TUGAS AKHIR - Perencanaan Gedung Perkantoran Surabaya Menggunakan Metode Pracetak Dengan Building Frame System Dan Shearwall - ITS Repository

MILI!C. PEIII'lJS Tu,a .. -.
INSTITUT TtK,.OlO'-'

1

SEI'ULUH - ,.OI'fllllt.ll

J

TUGAS AKHIR

PERENCANAAN GEDUNG PERKANTORAN SURABAYA
MENGGUNAKAN METODE PRACETAK DENGAN
BUILDING FRAME SYSTEM DAN SHEARWALL
OLEH :

RADITYA PURNAMAHADI
3198.100.040

tR.SS,
h j?{) .rz.3

~UR._

~

p - I

Pt::tt,.!..3TA i\ fi.·. N
I T S
Tgl. Teri"'a

Tnlma Dori
No. Acenda Prp .

.219697

PROGRAM SARJANA (S-1)

JURUSAN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA

2003

TUGAS AKHIR
PERENCANAAN GEDUNG PERKANTORAN SURABAYA
MENGGUNAKAN METODE PRACETAK DENGAN
BUILDING FRAME SYSTEM DAN SHEARWALL

SURABAYA, 11 DESEMBER 2003
MENGETAHUI / MENYETUJUI
PEMBIMBING

PROGRAM SARJANA (S·l)
JURUSAN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
SURABAYA

1003


RADITYA THANK'S TO :


Allah SWI atas limpahan rahmat dan berkah-:\va selama sava kuliah di Surabava
mi.



,\yah dan lbunda tercmta bcscna kakakku (:'-.!as Rama. Mbak Reni dan Rafi
"kcoonakan
~a

\SOl!

berbajl81 hal

1mut dan lucu") yane telah membcn motivasi dan doron11an
\BOA


tclah mcn!!lsi "ai..'IU saya sclama 1111 sampa• terselcsa1kan

tu!).as akh1r 1111.


l\h best friend Did•J.. "Siamct" pare. Yoni. Kamad1 "KaroeC. Dhavu vang telah

membantu dan mcmouvas1 schmg.ga terselesa1kannya tu!!as aklur JDJ.


Rekan - rekan di
Karpeto./.

(~JO

" D-Jif!ll".

Awan (sms trus). Yoni (emang cnak Ho hilan~t1.

Jal1 I Anc), Lakatur-oki. Harto (ad1k sepei]uangan), ::.ulthon (W1s


Kebelct ta mas), Mabui, Monyonk dan D1dik (Kakak sepcquangan). W1snu.
llennv, Kuro (kapan dhuwc hp?), Gamet. Deni W. Ag:lmJ!. P. Ap.us-Pati. Si!l,it,
Bang TcAuh & I.Jka dan Bos Fen-y vang telab membantu. m~ng
mcncmaniku hi


War~om

n !l~ta

h ibur

dan

tcrsclesaikannva tueas akhir ini.

''S-41", F.di Sis, lwan-Tuwck, Yudha. RiLky. Dawam, Badrus, Basu-Adii.

Sll!naidl, T1vok. Roni, ldham. Ponj!ki. Ridwan, Audrie. Reza. Rozi. Andik. Papra.

Fai7. Kusnuri. Nar~o.
Aru. ~n



Marivad1. Lutvi. Nmirl. Naning. Dinta. lin. Opit. Mila. Siti.

dan semuanya yang 11dak tersebut dJsJDJ.

Pal.. Tivol... Pak So. Pak Damiri van_g telah memberikan bann1an dalam
penvusunan tu~as

al.lnr mt.



Semua rckan - rekan d• Jurusan TeJ..mk Sipil - ITS




Dan pada L .& 163 DC ) anJ! Jclah sena menemaniku se\ama 1m baik sen an)!
maupun duka '"'-alaupun

s erin~

kehabisan bensin" scrta semua pihak

terlibat ba1k secara langsung maupun tidak langsung.

\Sllll

l\ l:~G

P E R DICA~

l i ~A

GEDlSI\'G PERKANTORA..N SURABA YA
h .AI\


~ f ETO

D PR E

ACET

AKDI:

~G

A N

BULDJ

~ G

FRANE

SYST D 1 DAN SHEARWALL
Oleh:

Raditya P u rnamabadi

(3198.100.040 )
Do.,en Pembunbing :
Jr. Kurdian Suprapto, MS

A BSTRAK
Metode pracetak adalah pcngcmbangan teknologi di bidang jasa konstruksi yang
dapat mcningkatkan cfcl-.itfitas dan efisicnsi kerja terutama dalam hal pemanfaatan
waktu dan kualitas. i>crencanaan struktur yang menggunakan komponen beton pracetak
tidak boleh mengurangi kekakuan, kekuatan, daktilitas serta kestabilan dari str uktur it\1
scnd iri baik da lam menerima beban gravitasi dan beban lateral.
Dalam pcrancangan gcdung perkantoran ini. sistem permodelan struktur yang
digunakan adalah Huildin}! FrCime system dan SheCirwal/, dimana beban gravuastnya
dipikul scpcnuhnya olch frame dan beban lateralnya dipikul oleh shearwall. Sistem
pract!tak yang diteraph.an adalah sistem pracetak sebagian untuk elcmen - elemen balok
dan pelat.
Anahsa struh.tur utama mcnggunakan peraturan UBC 1997 dalam memikul
beban lateral terutama beban gempa, sedangkan perhitungan penulangan elcmen
pracetak menggunakan tata cara perhttungan struktur beton sesuai dengan SK SNI T15-1991 -03, bmk umut.. penulangan pcnahan aksial, lentur. geser dan torsi Juga

dipcrhttungkan adanya tulangan angkat dan stud penahan gaya geser antara pcrmukaan
elemen pracetak dcngan topping
Elemen - elemt:n pracetat.. dtpcrhltungkan juga terhadap gaya yang terjadt
sebelum dan scsudah clcmcn pracetak komposit dengan elemen toppmg, d1mana
peoulangan ) ang pahng !.nus yang akan menentukan tulangan yang akan dipakai.
Kala kunci : sistem pra·cetak

KATA PE~GATR

Dengan mengucap syukur Athamdultllah atas segala timpahan rahmat dan
karuma-1'\ya. sehingga Tuga~

Akhir tru dapat tersetesaikan.

rugas /\khir tni mcmbahas tentang perenc.anaan struk'tllr den!,'llll sistcm pracetak
meng!,'Unakan Butldtng Frame System dan Shearwall. sehingga dapat menjadi satah satu
altcmatif pcrencanaan konstruksi yang efektif dan efisien.
Pcnulisan Tugas /\khir mi merupakan salah satu persyaratan untuk tutus dan
pendidikan Strata-l d1 Jurusan Teknik Sipit FTSP-lTS Surabaya, sehingga Tugas Akh1r
ini rnenjadi eva tuasi akhir pendidikan seorang rnahasiswa.

Pada kesempatan ini, penutis rnenyampaikan terima kasih kepada :
I. tr. Kurdian Suprapto, MS selaku dosen pembirnbing yang Ielah banyak

mcmbcrikan birnhingan dan arahan datam penyusw1an Tugas Akhir ini.
2. Prof. lr. Noor l ~ ndah,
mt:ngarh~

MSc, PhD selaku dosen wati yang telah rncmbantu dan

penulis sc tama masa studi di iTS.

3. Kduarga, tcman-tcman dan selumh pihak yang telah membantu hinggu
t~:rselany

Tugas Akhir ini.
Penuhs sadar bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna, oteh karena itu

saran dan kritik yang membangun dan berbagai pihak sangatlah diharapkan. dem1
tercapato)a pemahaman yang lebth baik bagi kita bersama.

Surabaya, Jliopember 2003

Penulis

DAFTAR JSI

LD1BAR PE:-IGESAHMi
ABSTRAK
KATA PEl'iGA:"'TAR
DAI-T \R lSI

11

DAFTAR TABEL

111

DAFTAR GAJ\IBAR

i\'

BABl

PENDAHULUAN
1.1 Latar bclakang

BAB II

12 Tujuan

2

1.3 Lingkup Pcrrnasalahan

2

1.4 Batasan Masalah

2

1.5 Mctodologi

3

DASAR-OASAR PERA!\CANGA!\
2.1 Umum

4

2.2 Data-data Bangunan

5

,~

-·"

5

Data Tanah

2-1 Peraturan-peraturan Perancangan

5

2.5 Pcmbebanan

6

26

A~umt

dan \lletode Analtsa

2.6 I Asumst

7

2.6.2 Metode Anahsa

7

27 Tinjauan Building Frame System
BAB Ill

PENGA~TR

7

lETO~

7

PRACETAK

3.1 Dclinisi 13cton Pracetak

9

3.2 lndustri Beton Pracetak

9

II

3.3 Transportast Komponen Pracetak

10

34 Pemasangan t::lemen Pracetak

11

3.4.1 Site Plan

II

3.4.2 Pcralatan

12

3.4.3 Sil..lus Pcmasangan

12

3.44 Tenaga

12

3.5 Beberapa Type Elemen Pracetak

12

13
13

3.5 1 Pelat
3.5.2 Balok
3.6 Keuntungan 13cton Pracetak
3.7 Aplikasi Sistcm Pracetak Pada Gedung Perkantoran

14
15

BABIV DESA IN STRliKTl;R S£Kli:'IIOER

15

4.1 Umum
4.2
D~sain

Pelat

4.2.1

Prelim mary Desi&rn

15
15

4.2.2 Pcrhitungan Tcbal Pclat

IS

4 2.3 Pcrmodclan dan Ana lisa Struktur Petal

21
2-1

4.2 4 Pcnulangan Pclat
4 2.4 1 Pcnulangan Scbelum Komposit

25

-1.2.-1 2 Pcnulangan Scsudah Komposit

27

4.2.5 Penulangan Stud Petal Lantai

31

-1 2.6 Kontrol Retak

32

4 2.7 Pengangkatan dan Penumpukan Elemen Pelat

33

43

-1.3 Desain Tangga

BABV

4.3.1 Perhitungan Pelat Tangga

-13

4 3.2 Pcnulangan Lentur Pelat Tangga dan Bordes

45

4.3.3 Pcnulangan Oeser

47

OESAIN STRlJKTlJR lJTA MA

49

5.1 Analisa Struktur Utama

49

5. 1.1 Umum
II

512 Pennodelan Struktur

49

5.1.3 Data-data Perancangan

49

5.1.4 Pcrhitungan Pcmbebanan Venikal Pada Struktur

so

51.5 Perhnungan Bcban Lateral Pada Struk"tur

52

5.1.5. 1 Perhnungan Bcrat Total Baogunan

52

5.1.5 2 Perhnungan Oaya Oeser Dasar

53

5 1.5.3 Perhitungan Gaya Oeser Setiap Lantai

54

5. 1.5.4 Behan Ak1bat Angin

55

5 1.6 Perhitungan Oaya Dalam
5.1 6. I Kombinasi Pembebanan

59

5.1.6.2 Kontrol Periode (T) berdasarkao Metodc B

61

5 1.6.3 Kontrol Drift Tiap Tingkat

62
63

5.2 Penulangan Struktur Utama
5.2. 1 Pcnulangan Balok Induk

63

5.2.1. 1 Penulangan Lentur Balok lnduk

63

5.2 1.2 Pcnulangan Geser dan Torsi Balok

68

5.2.1 .3 Pcnulangan Stud Balok lnduk

72

5.2.1.4 PanJang Pcnyaluran

75

5.2.1.5 Kontrol

71

5 2. I 6 Pengangkatan dan Penumpukan Elemen Balok

79
82

5.2 2 Penulangan Kolom
52 2 I t:mum

82

5 2.2.2 PanJang Tckuk Kolom

82

5.2.2.3 Pembatasan Penulangan Kolom

83

5 2 2 4 Kolom Pendek

83

5.2.2.5 Kolom Panjang

84

5.2.2.6 Pcnulangan Lentur Kolom

86

5 2.2.7 Kontrol dengan Bresler Resiprocal Metode

90

5.2.2.8 Penulangan Geser dan Torsi Kolom

92

5.3 Pcrcncanaan Dinding Geser (Sheanvall}
5.3.1

57

94

94

Umum

5.3.2 Kuat 1:3cban Aksial Rancang
ii

95

5.3.3 Perencanaan Geser

95

5.3 4 Data - data Perencanaan

98

5.3.5 Dasar dasar Perancangan

98

5.3.6 PcrhJtungan Penulangan Dinding Geser

99

BAB VI OESAIN S

5 3.6.1 Kontrol Komponcn Pembatas

99

5 3.6.2 Penulangan Aktbat Gaya Geser Horisontal

100

5.3.6.3 Penulangan Aktbat Gaya Oeser Vertikal

106

5 .3.6.4 Pcnulangan Lentur

107

Al\'IB

U ~GA

6. 1 Umum

109

6.2 Kri tcria Pcrencanaan Sambungan

110

6.3 Konscp Desain Sambungan

112

6.3. 1 Mckamsmc Pemindahan Beban

112

6.3.2 Pola-pola Kehancuran

112

6.3.3 Stabihtas dan Keseimbangan

113

6.3.4 Klasifikasi Sistem dan Sambungannya

114

6.4 Pentmbangan-pertimbangan Perancangan

114

6.5 Penggunaan Topping Beton

116

6.6 Perencaan Sambungan Balok-Kolom

117

6.6.1 Perencanaan Corbel Kolom

117

6.6 2 Perencanaan Beanng on Plain Concrete

112

6.6.2 Perencanaan Sambungan Balok - Kolom

124

6.7 Pcrcncanaan Sambungan Pelat dan Balok

127

BAB VII OESAI N PONOASI

7.1 Umum

126

7 2 Data Tanah

126

7.3 Kritcria Dcsain

126

7.3.1 Kekuatan dan Dimensi Tiang

126

7.3.2 Tahapan Pcrancangan

127

II

127

7.4 Pcrumusan DesiJ.'Il
7.4.1 Koreksi 1 crhadap Nilai SPT

1:!7

Daya Dukung Tanah

128

7 4 2.1 Daya Dukung Tiang Tunggal

128

7 ~ 2 2 Daya Dukung Tiang Tunggal Dalam Grup Tiang

129

7 4.2 3 Beban Maks1mum Tiang

129

74.2.4 Daya Dukung Tiang Akibat Gaya Lateral

130

7~
.2

7.5 Pcrhnungan Pondas1 Kolom

131

7.5.1 Perhitungan Daya Dukung L Tiang

13 1

7.5.2 Pcrhnungan Jum lah Tiang dan Dimensi Poer

131

7.5.3 Gaya Maksimum I Tiang

132

7.5.4 Perhitungan Grup Tiang Pancang

133

7.5.5 Kontrol Kekuatan Tiang Pondasi Terhadap Gaya Lateral

133

7.5.6 Perhitungan Poer

134

7.5.6.1 Data - data Perancangan Poer

134

7.5.6.2 Kontrol Oeser Pons Pada Poer

134

7.5.6.3 Penulangan Poer

135
136

7.5.7 Pcrancangan Sloof
7 5.7.1 Dimensi Sloof

137

7.5.7.2 Penulangan Sloof

137

76 Perhitungan Pondasi Shean.•-all

139

7 6. I Pcrh1tungan Daya Dukung I Tiang

139

7.6.2 Perh1tungan Jumlah Tiang dan Dimensi Poer

139

7 6 3 Gaya \1aks1mum I Tiang

140

7 6 4 Perhnungan Grup Tiang Pancang

I~

7.6.5 Kontrol Kekuatan Tiang Pondasi Terhadap Gaya Lateral

141

7.6.6 Perhitungan Poer

142

I

7.6.6. 1 Data data Perancangan Poer

142

7 6.6.2 Penulangan Poer

142
143

7.6. 7 Perancangan Sloof
7.6.7. 1 Dimensi Sloof

144

7.5. 7.2 Penulangan Sloof

144

II

BAB V III TAHAP PE LAK..-,ANAAJ'i
8.1

BAB IX

Umum

149

8.2 Proses Produks1 Elemen Beton Pracetak

149

8.3 Proses Pemasangan dan Peralman Elemen Beton Pracetak

151

8.4 Transportas• Komponen Beton Pracetak

153

8.5 Penempatan Crane

15-1

PE~UTl

156

i P

DAFTAR Pl STAKA
LAMP IRAN

11

OAFTAR GAMBAR
Gambar 2 I

Kontbu~

8

pembebanan pada Building Frame System

Gambar·U Balok 1ntenor

19

Gambar4.2 Balok ckstenor

19

Gambar4.3 Lctak gans netral

35

Gambar·H Kontrol rctak

36

Gambar4.5 Lctak rulangan angkat pelat

38

Gambar4 6 Pcncmpatan titik pcngangkatan

-II

Gambar4.7 PengangJ..atan pada pemutaran pelat

41

Gambar 4.8 Rencana tangga
Gambar4.9 Tampak atas tangga

43
43

Gambar 4. 10 Detmltabal pclattangga

4-1

Oambar 5.1 Pembcbanan scbclum komposit

65

Gam bar 5.2 Pcnampang tulangan stud

74

Gambar 5.3 Kontrol guhng

79

Gambar 5.4 Momen pada saat pengangkatan

79

Gambar 5.5 Perencanaan dinding geser

99

Gambar6.1 Model

model keruntuhan eli ujung

112

Gambar6.2 Balok pracetak menumpu pada konsol pcndek

113

Gambar6.3 D1mcns• korbel

120

Gambar64 Penulangan korbel

122

Gambar6 5 Konsep gcsckan geser terhadap dacrah tumpuan

p~

_,

Gambar6.6 Perencanaan sambungan balok - kolom

12-1

Gambar6.7 Sambungan pel at dengan balok

127

Gambar8.1 Skcma proses produks1 elemen beton pracetak

150

Gambar 8.2 13agan tahap-tahap pcmasangan elemen beton pracetak

151

Gambar 8.3 Letak pcnempatan crane

155

111

OAFTAR TABEL

label 5.1 Pembebanan Tnbutal) Area

52

Tabcl 5.2 Gaya lateral tiap tingkat

55

Tabcl 5.3 Beban akibat angm

57

Tabcl 5.4 Kontrol pcriodc dcngan Metode B

61

Tabel 5.5 Kontrol drift

62
69

Tabel 5.8 Kcputusan untuk kombinasi geser dan torsi

131

Tabel 7.1 Da)a dukung pondasi

IV

BAB 1
J>ENDAHU UAN

BABI
PEl\DAHULUAN

1.1 LATt\R BEL.\K\ l'iG

Penggunaan metode pracetak dalam pekerjaan struktur di bidang Tekmk
S1pil menJadi

~alh

satu ahemanf pada perencanaan konstruks1, ba1k di btdang

konstruksi gedung, Junan yang monoltt
yang mampu menahan beban gravitasi maupun beban lateral. Detailing sambungan
pada komponcn pracctak juga harus mendapatkan porsi pemikiran yang lebih,
dalam metodc beton pracetak, kendala lain yang selalu harus diatasi yaitu
baga11nana mcrcncanakan di mensi dari beton pracetak sehingga mampu
mcndapat!..an duncnsi yang efisien tanpa meninggal kan kesan cstetis dari
bangunan.
Demikian

pula

halnya dengan

masalah

produksi,

pengangkutan,

pengangkatan dan pemasangan diperlukan pertimbangan ekonomi dalam
perencanaan elemen pracetat... Dcngan mempertimbangkan hal diaras maka akan
didapatkan ststem yang tepat dan efisien
1.4 BATASA!\ .\IASALA H

Ada pun batasan-batasan dalam Tugas Akhir ini, adalah :
1.

Dalam merancang struktur gcdung perkantoran ini yang menggunakan metode
pracetak adalah .
I No -

Sistem Pracetak

l.

Balok

2.

.

3.

.

4.

Pel at
.

5

Sistem Cast In Situ
.

!

Kolom
Tangga

.
Overtopping dan Shearwall

2

Scuap tingkat d1tin.1au mampu memikul beban gempa pada wal..tu
pelaksanaan

3. Percncanaan ~truk

meliputi struktur atas dan struktur baw-ah.

Pondas1 direncanakan menggunakan ttang pancang dalam kondis1 perletakan

4

JCPII penuh, sedangkan untuk poer direncanakan cor setempat.

1.5 :\1ETODOLOGI

Dalam perencanaan strul..'tur umumnya digunakan metode pelaksanaan
berbcntuk beberapa tahapan yang saling mendukung dalam perencanaan struJ..:tur
Adapun mctode yang digunakan dapat dibagi menjadi :
I. Mcnb'l.lmpulkan

dan

mempelajari

literature

yang

bcrkaitan

dcngan

pcrcncanaan.
2. Pcndefinisiun obyck perencanaan, masuk dalam tahapan ini adalah penentuan
gedung sebagai obyek perencanaan, peruntukan gedung, lokasi di bangunnya
gcdung yang st!lanJulnya dapat digunakan dalam pemilihan daktilitas untuk
percncanaan ketahanan strukuu bangunan terhadap beban gempa.
3. Preliminary desam yang mencakup perkiraan dimensi elemen struktur dengan
memperhatikan kemudahan dalam pelaksanaan.
4

Analisa pcmbebanan

5. Pemodclan strul..-tur mehpuli .
a

Struktur utama dimodelkan sebagai Struktur Building rrame dengan
Sheamall

Q

scbagai penahan beban lateral.

b. I .antai dimodclkan sebaga1 sebuah diafragma yang memiliki tumpuan JCpit
pada perletakann) a.
c. Struktur Sekunder yaitu tan£b>a dimodelkan sebagai frame 2 d1mensi
dcngan perletakan scndi pada level Jantai dan rol pada bag~n

bordes.

5. Analisa gaya-gaya dalam akibat pembebanan yang terjadi pada struktur.

6. Deta1l clcmcn strukwr termasuk didalamnya pemilihan ripe sambungan yang
akan digunakan
7. Dilakukan perhitungan Pondasi dari struktur gedung
8. Pcrhitt111gan dibuat dalam bcntuk tabel dan dituangkan dalam bentuk gambar.

DASAR - DaSAR PERANCANG

4

BAB II
OASA R - DASAR
2.1

P E RA

l 'i CA~

GA

N

l \1 01

Dalam pcngcrjaaan Tugas Akhir ini penulis menggunakan gcdung dengan
tipc typ1cal untuk kemudahan dalam merencanakan menggunakan teknologt
precast. Dasar

dasar perancangan adalah segala sesuatu yang akan mendukung

dalam merencanal..an sebuah struktur. Dasar perancangan melipuri data

data

tekn1s dilapangan, aswnsi perancangan, maupun metode pcrhitungan yang
dtgunaJ,an.
Data - data tcknis dapat diambil dari gambar perancangan misalnya ukuran
fisik dan elemcn bangunan scperti dimensi kolom maupun balok, tcbal pelat dan
scbagainya Data teknis dapat pula didapatkao dari mengenai keadaan di lapangan
misalnya pencatatan keadaan tanah untuk selanjutnya dapat dimanfaatkan dalam
pcrhitungan pondasi, pengamatan dilokasi juga untuk menentukan zone gempa
dari lokasi tempat dibangunnya sebuah bangunan atau penentuan bcban angin
yang akan diterima bangunan.
Asumai perancangan adalah suatu pennodelan yang sifatnya sangat pcnting
untuJ, mengarahkan sebuah perhitungan. Asumsi teknik haruslah berdasar pada
log1ka tcknik yang biasa dllerapkan pada perancangan sebuah struktur dan
dtsesua1J..an dcngan data

data tekruk yang didapatkan. Dalam pcrhitungan

pembebanan Frame d1aswnsikan tidak menahan beban lateral baik beban gcmpa
maupun beban angm, namun demikian Frame hendaknya harus memenuhi konsep
dasar perencanaan gempa dimana Frame hendaknya tidak boleh rusak dalam
menerima gempa kec1l dan udak boleh runtuh dalam menerima gcmpa besar.
Dasar perancangan d~ats

selanjutnya untuk menentukan metode perhitungan

yang akan digunakan menghltung pelat, elemen unsur - unsur sckunder, elemcn
unsur unsur primer guna.

5

2.2 DATA - DATA BA!'IG t 1!'1A!'l

G.:dung ~ ang dtrencanakan oleh penulis mempunyai fungsi utaJna scbagai
gedung perkantoran. Untuk lebth mengefektifkan penerapan metoda pracctak yang
dtb'tmakan dalam p