PERENCANAAN ULANG GEDUNG RUMAH SAKIT AN-NUR YOGYAKARTA DENGAN BETON BERTULANG Perencanaan Ulang Gedung Rumah Sakit AN-NUR Yogyakarta Dengan Beton Bertulang.
PERENCANAAN ULANG GEDUNG RUMAH SAKIT AN-NUR
YOGYAKARTA DENGAN BETON BERTULANG
Tugas Akhir
untuk memenuhi sebagai persyaratan
Mencapai Derajat Strata-1 Teknik Sipil
diajukan Oleh :
ANDY ROSYULIANTA IRFAN
NIM : D100 110 003
NIKRM : 11.6.106.03010.50003
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2015
ii
iii
PRAKATA
Assalamu’alaikum Wr. Wb.
Alhamdulillah, puji dan syukur Penyusun panjatkan kehadirat Allah SWT yang
telah melimpahkan segala rahmat, taufik dan hidayah-Nya, sehingga dapat
terselesaikannya penyusunan Tugas Akhir ini dengan judul “PERENCANAAN
ULANG GEDUNG RUMAH SAKIT AN-NUR YOGYAKARTA DENGAN
BETON BERTULANG“. Tugas Akhir ini disusun guna melengkapi sebagian
persyaratan untuk mencapai derajat sarjana S-1 pada Program Studi Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Bersama dengan selesainya Tugas Akhir ini penyusun mengucapkan
banyak terima kasih kepada :
1). Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT. PhD., selaku Dekan Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta .
2). Bapak Mochamad Solikin, S.T, M.T, Ph.D., selaku Ketua Program Studi
Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3). Bapak Ir. Abdul Rochman, M.T., selaku Pembimbing Utama yang telah
memberikan dorongan, arahan serta bimbingan yang sangat bermanfaat bagi
Penulis.
4). Bapak Mochamad Solikin, S.T, M.T, Ph.D., selaku Pembimbing Pendamping
yang telah memberikan dorongan, arahan serta bimbingan yang sangat
bermanfaat bagi Penulis.
5). Bapak Budi Setiawan, ST, MT., selaku Anggota Dewan Penguji, yang telah
memberikan dorongan, arahan serta bimbingan yang juga sangat bermanfaat
bagi Penulis.
6). Bapak Ir. Abdul Rochman, M.T., selaku Pembimbing Akademik.
7). Bapak dan Ibu dosen Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta atas bimbingan dan ilmu yang telah diberikan.
iv
8). Bapak, ibu, dan keluarga tercinta yang selalu memberikan doa dan dorongan
baik material maupun spiritual.
9). Teman – teman teknik sipil angkatan 2011 seperjuangan.
10). Semua pihak– pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan laporan
Tugas Akhir ini. Semoga segala bantuan yang telah diberikan kepada
penyusun, senantiasa mendapatkan pahala dari Allah SWT. Amin.
Penyusun menyadari bahwa penyusunan Laporan Tugas Akhir ini masih
jauh dari sempurna, Oleh karena itu segala koreksi dan saran yang bersifat
membangun Penyusun harapkan guna penyempurnaan Tugas Akhir ini.Besar
harapan Penyusun semoga Tugas Akhir ini bermanfaat bagi Penyusun dan
Pembaca.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
Surakarta,
Desember 2015
Penyusun
v
MOTTO
Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan, maka apabila kamu telah
selesai(dari suatu urusan) kerjakanlah dengan sungguh-sungguh (urusan)
yanglain.
(Q.S. Al-Insyirah : 6-7)
Janganlah kam,u menyingkur tangan (kerjakan apa yang bisa kerjakan)
(Ayahanda,)
Belajar bekerja di bawah tekanan, harus berfikir positif dan berjiwa besar
(Andy R. Irfan)
Seorang pemenang, bukan pecundang. Seorang pemenang, bukanlah seorang
yang tidak pernah gagal. Tapi pemenang adalah seorang yang tidak pernah
berhenti mencoba.
(Dede Agi Kusuma)
vi
PERSEMBAHAN
Assalamualaikum Wr.Wb.
Atas karunia yang telah allah SWT berikan. Sehingga seya dapat
menyelesaikan Tugas Akhir ini. Untuk memenuhi sebagai persyaratan
mencapai derajat Sarjana-1 Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah
Surakarta.
Tugas Akhir ini saya persembahkan kepada
Allah SWT dan Nabi Muhammad SAW
Untuk ayah yang sudah berpulang kesisiNYA akhrnya selasai juga study
ku
Untuk keluarga kecilku tercinta. Bapak, Ibu, adik. bimbingan, pelajaranpelajaran yang berharga, financial, serta kasih sayang yang telah dilim
pahkan
kepada
saya.
Yang
telah
memberikan
semangat
untuk
terselesaikannya tugas akhir ini.
Terimakasih sahabat sahabatku, Wisnu Murti, Wahyu Purnomo, Edy
Irawan yang selalu memberi saran kritik yang membangun semangat.
Terima kasih kepada Dwita Rakhma Dani beserta keluarga yang telah
mendoakan dan juga memberikan dukungan, sehingga terselesaikan tugas
akhir ini.
Teman-teman Teknik Sipil angkatan 2011 terutama kepada Ary Tri
Hananto, Rokhyat Taufik, Rosyid Setiawan, Nadia Novita Laksmi,
Chanifah Eska R semua teman-teman seperjuangan dan seangkatan yang
tidak bisa saya sebut satu persatu. Terima kasih atas bantuan dan kerja
samanya, serta telah menjadi teman yang baik selama menempuh studi,
saya akan sangat merindukan kalian.
Agama, Bangsa, Negara, serta Almamater dan semua pihak yang telah
membatu dan tetangga yang berada di lingkunganku.
vii
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN PENGESAHAN .............................................................................. ii
PRAKATA ........................................................................................................... iv
DAFTAR ISI ...................................................................................................... viii
DAFTAR TABEL ............................................................................................... xii
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xv
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. xviii
DAFTAR NOTASI ............................................................................................. xix
ABSTRAKSI...................................................................................................... xxii
BAB I.
PENDAHULUAN ...........................................................................1
A. Latar Belakang ...........................................................................1
B. Rumusan Masalah ..................................................................... 1
C. Tujuan Perencanaan .................................................................. 2
D. Manfaat Perencanaan ................................................................ 2
E. Lingkup Perencanaan ................................................................ 2
1.
Pedoman Perencanaan...................................................... 2
2.
Perhitungan dan Pembebanan .......................................... 3
BAB II.
TINJAUAN PUSTAKA ................................................................ 4
A. Umum ....................................................................................... 4
B. Filosofi Gedung Tahan Gempa ................................................. 4
1. Earthquake proof and resistant building ............................. 4
C. Konsep Perencanaan Gedung Tahan Gempa
1. Daktilitas ............................................................................. 5
2. Sendi plastis ........................................................................ 7
D. Sistem Rangka Pemikul Momen (SRPM)................................. 9
1. Definisi Sistem Rangka Pemikul Momen (SRPM) ............. 9
2. Kelebihan dan kekurangan SRPM terbuka ....................... 10
3. Pemilihan SRPM untuk struktur utama gedung ................ 12
E. Konsep Pembebanan ............................................................... 12
1. Definisi berbagai jenis beban ............................................ 12
2. Faktor keamanan ............................................................... 16
3. Kuat perlu (Ru), kuat nominal (Rn) dan kuat desain (Rd) .. 17
F. Beban Gempa .......................................................................... 18
1. Umum................................................................................ 18
2. Faktor penentu beban gempa ............................................ 18
3. Respons spektrum di wilayah Indonesia ........................... 24
viii
BAB III.
LANDASAN TEORI ................................................................... 33
A. Perencanaan Konstruksi Plat ................................................... 33
1. Perencanaan plat ............................................................... 33
2. Perencanaan tangga beton bertulang ................................ 38
3. Perencanaan lantai dan dinding basement......................... 39
B. Perencanaan Struktur Atas ...................................................... 40
1. Pemodelan struktur............................................................ 40
2. Beban gravitasi struktur .................................................... 40
3. Evaluasi ketidakberaturan struktur .................................... 41
4. Beban gempa struktur ....................................................... 41
5. Analisa mekanika dan validasi output SAP2000 .............. 43
6. Perencanaan balok............................................................. 44
7. Perencanaan kolom ........................................................... 52
C. Perencanaan Struktur Bawah .................................................. 59
1. Perencanaan pondasi ......................................................... 59
BAB IV.
METODE PERENCANAAN ..................................................... 64
A. Data Perencanaan ................................................................... 64
B. Alat Bantu Untuk Perencanaan ............................................. 64
C. Pedoman Yang Digunakan ...................................................... 65
D. Tahapan Perencanaan ............................................................ 65
BAB V.
PERENCANAAN PLAT DAN TANGGA ................................ 68
A. Perencanaan Plat Lantai .......................................................... 68
1. Analisis Pembebanan Plat ................................................. 69
2. Perhitungan Momen Plat Lantai ........................................ 70
3. Perhitungan Penulangan Plat Lantai (Daerah Lapangan) .. 72
4. Perhitungan Penulangan Plat Lantai (Daerah Tumpuan) .. 75
B. Perencanaan Dinding Basement .............................................. 81
1. Perencanaan Dinding Basement ........................................ 81
2. Perhitungan Momen Dinding Basement ............................ 82
3. Perhitungan Penulangan Dinding Basement
(Daerah Lapangan) .................................................................. 82
4. Perhitungan Penulangan Dinding Basement
(Daerah Tumpuan) ................................................................. 84
C. Perencanaan Tangga................................................................ 87
1. Perhitungan Anak Tangga ................................................. 87
2. Analisis Pembebanan ........................................................ 87
3. Analisa Mekanika (Momen Pada Tangga) ........................ 88
4. Perhitungan Tulangan Tangga Bordes Tangga ................. 88
ix
BAB VI.
ANALISIS BEBAN PADA PORTAL ....................................... 99
A. Beban Gravitasi Pada Struktur Gedung .................................. 99
1. Portal as-A....................................................................... 102
2. Portal as-B ....................................................................... 106
3. Portal as-C ....................................................................... 110
B. Analisis Beban Gempa .......................................................... 114
1. Klasifikasi situs tanah ..................................................... 114
2. Respons spektrum desain ................................................ 115
3. Faktor keutamaan bangunan dan kategori desain
seismik................................................................................... 117
4. Analisis Beban Gempa Dinamis Dengan Metode Respons
Spektrum .............................................................................. 117
5. Respons Sepctrum Dengan Mengunakan Online ............ 119
BAB VII.
PERENCANAAN STRUKTUR UTAMA ............................... 120
A. Analisa Mekanika Portal ....................................................... 120
1. Hasil Analisa Mekanika .................................................. 120
2. Validasi Hasil Output SAP2000...................................... 120
B. Kontrol Kecupukan Dimensi Portal ...................................... 123
1. Kontrol Dimensi Balok ................................................... 123
C. Perencanaan Struktur Portal dengan SRPMM ...................... 124
1. Perencanaan Balok .......................................................... 124
2. Kontrol Dimensi Kolom .................................................. 137
3. Kolom Biaksial................................................................ 164
BAB VIII.
PERENCANAAN FONDASI DAN SLOOF ........................... 171
A. Perencanaan Fondasi ............................................................. 171
1. Penentuan Ukuran Fondasi ............................................. 171
2. Kontrol Tegangan Geser 1 Arah ..................................... 172
3. Kontrol Tegangan Geser 2 Arah ..................................... 173
4. Penulangan Fondasi ........................................................ 173
5. Kontrol Kuat Dukung Fondasi ........................................ 176
6. Pengulingan Gedung Terhadap Gempa .......................... 177
B. Perencanaan Sloof ................................................................. 179
1. Pembebanan Balok Sloof ................................................ 179
2. Analisa Mekanik Balok Sloof ......................................... 179
3. Penulangan Balok Sloof .................................................. 180
ANALISA HARGA SATUAN .................................................. 183
A. Analisa Harga Satuan ............................................................ 183
B. Perhitungan Biaya dan Volume ............................................ 186
BAB IX.
x
BAB X.
KESIMPULAN DAN SARAN ................................................. 198
C. Kesimpulan ........................................................................... 198
D. Saran...................................................................................... 199
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xi
DAFTAR TABEL
Tabel II.1. ........ Pemilihan sistem struktur berdasarkan KDS.............................12
Tabel II.2.
Nilai berbagai beban mati ..........................................................13
Tabel II.3.
Nilai berbagai beban hidup ........................................................13
Tabel II.4.
Faktor elemen beban hidup .......................................................15
Tabel II.5.
Nilai faktor reduksi kekuatan (Ø) .............................................17
Tabel II.6.
Kategori resiko bangunan .........................................................19
Tabel II.7.
Faktor keutamaan gempa (Ie) ....................................................21
Tabel II.8.
Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons
percepatan periode pendek ........................................................21
Tabel II.9.
Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons
percepatan periode 1 detik ........................................................21
Tabel II.10.
Nilai Faktor modifikasi respons (R) ..........................................22
Tabel II.11.
Faktor reduksi beban hidup (fr) .................................................23
Tabel II.12.
Klasifikasi situs tanah ...............................................................29
Tabel II.13.
Faktor amplifikasi periode pendek (Fa) .....................................30
Tabel II.14.
Faktor amplifikasi periode 1 detik (Fv) .....................................30
Tabel V.1.
Momen plat lantai .....................................................................70
Tabel V.2
Tulangan dan momen tersedia plat lantai..................................79
Tabel V.3
Tulangan dan momen dinding basement...................................86
Tabel V.4
Momen tangga ...........................................................................88
Tabel V.5
Tulangan dan momen rencana struktur tangga .........................98
Tabel VI.I.
Nilai N-SPT tanah .....................................................................114
Tabel VII.1.
Pembebanan gempa ELF pada portal as-1 ................................122
Tabel VII.2
Nilai momen uujung kolom hasil analisa mekanika
SAP2000 ...................................................................................122
Tabel VII.3.
Kombinasi momen lentur balok B1-A-23 .................................125
Tabel VII.4.
Momen leentur yang dipakai pada balok B1-a-23 ....................126
Tabel VII.5.
Gaya geser kombinasi balok B1-A-23 ......................................131
xii
Tabel VII.6.
Hasil hitungan Q dan R dengan sebesar 1%, 2%, 3% dan 4%
dengan fc = 25 Mpa, fy = 400 Mpa ............................................140
Tabel VII.7.
Kombinasi kolom ......................................................................143
Tabel VII.8.
Gaya geser kolom as B-no 5 Basement .....................................146
Tabel VII.9.
Gaya aksial kolom lantai Basement as-B ..................................147
Tabel VII.10
Perhitungan δs nilai lantai Basement bagian atas As B arah x pada
kombinasi (1,4D) dan (1,2D+L+E(+))........................................148
Tabel VII.11.
Perhitungan ρ di Lantai Bassement portal As A,B dan C dengan
Dimensi 450/600. ......................................................................152
Tabel VII.12.
Lanjutan perhitungan ρ di Lantai Bassement portal As A,B dan C
dengan Dimensi 450/600...........................................................153
Tabel VII.13.
Perhitungan ρ di Lantai 1 portal As A,B dan C dengan Dimensi
450/600 ......................................................................................154
Tabel VII.14
Lanjutan perhitungan ρ di Lantai 1 portal As A,B dan C dengan
Dimensi 450/600 .......................................................................155
Tabel VII.15
Perhitungan ρ di Lantai 2 portal As A,B dan C dengan Dimensi
300/500 ......................................................................................156
Tabel VII.16
Lanjutan perhitungan ρ di Lantai 2 portal As A,B dan C dengan
Dimensi 300/500 .......................................................................157
Tabel VII.17
Perhitungan ρ di Lantai 3 portal As A,B dan C dengan Dimensi
300/500 ......................................................................................158
Tabel VII.18
Lanjutan perhitungan ρ di Lantai 3 portal As A,B dan C dengan
Dimensi 300/500 .......................................................................159
Tabel VII.19
Gaya geser kombinasi kolom kolom B no 5 di dalam lo ..........161
Tabel VII.20
Gaya geser kombinasi kolom kolom B no 5 di luar lo..............161
Tabel VIII.1
Gaya aksial as A no 1 ................................................................171
Tabel VIII.2
Momen kolom as A no 1 ...........................................................171
Tabel VIII.3
Hitungan beban gempa nominal horizontal pada tiap
lantai ..........................................................................................179
Tabel VIII.4
Hasil analisa mekanik balok sloof portal as-3...........................180
Tabel IX.1
Harga satuan pekerjaan .............................................................184
xiii
Tabel IX.2
Hitungan volume beton ..............................................................187
Tabel IX.3
Hitungan berat pembesian tulangan pokok ...............................188
Tabel IX.4
Hitungan jumlah tulangan bagi portal as A...............................189
Tabel IX.5
Hitungan jumlah tulangan bagi portal as B ...............................190
Tabel IX.6
Hitungan jumlah tulangan bagi portal as C ...............................191
Tabel IX.7
Hitungan jumlah tulangan bagi portal as angka
lantai 1 dan 2 .............................................................................192
Tabel IX.8
Hitungan jumlah tulangan bagi portal as angka
lantai 3 dan 4 .............................................................................193
Tabel IX.9
Hitungan berat pembesian tulangan bagi ..................................194
Tabel IX.10
Hitungan begesting balok dan kolom ........................................195
Tabel IX.11
Biaya kebutuhan struktur baja ...................................................196
Tabel IX.12
Rekapitulasi struktur beton .......................................................197
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar II.1.
Sendi plastis pada struktur gedung. ............................................ 8
Gambar II.2.
Sendi plastis pada balok (a) dan kolom (b)................................. 8
Gambar II.3.
SRPM terbuka ............................................................................. 9
Gambar II.4.
Interstorey drift pada portal ...................................................... 10
Gambar II5.
SRPM dengan kombinasi struktur lain. .................................... 10
Gambar II.6.
Soft storey pada struktur. .......................................................... 11
Gambar II.7.
Peta parameter respons percepatan periode pendek (Ss). .......... 25
Gambar II.8.
Peta parameter respons percepatan periode 0,1 detik (S1)…….26
Gambar II.9.
Peta gempa koefisien risiko terpetakan periode pendek crs. ..... 27
Gambar II.10.
Peta gempa koefisien risiko terpetakan periode 1 detik cr1. ..... 28
Gambar II.11.
Diagram respons spektrum. ...................................................... 31
Gambar III.1.
Penentuan panjang bentang plat (λ). ......................................... 33
Gambar III.2.
Momen lentur pada plat satu arah ............................................. 35
Gambar III.3.
Bagan alir perhitungan penulangan plat ................................... 36
Gambar III.4.
Bagan alir perhitungan momen rencana plat ............................ 37
Gambar III.5.
Ukuran anak tangga .................................................................. 38
Gambar III.6.
Perencanaan plat lantai basement ............................................. 39
Gambar III.7.
Perencanaan plat dinding basement .......................................... 39
Gambar III.8.
Model struktur beam-slab building........................................... 40
Gambar III.9.
Model beban envelope .............................................................. 40
Gambar III.10.
Definisi mass source ................................................................. 41
Gambar III.11.
Modal load case ........................................................................ 42
Gambar III.12.
Load pattern IBC 2009 pada SAP2000 .................................... 43
Gambar III.13
Validasi analisa beban gempa pada SAP2000 .......................... 43
Gambar III.14.
Bagan alir perhitungan tulangan memanjang balok ................. 47
Gambar III.15.
Bagan alir perhitungan momen desain balok ............................ 48
Gambar III.16.
Gaya geser perlu balok ............................................................. 49
Gambar III.17.
Bagan alir perhitungan tulangan geser (begel) balok ............... 51
Gambar III.18.
Sketsa diagram perancangan kolom ......................................... 53
xv
Gambar III.19.
Bagan alir penulangan memanjang kolom................................ 56
Gambar III.20.
Bagan alir penulangan geser (begel) kolom ............................. 58
Gambar III.21.
Tegangan geser satu arah .......................................................... 59
Gambar III.22.
Tegangan geser dua arah........................................................... 60
Gambar III.23.
Diagram tegangan regangan plat poer ...................................... 61
Gambar VI.1.
Bagan alir tahap perencanaan ................................................... 67
Gambar V.1.
Denah plat lantai 1 .................................................................... 68
Gambar V.2.
Denah plat lantai 2 dan 3 .......................................................... 68
Gambar V.3.
Denah plat lantai 4 .................................................................... 69
Gambar V.4.
Tekanan tanah pada dinding dan lantai basement. ................... 81
Gambar VI.1.
Pola garis leleh untuk plat persegi ............................................ 99
Gambar VI.2.
Notasi as penyebaran beban grafitasi pada lantai atap. ............ 100
Gambar VI.3.
Notasi as penyebaran beban grafitasi pada lantai 2 dan 3. ....... 100
Gambar VI.4.
Notasi as penyebaran beban grafitasi pada lantai 4. ................. 101
Gambar VI.5.
Distribusi beban pada plat as-A ................................................ 102
Gambar VI.6.
Distribusi beban pada plat as-B ................................................ 106
Gambar VI.7.
Distribusi beban pada plat as-C ................................................ 110
Gambar VI.8.
Diagram respons spectrum........................................................ 116
Gambar VI.9.
Respons spectrum hasil hitungan manual ................................. 117
Gambar VI.10
Respons spectrum hasil hitungan online................................... 119
Gambar VII.1.
Model pembebanan dan hasil momen SAP2000 pada balok lantai
atap portal As-B no 21 .............................................................. 121
Gambar VII.2.
Momen lentur pada balok B1-A-23 .......................................... 125
Gambar VII.3.
Penulangan balok B1-A-23 ....................................................... 136
Gambar VII.4.
Diagram interaksi kolom M-N arah X ...................................... 141
Gambar VII.5.
Diagram interaksi kolom M-N arah Y ...................................... 142
Gambar VII.6.
Diagram interaksi kolom M-N arah X ...................................... 144
Gambar VII.7.
Diagram interaksi kolom M-N arah Y ...................................... 145
Gambar VII.8.
Penulangan kolom..................................................................... 146
Gambar VII.9.
Plot nilai Q dan R kolom B no 5 arah x dari berbagai kombinasi
(1,2D+L+E(+)) ........................................................................... 150
xvi
Gambar VII.10. Plot nilai Q dan R kolom B no 5 arah Y dari kombinasi
(1,2D+L+E(+)) ........................................................................... 150
Gambar VII.11. Penulangan kolom..................................................................... 151
Gambar VII.12. Penulangan kolom .................................................................... 160
Gambar VII.13 Penulangan kolom B no 5 ......................................................... 163
Gambar VII.14. Diagram M-N kolom arah X..................................................... 168
Gambar VII.15. Diagram M-N kolom arah Y..................................................... 169
Gambar VIII.1. Portal as-1 ................................................................................. 177
Gambar VIII.2. Denah struktur portal ................................................................ 177
Gambar VIII.3. Pembebanan dan momen lentur sloof ....................................... 180
xvii
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRANL-1.
GAMBAR DETAIL
LAMPIRANL-2.
KOMBINASI GAYA DALAM
LAMPIRANL-3.
PENULANGAN BALOK DAN KOLOM
xviii
DAFTAR NOTASI
Acp
= luasan yang dibatasi oleh tepi luar penampang (termasuk rongga), mm2.
A0
= luasan yang dibatasi oleh garis pusat (centerline) dinding pipa, mm2.
A0h
= luasanyang dibatasi garis begel terluar, mm2.
As
= luas tulangan longitudinal tarik (pada balok), mm2.
= luas tulangan pokok (pada pelat), mm2.
A’s
= luas tulangan longitudinal tekan (pada balok), mm2.
Asb
= luas tulangan bagi (pada pelat), mm2.
Ast
= As+ A’s = luas total tulangan longitudinal (pada balok), mm2.
As,b
= luas tulangan tarik pada kondisi seimbang (balance), mm2.
As,maks = batas maksimal luas tulangan tarik pada beton bertulang, mm2.
As,min = batas minimal luas tulangan tarik pada beton bertulang, mm2.
As,u
= luas tulangan yang diperlukan, mm2.
Av,u
= luas tulangan geser/begel yang diperlukan, mm2.
a
= tinggi blok tegangan tekan beton persegi ekuivalen, mm.
ab
= tinggi blok tegangan tekan beton persegi ekuivalen kondisi balance, mm.
b
= lebar penampang balok, mm.
Cc
= gaya tekan beton, N.
Ci
= koefisien momen pelat pada arah sumbu-i.
Clx
= koefisien momen lapangan pelat pada arah sumbu-x (bentang pendek).
Cly
= koefisien momen lapangan pelat pada arah sumbu-y (bentang panjang).
Ctx
= koefisien momen tumpuan pelat pada arah sumbu-x (bentang pendek).
Cty
= koefisien momen tumpuan pelat pada arah sumbu-y (bentang panjang).
D
= beban mati (dead load), N, N/mm, atau Nmm.
= lambang batang tulangan deform (tulangan ulir).
d
= jarak antara pusat berat tulangan tarik dan tepi serat beton tekan, mm.
db
= diameter batang tulangan, mm.
dd
ds
= jarak antara pusat berat tulangan tarik pada baris paling dalam dan tepi
serat beton tekan, mm.
= jarak antara pusat berat tulangan tekan pada baris paling dalam dan tepi
serat beton tekan, mm.
= jarak antara pusat berat tulangan tarik dan tepi serat beton tarik, mm.
ds1
= jarak antara pusat berat tulangan tarik baris pertama dan tepi serat beton
d’d
xix
tarik, mm.
ds2
= jarak antara pusat berat tulangan tarik baris pertama dan baris kedua, mm.
d’s
= jarak antara pusat berat tulangan tekan dan tepi serat beton tekan, mm.
E
= beban yang diakibatkan oleh gempa (eartquake load), N atau Nmm.
Ec
= modulus elastisitas beton, MPa.
Es
= modulus elastisitas baja tulangan, MPa.
fct
= kuat tarik beton, MPa.
f’c
= kuat tekan beton dan mutu beton yang disyaratkan pada beton umur 28
hari, MPa.
fy
= kuat leleh baja tulangan longitudinal, MPa.
h
= tinggi penampang struktur, mm.
I
= momen inersia, mm4.
K
= faktor momen pikul, MPa.
Kmaks = faktor momen pikul maksimal, MPa.
L
= beban hidup (life load), N, N/mm, atau Nmm.
Mi
= momen pelat pada arah sumbu-I, Nmm.
Mn
= momen nominal aktual struktur, Nmm.
Mn,maks = momen nominal aktual maksimal struktur, Nmm
Mlx
= momen lapangan pelat pada arah sumbu-x (bentang pendek), Nmm.
Mly
= momen lapangan pelat pada arah sumbu-y (bentang panjang), Nmm.
Mtx
= momen tumpuan pelat pada arah sumbu-x (bentang pendek), Nmm.
Mty
= momen tumpuan pelat pada arah sumbu-y (bentang panjang), Nmm.
MU
= momen perlu atau momen terfaktor, Nmm.
Mr
= momen rencana struktur, Nmm.
m
= jumlah tulangan maksimal per baris selebar balok.
n
= jumlah total batang tulangan pada hitungan balok.
= jumlah kaki begel pada hitungan begel.
Pcp
= keliling yang dibatasi oleh tepi luar penampang (termasuk rongga), mm.
Ph
= keliling yang dibatasi garis begel terluar, mm.
qD
= beban mati terbagi rata, N/mm.
qL
= beban hidup terbagi rata, N/mm.
qu
= beban terfaktor terbagi rata, N/mm.
r
= jari-jari inersia, mm.
xx
S
= jarak 1 meter atau 1000 mm.
s
= spasi begel balok atau spasi tulangan pelat, mm.
Tn
= momen puntir (torsi) nominal, Nmm.
Tu
= momen puntir (torsi) perlu atau torsi terfaktor, Nmm.
U
= kuat perlu atau beban terfaktor, N, N/mm, atau Nmm.
Vc
= gaya geser yang dapat ditahan oleh beton, N.
Vn
= gaya geser nominal pada struktur beton bertulang, N.
Vs
= gaya geser yang dapat ditahan oleh tulangan sengkang/begel, N.
Vu
= gaya geser perlu atau gaya geser terfaktor, N.
Vud
= gaya geser terfaktor pada jarak d dari muka tumpuan, N.
α
= faktor lokasi penulangan.
= faktor pelapis tulangan.
1
= faktor pembentuk tegangan beton persegi ekuivalen yang nilainya
bergantung mutu beton.
= faktor ukuran batang tulangan.
c
= berat beton, kN/m3.
t
= berat tanah diatas fondasi, kN/m3.
λ
= faktor beban agregat ringan.
= panjang bentang, m.
λd
= panjang penyaluran tegangan tulangan tarik atau tekan, mm.
λdb
= panjang penyaluran tegangan dasar, mm.
λdh
= panjang penyaluran tulangan kait, mm.
λhb
= panjang penyaluran kait dasar, mm.
λn
= bentang bersih kolom atau balok, m.
= lambang dimensi batang tulangan polos, mm.
= faktor reduksi kekuatan.
xxi
PERENCANAAN ULANG GEDUNG RUMAH SAKIT AN-NUR
YOGYAKARTA DENGAN BETON BERTULANG
ABSTRAKSI
ANDY ROSYULIANTA IRFAN
(D100 110 003)
Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Kota Yogyakarta yang berkembang pesat baik dari segi bisnis maupun
infrastruktur membuat kebutuhan rumah sakit meningkat. Oleh sebab itu akan
direncanakan sebuah gedung apartemen 3 lantai +1 basement dengan Sistem
Rangka Pemikul Momen Menengah (SRPMM) di wilayah tersebut. Struktur
gedung yang direncanakan harus mempertimbangkan aspek keamanan,
arsitektural dan ekonomi. Perencanaan gedung apartemen ini mengacu pada
standar peraturan (SNI) terbaru yang telah diterbitkan, yaitu SNI-1726:2012 (Tata
Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Gedung dan Non-Gedung)
dan SNI-2847:2013 (Persyaratan Beton Struktural Untuk Bangunan Gedung).
Perencanaan gedung ini mencakup struktur utama (struktur atas balok kolom dan
struktur bawah) serta struktur rangka atap baja dan struktur plat (plat lantai,
dinding basement dan tangga). Perhitungan klasifikasi situs tanah termasuk
kategori SD (tanah sedang), maka diperoleh nilai SDS dan SD1 adalah 1,226 dan
0,448 sehingga klasifikasi Kategori Desain Seismik (KDS) untuk perencanaan ini
termasuk KDS D (resiko gempa besar). Untuk kebutuhan perencanaan beban
gempa pada gedung SRPMM, dipakai faktor keutamaan bangunan Ie dengan nilai
1,0 (hunian, kategori risiko II) faktor modifikasi respons (R) sebesar 5, faktor
perbesaran defleksi (Cd) bernilai 2,5. Mutu beton yang dipakai fc’ 25 MPa, serta
tulangan baja BJTS 400 MPa dan BJTP 240 MPa. Balok struktur direncanakan
berdimensi 350/700 untuk lantai 1 dan 2, 300/600 untuk lantai 3 sampai dengan 4.
Sedangkan untuk kolom direncanakan dengan dimensi 450/600 untuk lantai
basement sampai dengan lantai 2 dan 300/500 untuk lantai 3 sampai dengan 4.
Struktur bawah direncanakan memakai pondasi telapak dengan kedalaman 1 m.
Kata kunci : perencanaan, sistem rangka pemikul momen menengah, struktur
gedung.
xxii
YOGYAKARTA DENGAN BETON BERTULANG
Tugas Akhir
untuk memenuhi sebagai persyaratan
Mencapai Derajat Strata-1 Teknik Sipil
diajukan Oleh :
ANDY ROSYULIANTA IRFAN
NIM : D100 110 003
NIKRM : 11.6.106.03010.50003
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2015
ii
iii
PRAKATA
Assalamu’alaikum Wr. Wb.
Alhamdulillah, puji dan syukur Penyusun panjatkan kehadirat Allah SWT yang
telah melimpahkan segala rahmat, taufik dan hidayah-Nya, sehingga dapat
terselesaikannya penyusunan Tugas Akhir ini dengan judul “PERENCANAAN
ULANG GEDUNG RUMAH SAKIT AN-NUR YOGYAKARTA DENGAN
BETON BERTULANG“. Tugas Akhir ini disusun guna melengkapi sebagian
persyaratan untuk mencapai derajat sarjana S-1 pada Program Studi Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Bersama dengan selesainya Tugas Akhir ini penyusun mengucapkan
banyak terima kasih kepada :
1). Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT. PhD., selaku Dekan Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta .
2). Bapak Mochamad Solikin, S.T, M.T, Ph.D., selaku Ketua Program Studi
Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3). Bapak Ir. Abdul Rochman, M.T., selaku Pembimbing Utama yang telah
memberikan dorongan, arahan serta bimbingan yang sangat bermanfaat bagi
Penulis.
4). Bapak Mochamad Solikin, S.T, M.T, Ph.D., selaku Pembimbing Pendamping
yang telah memberikan dorongan, arahan serta bimbingan yang sangat
bermanfaat bagi Penulis.
5). Bapak Budi Setiawan, ST, MT., selaku Anggota Dewan Penguji, yang telah
memberikan dorongan, arahan serta bimbingan yang juga sangat bermanfaat
bagi Penulis.
6). Bapak Ir. Abdul Rochman, M.T., selaku Pembimbing Akademik.
7). Bapak dan Ibu dosen Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta atas bimbingan dan ilmu yang telah diberikan.
iv
8). Bapak, ibu, dan keluarga tercinta yang selalu memberikan doa dan dorongan
baik material maupun spiritual.
9). Teman – teman teknik sipil angkatan 2011 seperjuangan.
10). Semua pihak– pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan laporan
Tugas Akhir ini. Semoga segala bantuan yang telah diberikan kepada
penyusun, senantiasa mendapatkan pahala dari Allah SWT. Amin.
Penyusun menyadari bahwa penyusunan Laporan Tugas Akhir ini masih
jauh dari sempurna, Oleh karena itu segala koreksi dan saran yang bersifat
membangun Penyusun harapkan guna penyempurnaan Tugas Akhir ini.Besar
harapan Penyusun semoga Tugas Akhir ini bermanfaat bagi Penyusun dan
Pembaca.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
Surakarta,
Desember 2015
Penyusun
v
MOTTO
Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan, maka apabila kamu telah
selesai(dari suatu urusan) kerjakanlah dengan sungguh-sungguh (urusan)
yanglain.
(Q.S. Al-Insyirah : 6-7)
Janganlah kam,u menyingkur tangan (kerjakan apa yang bisa kerjakan)
(Ayahanda,)
Belajar bekerja di bawah tekanan, harus berfikir positif dan berjiwa besar
(Andy R. Irfan)
Seorang pemenang, bukan pecundang. Seorang pemenang, bukanlah seorang
yang tidak pernah gagal. Tapi pemenang adalah seorang yang tidak pernah
berhenti mencoba.
(Dede Agi Kusuma)
vi
PERSEMBAHAN
Assalamualaikum Wr.Wb.
Atas karunia yang telah allah SWT berikan. Sehingga seya dapat
menyelesaikan Tugas Akhir ini. Untuk memenuhi sebagai persyaratan
mencapai derajat Sarjana-1 Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah
Surakarta.
Tugas Akhir ini saya persembahkan kepada
Allah SWT dan Nabi Muhammad SAW
Untuk ayah yang sudah berpulang kesisiNYA akhrnya selasai juga study
ku
Untuk keluarga kecilku tercinta. Bapak, Ibu, adik. bimbingan, pelajaranpelajaran yang berharga, financial, serta kasih sayang yang telah dilim
pahkan
kepada
saya.
Yang
telah
memberikan
semangat
untuk
terselesaikannya tugas akhir ini.
Terimakasih sahabat sahabatku, Wisnu Murti, Wahyu Purnomo, Edy
Irawan yang selalu memberi saran kritik yang membangun semangat.
Terima kasih kepada Dwita Rakhma Dani beserta keluarga yang telah
mendoakan dan juga memberikan dukungan, sehingga terselesaikan tugas
akhir ini.
Teman-teman Teknik Sipil angkatan 2011 terutama kepada Ary Tri
Hananto, Rokhyat Taufik, Rosyid Setiawan, Nadia Novita Laksmi,
Chanifah Eska R semua teman-teman seperjuangan dan seangkatan yang
tidak bisa saya sebut satu persatu. Terima kasih atas bantuan dan kerja
samanya, serta telah menjadi teman yang baik selama menempuh studi,
saya akan sangat merindukan kalian.
Agama, Bangsa, Negara, serta Almamater dan semua pihak yang telah
membatu dan tetangga yang berada di lingkunganku.
vii
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN PENGESAHAN .............................................................................. ii
PRAKATA ........................................................................................................... iv
DAFTAR ISI ...................................................................................................... viii
DAFTAR TABEL ............................................................................................... xii
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xv
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. xviii
DAFTAR NOTASI ............................................................................................. xix
ABSTRAKSI...................................................................................................... xxii
BAB I.
PENDAHULUAN ...........................................................................1
A. Latar Belakang ...........................................................................1
B. Rumusan Masalah ..................................................................... 1
C. Tujuan Perencanaan .................................................................. 2
D. Manfaat Perencanaan ................................................................ 2
E. Lingkup Perencanaan ................................................................ 2
1.
Pedoman Perencanaan...................................................... 2
2.
Perhitungan dan Pembebanan .......................................... 3
BAB II.
TINJAUAN PUSTAKA ................................................................ 4
A. Umum ....................................................................................... 4
B. Filosofi Gedung Tahan Gempa ................................................. 4
1. Earthquake proof and resistant building ............................. 4
C. Konsep Perencanaan Gedung Tahan Gempa
1. Daktilitas ............................................................................. 5
2. Sendi plastis ........................................................................ 7
D. Sistem Rangka Pemikul Momen (SRPM)................................. 9
1. Definisi Sistem Rangka Pemikul Momen (SRPM) ............. 9
2. Kelebihan dan kekurangan SRPM terbuka ....................... 10
3. Pemilihan SRPM untuk struktur utama gedung ................ 12
E. Konsep Pembebanan ............................................................... 12
1. Definisi berbagai jenis beban ............................................ 12
2. Faktor keamanan ............................................................... 16
3. Kuat perlu (Ru), kuat nominal (Rn) dan kuat desain (Rd) .. 17
F. Beban Gempa .......................................................................... 18
1. Umum................................................................................ 18
2. Faktor penentu beban gempa ............................................ 18
3. Respons spektrum di wilayah Indonesia ........................... 24
viii
BAB III.
LANDASAN TEORI ................................................................... 33
A. Perencanaan Konstruksi Plat ................................................... 33
1. Perencanaan plat ............................................................... 33
2. Perencanaan tangga beton bertulang ................................ 38
3. Perencanaan lantai dan dinding basement......................... 39
B. Perencanaan Struktur Atas ...................................................... 40
1. Pemodelan struktur............................................................ 40
2. Beban gravitasi struktur .................................................... 40
3. Evaluasi ketidakberaturan struktur .................................... 41
4. Beban gempa struktur ....................................................... 41
5. Analisa mekanika dan validasi output SAP2000 .............. 43
6. Perencanaan balok............................................................. 44
7. Perencanaan kolom ........................................................... 52
C. Perencanaan Struktur Bawah .................................................. 59
1. Perencanaan pondasi ......................................................... 59
BAB IV.
METODE PERENCANAAN ..................................................... 64
A. Data Perencanaan ................................................................... 64
B. Alat Bantu Untuk Perencanaan ............................................. 64
C. Pedoman Yang Digunakan ...................................................... 65
D. Tahapan Perencanaan ............................................................ 65
BAB V.
PERENCANAAN PLAT DAN TANGGA ................................ 68
A. Perencanaan Plat Lantai .......................................................... 68
1. Analisis Pembebanan Plat ................................................. 69
2. Perhitungan Momen Plat Lantai ........................................ 70
3. Perhitungan Penulangan Plat Lantai (Daerah Lapangan) .. 72
4. Perhitungan Penulangan Plat Lantai (Daerah Tumpuan) .. 75
B. Perencanaan Dinding Basement .............................................. 81
1. Perencanaan Dinding Basement ........................................ 81
2. Perhitungan Momen Dinding Basement ............................ 82
3. Perhitungan Penulangan Dinding Basement
(Daerah Lapangan) .................................................................. 82
4. Perhitungan Penulangan Dinding Basement
(Daerah Tumpuan) ................................................................. 84
C. Perencanaan Tangga................................................................ 87
1. Perhitungan Anak Tangga ................................................. 87
2. Analisis Pembebanan ........................................................ 87
3. Analisa Mekanika (Momen Pada Tangga) ........................ 88
4. Perhitungan Tulangan Tangga Bordes Tangga ................. 88
ix
BAB VI.
ANALISIS BEBAN PADA PORTAL ....................................... 99
A. Beban Gravitasi Pada Struktur Gedung .................................. 99
1. Portal as-A....................................................................... 102
2. Portal as-B ....................................................................... 106
3. Portal as-C ....................................................................... 110
B. Analisis Beban Gempa .......................................................... 114
1. Klasifikasi situs tanah ..................................................... 114
2. Respons spektrum desain ................................................ 115
3. Faktor keutamaan bangunan dan kategori desain
seismik................................................................................... 117
4. Analisis Beban Gempa Dinamis Dengan Metode Respons
Spektrum .............................................................................. 117
5. Respons Sepctrum Dengan Mengunakan Online ............ 119
BAB VII.
PERENCANAAN STRUKTUR UTAMA ............................... 120
A. Analisa Mekanika Portal ....................................................... 120
1. Hasil Analisa Mekanika .................................................. 120
2. Validasi Hasil Output SAP2000...................................... 120
B. Kontrol Kecupukan Dimensi Portal ...................................... 123
1. Kontrol Dimensi Balok ................................................... 123
C. Perencanaan Struktur Portal dengan SRPMM ...................... 124
1. Perencanaan Balok .......................................................... 124
2. Kontrol Dimensi Kolom .................................................. 137
3. Kolom Biaksial................................................................ 164
BAB VIII.
PERENCANAAN FONDASI DAN SLOOF ........................... 171
A. Perencanaan Fondasi ............................................................. 171
1. Penentuan Ukuran Fondasi ............................................. 171
2. Kontrol Tegangan Geser 1 Arah ..................................... 172
3. Kontrol Tegangan Geser 2 Arah ..................................... 173
4. Penulangan Fondasi ........................................................ 173
5. Kontrol Kuat Dukung Fondasi ........................................ 176
6. Pengulingan Gedung Terhadap Gempa .......................... 177
B. Perencanaan Sloof ................................................................. 179
1. Pembebanan Balok Sloof ................................................ 179
2. Analisa Mekanik Balok Sloof ......................................... 179
3. Penulangan Balok Sloof .................................................. 180
ANALISA HARGA SATUAN .................................................. 183
A. Analisa Harga Satuan ............................................................ 183
B. Perhitungan Biaya dan Volume ............................................ 186
BAB IX.
x
BAB X.
KESIMPULAN DAN SARAN ................................................. 198
C. Kesimpulan ........................................................................... 198
D. Saran...................................................................................... 199
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xi
DAFTAR TABEL
Tabel II.1. ........ Pemilihan sistem struktur berdasarkan KDS.............................12
Tabel II.2.
Nilai berbagai beban mati ..........................................................13
Tabel II.3.
Nilai berbagai beban hidup ........................................................13
Tabel II.4.
Faktor elemen beban hidup .......................................................15
Tabel II.5.
Nilai faktor reduksi kekuatan (Ø) .............................................17
Tabel II.6.
Kategori resiko bangunan .........................................................19
Tabel II.7.
Faktor keutamaan gempa (Ie) ....................................................21
Tabel II.8.
Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons
percepatan periode pendek ........................................................21
Tabel II.9.
Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons
percepatan periode 1 detik ........................................................21
Tabel II.10.
Nilai Faktor modifikasi respons (R) ..........................................22
Tabel II.11.
Faktor reduksi beban hidup (fr) .................................................23
Tabel II.12.
Klasifikasi situs tanah ...............................................................29
Tabel II.13.
Faktor amplifikasi periode pendek (Fa) .....................................30
Tabel II.14.
Faktor amplifikasi periode 1 detik (Fv) .....................................30
Tabel V.1.
Momen plat lantai .....................................................................70
Tabel V.2
Tulangan dan momen tersedia plat lantai..................................79
Tabel V.3
Tulangan dan momen dinding basement...................................86
Tabel V.4
Momen tangga ...........................................................................88
Tabel V.5
Tulangan dan momen rencana struktur tangga .........................98
Tabel VI.I.
Nilai N-SPT tanah .....................................................................114
Tabel VII.1.
Pembebanan gempa ELF pada portal as-1 ................................122
Tabel VII.2
Nilai momen uujung kolom hasil analisa mekanika
SAP2000 ...................................................................................122
Tabel VII.3.
Kombinasi momen lentur balok B1-A-23 .................................125
Tabel VII.4.
Momen leentur yang dipakai pada balok B1-a-23 ....................126
Tabel VII.5.
Gaya geser kombinasi balok B1-A-23 ......................................131
xii
Tabel VII.6.
Hasil hitungan Q dan R dengan sebesar 1%, 2%, 3% dan 4%
dengan fc = 25 Mpa, fy = 400 Mpa ............................................140
Tabel VII.7.
Kombinasi kolom ......................................................................143
Tabel VII.8.
Gaya geser kolom as B-no 5 Basement .....................................146
Tabel VII.9.
Gaya aksial kolom lantai Basement as-B ..................................147
Tabel VII.10
Perhitungan δs nilai lantai Basement bagian atas As B arah x pada
kombinasi (1,4D) dan (1,2D+L+E(+))........................................148
Tabel VII.11.
Perhitungan ρ di Lantai Bassement portal As A,B dan C dengan
Dimensi 450/600. ......................................................................152
Tabel VII.12.
Lanjutan perhitungan ρ di Lantai Bassement portal As A,B dan C
dengan Dimensi 450/600...........................................................153
Tabel VII.13.
Perhitungan ρ di Lantai 1 portal As A,B dan C dengan Dimensi
450/600 ......................................................................................154
Tabel VII.14
Lanjutan perhitungan ρ di Lantai 1 portal As A,B dan C dengan
Dimensi 450/600 .......................................................................155
Tabel VII.15
Perhitungan ρ di Lantai 2 portal As A,B dan C dengan Dimensi
300/500 ......................................................................................156
Tabel VII.16
Lanjutan perhitungan ρ di Lantai 2 portal As A,B dan C dengan
Dimensi 300/500 .......................................................................157
Tabel VII.17
Perhitungan ρ di Lantai 3 portal As A,B dan C dengan Dimensi
300/500 ......................................................................................158
Tabel VII.18
Lanjutan perhitungan ρ di Lantai 3 portal As A,B dan C dengan
Dimensi 300/500 .......................................................................159
Tabel VII.19
Gaya geser kombinasi kolom kolom B no 5 di dalam lo ..........161
Tabel VII.20
Gaya geser kombinasi kolom kolom B no 5 di luar lo..............161
Tabel VIII.1
Gaya aksial as A no 1 ................................................................171
Tabel VIII.2
Momen kolom as A no 1 ...........................................................171
Tabel VIII.3
Hitungan beban gempa nominal horizontal pada tiap
lantai ..........................................................................................179
Tabel VIII.4
Hasil analisa mekanik balok sloof portal as-3...........................180
Tabel IX.1
Harga satuan pekerjaan .............................................................184
xiii
Tabel IX.2
Hitungan volume beton ..............................................................187
Tabel IX.3
Hitungan berat pembesian tulangan pokok ...............................188
Tabel IX.4
Hitungan jumlah tulangan bagi portal as A...............................189
Tabel IX.5
Hitungan jumlah tulangan bagi portal as B ...............................190
Tabel IX.6
Hitungan jumlah tulangan bagi portal as C ...............................191
Tabel IX.7
Hitungan jumlah tulangan bagi portal as angka
lantai 1 dan 2 .............................................................................192
Tabel IX.8
Hitungan jumlah tulangan bagi portal as angka
lantai 3 dan 4 .............................................................................193
Tabel IX.9
Hitungan berat pembesian tulangan bagi ..................................194
Tabel IX.10
Hitungan begesting balok dan kolom ........................................195
Tabel IX.11
Biaya kebutuhan struktur baja ...................................................196
Tabel IX.12
Rekapitulasi struktur beton .......................................................197
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar II.1.
Sendi plastis pada struktur gedung. ............................................ 8
Gambar II.2.
Sendi plastis pada balok (a) dan kolom (b)................................. 8
Gambar II.3.
SRPM terbuka ............................................................................. 9
Gambar II.4.
Interstorey drift pada portal ...................................................... 10
Gambar II5.
SRPM dengan kombinasi struktur lain. .................................... 10
Gambar II.6.
Soft storey pada struktur. .......................................................... 11
Gambar II.7.
Peta parameter respons percepatan periode pendek (Ss). .......... 25
Gambar II.8.
Peta parameter respons percepatan periode 0,1 detik (S1)…….26
Gambar II.9.
Peta gempa koefisien risiko terpetakan periode pendek crs. ..... 27
Gambar II.10.
Peta gempa koefisien risiko terpetakan periode 1 detik cr1. ..... 28
Gambar II.11.
Diagram respons spektrum. ...................................................... 31
Gambar III.1.
Penentuan panjang bentang plat (λ). ......................................... 33
Gambar III.2.
Momen lentur pada plat satu arah ............................................. 35
Gambar III.3.
Bagan alir perhitungan penulangan plat ................................... 36
Gambar III.4.
Bagan alir perhitungan momen rencana plat ............................ 37
Gambar III.5.
Ukuran anak tangga .................................................................. 38
Gambar III.6.
Perencanaan plat lantai basement ............................................. 39
Gambar III.7.
Perencanaan plat dinding basement .......................................... 39
Gambar III.8.
Model struktur beam-slab building........................................... 40
Gambar III.9.
Model beban envelope .............................................................. 40
Gambar III.10.
Definisi mass source ................................................................. 41
Gambar III.11.
Modal load case ........................................................................ 42
Gambar III.12.
Load pattern IBC 2009 pada SAP2000 .................................... 43
Gambar III.13
Validasi analisa beban gempa pada SAP2000 .......................... 43
Gambar III.14.
Bagan alir perhitungan tulangan memanjang balok ................. 47
Gambar III.15.
Bagan alir perhitungan momen desain balok ............................ 48
Gambar III.16.
Gaya geser perlu balok ............................................................. 49
Gambar III.17.
Bagan alir perhitungan tulangan geser (begel) balok ............... 51
Gambar III.18.
Sketsa diagram perancangan kolom ......................................... 53
xv
Gambar III.19.
Bagan alir penulangan memanjang kolom................................ 56
Gambar III.20.
Bagan alir penulangan geser (begel) kolom ............................. 58
Gambar III.21.
Tegangan geser satu arah .......................................................... 59
Gambar III.22.
Tegangan geser dua arah........................................................... 60
Gambar III.23.
Diagram tegangan regangan plat poer ...................................... 61
Gambar VI.1.
Bagan alir tahap perencanaan ................................................... 67
Gambar V.1.
Denah plat lantai 1 .................................................................... 68
Gambar V.2.
Denah plat lantai 2 dan 3 .......................................................... 68
Gambar V.3.
Denah plat lantai 4 .................................................................... 69
Gambar V.4.
Tekanan tanah pada dinding dan lantai basement. ................... 81
Gambar VI.1.
Pola garis leleh untuk plat persegi ............................................ 99
Gambar VI.2.
Notasi as penyebaran beban grafitasi pada lantai atap. ............ 100
Gambar VI.3.
Notasi as penyebaran beban grafitasi pada lantai 2 dan 3. ....... 100
Gambar VI.4.
Notasi as penyebaran beban grafitasi pada lantai 4. ................. 101
Gambar VI.5.
Distribusi beban pada plat as-A ................................................ 102
Gambar VI.6.
Distribusi beban pada plat as-B ................................................ 106
Gambar VI.7.
Distribusi beban pada plat as-C ................................................ 110
Gambar VI.8.
Diagram respons spectrum........................................................ 116
Gambar VI.9.
Respons spectrum hasil hitungan manual ................................. 117
Gambar VI.10
Respons spectrum hasil hitungan online................................... 119
Gambar VII.1.
Model pembebanan dan hasil momen SAP2000 pada balok lantai
atap portal As-B no 21 .............................................................. 121
Gambar VII.2.
Momen lentur pada balok B1-A-23 .......................................... 125
Gambar VII.3.
Penulangan balok B1-A-23 ....................................................... 136
Gambar VII.4.
Diagram interaksi kolom M-N arah X ...................................... 141
Gambar VII.5.
Diagram interaksi kolom M-N arah Y ...................................... 142
Gambar VII.6.
Diagram interaksi kolom M-N arah X ...................................... 144
Gambar VII.7.
Diagram interaksi kolom M-N arah Y ...................................... 145
Gambar VII.8.
Penulangan kolom..................................................................... 146
Gambar VII.9.
Plot nilai Q dan R kolom B no 5 arah x dari berbagai kombinasi
(1,2D+L+E(+)) ........................................................................... 150
xvi
Gambar VII.10. Plot nilai Q dan R kolom B no 5 arah Y dari kombinasi
(1,2D+L+E(+)) ........................................................................... 150
Gambar VII.11. Penulangan kolom..................................................................... 151
Gambar VII.12. Penulangan kolom .................................................................... 160
Gambar VII.13 Penulangan kolom B no 5 ......................................................... 163
Gambar VII.14. Diagram M-N kolom arah X..................................................... 168
Gambar VII.15. Diagram M-N kolom arah Y..................................................... 169
Gambar VIII.1. Portal as-1 ................................................................................. 177
Gambar VIII.2. Denah struktur portal ................................................................ 177
Gambar VIII.3. Pembebanan dan momen lentur sloof ....................................... 180
xvii
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRANL-1.
GAMBAR DETAIL
LAMPIRANL-2.
KOMBINASI GAYA DALAM
LAMPIRANL-3.
PENULANGAN BALOK DAN KOLOM
xviii
DAFTAR NOTASI
Acp
= luasan yang dibatasi oleh tepi luar penampang (termasuk rongga), mm2.
A0
= luasan yang dibatasi oleh garis pusat (centerline) dinding pipa, mm2.
A0h
= luasanyang dibatasi garis begel terluar, mm2.
As
= luas tulangan longitudinal tarik (pada balok), mm2.
= luas tulangan pokok (pada pelat), mm2.
A’s
= luas tulangan longitudinal tekan (pada balok), mm2.
Asb
= luas tulangan bagi (pada pelat), mm2.
Ast
= As+ A’s = luas total tulangan longitudinal (pada balok), mm2.
As,b
= luas tulangan tarik pada kondisi seimbang (balance), mm2.
As,maks = batas maksimal luas tulangan tarik pada beton bertulang, mm2.
As,min = batas minimal luas tulangan tarik pada beton bertulang, mm2.
As,u
= luas tulangan yang diperlukan, mm2.
Av,u
= luas tulangan geser/begel yang diperlukan, mm2.
a
= tinggi blok tegangan tekan beton persegi ekuivalen, mm.
ab
= tinggi blok tegangan tekan beton persegi ekuivalen kondisi balance, mm.
b
= lebar penampang balok, mm.
Cc
= gaya tekan beton, N.
Ci
= koefisien momen pelat pada arah sumbu-i.
Clx
= koefisien momen lapangan pelat pada arah sumbu-x (bentang pendek).
Cly
= koefisien momen lapangan pelat pada arah sumbu-y (bentang panjang).
Ctx
= koefisien momen tumpuan pelat pada arah sumbu-x (bentang pendek).
Cty
= koefisien momen tumpuan pelat pada arah sumbu-y (bentang panjang).
D
= beban mati (dead load), N, N/mm, atau Nmm.
= lambang batang tulangan deform (tulangan ulir).
d
= jarak antara pusat berat tulangan tarik dan tepi serat beton tekan, mm.
db
= diameter batang tulangan, mm.
dd
ds
= jarak antara pusat berat tulangan tarik pada baris paling dalam dan tepi
serat beton tekan, mm.
= jarak antara pusat berat tulangan tekan pada baris paling dalam dan tepi
serat beton tekan, mm.
= jarak antara pusat berat tulangan tarik dan tepi serat beton tarik, mm.
ds1
= jarak antara pusat berat tulangan tarik baris pertama dan tepi serat beton
d’d
xix
tarik, mm.
ds2
= jarak antara pusat berat tulangan tarik baris pertama dan baris kedua, mm.
d’s
= jarak antara pusat berat tulangan tekan dan tepi serat beton tekan, mm.
E
= beban yang diakibatkan oleh gempa (eartquake load), N atau Nmm.
Ec
= modulus elastisitas beton, MPa.
Es
= modulus elastisitas baja tulangan, MPa.
fct
= kuat tarik beton, MPa.
f’c
= kuat tekan beton dan mutu beton yang disyaratkan pada beton umur 28
hari, MPa.
fy
= kuat leleh baja tulangan longitudinal, MPa.
h
= tinggi penampang struktur, mm.
I
= momen inersia, mm4.
K
= faktor momen pikul, MPa.
Kmaks = faktor momen pikul maksimal, MPa.
L
= beban hidup (life load), N, N/mm, atau Nmm.
Mi
= momen pelat pada arah sumbu-I, Nmm.
Mn
= momen nominal aktual struktur, Nmm.
Mn,maks = momen nominal aktual maksimal struktur, Nmm
Mlx
= momen lapangan pelat pada arah sumbu-x (bentang pendek), Nmm.
Mly
= momen lapangan pelat pada arah sumbu-y (bentang panjang), Nmm.
Mtx
= momen tumpuan pelat pada arah sumbu-x (bentang pendek), Nmm.
Mty
= momen tumpuan pelat pada arah sumbu-y (bentang panjang), Nmm.
MU
= momen perlu atau momen terfaktor, Nmm.
Mr
= momen rencana struktur, Nmm.
m
= jumlah tulangan maksimal per baris selebar balok.
n
= jumlah total batang tulangan pada hitungan balok.
= jumlah kaki begel pada hitungan begel.
Pcp
= keliling yang dibatasi oleh tepi luar penampang (termasuk rongga), mm.
Ph
= keliling yang dibatasi garis begel terluar, mm.
qD
= beban mati terbagi rata, N/mm.
qL
= beban hidup terbagi rata, N/mm.
qu
= beban terfaktor terbagi rata, N/mm.
r
= jari-jari inersia, mm.
xx
S
= jarak 1 meter atau 1000 mm.
s
= spasi begel balok atau spasi tulangan pelat, mm.
Tn
= momen puntir (torsi) nominal, Nmm.
Tu
= momen puntir (torsi) perlu atau torsi terfaktor, Nmm.
U
= kuat perlu atau beban terfaktor, N, N/mm, atau Nmm.
Vc
= gaya geser yang dapat ditahan oleh beton, N.
Vn
= gaya geser nominal pada struktur beton bertulang, N.
Vs
= gaya geser yang dapat ditahan oleh tulangan sengkang/begel, N.
Vu
= gaya geser perlu atau gaya geser terfaktor, N.
Vud
= gaya geser terfaktor pada jarak d dari muka tumpuan, N.
α
= faktor lokasi penulangan.
= faktor pelapis tulangan.
1
= faktor pembentuk tegangan beton persegi ekuivalen yang nilainya
bergantung mutu beton.
= faktor ukuran batang tulangan.
c
= berat beton, kN/m3.
t
= berat tanah diatas fondasi, kN/m3.
λ
= faktor beban agregat ringan.
= panjang bentang, m.
λd
= panjang penyaluran tegangan tulangan tarik atau tekan, mm.
λdb
= panjang penyaluran tegangan dasar, mm.
λdh
= panjang penyaluran tulangan kait, mm.
λhb
= panjang penyaluran kait dasar, mm.
λn
= bentang bersih kolom atau balok, m.
= lambang dimensi batang tulangan polos, mm.
= faktor reduksi kekuatan.
xxi
PERENCANAAN ULANG GEDUNG RUMAH SAKIT AN-NUR
YOGYAKARTA DENGAN BETON BERTULANG
ABSTRAKSI
ANDY ROSYULIANTA IRFAN
(D100 110 003)
Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Kota Yogyakarta yang berkembang pesat baik dari segi bisnis maupun
infrastruktur membuat kebutuhan rumah sakit meningkat. Oleh sebab itu akan
direncanakan sebuah gedung apartemen 3 lantai +1 basement dengan Sistem
Rangka Pemikul Momen Menengah (SRPMM) di wilayah tersebut. Struktur
gedung yang direncanakan harus mempertimbangkan aspek keamanan,
arsitektural dan ekonomi. Perencanaan gedung apartemen ini mengacu pada
standar peraturan (SNI) terbaru yang telah diterbitkan, yaitu SNI-1726:2012 (Tata
Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Gedung dan Non-Gedung)
dan SNI-2847:2013 (Persyaratan Beton Struktural Untuk Bangunan Gedung).
Perencanaan gedung ini mencakup struktur utama (struktur atas balok kolom dan
struktur bawah) serta struktur rangka atap baja dan struktur plat (plat lantai,
dinding basement dan tangga). Perhitungan klasifikasi situs tanah termasuk
kategori SD (tanah sedang), maka diperoleh nilai SDS dan SD1 adalah 1,226 dan
0,448 sehingga klasifikasi Kategori Desain Seismik (KDS) untuk perencanaan ini
termasuk KDS D (resiko gempa besar). Untuk kebutuhan perencanaan beban
gempa pada gedung SRPMM, dipakai faktor keutamaan bangunan Ie dengan nilai
1,0 (hunian, kategori risiko II) faktor modifikasi respons (R) sebesar 5, faktor
perbesaran defleksi (Cd) bernilai 2,5. Mutu beton yang dipakai fc’ 25 MPa, serta
tulangan baja BJTS 400 MPa dan BJTP 240 MPa. Balok struktur direncanakan
berdimensi 350/700 untuk lantai 1 dan 2, 300/600 untuk lantai 3 sampai dengan 4.
Sedangkan untuk kolom direncanakan dengan dimensi 450/600 untuk lantai
basement sampai dengan lantai 2 dan 300/500 untuk lantai 3 sampai dengan 4.
Struktur bawah direncanakan memakai pondasi telapak dengan kedalaman 1 m.
Kata kunci : perencanaan, sistem rangka pemikul momen menengah, struktur
gedung.
xxii