PERENCANAAN GEDUNG SMA EMPAT LANTAI DENGAN SISTEM PERENCANAAN DAKTAIL PARSIAL Perencanaan Gedung Sma Empat Lantai Dengan Sistem Perencanaan Daktail Parsial Di Surakarta.
PERENCANAAN GEDUNG SMA EMPAT LANTAI DENGAN
SISTEM PERENCANAAN DAKTAIL PARSIAL
DI SURAKARTA
Tugas Akhir
untuk memenuhi sebagian persyaratan
mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil
diajukan oleh :
BAYU PURNOMO SETYA BUDI
NIM : D 100 050 034
NIRM : 05.6.106.0310.50034
Kepada
PROGRAM STUDI TEK NIK SIPIL FAK ULTAS TEK NIK
UNIVERS ITAS MUHAMMADIYAH SURAK ARTA
2012
PRAKATA
Assaalamu’alaikum Wr Wb.
Alhamdulillah, segala puji syukur dipanjatkan ke hadirat Allah SWT
atas limpahan rahmat, taufik dan hidayah-Nya sehingga penyusunan Tugas Akhir
dapat diselesaikan. Tugas Akhir ini disusun guna melengkapi persyaratan untuk
menyelesaikan program studi S-1 pada Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil
Universitas Muhammadiyah Surakarta. Bersama ini penyusun mengucapkan
terima kasih kepada semua pihak yang telah memberikan dukungan sehingga
penyusun dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Kemudian dengan selesainya Tugas Akhir ini penyusun mengucapkan
banyak terima kasih kepada :
1). Bapak Ir. Agus Riyanto M.T., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
2). Ir. H. Suhendro Trinugroho M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3). Bapak Ir. Abdul Rochman, M.T., selaku Pembimbing Utama sekaligus sebagai
Ketua Dewan Penguji, yang telah memberikan dorongan, arahan serta
bimbingan.
4). Bapak Basuki, S.T., M.T., selaku Pembimbing Pendamping sekaligus sebagai
Sekretaris Dewan Penguji, yang telah memberikan dorongan, arahan serta
bimbingan dan nasehatnya.
5). Bapak Agus Susanto, S.T., MT., selaku Anggota Dewan Penguji, yang telah
memberikan dorongan, arahan serta bimbingan.
6). Bapak Ir. H. Muhammad Nur sahid, MM. MT., selaku dosen Pembimbing
Akademik.
7). Bapak-bapak dan ibu-ibu dosen Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta terima kasih atas bimbingan dan ilmu
yang telah diberikan.
iii
8). Keluargaku tercinta, dan Siti Solikah yang selalu memberikan dorongan baik
material maupun spiritual. Terima kasih atas do’a dan kasih sayang yang telah
diberikan selama ini, semoga Allah S.W.T. membalas kebaikan kepada kalian.
9). Teman- temanku dan semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan
laporan Tugas Akhir ini.
Penulis menyadari bahwa penyusunan Laporan Tugas Akhir ini masih
jauh dari sempurna, karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun sangat
diharapkan dan semoga laporan ini bermanfaat bagi kita semua. Amiin.
Wassalamu’alaikum Wr Wb.
Surakarta, 09 April 2012
Penyusun
iv
Keluargaku tercinta terima kasih atas semua yang telah diberikan.
Dosen-dosen pembimbing TA,serta Bapak-bapak dan Ibu-ibu dosen Teknik
Sipil UMS.
Siti Solikah yang selalu memberikan semangat, terima kasih perhatian dan
kasih sayang yang telah diberikan selama ini .
Teman-teman sipil angkatan 2005 dan yang bukan satu angkatan yang telah
membantu dalam penyelesaian karyaku ini.
Terima kasih kepada:
Allah SWT, terima kasih atas semua karunia-MU.
Keluarguku tercinta terima kasih atas doa dan semangatnya semoga Allah
SWT memberikan yang terbaik kepada kalian.
Siti Solikah yang selalu memberikan semangat untuk terus belajar dan
berusaha.
Temen- temenku yang telah membantu dalam penyelesaian laporan ini :
1. Teman-temanku sipil angkatan 2005 dan yang bukan satu angkatan
terima kasih atas batuan yang telah diberikan dalam penyelesaian
karyaku ini.
2. Teman-temaku bermain terima kasih atas dorongan semangat yang
telah diberikan.
3. Teman-temanku seperjuang dalam mencari ilmu agama terima
kasih atas doa dan semangat yang telah diberikan.
v
DAFTAR ISI
Halaman
LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................... ii
PRAKATA .......................................................................................................iii
DAFTAR TABEL .......................................................................................... xiii
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ xv
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................. xix
DAFTAR NOTASI.......................................................................................... xxi
ABSTRAKSI ................................................................................................. xxiv
BAB I. PENDAHULUAN .................................................................................. 1
A. Latar Belakang ........................................................................ 1
B. Rumusan Masalah ................................................................... 2
C. Tujuan Perencanaan ................................................................ 2
D. Manfaat Perencanaan .............................................................. 2
E. Lingkup Perencanaan ............................................................. 2
1. Peraturan-Peraturan .......................................................... 3
2. Perhitungan dan Pembahasan ........................................... 3
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA ....................................................................... 4
A. Umum .................................................................................... 4
B. Daktilitas ................................................................................ 5
1. Pengertian daktilitas........................................................... 5
2. Perencanaan sendi plastis ................................................... 6
C. Pembebanan Struktur .............................................................. 7
1. Kekuatan komponen struktur ............................................. 7
2. Faktor beban ..................................................................... 7
3. Faktor reduksi kekuatan .................................................... 8
D. Beban Gempa ......................................................................... 8
1. Faktor-faktor penentu beban gempa nominal .................... 8
vi
1a). Faktor respons gempa (C1)......................................... 8
1b). Faktor keutamaan gedung (I) ................................... 12
1c). Faktor reduksi gempa (R) ......................................... 12
1d). Berat total gedung (Wt)
....................................... 13
2. Beban geser dasar nominal statik ekuivalen(V)................ 14
3. Beban gempa nominal statik ekuivalen (Fi) ..................... 15
4. Kontrol waktu getar alami gedung beraturan ................... 15
BAB III LANDASAN TEORI ......................................................................... 17
A. Perencanaan Struktur Atap Rangka Baja ............................... 17
1. Perencanaan gording ............................................. ...........17
2. Perencanaan sagrod .......................................................... 19
3. Perencanaan kuda-kuda .................................................. 19
3a). Batang tekan ............................................................ 20
3b). Batang tarik ............................................................. 20
4. Perencanaan sambungan ................................................. 21
B. Perencanaan Struktur Plat Lantai dan Tangga ........................ 23
1. Perencanaan plat ............................................................ 23
1a). Persyaratan untuk perencanaan ............................... 23
1b). Perencanaan plat satu arah...................................... 25
1c). Perencanaan plat dua arah ...................................... 26
1d). Langkah hitungan .................................................... 28
2. Perencanaan tangga beton bertulang ............................... 31
2a). Sudut α atau kemiringan tangga ............................... 31
2b). Lebar tangga ............................................................ 32
2c). Ukuran anak tangga ................................................. 32
2d). Berat anak tangga .................................................... 32
C. Perencanaan Balok Dengan Prinsip Daktail Parsial ............... 33
1. Perhitungan penulangan memanjang balok ...................... 33
1a). Menghitung momen perlu MU balok .......................... 33
1b). Menghitung jumlah tulangan ................................... 33
vii
2. Perhitungan momen tersedia balok ................................. 37
3. Perhitungan tulangan geser/begel balok ........................... 37
4. Perhitungan torsi balok .................................................... 41
5. Panjang penyaluran ........................................................ 44
D. Perencanaan Kolom Dengan Prinsip Daktail Parsial .............. 48
1. Perhitungan tulangan memanjang kolom ......................... 48
2. Perhitungan tulangan geser kolom ................................... 54
E. Perencanaan Struktur Pondasi ............................................... 57
1. Langkah hitungan perencanaan pondasi........................... 57
1a). Menentukan ukuran pondasi ..................................... 57
1b). Mengontrolkuat geser 1 arah .................................... 57
1c). Mengontrolkuat geser 2 arah .................................... 58
1d). Menghitung tulangan memanjang pondasi telapak.... 59
1e). Menghitung tulangan bagi pondasi telapak ............... 59
1f). Kontrol kuat dukung pondasi ..................................... 60
2. Perencanaan sloof ........................................................... 62
2a). Perencanaan tulangan memanjang sloof .................. 62
2b). Perencanaan tulangan geser sloof ............................ 62
BAB IV METODE PERENCANAAN ........................................................... 63
A. Data Perencanaan ................................................................. 63
B. Alat Bantu Perencanaan ...................................................... 63
C. Peraturan ............................................................................ 63
D. Tahapan Perencanaan .......................................................... 64
BAB V PERENCANAAN STRUKTUR ATAP ............................................ 66
A. Rencana Kuda-Kuda ............................................................. 66
B. Perhitungan Panjang Batang Kuda-Kuda ............................... 67
C. Perencanaan Gording ............................................................ 68
1. Data-data yang digunakan
………………………........68
2. Perhitungan beban ........................................................... 68
viii
3. Kontrol terhadap pembebanan pada gording .................... 70
3a). Kontrol penampang berubah bentuk ......................... 70
3b). Kontrol lendutan ...................................................... 72
4. Perhitungan sagrod ......................................................... 73
D. Perencanaan Kuda-Kuda ....................................................... 73
1. Data perencanaan ............................................................ 73
2. Analisis pembebanan ...................................................... 74
2a). Akibat beban mati .................................................... 74
2b). Akibat beban hidup ................................................. 75
2c). Akibat beban angin ................................................. 76
E. Validasi Hasil SAP.................................................................. 79
F. Perencanaan Proil Kuda-Kuda ............................................... 80
1. Batang atas ...................................................................... 81
2. Batang bawah .................................................................. 81
3. Batang diagonal............................................................... 82
4. Batang vertikal ................................................................ 82
G. Perencanaan Sambungan ...................................................... 82
1. Perhitungan jarak antar baut .......................................... 82
2. Perhitungan jumlah baut ............................................... 83
H. Perencanaan Sambungan Plat Kopel...................................... 85
1. Menentukan jumlah plat kopel......................................... 85
2. Kontrol kestabilan elemen profil batang ......................... 86
3. Menentukan ukuran plat kopel......................................... 86
4. Kontrol tegangan pada plat kopel ................................... 87
5. Kontrol kekuatan baut .................................................... 88
I. Perencanaan Sambungan Plat Buhul...................................... 88
BAB VI PERENCANAAN PLAT DAN TANGGA ........................................ 92
A. Perencanaan Plat Atap........................................................... 92
1. Analisis beban ................................................................ 92
2. Perhitungan momen plat atap ....................................... 93
ix
3. Perhitungan tulangan plat atap ........................................ 95
3a). Penulangan dan momen tersedia tumpuan .............. 95
3b). Penulangan dan momen tersedia lapangan ............. 99
3c). Panjang penyaluran tulangan................................ 101
3d). Selimut momen plat ............................................... 102
B. Perencanaan Plat Lantai ...................................................... 104
1. Analisis beban ............................................................... 104
2. Perhitungan memen plat lantai ....................................... 105
3. Perhitungan tulangan plat lantai...................................... 106
3a). Penulangan dan momen rencana tumpuan ............. 106
3b). Penulangan dan momen rencana lapangan ............ 110
3c). Panjang penyaluran tulangan ................................ 114
3d). Selimut momen plat ................................................ 114
C. Perencanaan Tangga ........................................................... 116
1. Analisis beban ............................................................... 117
2. Momen tangga ....................... ………………………… 118
3. Perhitungan tulangan ..................................................... 119
3a). Penulangan dan momen tersedia bordes .............. 119
3b). Penulangan dan momen tersedia badan tangga..... 124
BAB VII ANALISIS BEBAN PADA PORTAL.. ............. ..............................132
A. Analisa Beban Gempa Pada Struktur Gedung .................... 132
1. Kontrol eksentrisitas gedung ........................................ 133
1a). Pusat kekakuan ...................................................... 133
1b). Pusat massa bangunan ........................................... 134
1c). Kontrol momen puntir ............................................ 136
2. Perhitungan beban gempa ............................................ 137
2a). Pembebanan pada struktur gedung ........................ 137
2b). Analisa gaya geser dasar akibat beban gempa ....... 139
B. Analisa Beban Gravitasi Pada Struktur Gedung ................... 140
x
BAB VIII PERENCANAAN STRUKTUR .......................... .........................150
A. Kontrol Waktu Getar Gedung................................................ 150
1. Tinjauan 3 dimensi ........................................................ 150
B. Perencanaan Balok ............................................................... 151
1. Perencanaan tulangan memanjang balok
................... 152
a). Balok ujung kanan ................................................... 152
b). Balok lapangan ....................................................... 155
c). Balok ujung kiri ........................................................ 157
2. Momen tersedia balok .. ..................................................160
2a). Balok ujung kanan.................................................. 160
2b). Balok lapangan ...................................................... 162
2c). Balok ujung kiri ...................................................... 164
3. Panjang penyaluran tulangan balok ............................... 164
4. Perencanaan tulangan geser balok ................................ 165
4a). Balok ujung kiri...................................................... 166
4b). Balok ujung kanan.................................................. 168
5. Tulangan torsi .............................................................. 171
B. Perencanaan Kolom.............................................................. 172
1. Perencanaan tulangan memanjang kolom ..................... 172
1a). Menentukan kolom panjang atau pendek ................ 174
1b). Menghitung faktor pembesar momen ...................... 176
2. Menghitung tulangan kolom............................ ............... 178
3. Menghitung tulangan geser kolom ................................. 181
3a). Begel didalam sendi plastis .................................... 181
3b). Begel diluar sendi plastis ....................................... 182
4. Kontrol bresler .............................................................. 184
BAB IX. PERENCANAAN PONDASI..........................................................198
1. Perencanaan pondasi ........................................................... 198
1). Menentukan ukuran pondasi .......................................... 199
2). Kontrol tegangan geser 1 arah ....................................... 200
xi
3). Kontrol tegangan geser 2 arah ....................................... 201
4). Penulangan pondasi ....................................................... 202
a). Tulangan memanjang pondasi.................................. 202
b). Tulangan pendek atau bagi ...................................... 203
5). Kontrol kuat dukung pondasi......................................... 204
2. Penulangan sloof ............................................................... 205
1). Hitungan gaya dalam.......................................................206
2). Hitungan tulangan longitudinal...................................... 206
3). Kontrol momen rencana ................................................ 208
4). Hitungan tulangan geser ................................................ 199
BAB X. KESIMPULAN DAN SARAN ....................................................... 212
A. Kesimpulan ....................................................................... 212
B. Saran ................................................................................ 213
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel II.1.
Koefisien ξ yang membatasi T1 dari struktur gedung .................... 9
Tabel II.2.
Faktor Keutamaan I untuk berbagai kategori gedung dan
bangunan .................................................................................... 12
Tabel II.3.
Faktor reduksi gempa .................................................................. 13
Tabel II.4.
Koefisien reduksi beban hidup. ................................................... 14
Tabel III.1.
Besar momen dan panjang bagian tumpuan ( Asroni, 2007 ) ....... 26
Tabel III.2.
Tinggi ( h ) minimal balok non pratekan atau pelat satu arah
bila lendutan tidak dihitung ( SNI 03 – 2847 – 2002 ) ................. 26
Tabel III.3.
Faktor momen pikul maksimal (Kmax) dalam satuan MPa .......... 34
Tabel III.4.
Rasio tulangan maksimal (ρmax) dalam satuan persen (%) ......... 35
Tabel III.5.
Rasio tulangan minimal (ρmin) dalam satuan persen (%) .............. 35
Tabel III.6.
Persamaan untuk panjang penyaluran tulangan tarik ................. 45
Tabel V.1.
Panjang batang penyusun kuda-kuda utama. ............................. 67
Tabel V.2.
Kombinasi momen perlu gording .............................................. 70
Tabel V.3.
Beban mati yang dimasukkan program SAP 2000 ..................... 75
Tabel V.4.
Kombinasi pembebanan dan beban rencana. ............................. 78
Tabel V.5.
Validasi hitungan SAP .............................................................. 80
Tabel V.6.
Jumlah baut pada masing-masing batang................................... 84
Tabel V.7.
Hitungan kekuatan plat buhul.................................................... 91
Tabel VI.1.
Perhitungan momen perlu plat atap. .......................................... 94
Tabel VI.2.
Tulangan dan momen rencana plat atap.................................... 102
Tabel VI.3.
Perhitungan momen perlu plat lantai ......................................... 106
Tabel VI.4.
Tulangan dan momen rencana plat lantai .................................. 113
Tabel VI.5.
Momen perlu pada struktur tangga . .......................................... 122
Tabel VI.6.
Tulangan dan momen rencana struktur tangga ......................... 130
Tabel VII.1.
Pusat massa lantai atap.............................................................. 134
Tabel VII.2.
Pusat masa lantai 1,2,3 dan 4 .................................................... 135
Tabel VII.3.
distribusi gaya geser dasar horisontal akibat gempa sepanjang
tinggi gedung ............................................................................ 140
xiii
Tabel VIII.1a. Hitungan waktu getar gedung untuk portal as-1......................... 151
Tabel VIII.1b. Hitungan waktu getar gedung untuk portal as-7......................... 151
Tabel VIII.2a. Momen balok nomor 689 portal as – 2 ...................................... 152
Tabel VIII.2b. Momen kombinasi balok nomor 689 portal as – 2 .................... 152
Tabel VIII.3a. Gaya geser balok nomor 689 portal as – 2 ................................. 165
Tabel VIII.3b. Gaya geser kombinasi balok nomor 689 portal as – 2 ............... 166
Tabel VIII.4a. Momen kolom lantai dasar 845 portal as – 2 ............................. 172
Tabel VIII.4b. Momen kombinasi kolom lantai dasar portal as – 2 ................... 173
Tabel VIII.4c. Gaya geser kolom lantai dasar portal as – 2 ............................... 173
Tabel VIII.4d. Gaya geser kombinasi lantai dasar portal as – 2........................ 173
Tabel VIII.4e. Gaya aksial kolom lantai dasar portal as – 2 ............................. 174
Tabel VIII.4f. Gaya aksial kombinasi lantai dasar portal as – 2 ........................ 174
Tabel VIII.5. Hitungan nilai Pc ujung atas kolom .......................................... 177
Tabel VIII.6a. Perhitungan Pn , Mn pada tinjauan beton tekan menentukan...... 186
Tabel VIII.6b. Perhitungan Pn , Mn pada keadaan seimbang ............................ 187
Tabel VIII.6c. Perhitungan Pn , Mn pada tinjauan tulangan tarik menentukan .. 188
Tabel IX.1a. Gaya aksial perlu kolom pada portal as- 2 ................................. 199
Tabel IX.1b. Momen perlu kolom as- 2 ......................................................... 199
xiv
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar II.1.
Lokasi pemasangan sendi plastis ............................................ 6
Gambar II.2.
Wilayah gempa indonesia ...................................................... 10
Gambar II.3.
Respon spektrum gempa rencana ........................................... 11
Gambar III.1.
Bagan alir perencanaan gording ............................................. 18
Gambar III.2.
Pembebanan pada sagrod ....................................................... 19
Gambar III.3
Bagan alir perencanaan kuda-kuda ......................................... 21
Gambar III.4
Akibat baut geser ................................................................... 22
Gambar III.5
Akibat geser baut ................................................................... 22
Gambar III.6
Akibat tumpu baut ................................................................. 22
Gambar III.7
Akibat tarik bahan.................................................................. 22
Gambar III.8.
Bagan alir perencanaan sambungan baut ................................ 23
Gambar III.9.
Penentuan panjang bentang pelat ( λ ) .................................... 24
Gambar III.10. Contoh pelat dengan tulangan pokok satu arah ....................... 25
Gambar III.11. Momen lentur pada pelat satu arah ......................................... 26
Gambar III.12. Contoh pelat dengan tulangan pokok dua arah........................ 27
Gambar III.13. Penyaluran beban ke tumpuan plat dua arah (Wang, 1989)..... 28
Gambar III.14. Bagan alir perhitungan penulangan plat.................................. 30
Gambar III.15. Ukuran anak tangga ............................................................... 32
Gambar III.16. Bagan alir perhitungan tulangan memanjang balok ................ 36
Gambar III.17. Penentuan nilai Vud dan Vu2h .................................................. 38
Gambar III.18
Bagan alir perhitungan tulangan geser balok .......................... 40
Gambar III.19. Contoh Acp dan Pcp ................................................................. 41
Gambar III.20. Definisi Aoh dan Ph ................................................................ 42
Gambar III.21. Panjang penyaluran batang tulangan (λd) ................................ 44
Gambar III.22. Kait tulangan standar ............................................................. 47
Gambar III.23. Sket diagram interaksi kolom ................................................. 50
Gambar III.24. Bagan alir perhitungan tulangan memanjang kolom ............... 53
Gambar III.25. Bagan alir perhitungan tulangan geser kolom ......................... 56
Gambar III.26. Bagan alir pondasi telapak .................................................... 61
xv
Gambar IV.1.
Bagan alir tahapan perencanaan. ............................................ 65
Gambar V.1.
Denah atap dan rencana kuda-kuda ........................................ 66
Gambar V.2.
Bentuk kuda-kuda utama........................................................ 67
Gambar V.3.
Penampang baja profil kanal
Gambar V.4.
Pembebanan sagrod. .............................................................. 73
Gambar V.5.
Penampang profil kuda kuda duble siku 40.40.5..................... 74
Gambar V.6.
Pembebanan akibat beban mati .............................................. 75
Gambar V.7.
Pembebanan akibat angin kiri ................................................ 76
Gambar V.8.
Pembebanan akibat angin kanan. ............................................ 77
Gambar V.9.
Pembebanan akibat beban hidup ............................................ 79
Gambar V.10.
Titik buhul A ......................................................................... 79
Gambar V.11.
Pemasangan baut satu baris .................................................... 83
Gambar V.12.
Perencanaan sambungan plat buhul ....................................... 88
Gambar V.13.
Perencanaan sambungan plat buhul A .................................... 89
Gambar V.14.
Perencanaan sambungan plat buhul E..................................... 90
Gambar VI.1.
Denah plat atap ...................................................................... 92
Gambar VI.2.
Selimut momen plat atap A .................................................... 103
Gambar VI.3.
Denah plat lantai .................................................................... 104
Gambar VI.4.
Selimut momen plat lantai tipe E
.150.75.20.4,5 ........................ 68
..............................................................................................
114
Gambar VI.5.
Perencanaan tangga lantai 1,2,3 dan 4 ................................... 115
Gambar VI.6.
Diagram bidang momen pada tangga ................................... 118
Gambar VI.7.
Penulangan tangga ............................................................... 131
Gambar VII.1. Denah pemberian nama as-portal pada struktur gedung .......... 132
Gambar VII.2. Area pusat massa lantai atap. ................................................. 134
Gambar VII.3. Area pusat massa lantai ......................................................... 135
Gambar VII.4. Denah plat lantai atap. ............................................................ 137
Gambar VII.5. Denah plat lantai. ................................................................... 138
Gambar VII.6. Pola garis leleh untuk plat persegi .......................................... 141
Gambar VII.7. Notasi As dan balok plat atap. ................................................ 141
xvi
Gambar VII.8. Notasi AS dan balok plat lantai .............................................. 141
Gambar VII.9. Distribusi pembebanan pada plat atap as-A ............................ 142
Gambar VII.10. Distribusi pembebanan pada plat lantai as-A .......................... 143
Gambar VII.11. Distribusi pembebanan pada plat atap as-C & D..................... 143
Gambar VII.12. Distribusi pembebanan pada plat lantai as-C & D................... 143
Gambar VII.13. Distribusi pembebanan pada plat atap as-1 & 15 .................... 144
Gambar VII.14. Distribusi pembebanan pada plat lantai as-1 ........................... 144
Gambar VII.15. Distribusi pembebanan pada plat lantai as-15 ......................... 145
Gambar VII.16. Distribusi pembebanan pada plat atap as-2 dan as-14 ............. 145
Gambar VII.17. Distribusi pembebanan pada plat lantai as-2 dan as-14 ........... 146
Gambar VII.18. Distribusi pembebanan pada plat atap as-3 dan as-13 ............ 146
Gambar VII.19. Distribusi pembebanan pada plat lantai as-3 ........................... 147
Gambar VII.20. Distribusi pembebanan pada plat lantai as-13 ......................... 147
Gambar VII.21. Distribusi pembebanan pada plat atap 4,5,6.10,11 & 12 ......... 148
Gambar VII.22. Distribusi pembebanan pada plat lantai as-4 sampai as-12 ...... 148
Gambar VII.23. Distribusi pembebanan pada plat atap as-7 dan as- 9 .............. 149
Gambar VII.24. Distribusi pembebanan pada plat atap as- 8 ............................ 149
Gambar VIII.1. Tulangan terpasang balok ujung kanan................................... 155
Gambar VIII.2. Tulangan terpasang balok lapangan. ....................................... 157
Gambar VIII.3. Tulangan terpasang balok ujung kiri ...................................... 159
Gambar VIII.4. Pemasangan tulangan geser balok nomor 689 portal as–2....... 171
Gambar VIII.5. Diagram interaksi kolom ujung atas arah y............................. 179
Gambar VIII.6. Diagram interaksi kolom ujung bawah arah x......................... 180
Gambar VIII.7. Penampang tulangan memanjang kolom 965 Arah x .............. 180
Gambar VIII.8. Pemasangan tulangan geser kolom nomor 965 portal as–2.. ... 183
Gambar VIII.9. Penampang tulangan memanjang kolom 965 Arah y .............. 184
Gambar VIII.10. Penampang tulangan memanjang kolom (arah x dan y) .......... 184
Gambar VIII.11. Penampang kolom untuk diagram interaksi kolom menurut
Bresler.......................................................................................184
Gambar VIII.12. Diagram interaksi kolom tinjauan 3 dimensi.. ........................ 190
Gambar VIII.13. Diagram interaksi kolom ujung atas arah y............................. 193
xvii
Gambar VIII.14. Diagram interaksi kolom ujung bawah arah y......................... 194
Gambar VIII.15. Penampang tulangan memanjang kolom 965 Arah y .............. 194
Gambar VIII.16. Penampang tulangan memanjang kolom 965 Arah x.. ............ 195
Gambar VIII.17. Penampang tulangan memanjang kolom (arah x dan y) .......... 195
Gambar VIII.18. Penampang kolom untuk diagram interaksi kolom menurut
Bresler.......................................................................................195
Gambar VIII.19. Diagram interaksi kolom tinjauan 3 dimensi.. ........................ 196
Gambar IX.1.
Struktur pondasi telapak ......................................................... 198
Gambar IX.2.
Penampang pondasi dan sloof ................................................ 198
Gambar IX.3.
Penulangan pondasi ............................................................... 205
Gambar IX.4.
Beban pada sloof .................................................................... 205
Gambar IX.5.
Penulangan memanjang sloof ................................................. 208
Gambar IX.6.
Penulangan geser sloof ........................................................... 210
Gambar IX.7.
Detail penulangan sloof .......................................................... 211
xviii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran VIII.1a Gambar idealisasi portal as-G
Lampiran VIII.1b Momen perlu balok portal as-G
Lampiran VIII.1c Gaya geser perlu balok portal as-G
Lampiran VIII.1d Tul memanjang dan momen tersedia balok portal as-G
Lampiran VIII.1e Tulangan geser balok portal as-G
Lampiran VIII.2a Gambar idealisasi portal as-8
Lampiran VIII.2b Momen perlu balok portal as -8
Lampiran VIII.2c Gaya geser perlu balok portal as-8
Lampiran VIII.2d Tul memanjang dan momen tersedia balok portal as-8
Lampiran VIII.2e Tulangan geser balok portal as-8
Lampiran VIII.3a Gambar idealisasi portal as-E
Lampiran VIII.3b Momen perlu balok portal as -E
Lampiran VIII.3c Gaya geser perlu balok portal as-E
Lampiran VIII.3d Tul memanjang dan momen tersedia balok portal as-E
Lampiran VIII.3e Tulangan geser balok portal as-E
Lampiran VIII.4a Gambar idealisasi portal as-6
Lampiran VIII.4b Momen perlu balok portal as -6
Lampiran VIII.4c Gaya geser perlu balok portal as-6
Lampiran VIII.4d Tul memanjang dan momen tersedia balok portal as-6
Lampiran VIII.4e Tulangan geser balok portal as-6
Lampiran VIII.5a Gambar idealisasi portal as-1
Lampiran VIII.5b Momen perlu balok portal as -1
Lampiran VIII.5c Gaya geser perlu balok portal as-1
Lampiran VIII.5d Gaya aksial perlu balok portal as-1
Lampiran VIII.5e Gaya aksial perlu beban gravitasi balok portal as-1
Lampiran VIII.5f Tul memanjang dan momen tersedia balok portal as-1
Lampiran VIII.5g Tul memanjang dan momen tersedia beban gravitasi balok
portal as-1
Lampiran VIII.5h Tulangan geser balok portal as-1
Lampiran VIII.6a Gambar idealisasi portal as-2
xix
Lampiran VIII.6b Momen perlu kolom portal as -2
Lampiran VIII.6c Gaya geser perlu kolom portal as-2
Lampiran VIII.6d Gaya aksial perlu kolom portal as-2
Lampiran VIII.6e Gaya aksial perlu beban gravitasi kolom portal as-2
Lampiran VIII.6f Tul memanjang dan momen tersedia kolom portal as-2
Lampiran VIII.6g Tul memanjang dan momen tersedia beban gravitasi kolom
portal as-2
Lampiran VIII.6h Tulangan geser balok portal as-2
Lampiran VIII.7a Diagram interaksi kolom (450 x 450) mm
xx
DAFTAR NOTASI
h
= tinggi balok, mm.
b
= lebar sayap, mm.
tb
= tebal badan, mm.
ts
= tebal sayap, mm.
N
= Gaya tekan pada batang, kg.
A
= Luas penampang batang, cm².
= Tegangan dasar, kg
cm
².
= Faktor tekuk yang tergantung dari kelangsingan ( ) dan macam
bajanya.
Lk
= panjang tekuk batang, cm
i
= jari-jari kelembaman batang, cm
a
= tinggi blok tegangan yang diperhitungkan, mm
Ag
= luas bruto penampang kolom, mm2
As
= luas tegangan tarik, mm2
As’
= luas tulangan tekan, mm2
As,t
= luas total tulangan tersedia, mm2
As,u
= luas tulangan perlu, mm2
Av,u
= luas tulangan geser perlu, mm2
b
= ukuran lebar penampang struktur, mm
c
= jarak antara serat beton tepi ke garis netral, mm
d
= ukuran tinggi manfaat struktur, mm
dp
= diameter tulangan geser polos, mm
D
= diameter tulangan pokok, mm
E
= beban gempa, kN
fc’
= kuat tekan beton yang diisyaratkan, MPa
fy
= tegangan leleh baja tulangan, MPa
h
= ukuran tinggi penampang struktur, mm
hn
= tinggi bersih kolom, m
L
= beban hidup, kN
xxi
Lr
= beban hidup yang telah direduksi sesuai ketentuan SKBI –
1.3.53.1987 tentang Pedoman Perencanaan Ketahanan Gempa untuk
Rumah dan Gedung.
Ln,b
= bentang balok pada balok yang ditinjau, m
Lu
= panjang kolom, m
Mu,b
= momen perlu balok, kNm
Mkap,
= momen kapasitas balok, kN-m.
ln
= bentang bersih balok, m.
lb
= bentang bruto balok, m.
lk
= panjang bruto kolom, m
MD,k
= momen kolom akibat benda mati, kNm
ME,k
= momen kolom akibat beban gempa, kNm
ML,k
= momen kolom akibat benda hidup, kNm
Mu,k
= momen perlu, kNm
ΣMu,k
= jumlah momen perlu ujung di atas-bawah titik buhul
yang ditinjau, kNm
ΣMu,ka
= momen perlu ujung kolom atas dari kolom yang ditinjau, kNm
ΣMu,kb
= momen perlu ujung kolom bawah dari klom yang ditinjau, kNm
Rv
= faktor reduksi jumlah lantai tingkat di atas kolom yang ditinjau.
ND,k
= gaya normal kolom akibat beban mati, kN
NE,k
= gaya normal kolom akibat beban gempa, kN
NL,k
= gaya normal kolom akibat beban hidup, kN
NU,k
= gaya normal perlu kolom, kN
NU,k,maks
= gaya normal perlu maksimum kolom, kN
Vc
= kuat geser beton, kN
VD,b
= gaya geser balok akibat beban mati, kN
VE,b
= gaya geser balok akibat beban gempa, kN
VL,b
= gaya geser balok akibat beban hidup, kN
Vs
= kuat geser tulangan, kN
αk
= faktor distribusi momen dari kolom yang ditinjau
ρt
= rasio tulangan tersedia, %
xxii
ωd
= faktor pembesar dinamis yang memperhitungkan
pengaruh terjadinya sendi plastis
= faktor reduksi kekuatan
ε’c
= regangan tekan beton, mm
εs
= regangan tarik baja tulangan, mm
Vsh
= Gaya geser horizontal yang ditahan oleh begel, kN
Ajh
= Luas begel, mm²
A’s,k
= tulangan tekan kolom, mm2
As,k
= tulangan tarik kolom, mm2
Ajv
= luas tulangan geser vertikal, mm2
Aan
= luas tulangan kolom antara, mm2
xxiii
PERENCANAAN GEDUNG SMA EMPAT LANTAI DENGAN
SISTEM PERENCANAAN DAKTAIL PARSIAL
DI SURAKARTA
ABSTRAKSI
Tugas Akhir ini dimaksudkan untuk merencanakan struktur beton bertulang
empat lantai, yang merupakan gedung untuk sekolah yang terdapat di daerah
Surakarta (wilayah gempa 3) yang berdiri diatas tanah keras dan berdasarkan pada
SNI 1726-2002 dengan nilai faktor daktalitas (μ) = 3 sehingga termasuk pada
daktail parsial. Tujuan dari Tugas Akhir ini adalah untuk memperoleh suatu
perbandingan atau efisiensi dari perencanaan struktur gedung berdasarkan
tinjauan 3 dimensi, yang meliputi analisa mekanika struktur, distribusi beban
geser/gempa dan kebutuhan tulangan.
Perencanaan struktur beton bertulang digunakan Mutu bahan yang
digunakan meliputi mutu beton f’c = 30 MPa, mutu baja untuk tulangan deform
390 MPa dan tulangan polos 300 MPa serta rangka atap baja digunakan mutu baja
Bj 37. Peraturan-peraturan yang digunakan sebagai acuan meliputi PPIUG-1983,
SNI 03-1729-2002, PPBBI-1984, PBI-1971, SNI 1726-2002, SNI 03-2847-2002.
Analisis mekanika struktur gedung menggunakan program “SAP 2000” 8 non
linear. Perhitungan matematis agar mendapat hasil yang cepat dan akurat
menggunakan program ”Microsoft Excel 2007”. Sedangkan penggambaran
menggunakan program ”AutoCAD 2007”.
Hasil yang diperoleh dari perencanaan Tugas Akhir ini sebagai berikut :
1). Struktur atap menggunakan kuda-kuda rangka baja profil Double siku-siku
dengan ukuran 40.40.5, 35.35.4 dan 30.30.4.
2). Ketebalan plat atap 10 cm dan plat lanta 12 cm dengan tulangan pokok D10
dan tulangan bagi 2dp 8. Tebal tangga dan bordes 12 cm dengan tulangan
pokok D10 dan tulangan bagi 2dp8..
3). Balok menggunakan dimensi 350/600 dengan tulangan pokok D22, D16 dan
tulangan geser 2dp10. Kolom menggunakan dimensi 450/450 dengan tulangan
pokok D19 dan tulangan geser 2dp10.
4). Pondasi menggunakan pondasi telapak setebal 50 cm sedalam 1,80 meter dari
permukaan tanah dengan tulangan D12.
Kata kunci : Perencanaan, daktail parsial, SAP 2000.
xxiv
SISTEM PERENCANAAN DAKTAIL PARSIAL
DI SURAKARTA
Tugas Akhir
untuk memenuhi sebagian persyaratan
mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil
diajukan oleh :
BAYU PURNOMO SETYA BUDI
NIM : D 100 050 034
NIRM : 05.6.106.0310.50034
Kepada
PROGRAM STUDI TEK NIK SIPIL FAK ULTAS TEK NIK
UNIVERS ITAS MUHAMMADIYAH SURAK ARTA
2012
PRAKATA
Assaalamu’alaikum Wr Wb.
Alhamdulillah, segala puji syukur dipanjatkan ke hadirat Allah SWT
atas limpahan rahmat, taufik dan hidayah-Nya sehingga penyusunan Tugas Akhir
dapat diselesaikan. Tugas Akhir ini disusun guna melengkapi persyaratan untuk
menyelesaikan program studi S-1 pada Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil
Universitas Muhammadiyah Surakarta. Bersama ini penyusun mengucapkan
terima kasih kepada semua pihak yang telah memberikan dukungan sehingga
penyusun dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Kemudian dengan selesainya Tugas Akhir ini penyusun mengucapkan
banyak terima kasih kepada :
1). Bapak Ir. Agus Riyanto M.T., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
2). Ir. H. Suhendro Trinugroho M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3). Bapak Ir. Abdul Rochman, M.T., selaku Pembimbing Utama sekaligus sebagai
Ketua Dewan Penguji, yang telah memberikan dorongan, arahan serta
bimbingan.
4). Bapak Basuki, S.T., M.T., selaku Pembimbing Pendamping sekaligus sebagai
Sekretaris Dewan Penguji, yang telah memberikan dorongan, arahan serta
bimbingan dan nasehatnya.
5). Bapak Agus Susanto, S.T., MT., selaku Anggota Dewan Penguji, yang telah
memberikan dorongan, arahan serta bimbingan.
6). Bapak Ir. H. Muhammad Nur sahid, MM. MT., selaku dosen Pembimbing
Akademik.
7). Bapak-bapak dan ibu-ibu dosen Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta terima kasih atas bimbingan dan ilmu
yang telah diberikan.
iii
8). Keluargaku tercinta, dan Siti Solikah yang selalu memberikan dorongan baik
material maupun spiritual. Terima kasih atas do’a dan kasih sayang yang telah
diberikan selama ini, semoga Allah S.W.T. membalas kebaikan kepada kalian.
9). Teman- temanku dan semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan
laporan Tugas Akhir ini.
Penulis menyadari bahwa penyusunan Laporan Tugas Akhir ini masih
jauh dari sempurna, karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun sangat
diharapkan dan semoga laporan ini bermanfaat bagi kita semua. Amiin.
Wassalamu’alaikum Wr Wb.
Surakarta, 09 April 2012
Penyusun
iv
Keluargaku tercinta terima kasih atas semua yang telah diberikan.
Dosen-dosen pembimbing TA,serta Bapak-bapak dan Ibu-ibu dosen Teknik
Sipil UMS.
Siti Solikah yang selalu memberikan semangat, terima kasih perhatian dan
kasih sayang yang telah diberikan selama ini .
Teman-teman sipil angkatan 2005 dan yang bukan satu angkatan yang telah
membantu dalam penyelesaian karyaku ini.
Terima kasih kepada:
Allah SWT, terima kasih atas semua karunia-MU.
Keluarguku tercinta terima kasih atas doa dan semangatnya semoga Allah
SWT memberikan yang terbaik kepada kalian.
Siti Solikah yang selalu memberikan semangat untuk terus belajar dan
berusaha.
Temen- temenku yang telah membantu dalam penyelesaian laporan ini :
1. Teman-temanku sipil angkatan 2005 dan yang bukan satu angkatan
terima kasih atas batuan yang telah diberikan dalam penyelesaian
karyaku ini.
2. Teman-temaku bermain terima kasih atas dorongan semangat yang
telah diberikan.
3. Teman-temanku seperjuang dalam mencari ilmu agama terima
kasih atas doa dan semangat yang telah diberikan.
v
DAFTAR ISI
Halaman
LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................... ii
PRAKATA .......................................................................................................iii
DAFTAR TABEL .......................................................................................... xiii
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ xv
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................. xix
DAFTAR NOTASI.......................................................................................... xxi
ABSTRAKSI ................................................................................................. xxiv
BAB I. PENDAHULUAN .................................................................................. 1
A. Latar Belakang ........................................................................ 1
B. Rumusan Masalah ................................................................... 2
C. Tujuan Perencanaan ................................................................ 2
D. Manfaat Perencanaan .............................................................. 2
E. Lingkup Perencanaan ............................................................. 2
1. Peraturan-Peraturan .......................................................... 3
2. Perhitungan dan Pembahasan ........................................... 3
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA ....................................................................... 4
A. Umum .................................................................................... 4
B. Daktilitas ................................................................................ 5
1. Pengertian daktilitas........................................................... 5
2. Perencanaan sendi plastis ................................................... 6
C. Pembebanan Struktur .............................................................. 7
1. Kekuatan komponen struktur ............................................. 7
2. Faktor beban ..................................................................... 7
3. Faktor reduksi kekuatan .................................................... 8
D. Beban Gempa ......................................................................... 8
1. Faktor-faktor penentu beban gempa nominal .................... 8
vi
1a). Faktor respons gempa (C1)......................................... 8
1b). Faktor keutamaan gedung (I) ................................... 12
1c). Faktor reduksi gempa (R) ......................................... 12
1d). Berat total gedung (Wt)
....................................... 13
2. Beban geser dasar nominal statik ekuivalen(V)................ 14
3. Beban gempa nominal statik ekuivalen (Fi) ..................... 15
4. Kontrol waktu getar alami gedung beraturan ................... 15
BAB III LANDASAN TEORI ......................................................................... 17
A. Perencanaan Struktur Atap Rangka Baja ............................... 17
1. Perencanaan gording ............................................. ...........17
2. Perencanaan sagrod .......................................................... 19
3. Perencanaan kuda-kuda .................................................. 19
3a). Batang tekan ............................................................ 20
3b). Batang tarik ............................................................. 20
4. Perencanaan sambungan ................................................. 21
B. Perencanaan Struktur Plat Lantai dan Tangga ........................ 23
1. Perencanaan plat ............................................................ 23
1a). Persyaratan untuk perencanaan ............................... 23
1b). Perencanaan plat satu arah...................................... 25
1c). Perencanaan plat dua arah ...................................... 26
1d). Langkah hitungan .................................................... 28
2. Perencanaan tangga beton bertulang ............................... 31
2a). Sudut α atau kemiringan tangga ............................... 31
2b). Lebar tangga ............................................................ 32
2c). Ukuran anak tangga ................................................. 32
2d). Berat anak tangga .................................................... 32
C. Perencanaan Balok Dengan Prinsip Daktail Parsial ............... 33
1. Perhitungan penulangan memanjang balok ...................... 33
1a). Menghitung momen perlu MU balok .......................... 33
1b). Menghitung jumlah tulangan ................................... 33
vii
2. Perhitungan momen tersedia balok ................................. 37
3. Perhitungan tulangan geser/begel balok ........................... 37
4. Perhitungan torsi balok .................................................... 41
5. Panjang penyaluran ........................................................ 44
D. Perencanaan Kolom Dengan Prinsip Daktail Parsial .............. 48
1. Perhitungan tulangan memanjang kolom ......................... 48
2. Perhitungan tulangan geser kolom ................................... 54
E. Perencanaan Struktur Pondasi ............................................... 57
1. Langkah hitungan perencanaan pondasi........................... 57
1a). Menentukan ukuran pondasi ..................................... 57
1b). Mengontrolkuat geser 1 arah .................................... 57
1c). Mengontrolkuat geser 2 arah .................................... 58
1d). Menghitung tulangan memanjang pondasi telapak.... 59
1e). Menghitung tulangan bagi pondasi telapak ............... 59
1f). Kontrol kuat dukung pondasi ..................................... 60
2. Perencanaan sloof ........................................................... 62
2a). Perencanaan tulangan memanjang sloof .................. 62
2b). Perencanaan tulangan geser sloof ............................ 62
BAB IV METODE PERENCANAAN ........................................................... 63
A. Data Perencanaan ................................................................. 63
B. Alat Bantu Perencanaan ...................................................... 63
C. Peraturan ............................................................................ 63
D. Tahapan Perencanaan .......................................................... 64
BAB V PERENCANAAN STRUKTUR ATAP ............................................ 66
A. Rencana Kuda-Kuda ............................................................. 66
B. Perhitungan Panjang Batang Kuda-Kuda ............................... 67
C. Perencanaan Gording ............................................................ 68
1. Data-data yang digunakan
………………………........68
2. Perhitungan beban ........................................................... 68
viii
3. Kontrol terhadap pembebanan pada gording .................... 70
3a). Kontrol penampang berubah bentuk ......................... 70
3b). Kontrol lendutan ...................................................... 72
4. Perhitungan sagrod ......................................................... 73
D. Perencanaan Kuda-Kuda ....................................................... 73
1. Data perencanaan ............................................................ 73
2. Analisis pembebanan ...................................................... 74
2a). Akibat beban mati .................................................... 74
2b). Akibat beban hidup ................................................. 75
2c). Akibat beban angin ................................................. 76
E. Validasi Hasil SAP.................................................................. 79
F. Perencanaan Proil Kuda-Kuda ............................................... 80
1. Batang atas ...................................................................... 81
2. Batang bawah .................................................................. 81
3. Batang diagonal............................................................... 82
4. Batang vertikal ................................................................ 82
G. Perencanaan Sambungan ...................................................... 82
1. Perhitungan jarak antar baut .......................................... 82
2. Perhitungan jumlah baut ............................................... 83
H. Perencanaan Sambungan Plat Kopel...................................... 85
1. Menentukan jumlah plat kopel......................................... 85
2. Kontrol kestabilan elemen profil batang ......................... 86
3. Menentukan ukuran plat kopel......................................... 86
4. Kontrol tegangan pada plat kopel ................................... 87
5. Kontrol kekuatan baut .................................................... 88
I. Perencanaan Sambungan Plat Buhul...................................... 88
BAB VI PERENCANAAN PLAT DAN TANGGA ........................................ 92
A. Perencanaan Plat Atap........................................................... 92
1. Analisis beban ................................................................ 92
2. Perhitungan momen plat atap ....................................... 93
ix
3. Perhitungan tulangan plat atap ........................................ 95
3a). Penulangan dan momen tersedia tumpuan .............. 95
3b). Penulangan dan momen tersedia lapangan ............. 99
3c). Panjang penyaluran tulangan................................ 101
3d). Selimut momen plat ............................................... 102
B. Perencanaan Plat Lantai ...................................................... 104
1. Analisis beban ............................................................... 104
2. Perhitungan memen plat lantai ....................................... 105
3. Perhitungan tulangan plat lantai...................................... 106
3a). Penulangan dan momen rencana tumpuan ............. 106
3b). Penulangan dan momen rencana lapangan ............ 110
3c). Panjang penyaluran tulangan ................................ 114
3d). Selimut momen plat ................................................ 114
C. Perencanaan Tangga ........................................................... 116
1. Analisis beban ............................................................... 117
2. Momen tangga ....................... ………………………… 118
3. Perhitungan tulangan ..................................................... 119
3a). Penulangan dan momen tersedia bordes .............. 119
3b). Penulangan dan momen tersedia badan tangga..... 124
BAB VII ANALISIS BEBAN PADA PORTAL.. ............. ..............................132
A. Analisa Beban Gempa Pada Struktur Gedung .................... 132
1. Kontrol eksentrisitas gedung ........................................ 133
1a). Pusat kekakuan ...................................................... 133
1b). Pusat massa bangunan ........................................... 134
1c). Kontrol momen puntir ............................................ 136
2. Perhitungan beban gempa ............................................ 137
2a). Pembebanan pada struktur gedung ........................ 137
2b). Analisa gaya geser dasar akibat beban gempa ....... 139
B. Analisa Beban Gravitasi Pada Struktur Gedung ................... 140
x
BAB VIII PERENCANAAN STRUKTUR .......................... .........................150
A. Kontrol Waktu Getar Gedung................................................ 150
1. Tinjauan 3 dimensi ........................................................ 150
B. Perencanaan Balok ............................................................... 151
1. Perencanaan tulangan memanjang balok
................... 152
a). Balok ujung kanan ................................................... 152
b). Balok lapangan ....................................................... 155
c). Balok ujung kiri ........................................................ 157
2. Momen tersedia balok .. ..................................................160
2a). Balok ujung kanan.................................................. 160
2b). Balok lapangan ...................................................... 162
2c). Balok ujung kiri ...................................................... 164
3. Panjang penyaluran tulangan balok ............................... 164
4. Perencanaan tulangan geser balok ................................ 165
4a). Balok ujung kiri...................................................... 166
4b). Balok ujung kanan.................................................. 168
5. Tulangan torsi .............................................................. 171
B. Perencanaan Kolom.............................................................. 172
1. Perencanaan tulangan memanjang kolom ..................... 172
1a). Menentukan kolom panjang atau pendek ................ 174
1b). Menghitung faktor pembesar momen ...................... 176
2. Menghitung tulangan kolom............................ ............... 178
3. Menghitung tulangan geser kolom ................................. 181
3a). Begel didalam sendi plastis .................................... 181
3b). Begel diluar sendi plastis ....................................... 182
4. Kontrol bresler .............................................................. 184
BAB IX. PERENCANAAN PONDASI..........................................................198
1. Perencanaan pondasi ........................................................... 198
1). Menentukan ukuran pondasi .......................................... 199
2). Kontrol tegangan geser 1 arah ....................................... 200
xi
3). Kontrol tegangan geser 2 arah ....................................... 201
4). Penulangan pondasi ....................................................... 202
a). Tulangan memanjang pondasi.................................. 202
b). Tulangan pendek atau bagi ...................................... 203
5). Kontrol kuat dukung pondasi......................................... 204
2. Penulangan sloof ............................................................... 205
1). Hitungan gaya dalam.......................................................206
2). Hitungan tulangan longitudinal...................................... 206
3). Kontrol momen rencana ................................................ 208
4). Hitungan tulangan geser ................................................ 199
BAB X. KESIMPULAN DAN SARAN ....................................................... 212
A. Kesimpulan ....................................................................... 212
B. Saran ................................................................................ 213
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel II.1.
Koefisien ξ yang membatasi T1 dari struktur gedung .................... 9
Tabel II.2.
Faktor Keutamaan I untuk berbagai kategori gedung dan
bangunan .................................................................................... 12
Tabel II.3.
Faktor reduksi gempa .................................................................. 13
Tabel II.4.
Koefisien reduksi beban hidup. ................................................... 14
Tabel III.1.
Besar momen dan panjang bagian tumpuan ( Asroni, 2007 ) ....... 26
Tabel III.2.
Tinggi ( h ) minimal balok non pratekan atau pelat satu arah
bila lendutan tidak dihitung ( SNI 03 – 2847 – 2002 ) ................. 26
Tabel III.3.
Faktor momen pikul maksimal (Kmax) dalam satuan MPa .......... 34
Tabel III.4.
Rasio tulangan maksimal (ρmax) dalam satuan persen (%) ......... 35
Tabel III.5.
Rasio tulangan minimal (ρmin) dalam satuan persen (%) .............. 35
Tabel III.6.
Persamaan untuk panjang penyaluran tulangan tarik ................. 45
Tabel V.1.
Panjang batang penyusun kuda-kuda utama. ............................. 67
Tabel V.2.
Kombinasi momen perlu gording .............................................. 70
Tabel V.3.
Beban mati yang dimasukkan program SAP 2000 ..................... 75
Tabel V.4.
Kombinasi pembebanan dan beban rencana. ............................. 78
Tabel V.5.
Validasi hitungan SAP .............................................................. 80
Tabel V.6.
Jumlah baut pada masing-masing batang................................... 84
Tabel V.7.
Hitungan kekuatan plat buhul.................................................... 91
Tabel VI.1.
Perhitungan momen perlu plat atap. .......................................... 94
Tabel VI.2.
Tulangan dan momen rencana plat atap.................................... 102
Tabel VI.3.
Perhitungan momen perlu plat lantai ......................................... 106
Tabel VI.4.
Tulangan dan momen rencana plat lantai .................................. 113
Tabel VI.5.
Momen perlu pada struktur tangga . .......................................... 122
Tabel VI.6.
Tulangan dan momen rencana struktur tangga ......................... 130
Tabel VII.1.
Pusat massa lantai atap.............................................................. 134
Tabel VII.2.
Pusat masa lantai 1,2,3 dan 4 .................................................... 135
Tabel VII.3.
distribusi gaya geser dasar horisontal akibat gempa sepanjang
tinggi gedung ............................................................................ 140
xiii
Tabel VIII.1a. Hitungan waktu getar gedung untuk portal as-1......................... 151
Tabel VIII.1b. Hitungan waktu getar gedung untuk portal as-7......................... 151
Tabel VIII.2a. Momen balok nomor 689 portal as – 2 ...................................... 152
Tabel VIII.2b. Momen kombinasi balok nomor 689 portal as – 2 .................... 152
Tabel VIII.3a. Gaya geser balok nomor 689 portal as – 2 ................................. 165
Tabel VIII.3b. Gaya geser kombinasi balok nomor 689 portal as – 2 ............... 166
Tabel VIII.4a. Momen kolom lantai dasar 845 portal as – 2 ............................. 172
Tabel VIII.4b. Momen kombinasi kolom lantai dasar portal as – 2 ................... 173
Tabel VIII.4c. Gaya geser kolom lantai dasar portal as – 2 ............................... 173
Tabel VIII.4d. Gaya geser kombinasi lantai dasar portal as – 2........................ 173
Tabel VIII.4e. Gaya aksial kolom lantai dasar portal as – 2 ............................. 174
Tabel VIII.4f. Gaya aksial kombinasi lantai dasar portal as – 2 ........................ 174
Tabel VIII.5. Hitungan nilai Pc ujung atas kolom .......................................... 177
Tabel VIII.6a. Perhitungan Pn , Mn pada tinjauan beton tekan menentukan...... 186
Tabel VIII.6b. Perhitungan Pn , Mn pada keadaan seimbang ............................ 187
Tabel VIII.6c. Perhitungan Pn , Mn pada tinjauan tulangan tarik menentukan .. 188
Tabel IX.1a. Gaya aksial perlu kolom pada portal as- 2 ................................. 199
Tabel IX.1b. Momen perlu kolom as- 2 ......................................................... 199
xiv
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar II.1.
Lokasi pemasangan sendi plastis ............................................ 6
Gambar II.2.
Wilayah gempa indonesia ...................................................... 10
Gambar II.3.
Respon spektrum gempa rencana ........................................... 11
Gambar III.1.
Bagan alir perencanaan gording ............................................. 18
Gambar III.2.
Pembebanan pada sagrod ....................................................... 19
Gambar III.3
Bagan alir perencanaan kuda-kuda ......................................... 21
Gambar III.4
Akibat baut geser ................................................................... 22
Gambar III.5
Akibat geser baut ................................................................... 22
Gambar III.6
Akibat tumpu baut ................................................................. 22
Gambar III.7
Akibat tarik bahan.................................................................. 22
Gambar III.8.
Bagan alir perencanaan sambungan baut ................................ 23
Gambar III.9.
Penentuan panjang bentang pelat ( λ ) .................................... 24
Gambar III.10. Contoh pelat dengan tulangan pokok satu arah ....................... 25
Gambar III.11. Momen lentur pada pelat satu arah ......................................... 26
Gambar III.12. Contoh pelat dengan tulangan pokok dua arah........................ 27
Gambar III.13. Penyaluran beban ke tumpuan plat dua arah (Wang, 1989)..... 28
Gambar III.14. Bagan alir perhitungan penulangan plat.................................. 30
Gambar III.15. Ukuran anak tangga ............................................................... 32
Gambar III.16. Bagan alir perhitungan tulangan memanjang balok ................ 36
Gambar III.17. Penentuan nilai Vud dan Vu2h .................................................. 38
Gambar III.18
Bagan alir perhitungan tulangan geser balok .......................... 40
Gambar III.19. Contoh Acp dan Pcp ................................................................. 41
Gambar III.20. Definisi Aoh dan Ph ................................................................ 42
Gambar III.21. Panjang penyaluran batang tulangan (λd) ................................ 44
Gambar III.22. Kait tulangan standar ............................................................. 47
Gambar III.23. Sket diagram interaksi kolom ................................................. 50
Gambar III.24. Bagan alir perhitungan tulangan memanjang kolom ............... 53
Gambar III.25. Bagan alir perhitungan tulangan geser kolom ......................... 56
Gambar III.26. Bagan alir pondasi telapak .................................................... 61
xv
Gambar IV.1.
Bagan alir tahapan perencanaan. ............................................ 65
Gambar V.1.
Denah atap dan rencana kuda-kuda ........................................ 66
Gambar V.2.
Bentuk kuda-kuda utama........................................................ 67
Gambar V.3.
Penampang baja profil kanal
Gambar V.4.
Pembebanan sagrod. .............................................................. 73
Gambar V.5.
Penampang profil kuda kuda duble siku 40.40.5..................... 74
Gambar V.6.
Pembebanan akibat beban mati .............................................. 75
Gambar V.7.
Pembebanan akibat angin kiri ................................................ 76
Gambar V.8.
Pembebanan akibat angin kanan. ............................................ 77
Gambar V.9.
Pembebanan akibat beban hidup ............................................ 79
Gambar V.10.
Titik buhul A ......................................................................... 79
Gambar V.11.
Pemasangan baut satu baris .................................................... 83
Gambar V.12.
Perencanaan sambungan plat buhul ....................................... 88
Gambar V.13.
Perencanaan sambungan plat buhul A .................................... 89
Gambar V.14.
Perencanaan sambungan plat buhul E..................................... 90
Gambar VI.1.
Denah plat atap ...................................................................... 92
Gambar VI.2.
Selimut momen plat atap A .................................................... 103
Gambar VI.3.
Denah plat lantai .................................................................... 104
Gambar VI.4.
Selimut momen plat lantai tipe E
.150.75.20.4,5 ........................ 68
..............................................................................................
114
Gambar VI.5.
Perencanaan tangga lantai 1,2,3 dan 4 ................................... 115
Gambar VI.6.
Diagram bidang momen pada tangga ................................... 118
Gambar VI.7.
Penulangan tangga ............................................................... 131
Gambar VII.1. Denah pemberian nama as-portal pada struktur gedung .......... 132
Gambar VII.2. Area pusat massa lantai atap. ................................................. 134
Gambar VII.3. Area pusat massa lantai ......................................................... 135
Gambar VII.4. Denah plat lantai atap. ............................................................ 137
Gambar VII.5. Denah plat lantai. ................................................................... 138
Gambar VII.6. Pola garis leleh untuk plat persegi .......................................... 141
Gambar VII.7. Notasi As dan balok plat atap. ................................................ 141
xvi
Gambar VII.8. Notasi AS dan balok plat lantai .............................................. 141
Gambar VII.9. Distribusi pembebanan pada plat atap as-A ............................ 142
Gambar VII.10. Distribusi pembebanan pada plat lantai as-A .......................... 143
Gambar VII.11. Distribusi pembebanan pada plat atap as-C & D..................... 143
Gambar VII.12. Distribusi pembebanan pada plat lantai as-C & D................... 143
Gambar VII.13. Distribusi pembebanan pada plat atap as-1 & 15 .................... 144
Gambar VII.14. Distribusi pembebanan pada plat lantai as-1 ........................... 144
Gambar VII.15. Distribusi pembebanan pada plat lantai as-15 ......................... 145
Gambar VII.16. Distribusi pembebanan pada plat atap as-2 dan as-14 ............. 145
Gambar VII.17. Distribusi pembebanan pada plat lantai as-2 dan as-14 ........... 146
Gambar VII.18. Distribusi pembebanan pada plat atap as-3 dan as-13 ............ 146
Gambar VII.19. Distribusi pembebanan pada plat lantai as-3 ........................... 147
Gambar VII.20. Distribusi pembebanan pada plat lantai as-13 ......................... 147
Gambar VII.21. Distribusi pembebanan pada plat atap 4,5,6.10,11 & 12 ......... 148
Gambar VII.22. Distribusi pembebanan pada plat lantai as-4 sampai as-12 ...... 148
Gambar VII.23. Distribusi pembebanan pada plat atap as-7 dan as- 9 .............. 149
Gambar VII.24. Distribusi pembebanan pada plat atap as- 8 ............................ 149
Gambar VIII.1. Tulangan terpasang balok ujung kanan................................... 155
Gambar VIII.2. Tulangan terpasang balok lapangan. ....................................... 157
Gambar VIII.3. Tulangan terpasang balok ujung kiri ...................................... 159
Gambar VIII.4. Pemasangan tulangan geser balok nomor 689 portal as–2....... 171
Gambar VIII.5. Diagram interaksi kolom ujung atas arah y............................. 179
Gambar VIII.6. Diagram interaksi kolom ujung bawah arah x......................... 180
Gambar VIII.7. Penampang tulangan memanjang kolom 965 Arah x .............. 180
Gambar VIII.8. Pemasangan tulangan geser kolom nomor 965 portal as–2.. ... 183
Gambar VIII.9. Penampang tulangan memanjang kolom 965 Arah y .............. 184
Gambar VIII.10. Penampang tulangan memanjang kolom (arah x dan y) .......... 184
Gambar VIII.11. Penampang kolom untuk diagram interaksi kolom menurut
Bresler.......................................................................................184
Gambar VIII.12. Diagram interaksi kolom tinjauan 3 dimensi.. ........................ 190
Gambar VIII.13. Diagram interaksi kolom ujung atas arah y............................. 193
xvii
Gambar VIII.14. Diagram interaksi kolom ujung bawah arah y......................... 194
Gambar VIII.15. Penampang tulangan memanjang kolom 965 Arah y .............. 194
Gambar VIII.16. Penampang tulangan memanjang kolom 965 Arah x.. ............ 195
Gambar VIII.17. Penampang tulangan memanjang kolom (arah x dan y) .......... 195
Gambar VIII.18. Penampang kolom untuk diagram interaksi kolom menurut
Bresler.......................................................................................195
Gambar VIII.19. Diagram interaksi kolom tinjauan 3 dimensi.. ........................ 196
Gambar IX.1.
Struktur pondasi telapak ......................................................... 198
Gambar IX.2.
Penampang pondasi dan sloof ................................................ 198
Gambar IX.3.
Penulangan pondasi ............................................................... 205
Gambar IX.4.
Beban pada sloof .................................................................... 205
Gambar IX.5.
Penulangan memanjang sloof ................................................. 208
Gambar IX.6.
Penulangan geser sloof ........................................................... 210
Gambar IX.7.
Detail penulangan sloof .......................................................... 211
xviii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran VIII.1a Gambar idealisasi portal as-G
Lampiran VIII.1b Momen perlu balok portal as-G
Lampiran VIII.1c Gaya geser perlu balok portal as-G
Lampiran VIII.1d Tul memanjang dan momen tersedia balok portal as-G
Lampiran VIII.1e Tulangan geser balok portal as-G
Lampiran VIII.2a Gambar idealisasi portal as-8
Lampiran VIII.2b Momen perlu balok portal as -8
Lampiran VIII.2c Gaya geser perlu balok portal as-8
Lampiran VIII.2d Tul memanjang dan momen tersedia balok portal as-8
Lampiran VIII.2e Tulangan geser balok portal as-8
Lampiran VIII.3a Gambar idealisasi portal as-E
Lampiran VIII.3b Momen perlu balok portal as -E
Lampiran VIII.3c Gaya geser perlu balok portal as-E
Lampiran VIII.3d Tul memanjang dan momen tersedia balok portal as-E
Lampiran VIII.3e Tulangan geser balok portal as-E
Lampiran VIII.4a Gambar idealisasi portal as-6
Lampiran VIII.4b Momen perlu balok portal as -6
Lampiran VIII.4c Gaya geser perlu balok portal as-6
Lampiran VIII.4d Tul memanjang dan momen tersedia balok portal as-6
Lampiran VIII.4e Tulangan geser balok portal as-6
Lampiran VIII.5a Gambar idealisasi portal as-1
Lampiran VIII.5b Momen perlu balok portal as -1
Lampiran VIII.5c Gaya geser perlu balok portal as-1
Lampiran VIII.5d Gaya aksial perlu balok portal as-1
Lampiran VIII.5e Gaya aksial perlu beban gravitasi balok portal as-1
Lampiran VIII.5f Tul memanjang dan momen tersedia balok portal as-1
Lampiran VIII.5g Tul memanjang dan momen tersedia beban gravitasi balok
portal as-1
Lampiran VIII.5h Tulangan geser balok portal as-1
Lampiran VIII.6a Gambar idealisasi portal as-2
xix
Lampiran VIII.6b Momen perlu kolom portal as -2
Lampiran VIII.6c Gaya geser perlu kolom portal as-2
Lampiran VIII.6d Gaya aksial perlu kolom portal as-2
Lampiran VIII.6e Gaya aksial perlu beban gravitasi kolom portal as-2
Lampiran VIII.6f Tul memanjang dan momen tersedia kolom portal as-2
Lampiran VIII.6g Tul memanjang dan momen tersedia beban gravitasi kolom
portal as-2
Lampiran VIII.6h Tulangan geser balok portal as-2
Lampiran VIII.7a Diagram interaksi kolom (450 x 450) mm
xx
DAFTAR NOTASI
h
= tinggi balok, mm.
b
= lebar sayap, mm.
tb
= tebal badan, mm.
ts
= tebal sayap, mm.
N
= Gaya tekan pada batang, kg.
A
= Luas penampang batang, cm².
= Tegangan dasar, kg
cm
².
= Faktor tekuk yang tergantung dari kelangsingan ( ) dan macam
bajanya.
Lk
= panjang tekuk batang, cm
i
= jari-jari kelembaman batang, cm
a
= tinggi blok tegangan yang diperhitungkan, mm
Ag
= luas bruto penampang kolom, mm2
As
= luas tegangan tarik, mm2
As’
= luas tulangan tekan, mm2
As,t
= luas total tulangan tersedia, mm2
As,u
= luas tulangan perlu, mm2
Av,u
= luas tulangan geser perlu, mm2
b
= ukuran lebar penampang struktur, mm
c
= jarak antara serat beton tepi ke garis netral, mm
d
= ukuran tinggi manfaat struktur, mm
dp
= diameter tulangan geser polos, mm
D
= diameter tulangan pokok, mm
E
= beban gempa, kN
fc’
= kuat tekan beton yang diisyaratkan, MPa
fy
= tegangan leleh baja tulangan, MPa
h
= ukuran tinggi penampang struktur, mm
hn
= tinggi bersih kolom, m
L
= beban hidup, kN
xxi
Lr
= beban hidup yang telah direduksi sesuai ketentuan SKBI –
1.3.53.1987 tentang Pedoman Perencanaan Ketahanan Gempa untuk
Rumah dan Gedung.
Ln,b
= bentang balok pada balok yang ditinjau, m
Lu
= panjang kolom, m
Mu,b
= momen perlu balok, kNm
Mkap,
= momen kapasitas balok, kN-m.
ln
= bentang bersih balok, m.
lb
= bentang bruto balok, m.
lk
= panjang bruto kolom, m
MD,k
= momen kolom akibat benda mati, kNm
ME,k
= momen kolom akibat beban gempa, kNm
ML,k
= momen kolom akibat benda hidup, kNm
Mu,k
= momen perlu, kNm
ΣMu,k
= jumlah momen perlu ujung di atas-bawah titik buhul
yang ditinjau, kNm
ΣMu,ka
= momen perlu ujung kolom atas dari kolom yang ditinjau, kNm
ΣMu,kb
= momen perlu ujung kolom bawah dari klom yang ditinjau, kNm
Rv
= faktor reduksi jumlah lantai tingkat di atas kolom yang ditinjau.
ND,k
= gaya normal kolom akibat beban mati, kN
NE,k
= gaya normal kolom akibat beban gempa, kN
NL,k
= gaya normal kolom akibat beban hidup, kN
NU,k
= gaya normal perlu kolom, kN
NU,k,maks
= gaya normal perlu maksimum kolom, kN
Vc
= kuat geser beton, kN
VD,b
= gaya geser balok akibat beban mati, kN
VE,b
= gaya geser balok akibat beban gempa, kN
VL,b
= gaya geser balok akibat beban hidup, kN
Vs
= kuat geser tulangan, kN
αk
= faktor distribusi momen dari kolom yang ditinjau
ρt
= rasio tulangan tersedia, %
xxii
ωd
= faktor pembesar dinamis yang memperhitungkan
pengaruh terjadinya sendi plastis
= faktor reduksi kekuatan
ε’c
= regangan tekan beton, mm
εs
= regangan tarik baja tulangan, mm
Vsh
= Gaya geser horizontal yang ditahan oleh begel, kN
Ajh
= Luas begel, mm²
A’s,k
= tulangan tekan kolom, mm2
As,k
= tulangan tarik kolom, mm2
Ajv
= luas tulangan geser vertikal, mm2
Aan
= luas tulangan kolom antara, mm2
xxiii
PERENCANAAN GEDUNG SMA EMPAT LANTAI DENGAN
SISTEM PERENCANAAN DAKTAIL PARSIAL
DI SURAKARTA
ABSTRAKSI
Tugas Akhir ini dimaksudkan untuk merencanakan struktur beton bertulang
empat lantai, yang merupakan gedung untuk sekolah yang terdapat di daerah
Surakarta (wilayah gempa 3) yang berdiri diatas tanah keras dan berdasarkan pada
SNI 1726-2002 dengan nilai faktor daktalitas (μ) = 3 sehingga termasuk pada
daktail parsial. Tujuan dari Tugas Akhir ini adalah untuk memperoleh suatu
perbandingan atau efisiensi dari perencanaan struktur gedung berdasarkan
tinjauan 3 dimensi, yang meliputi analisa mekanika struktur, distribusi beban
geser/gempa dan kebutuhan tulangan.
Perencanaan struktur beton bertulang digunakan Mutu bahan yang
digunakan meliputi mutu beton f’c = 30 MPa, mutu baja untuk tulangan deform
390 MPa dan tulangan polos 300 MPa serta rangka atap baja digunakan mutu baja
Bj 37. Peraturan-peraturan yang digunakan sebagai acuan meliputi PPIUG-1983,
SNI 03-1729-2002, PPBBI-1984, PBI-1971, SNI 1726-2002, SNI 03-2847-2002.
Analisis mekanika struktur gedung menggunakan program “SAP 2000” 8 non
linear. Perhitungan matematis agar mendapat hasil yang cepat dan akurat
menggunakan program ”Microsoft Excel 2007”. Sedangkan penggambaran
menggunakan program ”AutoCAD 2007”.
Hasil yang diperoleh dari perencanaan Tugas Akhir ini sebagai berikut :
1). Struktur atap menggunakan kuda-kuda rangka baja profil Double siku-siku
dengan ukuran 40.40.5, 35.35.4 dan 30.30.4.
2). Ketebalan plat atap 10 cm dan plat lanta 12 cm dengan tulangan pokok D10
dan tulangan bagi 2dp 8. Tebal tangga dan bordes 12 cm dengan tulangan
pokok D10 dan tulangan bagi 2dp8..
3). Balok menggunakan dimensi 350/600 dengan tulangan pokok D22, D16 dan
tulangan geser 2dp10. Kolom menggunakan dimensi 450/450 dengan tulangan
pokok D19 dan tulangan geser 2dp10.
4). Pondasi menggunakan pondasi telapak setebal 50 cm sedalam 1,80 meter dari
permukaan tanah dengan tulangan D12.
Kata kunci : Perencanaan, daktail parsial, SAP 2000.
xxiv