar, terutama pada bentang lebar, sehingga

dapat memberikan kekakuan arah horizontal yang lebih besar pada portal bangunannya.

2. Mempunyai bentuk yang seragam dengan berbagai variasi dan cetakannya dapat digunakan berulang kali.

3. Dapat mendistribusikan beban dan momen pada kedua arah bentangnya secara merata dengan ukuran model grid yang dapat dikembangkan sebagai kelipatan dari bentang kolomnya.

4. Mempunyai sifat fleksibilitas ruang yang cukup tinggi dan sederhana sehingga lebih luwes dalam mengikuti pembagian panel-panel eksterior maupun pertisi interiornya.

Menurut Puspantoro (1993), dari bentuk dan posisi silang baloknya, balok grid dapat dibedakan menjadi: (1) balok grid sejajar (Gambar 1.2); (2) balok grid diagonal (Gambar 1.3); (3) balok grid majemuk (Gambar 1.4). Karena sistem balok grid ini terdiri atas 3 macam, maka penelitian ini dibuat untuk membandingkan (2 macam saja) pemakaian sistem balok grid sejajar dan diagonal dengan tujuan untuk mengetahui sistem mana yang lebih efisien dan kaku jika diterapkan di lapangan.

Gambar 1.2 Struktur grid sejajar Gambar 1.3 Struktur grid diagonal

(Puspantoro, 1993) (Puspantoro, 1993)

(17)

1.2 Rumusan Masalah

1. Berapa besar nilai perbandingan lendutan antara struktur balok grid sejajar dan struktur balok grid diagonal?

2. Manakah struktur yang paling kaku antara struktur balok grid sejajar dan struktur balok grid diagonal?

1.3 Tujuan Penelitian

1. Mengetahui besar perbandingan nilai lendutan yang terjadi antara struktur balok grid sejajar dan struktur balok grid diagonal.

2. Mengetahui pengaruh model struktur balok grid terhadap kekakuan dari suatu struktur bangunan.

1.4 Batasan Masalah

Batasan masalah dalam penelitian ini adalah:

1. Pertemuan balok silang adalah kaku dengan beban yang bekerja adalah terbagi rata.

2. Perhitungan yang digunakan menggunakan perhitungan manual dan bantuan progam STAAD Pro.

3. Tidak menghitung tangga, tidak menganalisa perilaku bangunan terhadap pondasi.

4. Tidak menganalisa rencana anggaran biaya. 5. Tidak meninjau aspek pelaksanaan konstruksi.

6. Analisa perhitungan struktur berdasarkan SNI 03-2847-2013.

7. Metode yang digunakan adalah Metode Gaya.

8. Pembebanan menggunakan Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung

(PPIUG) 1987.

9. Kombinasi pembebanan yang dipakai adalah sebesar 1,2 DL + 1,6 LL.

1.5 Manfaat

Manfaat yang diharapkan pada studi penelitian ini dapat memberikan pengetahuan dan pemahaman kepada mahasiswa pada umumnya dan kepada peneliti khususnya tentang analisa lendutan balok grid sejajar dan balok grid diagonal menggunakan SNI 2847:2013.