PERENCANAAN ULANG STUKTUR ATAS GEDUNG RUSUNAWA WONOSARI GUNUNG KIDUL DIY MENGGUNAKAN CASTELLATED BEAM KOMPOSIT DENGAN METODE LRFD

(1)

i

PERENCANAAN ULANG STUKTUR ATAS GEDUNG RUSUNAWA WONOSARI GUNUNG KIDUL DIY MENGGUNAKAN

CASTELLATED BEAM KOMPOSIT

DENGAN METODE LRFD

TUGAS AKHIR

Diajukan kepada Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Akademik dalam Menyelesaikan

Program Sarjana Teknik

Oleh :

NEVO FAHMI RALIBY 201110340311166

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2015


(2)

(3)

(4)

iv

KATA PENGANTAR

Bismillahirrahmaanirrahiim

Assalamu’alaikum Wr. Wb.

Alhamdulillahirabbill’aalamin, puji syukur kehadirat Allah SWT, yang telah memberikan beberapa nikmat keimanan, kesehatan, dan juga kesempatan sehingga kepada penulis sehingga tugas akhir ini dapat terselesaikan dengan lancar dan tepat pada waktunya.

Shalawat dan salam semoga tetap tercurahkan kepada Nabi Besar Muhammad Saw, yang menuntun kita menuju jalan yang diridhai-Nya.

Seiring dengan puji syukur kehadirat Allah SWT, penulis juga ingin mengucapkan terimakasih kepada :

1. Bapak Prof. Dr. Muhadjir Effendy, M.AP selaku Rektor Universitas Muhammadiyah Malang.

2. Bapak Ir. Sudarman, MT., selaku Dekan Fakultas Teknik.

3. Ibu Ir. Rofikatul Karimah, MT., selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil. 4. Bapak Zamzami Septiropa ST, MT selaku dosen pembimbing I yang

senantiasa dengan kesabaran memberi nasehat dan saran yang sangat berarti bagi penulis.

5. Bapak Ir. Erwin Rommel ST, MT selaku dosen pembimbing II yang dengan kesabaran memberikan bimbingan, masukan dan arahan yang berarti dan meluangkan waktunya untuk membimbing penulis.

6. Bapak Ir. Andi Syaiful Amal, MT selaku dosen wali yang telah memberi dorongan kepada penulis.


(5)

v

7. Orang tua saya, ayahanda Drs. Abdul Yazid Zainuri dan ibunda Drs. Siti Fatimah yang tercinta, terkasih dan tersayang atas segala doa dan dukungan moral maupun materiil yang tulus ikhlas sangat baik sampai akhir serta adikku Bimantio Fariz Nugroho yang juga selalu memberi motivasi.

8. Teman-temanku Teknik Sipil D 2011 terimakasih untuk seluruh doa, semangat, motivasi dan candaan kalian. Dan untuk tomy, hesty, azizah, yoga, andre, reza, cip, rilo, mufid, yuda, elsya, agus, suluh dan merry yang telah turut membantu dalam proses penyelesaian tugas akhir ini. 9. Seluruh teman – teman Teknik Sipil 2011 terima kasih untuk doa,

dukungan, semangat dan motivasinya hingga akhirnya semua dapat selesai tepat pada waktunya.

Penyusun mengharapkan semoga Tugas Akhir ini dapat berguna bagi pembaca pada umumnya dan bagi mahasiswa teknik sipil pada khususnya.

Wassalamu’alaikum Wr. Wb.

Malang, 18 November 2015


(6)

viii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

LEMBAR PENGESAHAN ... ii

SURAT PERNYATAAAN ... iii

KATA PENGANTAR ... iv

ABSTRAK ... vi

ABSTRACT ... vii

DAFTAR ISI ... viii

DAFTAR TABEL ... xiii

DAFTAR GAMBAR ... xiv

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 3

1.3 Batasan Masalah ... 4

1.4 Tujuan ... 4

1.5 Metode Pembahasan ... 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 6

2.1 Umum ... 6

2.2 Batang Komposit ... 7

2.2.1 Balok Komposit ... 7

2.2.2 Kolom Komposit ... 9

2.2.3 Keuntungan dan Kerugian Komposit ... 10

2.3 Castellated Beam ... 11


(7)

ix

2.3.2 Dimensi Geometri Penampang Castellated Beam ... 12

2.3.3 Kelebihan dan Kekurangan Castellated Beam ... 14

2.3.4 Kegagalan dari Castellated Beam ... 16

2.4 Sistem Struktur ... 18

2.4.1 Struktur Bangunan Tahan Gempa ... 18

BAB III METODE PERENCANAAN 3.1Diagram Alir ... 21

3.2 Langkah – langkah Penyusunan Tugas Akhir ... 23

3.2.1 Pengumpulan Data ... 23

3.2.2 Studi Literatur ... 24

3.2.3 Preliminary Desain ... 24

3.2.4 Pembebanan ... 25

3.2.5 Analisa Struktur ... 26

3.2.6 Sambungan ... 39

3.2.7 Kontrol Desain ... 41

BAB IV PERENCANAAN STRUKTUR ... 42

4.1Data Bahan Perencanaan ... 42

4.2 Perencanaan Plat ... 43

4.2.1 Pendimensian Plat Atap dan Lantai ... 43

4.2.2 Plat Atap ... 43

4.2.2.1Pembebanan Plat Atap ... 43

4.2.2.2Perhitungan Momen Plat Atap ... 46

4.2.2.3Perencanaan Momen Positif Pelat Atap ... 46


(8)

x

4.2.2.5Perencanaan Tulangan Susut dan Suhu Pada Pelat Atap

... 48

4.2.2.6Perencanaan Penghubung Geser ... 49

4.2.2.7Lendutan Pada Plat Atap ... 52

4.2.3 Plat Lantai ... 53

4.2.3.1Pembebanan Plat Lantai ... 53

4.2.3.2Perhitungan Momen Plat Lantai ... 55

4.2.3.3Perencanaan Momen Positif Plat Lantai ... 56

4.2.3.4Perencanaan Momen Negatif Plat Lantai ... 56

4.2.3.5Perencanaan Tulangan Susut dan Suhu Pada Plat Lantai ... 58

4.2.3.6Perencanaan Penghubung Geser ... 58

4.2.3.7Lendutan Pada Plat Lantai ... 61

4.3 Perencanaan Balok Anak ... 63

4.3.1 Balok Anak Atap ... 63

4.3.1.1Pendimensian Balok Anak Atap dan Lantai Menggunakan Profil Castellated Beam ... 63

4.3.1.2Pembebanan Pada Balok Anak Atap ... 64

4.3.1.3Momen Pada Balok Anak Atap ... 65

4.3.1.4Perencanaan Balok Anak Atap Pra-Komposit ... 66

4.3.1.5Perencanaan Balok Anak Atap Post-Komposit ... 70

4.3.2 Balok Anak Lantai (continous beam)... 80

4.3.2.1Pembebanan Pada Balok Anak Lantai ... 80


(9)

xi

4.3.2.3Perencanaan Balok Anak Lantai Pra-Komposit ... 82

4.3.2.4Perencanaan Balok Anak Lantai Post-Komposit ... 86

4.3.3 Balok Anak Lantai (simple beam) ... 95

4.3.3.1Pembebanan pada balok anak lantai ... 95

4.3.3.2Momen Pada Balok Anak Lantai ... 96

4.3.3.3Perencanaan Balok Anak Lantai Pra-Komposit ... 97

4.3.3.4Perencanaan Balok Anak Lantai Post-Komposit ... 100

4.4 Pendimensian Awal Balok Induk dan Kolom ... 111

4.4.1 Dimensi Balok Induk ... 111

4.4.2 Dimensi Kolom ... 112

4.5 Pembebanan Balok Induk ... 113

4.5.1 Balok Induk Arah Melintang ... 113

4.6 Perhitungan Gaya Gempa ... 177

4.6.1 Perhitungan Berat Masing – masing Lantai ... 177

4.6.2 Parameter Gempa Sesuai Dengan SNI 1726-2012 ... 179

4.6.2.1Kategori Resiko Gempa, Faktor Keutamaan Gempa dan Klasifikasi Situs ... 179

4.6.2.2Parameter Percepatan ... 179

4.6.2.3Kategori Desain Seismik ... 180

4.6.2.4Faktor Koefisien Modifikasi Respon, Kuat Lebih Sistem, Pembesaran Defleksi ... 181

4.6.2.5Periode Fundamental Pendekatan ... 182

4.6.2.6Gaya Lateral Ekivalen... 183


(10)

xii

4.7 Perencanaan Balok Induk ... 188

4.7.1 Perencanaan Balok Induk Pra-Komposit ... 188

4.7.2 Perencanaan Balok Induk Post-Komposit ... 192

4.8 Perencanaan Kolom ... 205

4.8.1 Periksa Kelangsingan Penampang Kolom ... 206

4.8.2 Periksa Kapasitas Aksial Kolom ... 207

4.8.3 Periksa Kekuatan Penampang Kolom ... 210

4.8.4 Periksa Kapasitas Geser Kolom ... 211

4.9 Perencanaan Zona Panel Kolom ... 213

4.10Sambungan ... 215

4.10.1 Sambungan antara Balok Induk Melintang dengan Kolom .. 215

4.10.2 Sambungan antara Balok Induk Memanjang dengan Kolom ... 221

4.10.3 Sambungan antara Balok Anak dengan Balok Induk Memanjang ... 226

4.10.4 Sambungan Kolom dan Kolom ... 231

4.10.5 Perencanaan Base Plate dan Anchor Bolt ... 235

BAB V PENUTUP ... 241

DAFTAR PUSTAKA ... 243 LAMPIRAN DATA


(11)

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Berat Total Bangunan ... 178

Tabel 4.2 Koefisien Situs (Fv)... 179

Tabel 4.3 Koefisien Situs (Fa) ... 180

Tabel 4.4 Kategori Desain Seismik berdasarkan parameter respons percepatan pada perioda pendek (SDs)... 180

Tabel 4.5 Kategori Desain Seismik berdasarkan parameter respons percepatan pada perioda 1 detik (KDs) ... 181

Tabel 4.6 Faktor Koefisien Modifikasi Respon, Kuat lebih Sistem dan Pembesaran defleksi ... 181

Tabel 4.7 Nilai parameter perioda pendekatan Ct dan x ... 182

Tabel 4.8 Koefisien batas atas pada perioda yang dihitung ... 182

Tabel 4.9 Distribusi Gempa Tiap Lantai ... 184

Tabel 4.10 Rekapitulasi gaya-gaya yang bekerja pada portal A saat kondisi Pra-Komposit ... 185

Tabel 4.11 Rekapitulasi gaya-gaya yang bekerja pada portal B saat kondisi Pra-Komposit ... 185

Tabel 4.12 Rekapitulasi gaya-gaya yang bekerja pada portal A saat kondisi Post-Komposit ... 186

Tabel 4.13 Rekapitulasi gaya-gaya yang bekerja pada portal B saat kondisi Post-Komposit ... 187


(12)

xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Perbandingan antara balok yang mengalami defleksi dengan dan

tanpa aksi komposit ... 8

Gambar 2.2 Kolom Baja Berselubung Beton ... 9

Gambar 2.3 Kolom Baja Berintikan Beton ... 10

Gambar 2.4 Hexagonal Catellated Beam & Octogonal Castellated Beam ... 11

Gambar 2.5 Standar Castellated Beam ... 12

Gambar 2.6 Profil Castellated Beam ... 14

Gambar 2.7 Parallelogram Mechanism ... 16

Gambar 2.8 Weld Joint Rupture ... 17

Gambar 3.1 Dimensi Geometri Penampang Castellated Beam ... 27

Gambar 3.2 Diagram Tegangan Momen Positif Castellated Beam Komposit. ... 31

Gambar 3.3 Diagram Tegangan Momen Negatif Castellated Beam Komposit ... 32

Gambar 4.1 Penampang Pelat Spandek ... 43

Gambar 4.2 Denah eksisting lantai 3, 4 & 5 ... 44

Gambar 4.3 Denah perencanaan pembebanan plat atap ... 45

Gambar 4.4 Pembebanan plat atap ... 46

Gambar 4.5 Diagram tegangan regangan akibat momen positif pada plat atap ... 46

Gambar 4.6 Detail rencana penulangan plat atap ... 49

Gambar 4.7 Perletakan penghubung geser secara melintang dek baja gelombang ... 51

Gambar 4.8 Perletakan penghubung geser secara memanjang dek baja gelombang ... 51


(13)

xv

Gambar 4.10 Denah eksisting plat lantai 3, 4 & 5 ... 54

Gambar 4.11 Denah perencanaan pembebanan plat lantai 3, 4 & 5 ... 54

Gambar 4.12 Pembebanan plat lantai ... 55

Gambar 4.13 Diagram tegangan regangan akibat momen positif pada plat lantai ... 56

Gambar 4.14 Detail rencana penulangan plat lantai ... 58

Gambar 4.15 Perletakan penghubung geser secara melintang dek baja gelombang ... 60

Gambar 4.16 Peletakan penghubung geser secara memanjang dek baja gelombang ... 61

Gambar 4.17 Detail rencana perletakan stud... 61

Gambar 4.18 Potongan memanjang profil castellated beam ... 63

Gambar 4.19 Denah pembebanan balok anak atap ... 64

Gambar 4.20 Pembebanan balok anak atap pra-komposit ... 65

Gambar 4.21Pembebanan balok anak atap post-komposit ... 66

Gambar 4.22 Momen ultimate balok anak atap pra-komposit ... 66

Gambar 4.23 Momen ultimate balok anak atap post-komposit ... 66

Gambar 4.24 Diagram geser balok anak atap pra-komposit ... 67

Gambar 4.25 Diagram geser balok anak atap post-komposit ... 68

Gambar 4.26 Diagram lendutan balok anak atap pra-komposit ... 69

Gambar 4.27 Diagram lendutan balok anak atap post-komposit ... 69

Gambar 4.28 Penampang balok komposit pada daerah tumpuan ... 70

Gambar 4.29 Diagram tegangan regangan balok komposit (tumpuan) ... 71

Gambar 4.30 Detail penampang stud memanjang pada balok anak ... 78

Gambar 4.31 Denah pembebanan balok anak lantai... 80

Gambar 4.32 Pembebanan balok anak atap pra-komposit ... 81


(14)

xvi

Gambar 4.34 Momen ultimate balok anak atap pra-komposit ... 82

Gambar 4.35 Momen ultimate balok anak atap post-komposit ... 82

Gambar 4.36 Diagram geser balok anak atap pra-komposit ... 83

Gambar 4.37 Diagram geser balok anak atap post-komposit ... 83

Gambar 4.38 Diagram lendutan balok anak atap pra-komposit ... 85

Gambar 4.39 Diagram lendutan balok anak atap post-komposit ... 85

Gambar 4.40 Penampang balok komposit pada daerah tumpuan ... 86

Gambar 4.41 Diagram tegangan regangan balok komposit (tumpuan) ... 87

Gambar 4.42 Detail penampang stud memanjang pada balok anak ... 94

Gambar 4.43 Denah pembebanan balok anak lantai... 95

Gambar 4.44 Pembebanan balok anak lantai (simple beam) pra-komposit .... 96

Gambar 4.45 Pembebanan balok anak lantai (simple beam) post-komposit .. 97

Gambar 4.46 Momen ultimate balok anak lantai pra-komposit ... 97

Gambar 4.47 Momen ultimate balok anak lantai post-komposit... 97

Gambar 4.48 Diagram geser balok anak atap pra-komposit ... 98

Gambar 4.49 Diagram geser balok anak atap post-komposit ... 98

Gambar 4.50 Diagram lendutan balok anak atap pra-komposit ... 100

Gambar 4.51 Diagram lendutan balok anak atap post-komposit ... 100

Gambar 4.52 Penampang balok komposit pada daerah tumpuan ... 101

Gambar 4.53 Diagram tegangan regangan balok komposit (tumpuan) ... 102

Gambar 4.54 Detail penampang stud memanjang pada balok anak ... 109

Gambar 4.55 Potongan memanjang profil castellated beam ... 111

Gambar 4.56 Potongan memanjang profil castellated beam ... 112

Gambar 4.57 Profil baja kolom ... 113

Gambar 4.58 Distribusi beban balok anak lantai ... 173


(15)

xvii

Gambar 4.60 Distribusi beban balok induk lantai ... 175

Gambar 4.61 Pembebanan balok induk lantai ... 176

Gambar 4.62 Diagram Tegangan Momen Positif Castellated Beam Komposit ... 192

Gambar 4.63 Diagram Tegangan Momen Negatif Castellated Beam Komposit ... 194

Gambar 4.64 Garis Netral profil Castellated Beam ... 196

Gambar 4.65 Detail penampang stud memanjang pada balok induk ... 202

Gambar 4.66 Detail penampang stud melintang (tumpuan) pada balok induk ... 202

Gambar 4.67 Penampang profil kolom baja dan potongan kolom baja bi-aksial ... 205

Gambar 4.68 Detail Daerah Panel Zone ... 214

Gambar 4.69 Sambungan antara balok induk melintang dengan kolom ... 220

Gambar 4.70 Sambungan antara balok induk memanjang dengan kolom ... 225

Gambar 4.71 Sambungan antara balok anak dan balok induk ... 230

Gambar 4.72 Diagram Momen dan Gaya Geser maksimum pada kolom ... 231

Gambar 4.73 Sambungan antara kolom dan kolom ... 234

Gambar 4.74 Diagram Aksial, Momen dan Gaya Geser maksimum pada kolom ... 235

Gambar 4.75 Rencana dimensi Base Plate ... 236

Gambar 4.76 Detail Base Plate ... 240


(16)

243

DAFTAR PUSTAKA

Amayreh, L., dan MP Saka. 2005. “Failure Load Predectin of Castellated Beam Using Artificial Neural Networks”. Asian Journal of Civil Engineeering (Building and Housing) 6:35-54. Bahrain : Department of Civil Engineering, University of Bahrain.

Amon, Rene. Bruce Knochbloc, dan Antanu Mazmuder. 1999. Perencanaan Konstruksi Baja Untuk Insinyur dan Arsitek 2. Bandung : PT.Pradnya Paramita.

Badan Standarisasi Nasional. Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung (SNI 03-1726-2012). Bandung : BSN.

Badan Standarisasi Nasional. Tata Cara Perencanaan Perhitungan Struktur Baja Untuk Bangunan Gedung (SNI 03-1729-2002). Bandung : BSN.

Badan Standarisasi Nasional. Beban Minimum Untuk Perancangan Bangunan Gedung dan Struktur Lain (SNI 03-1727-2013). Bandung : BSN.

Demirdjian, Sevak. 1999. Stability of Castellated Beam Webs. Montreal, Canada : McGill University.

G. Salmon, Charles dan E. Johnson. 1991. Struktur Baja Desain dan Perilaku. Jilid 1 Edisi Ke-2. Diterjemahkan oleh : Ir. Wira M.S.CE. Jakarta : Erlangga.


(17)

244

Setiawan, Agus. 2008. Perencanaan Struktur Baja Dengan Metode LRFD (Berdasarkan SNI 03-1729-2002). Jakarta : Erlangga.

ASCE Task Committee on Design Criteria for Composite Structure in Steel and Concrete. 1992. “Proposed Specification for Structural Steel Beam with Web Opening”. Journal of Structural Engineering, 118 (2)


(18)

1 BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Suatu struktur yang baik dan aman dapat diwujudkan melalui kombinasi dari perencanaan yang dilakukan dengan metode yang baik. Pencegahan terhadap segala kemungkinan kegagalan struktur harus menjadi perhatian yang utama bagi seorang perencana. Dalam merencanakan bangunan terdapat tiga hal yang harus di penuhi yaitu kekuatan, estetika, dan ekonomis.

Rumah Susun Sederhana Sewa atau RUSUNAWA adalah salah satu program pembangunan yang dirintis Departemen PU yang dulunya bernama Departemen Permukiman dan Prasarana Wilayah (Kimpraswil) pada 2003. Program tersebut kembali dilanjutkan Departemen PU dan Kementerian Negara Perumahan Rakyat sejak 2005. Tujuan utama pengadaan Rusunawa ini ialah memberikan fasilitas hunian yang layak bagi masyarakat yang kurang mampu dan juga karena semakin tingginya tingkat kebutuhan rumah tinggal bagi masyrakat Wonosari, Gunung Kidul tersebut.

Dalam menentukan metode untuk mendesain suatu struktur harus memperhitungkan segi ekonomis dan keamanan yang cukup, baik terhadap kelebihan beban (over load) atau kurang kekuatan (under strength). LRFD (Load Resistance Factor Design) adalah spesifikasi yang dikeluarkan oleh AISC (America Institute of Steel Construction). Untuk desain konstruksi baja, berdasarkan ketahanan metode kekuatan ultimit (Metode Plastis).


(19)

2

Penggunaan LRFD (Load Resistance Factor Design) menjanjikan penggunaan bahan yang lebih efektif dan lebih baik untuk beberapa kombinasi beban dan konfigurasi struktural. LRFD juga cenderung memberikan struktur yang lebih aman dalam mengkombinasikan beban-beban (beban hidup dan beban mati) dan memperlakukan mereka dengan cara yang sama.

Dalam membangun gedung-gedung bertingkat masalah yang timbul kemudian adalah kemampuan gedung tersebut sebagai satu kesatuan sistem yang komplek untuk menahan beban lateral yang timbul seperti, beban angin, beban gempa, dan berat sendiri yang didukungnya. Sehingga untuk bangunan tingkat tinggi idealnya sedapat mungkin elemen-elemen yang membentuknya ramping tetapi cukup kuat menahan beban yang akan bekerja.

Pada proyek pembangunan gedung Rusunawa Wonosari, Gunung Kidul ini semula menggunakan struktur portal beton pracetak (precast), oleh karena itu kami merencanakan ulang untuk mendesain dengan konstruksi baja castellated beam komposit menggunakan metode LRFD (Load Resistance Factor Design). Konstruksi komposit merupakan suatu sistem komposit dimana terdapat kerja sama monolith antara dua macam bahan yang berbeda, yaitu beton dan baja. Pada kerja sama ini diharapkan terjadi interaksi penuh antara baja dan beton dengan memasang alat penghubung geser atau Shear Connector. Balok komposit dengan profil WF sudah biasa banyak digunakan dalam perencanaan suatu gedung. Hal ini dikarenakan keuntungan yang didapat dengan menggunakan struktur komposit pada suatu bangunan salah satunya adalah penghematan berat baja.


(20)

3

Dibandingkan dengan profil WF biasa castellated beam memiliki karakteristik yang lebih menguntungkan. Castellated beam adalah profil baja I, H, dan U yang bagian badannya dipotong memanjang dengan pola zigzag. Kemudian bentuk dasar profil diubah dengan cara menggeser atau membalik setengah bagian baja profil yang telah dipotong dan disambung dengan las pada bagian ‘gigi-gigi’-nya. Sehingga terbentuk profil baru dengan lubang berbentuk segienam (hexagonal), segidelapan (octagonal), dan lingkaran (circular). (Johann Grunbaeuer 2001). Keuntungan dari castellated beam ini yaitu, dari berat profil yang sama didapatkan profil yang lebih tinggi, lebih kaku, dan lebih kuat menahan beban yang besar daripada profil baja biasa. Castellated beam ini cocok digunakan untuk bentang yang lebih panjang , sehingga dapat mengurangi kebutuhan kolom dan pondasi (Jihad Dokali Meghrief, 1997 dan Johann Grunbauer, 2001).

Dengan berbagai keuntungan dari struktur komposit itu sendiri dan profil castellated beam, maka perpaduan balok komposit dengan menggunakan castellated beam ini diharapkan dapat menghasilkan perencanaan struktur gedung baja komposit yang rasional dan memenuhi persyaratan keamanan struktur berdasarkan peraturan-peraturan yang berlaku dan memperoleh hasil yang efisien tanpa mengabaikan faktor keselamatan dan fungsi dari bangunan ini.

1.2 Rumusan Masalah

1. Bagaimana merencanakan elemen-elemen struktur baja pada bangunan Rusunawa yg meliputi: plat beton dengan spandek, balok castellated beam komposit, dan kolom baja?


(21)

4

2. Bagaimana menghitung kapasitas penampang komposit castellated beam pada struktur baja?

3. Bagaimana merencanakan sambungan pada struktur baja di bangunan Rusunawa?

1.3 Batasan Masalah

1. Perencanaan plat lantai dengan menggunakan dek baja. 2. Perencanaan balok menggunakan castellated beam komposit. 3. Perencanaan kolom menggunakan baja profil WF.

4. Perencanaan sambungan antara elemen-elemen baja dengan menggunakan baut.

5. Tidak merencanakan sloof pada pelat kaki kolom. 6. Tidak meninjau metode pelaksanaan.

7. Tidak meninjau segi arsitektural.

8. Tidak meninjau aspek biaya dan manajemen konstruksi.

1.4 Tujuan

Tujuan yang ingin dicapai dalam pembuatan skripsi ini adalah:

1. Untuk merencanakan elemen-elemen struktur baja pada bangunan Rusunawa yg meliputi: plat beton dengan spandek, balok castellated beam, dan kolom baja

2. Untuk menghitung kapasitas penampang komposit castellated beam pada struktur baja

3. Untuk merencanakan sambungan pada struktur baja di bangunan Rusunawa


(22)

5

1.5 Metode Pembahasan

Konstruksi komposit adalah suatu sistem konstruksi yang terdiri dari gabungan baja dan beton yang bekerja bersamaan dalam memikul gaya yang timbul akibat beban yang bekerja. Dalam hal ini metode yang dipakai dalam perencanaan adalah:

1. Evaluasi struktur berdasarkan pada jurnal ASCE (mengacu pada AISC-LRFD), LRFD dan SNI-03-1729-2002

2. Beban gempa dihitung berdasarkan pada SNI-03-1726-2012 3. Pembebanan dihitung berdasarkan pada SNI 2847-2013 4. Analisa struktur menggunakan program bantu Staad-Pro

5. Perencanaan komposit dengan metode Load Resistance Factor Design (LRFD)


(1)

Setiawan, Agus. 2008. Perencanaan Struktur Baja Dengan Metode LRFD

(Berdasarkan SNI 03-1729-2002). Jakarta : Erlangga.

ASCE Task Committee on Design Criteria for Composite Structure in Steel and Concrete. 1992. “Proposed Specification for Structural Steel Beam with Web Opening”. Journal of Structural Engineering, 118 (2)


(2)

1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Suatu struktur yang baik dan aman dapat diwujudkan melalui kombinasi dari perencanaan yang dilakukan dengan metode yang baik. Pencegahan terhadap segala kemungkinan kegagalan struktur harus menjadi perhatian yang utama bagi seorang perencana. Dalam merencanakan bangunan terdapat tiga hal yang harus di penuhi yaitu kekuatan, estetika, dan ekonomis.

Rumah Susun Sederhana Sewa atau RUSUNAWA adalah salah satu program pembangunan yang dirintis Departemen PU yang dulunya bernama Departemen Permukiman dan Prasarana Wilayah (Kimpraswil) pada 2003. Program tersebut kembali dilanjutkan Departemen PU dan Kementerian Negara Perumahan Rakyat sejak 2005. Tujuan utama pengadaan Rusunawa ini ialah memberikan fasilitas hunian yang layak bagi masyarakat yang kurang mampu dan juga karena semakin tingginya tingkat kebutuhan rumah tinggal bagi masyrakat Wonosari, Gunung Kidul tersebut.

Dalam menentukan metode untuk mendesain suatu struktur harus memperhitungkan segi ekonomis dan keamanan yang cukup, baik terhadap kelebihan beban (over load) atau kurang kekuatan (under strength). LRFD (Load Resistance Factor Design) adalah spesifikasi yang dikeluarkan oleh AISC (America Institute of Steel Construction). Untuk desain konstruksi baja, berdasarkan ketahanan metode kekuatan ultimit (Metode Plastis).


(3)

Penggunaan LRFD (Load Resistance Factor Design) menjanjikan penggunaan bahan yang lebih efektif dan lebih baik untuk beberapa kombinasi beban dan konfigurasi struktural. LRFD juga cenderung memberikan struktur yang lebih aman dalam mengkombinasikan beban-beban (beban hidup dan beban mati) dan memperlakukan mereka dengan cara yang sama.

Dalam membangun gedung-gedung bertingkat masalah yang timbul kemudian adalah kemampuan gedung tersebut sebagai satu kesatuan sistem yang komplek untuk menahan beban lateral yang timbul seperti, beban angin, beban gempa, dan berat sendiri yang didukungnya. Sehingga untuk bangunan tingkat tinggi idealnya sedapat mungkin elemen-elemen yang membentuknya ramping tetapi cukup kuat menahan beban yang akan bekerja.

Pada proyek pembangunan gedung Rusunawa Wonosari, Gunung Kidul ini semula menggunakan struktur portal beton pracetak (precast), oleh karena itu kami merencanakan ulang untuk mendesain dengan konstruksi baja castellated beam komposit menggunakan metode LRFD (Load Resistance Factor Design). Konstruksi komposit merupakan suatu sistem komposit dimana terdapat kerja sama monolith antara dua macam bahan yang berbeda, yaitu beton dan baja. Pada kerja sama ini diharapkan terjadi interaksi penuh antara baja dan beton dengan memasang alat penghubung geser atau Shear Connector. Balok komposit dengan profil WF sudah biasa banyak digunakan dalam perencanaan suatu gedung. Hal ini dikarenakan keuntungan yang didapat dengan menggunakan struktur komposit pada suatu bangunan salah satunya adalah penghematan berat baja.


(4)

Dibandingkan dengan profil WF biasa castellated beam memiliki karakteristik yang lebih menguntungkan. Castellated beam adalah profil baja I, H, dan U yang bagian badannya dipotong memanjang dengan pola zigzag. Kemudian bentuk dasar profil diubah dengan cara menggeser atau membalik setengah bagian baja profil yang telah dipotong dan disambung dengan las pada bagian ‘gigi-gigi’-nya. Sehingga terbentuk profil baru dengan lubang berbentuk segienam

(hexagonal), segidelapan (octagonal), dan lingkaran (circular). (Johann

Grunbaeuer 2001). Keuntungan dari castellated beam ini yaitu, dari berat profil yang sama didapatkan profil yang lebih tinggi, lebih kaku, dan lebih kuat menahan beban yang besar daripada profil baja biasa. Castellated beam ini cocok digunakan untuk bentang yang lebih panjang , sehingga dapat mengurangi kebutuhan kolom dan pondasi (Jihad Dokali Meghrief, 1997 dan Johann Grunbauer, 2001).

Dengan berbagai keuntungan dari struktur komposit itu sendiri dan profil

castellated beam, maka perpaduan balok komposit dengan menggunakan

castellated beam ini diharapkan dapat menghasilkan perencanaan struktur gedung

baja komposit yang rasional dan memenuhi persyaratan keamanan struktur berdasarkan peraturan-peraturan yang berlaku dan memperoleh hasil yang efisien tanpa mengabaikan faktor keselamatan dan fungsi dari bangunan ini.

1.2 Rumusan Masalah

1. Bagaimana merencanakan elemen-elemen struktur baja pada bangunan Rusunawa yg meliputi: plat beton dengan spandek, balok castellated beam komposit, dan kolom baja?


(5)

2. Bagaimana menghitung kapasitas penampang komposit castellated

beam pada struktur baja?

3. Bagaimana merencanakan sambungan pada struktur baja di bangunan Rusunawa?

1.3 Batasan Masalah

1. Perencanaan plat lantai dengan menggunakan dek baja. 2. Perencanaan balok menggunakan castellated beam komposit. 3. Perencanaan kolom menggunakan baja profil WF.

4. Perencanaan sambungan antara elemen-elemen baja dengan menggunakan baut.

5. Tidak merencanakan sloof pada pelat kaki kolom. 6. Tidak meninjau metode pelaksanaan.

7. Tidak meninjau segi arsitektural.

8. Tidak meninjau aspek biaya dan manajemen konstruksi.

1.4 Tujuan

Tujuan yang ingin dicapai dalam pembuatan skripsi ini adalah:

1. Untuk merencanakan elemen-elemen struktur baja pada bangunan Rusunawa yg meliputi: plat beton dengan spandek, balok castellated

beam, dan kolom baja

2. Untuk menghitung kapasitas penampang komposit castellated beam

pada struktur baja

3. Untuk merencanakan sambungan pada struktur baja di bangunan Rusunawa


(6)

1.5 Metode Pembahasan

Konstruksi komposit adalah suatu sistem konstruksi yang terdiri dari gabungan baja dan beton yang bekerja bersamaan dalam memikul gaya yang timbul akibat beban yang bekerja. Dalam hal ini metode yang dipakai dalam perencanaan adalah:

1. Evaluasi struktur berdasarkan pada jurnal ASCE (mengacu pada AISC-LRFD), LRFD dan SNI-03-1729-2002

2. Beban gempa dihitung berdasarkan pada SNI-03-1726-2012 3. Pembebanan dihitung berdasarkan pada SNI 2847-2013 4. Analisa struktur menggunakan program bantu Staad-Pro

5. Perencanaan komposit dengan metode Load Resistance Factor Design

(LRFD)