PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG PERKANTORAN 4 LANTAI DENGAN SISTEM RANGKA PEMIKUL MOMEN MENENGAH Perencanaan Struktur Gedung Perkantoran 4 Lantai Dengan Sistem Rangka Pemikul Momen Menengah (SRPMM) Di Wilayah Sukoharjo.
PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG PERKANTORAN 4 LANTAI
DENGAN SISTEM RANGKA PEMIKUL MOMEN MENENGAH
(SRPMM) DI WILAYAH SUKOHARJO
Tugas Akhir
untuk memenuhi sebagian persyaratan
mencapai derajat S-1 Teknik Sipil
diajukan oleh :
IKA NOVIYANTI
NIM : D 100 120 090
kepada :
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2016
i
MOTTO
Dan seandainya pohon-pohon di bumi menjadi pena dan lautan (menjadi tinta),
ditambahkan kepadanya tujuh lautan (lagi) setelah (kering)nya, niscaya tidak
akan habis-habisnya (dituliskan) kalimat-kalimat Allah. Sesungguhnya Allah
Mahaperkasa, Mahabijaksana.
(Q.S. Luqman : 27)
Kata Mereka : “Temukan tujuan hidupmu dan jalanilah.”
Tapi terkadang, hanya setelah kamu hidup barulah kamu sadar hidupmu
memiliki tujuan, dan kemungkinan besar ia adalah tujuan yang tak pernah ada
dibenakmu.
(Khaled Hosseini)
Jadilah seorang murid selama kamu masih memiliki sesuatu untuk dipelajari,
Dan itu berarti seumur hidupmu.
(Henry Doherty)
The best way to predict your future is to create it
(Abraham Lincoln)
Tidak peduli seberapa banyak kamu terjatuh, yang penting adalah seberapa
cepat kamu bangkit
(Anonim)
iv
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
STRUKTUR GEDUNG PERKANTORAN 4 LANTAI DENGAN SISTEM
RANGKA PEMIKUL MOMEN MENENGAH (SRPMM) DI WILAYAH
SUKOHARJO“. 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. Aliem Sudjatmiko, M.T., selaku Pembimbing Utama yang telah
memberikan dorongan, arahan serta bimbingan yang sangat bermanfaat bagi
Penulis.
4). Ibu Yenny Nurchasanah, ST, MT., selaku Anggota I Dewan Penguji yang
telah memberikan dorongan, arahan serta bimbingan yang sangat bermanfaat
bagi Penulis.
5). Bapak Ir. Suhendro Trinugroho, M.T., selaku Anggota II Dewan Penguji,
yang telah memberikan dorongan, arahan serta bimbingan yang juga sangat
bermanfaat bagi Penulis.
6). Bapak Ir. H. Ali Asroni, M.T., selaku Pembimbing Akademik.
v
7). Bapak dan Ibu dosen Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta atas bimbingan dan ilmu yang telah diberikan.
8). Bapak, ibu, dan keluarga tercinta yang selalu memberikan doa dan dorongan
baik material maupun spiritual.
9). Teman – teman teknik sipil angkatan 2012 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, November 2016
Penyusun
vi
PERSEMBAHAN
Untuk keluargaku tercinta, Bapak, Ibu dan Adik-adikku. Terima kasih atas
segala doa, bimbingan, pelajaran-pelajaran yang berharga, serta kasih
sayang yang telah dilimpahkan kepada saya dan telah memberikan semangat
sampai terselesaikannya Tugas Akhir ini.
Keluarga besar di Pati dan Semarang, terima kasih atas doa dan
dukungannya.
Teman-teman Teknik Sipil khususnya angkatan 2012 : teman seperjuangan
perencanaan struktur Pariyanto, serta yang lainya Damar Gumilang, Davit
Fahelis, Dhevit Sulistyo, Eni Susanti, Mukti Aji, Meiriza, Sri Endah M.,
Teguh Pujiyanto, Yusuf Aditya, Bustanul Faizin. Terima kasih atas bantuan
dan kerja samanya, serta telah menjadi sahabat yang baik selama menempuh
studi.
Agama, Bangsa, Negara, serta Almamater dan semua pihak yang telah
membantu dan memberikan dukungan kepada saya.
Seseorang yang masih menjadi misteri.
vii
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................ ii
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR .......................................... iii
MOTTO ......................................................................................................... iv
PRAKATA ..................................................................................................... v
PERSEMBAHAN .......................................................................................... vii
DAFTAR ISI .................................................................................................. viii
DAFTAR TABEL ......................................................................................... xii
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xiv
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................ xvii
DAFTAR NOTASI ....................................................................................... xviii
ABSTRAKSI................................................................................................... xxi
BAB I.
PENDAHULUAN ...................................................................
A. Latar Belakang ...................................................................
B. Rumusan Masalah ..............................................................
C. Tujuan Perencanaan ...........................................................
D. Manfaat Perencanaan .........................................................
E. Batasan Masalah.................................................................
F. Keaslian Tugas Akhir.........................................................
1
2
2
2
2
3
4
BAB II.
TINJAUAN PUSTAKA .........................................................
A. Umum ................................................................................
B. Daktalitas............................................................................
1. Pengertinan Daktalitas ..................................................
C. Dilatasi ...............................................................................
1. Pengertian Dilatasi .......................................................
D. Pembebanan Struktur .........................................................
1. Kekuatan komponen.....................................................
2. Kombinasi pembebanan ...............................................
3. Faktor reduksi kekuatan (Ø).........................................
E. Beban Gempa .....................................................................
1. Faktor penentu beban gempa .......................................
2. Analisis statis ekuivalen ...............................................
3. Respons spektrum gempa .............................................
5
5
5
5
6
6
7
7
7
8
9
9
13
15
BAB III.
LANDASAN TEORI ..............................................................
A. Perencanaan Pelat...............................................................
1. Perencanaan pelat satu arah .........................................
2. Perencanaan pelat dua arah ..........................................
B. Perencanaan Tangga...........................................................
18
18
18
19
20
viii
1. Sudut atau kemiringan tangga ..................................
2. Penentuan lebar tangga ................................................
3. Ukuran anak tangga......................................................
C. Perencanaan Balok .............................................................
1. Perhitungan tulangan longitudinal ..............................
2. Perhitungan tulangan geser .........................................
D. Perencanaan Kolom ...........................................................
1. Perhitungan tulangan longitudinal ..............................
2. Perhitungan tulangan geser .........................................
E. Perencanaan Pondasi ..........................................................
1. Perencanaan pondasi tiang pancang. ............................
2. Perhitungan daya dukung tiap tiang .............................
3. Penulangan poer pondasi .............................................
4. Kontrol tegangan geser satu arah .................................
5. Kontrol tegangan geser dua arah (geser pons). ............
6. Perhitungan tulangan geser tiang .................................
21
21
21
22
22
23
25
25
26
28
28
30
31
31
32
34
BAB IV.
METODE PERENCANAAN ................................................
A. Data Perencanaan ..............................................................
B. Alat Bantu Perencanaan ...................................................
C. Pedoman Yang Digunakan ...............................................
D. Tahapan Perencanaan .......................................................
36
36
36
37
37
BAB V.
PERENCANAAN KONSTRUKSI PELAT .........................
A. Perencanaan Pelat Atap ......................................................
1. Denah pelat atap ...........................................................
2. Data-data perencanaan ..................................................
3. Analisis pembebanan pelat atap....................................
4. Perhitungan momen pelat atap......................................
5. Penulangan pelat atap ...................................................
B. Perencanaan Pelat Lantai ...................................................
1. Denah pelat lantai .........................................................
2. Data-data perencanaan ..................................................
3. Analisis pembebanan pelat ...........................................
4. Perhitungan momen pelat lantai ...................................
5. Penulangan pelat lantai .................................................
PERENCANAAN TANGGA ................................................
A. Perencanaan Tangga...........................................................
1. Perhitungan anak tangga ..............................................
2. Data-data perencanaan .................................................
3. Analisis pembebanan ...................................................
40
40
40
40
40
41
42
46
46
46
46
47
48
54
54
54
55
55
BAB VI.
ix
4. Analisa mekanika (momen pada tangga) ..................... 56
5. Perhitungan tulangan tangga ........................................ 56
BAB VII.
ANALISIS BEBAN PADA PORTAL ..................................
A. Beban Gravitasi Pada Struktur Gedung .............................
1. Data-data pembebanan .................................................
2. Perhitungan beban mati dan beban hidup portal ..........
B. Analisis Beban Gempa .......................................................
1. Klasifikasi situs tanah ..................................................
2. Respons spektrum desain .............................................
3. Kontrol eksentrisitas bangunan ....................................
3a). Pusat kekakuan ......................................................
3b). Pusat massa bangunan ..........................................
3c). Eksentrisitas gedung .............................................
4. Perhitungan beban gempa ............................................
4a). Berat total bangunan .............................................
4b). Perhitungan beban.................................................
C. Validasi Perhitungan Beban ...............................................
D. Perencanaan Balok Anak ...................................................
1. Pembebanan pada balok anak ......................................
2. Perhitungan tulangan longitudinal balok anak .............
3. Kontrol momen desain balok anak ...............................
4. Perhitungan tulangan geser ..........................................
5. Perhitungan tulangan torsi ...........................................
69
69
69
70
73
73
74
75
75
77
78
79
79
81
82
84
85
86
88
91
92
BAB VIII.
PERENCANAAN STRUKTUR UTAMA ............................
A. Kontrol kecukupan dimensi portal .....................................
1. Kontrol dimensi balok ..................................................
1a). Kontrol tulangan lentur .........................................
1b). Kontrol tulangan torsi ...........................................
2. Kontrol dimensi kolom ................................................
2a). Pembuatan diagram interaksi M-N .......................
2b). Kontrol terhadap kebutuhan tulangan kolom........
B. Perencanaan Struktur Portal dengan SRPMM ...................
1. Perencanaan balok ........................................................
1a). Tulangan longitudinal balok .................................
1b). Pemutusan tulangan ..............................................
1c). Tulangan geser balok ............................................
1d). Tulangan torsi balok .............................................
2. Perencanaan kolom ......................................................
2a). Perhitungan tulangan longitudinal kolom .............
2b). Perhitungan tulangan geser kolom ........................
94
94
94
94
95
96
96
101
102
102
102
109
109
112
113
113
117
x
BAB IX.
PERENCANAAN STRUKTUR PONDASI .........................
A. Pondasi Tiang Pancang ......................................................
1. Gambaran umum pondasi tiang pancang .....................
2. Pengangkatan tiang pancang ........................................
3. Perhitungan tulangan memanjang ................................
4. Perhitungan tulangan geser ..........................................
5. Perhitungan kekuatan dan jumlah tiang pancang .........
5a). Perhitungan kekuatan tiang tunggal ......................
5b). Perhitungan daya dukung kelompok tiang............
B. Perhitungan Daya Dukung dan Penulangan Poer ..............
1. Tinjauan tegangan geser 1 arah ....................................
2. Tinjauan tegangan geser 2 arah (pons).........................
3. Penulangan poer ...........................................................
C. Perencanaan Sloof ..............................................................
1. Pembebanan balok sloof...............................................
2. Analisa mekanika balok sloof ......................................
3. Penulangan balok sloof ................................................
BAB X.
KESIMPULAN DAN SARAN............................................... 146
A. Kesimpulan ........................................................................ 146
B. Saran ................................................................................... 147
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xi
122
122
122
122
127
128
130
130
132
133
133
134
136
139
139
139
140
DAFTAR TABEL
Tabel II.1.
Halaman
Nilai faktor reduksi kekuatan (Ø) .......................................... 8
Tabel II.2.
Kategori resiko bangunan ...................................................... 10
Tabel II.3.
Faktor keutamaan gempa (Ie) ................................................. 12
Tabel II.4.
Nilai Faktor modifikasi respons (R) ....................................... 12
Tabel II.5.
Nilai parameter perioda pendekatan Ct dan x ................... … 14
Tabel II.6.
Koefisien untuk batas atas untuk periode yang dihitung Cu .. 15
Tabel II.8.
Klasifikasi situs tanah ............................................................ 20
Tabel V.1.
Momen pelat atap. .................................................................. 41
Tabel V.2.
Tulangan dan momen desain pelat atap. ................................ 45
Tabel V.3.
Momen pelat lantai ................................................................. 47
Tabel V.4.
Tulangan dan momen desain pelat lantai ............................... 52
Tabel VI.1.
Momen pada konstruksi tangga ............................................. 56
Tabel VI.2.
Tulangan dan momen desain konstruksi tangga .................... 67
Tabel VII.1.
Nilai N-SPT tanah sampai kedalaman 30 m .......................... 73
Tabel VII.2.
Pusat massa lantai atap ........................................................... 77
Tabel VII.3.
Pusat massa lantai 2, 3, dan 4................................................. 78
Tabel VII.4.
Beban horizontal akibat gempa pada tiap lantai. ................... 82
Tabel VIII.1.
Hasil hitungan Q dan R dengan sebesar 1%, 2%, 3%,
dan 4% dengan fc’ = 25 MPa, fy = 400 MPa ......................... 100
Tabel VIII.2.
Nilai Pu dan Mu kolom K77 pada berbagai kombinasi. ....
101
Tabel VIII.3.
Kombinasi momen lentur balok B141 ................................... 103
Tabel VIII.4.
Momen lentur yang dipakai pada balok B141 ....................... 104
Tabel VIII.5.
Gaya geser kombinasi balok B141 ......................................... 110
Tabel VIII.6.
Gaya aksial perlu kolom lantai 1 as B arah x ......................... 114
Tabel VIII.7.
Momen perlu kolom lantai 1 as 7 arah x ................................ 114
Tabel VIII.8.
Perhitungan tulangan longitudinal kolom K77 arah y ........... 116
Tabel VIII.9.
Gaya geser kombinasi kolom K77 arah x sepanjang sendi
plastis ..................................................................................... 118
Tabel VIII.10. Gaya geser kombinasi kolom K77 arah x diluar sendi
xii
plastis ..................................................................................... 119
Tabel VIII.11. Gaya geser kombinasi kolom K77 arah y sepanjang sendi
plastis ..................................................................................... 120
Tabel VIII.12. Gaya geser kombinasi kolom K77 arah y diluar sendi
plastis ..................................................................................... 120
Tabel IX.1.
Nilai N-SPT dan γsat pada kedalaman 0 sampai 16 m ............ 130
Tabel IX.2.
Perhitungan Nilai Qs sampai kedalaman 16 m ....................... 131
Tabel IX.3.
Perhitungan beban dukung P setiap tiang .............................. 133
Tabel IX.4.
Hasil analisa mekanika balok sloof portal as-B ..................... 139
xiii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar II.1.
Wilayah gempa Indonesia dengan percepatan puncak
batuan
dasar dengan periode ulang 500 tahun ...........
15
Gambar II.2.
Peta parameter respons percepatan periode pendek (Ss). ..... 16
Gambar II.3.
Peta parameter respons percepatan periode 0,1 detik (S1). .. 16
Gambar II.4.
Peta gempa koefisien risiko terpetakan periode pendek crs . 17
Gambar II.5.
Peta gempa koefisien risiko terpetakan periode 1 detik cr1. 17
Gambar III.1.
Momen lentur pada pelat satu arah. ..................................... 18
Gambar III.2.
Bagan alir perhitungan tulangan pelat ................................. 20
Gambar III.3.
Bagan alir perhitungan momen desain pelat ........................ 20
Gambar III.4.
Ukuran anak tangga (T dan I) .............................................. 21
Gambar III.5.
Bagan alir perhitungan tulangan memanjang balok ............ 23
Gambar III.6.
Lokasi gaya geser maksimum (Vud) untuk perencanaan ..... 24
Gambar III.7.
Bagan alir perhitungan tulangan geser (begel) balok .......... 25
Gambar III.8.
Diagram desain kolom tanpa satuan .................................... 26
Gambar III.9.
Skema perhitungan tulangan geser (begel) kolom............... 28
Gambar III.10.
Bagan alir perhitungan daya dukung tiang pancang ............ 29
Gambar III.11.
Bagan alir perhitungan gaya tiang. ...................................... 30
Gambar III.12.
Diagram tegangan regangan plat poer ................................. 31
Gambar III.13.
Tegangan geser satu arah ..................................................... 31
Gambar III.14.
Tegangan geser dua arah ..................................................... 32
Gambar III.15.
Bagan alir perhitungan penulangan pelat poer .................... 33
Gambar III.16.
Bagan alir perhitungsn kontrol tegangan geser poer ........... 34
Gambar III.17.
Bagan alir perhitungan penulangan geser tiang ................... 35
Gambar IV.1.
Tahapan perencanaan tugas akhir ........................................ 39
Gambar V.1.
Denah pelat atap .................................................................. 40
Gambar V.2.
Denah pelat lantai 2 sampai 4 .............................................. 46
Gambar V.3.
Penulangan pelat tipe A ....................................................... 53
Gambar VI.1.
Denah konstruksi tangga...................................................... 54
Gambar VI.2.
Sistem peletakan pada struktur tangga bawah. .................... 56
xiv
Gambar VI.3.
Penulangan tangga dan bordes lantai 1. ............................... 68
Gambar VII.1.
Denah portal pada program SAP 2000 bangunan 1 ............. 69
Gambar VII.2.
Distribusi beban pada portal as 1,9 ,15 dan 23 lantai atap .. 70
Gambar VII.3.
Distribusi beban pada portal as A dan C lantai atap ............ 71
Gambar VII.4.
Distribusi beban pada portal as B lantai atap ....................... 71
Gambar VII.5.
Distribusi beban pada portal as B dan D lantai atap ............ 72
Gambar VII.6.
Area pusat massa lantai atap ................................................ 77
Gambar VII.7.
Area pusat massa lantai 2 - 4 ............................................... 78
Gambar VII.8.
Denah balok anak ................................................................ 84
Gambar VII.9.
Distribusi beban pada portal as B lantai atap ....................... 85
Gambar VII.10. Beban dan Momen yang bekerja pada balok anak .............. 85
Gambar VII.11. Pembagian daerah penulangan geser balok anak ................. 91
Gambar VII.13. Penulangan balok anak BA1 ................................................ 93
Gambar VIII.1. Diagram interaksi kolom M-N arah x .................................. 100
Gambar VIII.2. Plot koordinat beban pada diagram M-N............................. 102
Gambar VIII.3. Momen lentur pada balok B141 .......................................... 103
Gambar VIII.4. Penulangan balok B141 ....................................................... 113
Gambar VIII.5. Plot nilai Q dan R kolom 77 arah x dari kombinasi
0,9.D+1.E ............................................................................. 115
Gambar VIII.6. Plot nilai Q dan R kolom K77 arah y dari kombinasi
0,9.D+1.E ............................................................................. 117
Gambar VIII.7. Penulangan kolom K77........................................................ 121
Gambar IX.1.
Struktur pondasi ................................................................... 122
Gambar IX.2.
Gaya dalam pada pengangkatan satu titik ........................... 123
Gambar IX.3.
SFD dan BMD pengangkatan satu titik ............................... 125
Gambar IX.4.
Gaya dalam pada pengangkatan dua titik ............................ 125
Gambar IX.5.
SFD dan BMD pengangkatan dua titik ................................ 127
Gambar IX.6.
Tulangan memanjang tiang pancang. .................................. 128
Gambar IX.7.
Penulangan tiang pancang ................................................... 129
Gambar IX.8.
Penempatan tiang pancang n = 5 ......................................... 132
Gambar IX.9.
Tegangan geser satu arah ..................................................... 134
xv
Gambar IX.10.
Tegangan geser dua arah ..................................................... 135
Gambar IX.11.
Penulangan poer pondasi kolom K77 .................................. 138
Gambar IX.12.
Momen lentur dan gaya geser sloof as B ............................. 139
Gambar IX.13.
Pembagian daerah penulangan geser balok sloof 1 ............. 142
Gambar IX.13.
Penulangan balok sloof 1 portal as B ................................... 145
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN L-1.
KOMBINASI GAYA DALAM PORTAL AS-B DAN AS-7
LAMPIRAN L-2.
DATA TANAH BORING TEST
LAMPIRAN L-3.
PORTAL AS-B DAN AS-7 SAP2000
LAMPIRAN L-4.
GAMBAR DETAIL
LAMPIRAN L-5.
PENULANGAN BALOK DAN KOLOM PORTAL AS-B
DAN AS-7
LAMPIRAN L-6.
LEMBAR KONSULTASI
xvii
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.
Cd
= faktor amplifikasi defleksi
Cu
= koefisien batas atas periode getar struktur
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).
Crs
= koefisien resiko terpetakan respons percepatan periode pendek
Cr1
= koefisien resiko terpetakan respons percepatan periode 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
= jarak antara pusat berat tulangan tarik pada baris paling dalam dan tepi
serat beton tekan, mm.
xviii
d’d
ds
= 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
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.
f’c
= kuat tekan beton dan mutu beton yang disyaratkan pada beton umur 28
hari, MPa.
Fa
= koefisien situs percepatan periode pendek
Fv
= koefisien situs percepatan periode 1 detik
fy
= kuat leleh baja tulangan longitudinal, MPa.
fyt
= kuat leleh baja tulangan transversal, MPa.
h
= tinggi penampang struktur, mm.
K
= faktor momen pikul, MPa.
Kmaks = faktor momen pikul maksimal, MPa.
L
= beban hidup (life load), N, N/mm, atau Nmm.
Id
= panjang penyaluran tegangan tulangan tarik atau tekan, mm.
Idh
= panjang penyaluran tulangan kait, mm.
In
= bentang bersih kolom atau balok, m.
Mi
= momen pelat pada arah sumbu-I, Nmm.
Md
= momen desain, 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.
m
= jumlah tulangan maksimal per baris selebar balok.
N
= standard penetration test
xix
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.
SDS
= parameter respons percepatan periode pendek
SD1
= parameter respons percepatan periode 1 detik
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.
1
= faktor pelapis tulangan.
’c
bergantung mutu beton.
s
= faktor pembentuk tegangan beton persegi ekuivalen yang nilainya
= regangan tekan beton, maksimum (’cu) = 0,003 (Pasal 10.2.3 SNI 28472013.
y
= regangan tarik baja tulangan.
c
= faktor ukuran batang tulangan.
= fy/Es = fy/200000 = regangan tarik baja tulangan pada saat leleh.
t
= berat beton, kN/m3.
= berat tanah diatas fondasi, kN/m3.
λ
= faktor beban agregat ringan.
= panjang bentang, m.
= derajat hambatan pada ujung kolom.
xx
e
t
= faktor pelapis tulangan.
= faktor lokasi tulangan.
= lambang dimensi batang tulangan polos, mm.
= faktor reduksi kekuatan.
ρ
= faktor redundansi
Ω0
= faktor kuat lebih struktur
xxi
PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG PERKANTORAN 4 LANTAI DENGAN
SISTEM RANGKA PEMIKUL MOMEN MENENGAH (SRPMM)
DI WILAYAH SUKOHARJO
Ika Noviyanti
Jurusan Teknik Sipil FT Universitas Muhammadiyah Surakarta, Jl. A. Yani Tromol Pos
1 Pabelan Kartasura Surakarta
e-mail : ichanovia31@gmail.com
1)
ABSTRAKSI
Kabupaten Sukoharjo merupakan bagian dari kawasan Solo Raya yang memiliki
banyak potensi untuk meningkatkan kesejahteraan rakyatnya dibidang pertanian,
pariwisata, maupun industri. Pembangunan gedung perkantoran menjadi salah satu pilihan
untuk menunjang aktifitas industri dan memberikan kenyamanan bagi penghuninya
dengan memanfaatkan lahan yang tersedia. Tujuan tugas akhir ini adalah untuk
merencanakan struktur gedung perkantoran 4 lantai dengan sistem rangka pemikul momen
menengah (SRPMM) di wilayah Sukoharjo. Perencanaan gedung perkantoran ini mengacu
pada peraturan (SNI) terbaru yang telah diterbitkan pemerintah, yaitu SNI 1726 – 2012
(Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non
Gedung). Perencanaan gedung perkantoran ini mencakup struktur pelat atap, pelat lantai,
kolom, balok, pondasi dan sloof. Lokasi gedung perkantoran berada diwilayah Sukoharjo
(koordinat latitude -7,602 longitude 110,810) dan perhitungan klasifikasi situs tanah
termasuk kategori SD (tanah sedang), gedung tahan gempa dengan faktor modifikasi
respons (R) sebesar 5, faktor keutamaan bangunan Ie dengan nilai 1,0. Mutu beton yang
digunakan f’c = 25 Mpa, serta tulangan longitudinal fy = 400 MPa dan tulangan geser
(begel) fyt = 300 MPa serta 320 MPa untuk pelat atap, lantai. Hasil perencanaan
menunjukkan bahwa untuk pelat atap menggunakan pelat dengan tebal 10 cm dan pelat
lantai dengan tebal 12 cm, balok utama berdimensi 400/600 mm dan balok anak
berdimensi 200/400 mm. Sedangkan untuk kolom menggunakan dimensi 450/450 mm.
Untuk Struktur bawah menggunakan pondasi tiang pancang berkedalaman -16 m dengan
dimensi poer 2,5 x 2,5 m.
Kata Kunci: gedung perkantoran, perencanaan, sistem rangka pemikul momen
menengah, struktur.
xxii
ABSTRACT
Sukoharjo regency is part of Solo Raya region that has a lot of potential to
improve the welfare of people in agriculture, tourism, and industry. Construction of office
buildings into one option to support the activities of the industry and provide comfort for
occupants by utilizing the available land. Therefore, it will be planned 4 floors with
Intermediate Moment Resisting Frame (IMRF). Planning a office building refers to the
regulations (SNI) has published the latest government, namely SNI 1726 – 2012 (the rules
of building structure earthquake for building structure and non structure). Planning a office
building includes roof slabs, slabs, columns, beams, foundations and sloof. The location
building in Sukoharjo (latitude -7,602 longitude 110,810) and soil site clasification is SD
(intermediate soil), earthquake resistant building with the response modification factor (R)
amounted to 5, the primary factor building Ie with a value of 1,0. Concrete quality used f’c
= 25 MPa, steel reinforcement for longitudinal bars fy = 400 MPa, shear bars fyt = 300 MPa
and 320 MPa for roof slabs, slabs. The results of planning for roof slabs with a thickness
10 cm and a slab with 12 cm, beam structure with dimensions 200/400 mm. As for column
using with dimensions of 450/450 mm. For bottom structure using pile foundations depth
of -16 m with poer dimensions of 2,5 x 2,5 m.
Keywords: building structure, intermediate moment resisting frame, planning,
structure
xxiii
DENGAN SISTEM RANGKA PEMIKUL MOMEN MENENGAH
(SRPMM) DI WILAYAH SUKOHARJO
Tugas Akhir
untuk memenuhi sebagian persyaratan
mencapai derajat S-1 Teknik Sipil
diajukan oleh :
IKA NOVIYANTI
NIM : D 100 120 090
kepada :
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2016
i
MOTTO
Dan seandainya pohon-pohon di bumi menjadi pena dan lautan (menjadi tinta),
ditambahkan kepadanya tujuh lautan (lagi) setelah (kering)nya, niscaya tidak
akan habis-habisnya (dituliskan) kalimat-kalimat Allah. Sesungguhnya Allah
Mahaperkasa, Mahabijaksana.
(Q.S. Luqman : 27)
Kata Mereka : “Temukan tujuan hidupmu dan jalanilah.”
Tapi terkadang, hanya setelah kamu hidup barulah kamu sadar hidupmu
memiliki tujuan, dan kemungkinan besar ia adalah tujuan yang tak pernah ada
dibenakmu.
(Khaled Hosseini)
Jadilah seorang murid selama kamu masih memiliki sesuatu untuk dipelajari,
Dan itu berarti seumur hidupmu.
(Henry Doherty)
The best way to predict your future is to create it
(Abraham Lincoln)
Tidak peduli seberapa banyak kamu terjatuh, yang penting adalah seberapa
cepat kamu bangkit
(Anonim)
iv
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
STRUKTUR GEDUNG PERKANTORAN 4 LANTAI DENGAN SISTEM
RANGKA PEMIKUL MOMEN MENENGAH (SRPMM) DI WILAYAH
SUKOHARJO“. 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. Aliem Sudjatmiko, M.T., selaku Pembimbing Utama yang telah
memberikan dorongan, arahan serta bimbingan yang sangat bermanfaat bagi
Penulis.
4). Ibu Yenny Nurchasanah, ST, MT., selaku Anggota I Dewan Penguji yang
telah memberikan dorongan, arahan serta bimbingan yang sangat bermanfaat
bagi Penulis.
5). Bapak Ir. Suhendro Trinugroho, M.T., selaku Anggota II Dewan Penguji,
yang telah memberikan dorongan, arahan serta bimbingan yang juga sangat
bermanfaat bagi Penulis.
6). Bapak Ir. H. Ali Asroni, M.T., selaku Pembimbing Akademik.
v
7). Bapak dan Ibu dosen Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta atas bimbingan dan ilmu yang telah diberikan.
8). Bapak, ibu, dan keluarga tercinta yang selalu memberikan doa dan dorongan
baik material maupun spiritual.
9). Teman – teman teknik sipil angkatan 2012 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, November 2016
Penyusun
vi
PERSEMBAHAN
Untuk keluargaku tercinta, Bapak, Ibu dan Adik-adikku. Terima kasih atas
segala doa, bimbingan, pelajaran-pelajaran yang berharga, serta kasih
sayang yang telah dilimpahkan kepada saya dan telah memberikan semangat
sampai terselesaikannya Tugas Akhir ini.
Keluarga besar di Pati dan Semarang, terima kasih atas doa dan
dukungannya.
Teman-teman Teknik Sipil khususnya angkatan 2012 : teman seperjuangan
perencanaan struktur Pariyanto, serta yang lainya Damar Gumilang, Davit
Fahelis, Dhevit Sulistyo, Eni Susanti, Mukti Aji, Meiriza, Sri Endah M.,
Teguh Pujiyanto, Yusuf Aditya, Bustanul Faizin. Terima kasih atas bantuan
dan kerja samanya, serta telah menjadi sahabat yang baik selama menempuh
studi.
Agama, Bangsa, Negara, serta Almamater dan semua pihak yang telah
membantu dan memberikan dukungan kepada saya.
Seseorang yang masih menjadi misteri.
vii
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................ ii
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR .......................................... iii
MOTTO ......................................................................................................... iv
PRAKATA ..................................................................................................... v
PERSEMBAHAN .......................................................................................... vii
DAFTAR ISI .................................................................................................. viii
DAFTAR TABEL ......................................................................................... xii
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xiv
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................ xvii
DAFTAR NOTASI ....................................................................................... xviii
ABSTRAKSI................................................................................................... xxi
BAB I.
PENDAHULUAN ...................................................................
A. Latar Belakang ...................................................................
B. Rumusan Masalah ..............................................................
C. Tujuan Perencanaan ...........................................................
D. Manfaat Perencanaan .........................................................
E. Batasan Masalah.................................................................
F. Keaslian Tugas Akhir.........................................................
1
2
2
2
2
3
4
BAB II.
TINJAUAN PUSTAKA .........................................................
A. Umum ................................................................................
B. Daktalitas............................................................................
1. Pengertinan Daktalitas ..................................................
C. Dilatasi ...............................................................................
1. Pengertian Dilatasi .......................................................
D. Pembebanan Struktur .........................................................
1. Kekuatan komponen.....................................................
2. Kombinasi pembebanan ...............................................
3. Faktor reduksi kekuatan (Ø).........................................
E. Beban Gempa .....................................................................
1. Faktor penentu beban gempa .......................................
2. Analisis statis ekuivalen ...............................................
3. Respons spektrum gempa .............................................
5
5
5
5
6
6
7
7
7
8
9
9
13
15
BAB III.
LANDASAN TEORI ..............................................................
A. Perencanaan Pelat...............................................................
1. Perencanaan pelat satu arah .........................................
2. Perencanaan pelat dua arah ..........................................
B. Perencanaan Tangga...........................................................
18
18
18
19
20
viii
1. Sudut atau kemiringan tangga ..................................
2. Penentuan lebar tangga ................................................
3. Ukuran anak tangga......................................................
C. Perencanaan Balok .............................................................
1. Perhitungan tulangan longitudinal ..............................
2. Perhitungan tulangan geser .........................................
D. Perencanaan Kolom ...........................................................
1. Perhitungan tulangan longitudinal ..............................
2. Perhitungan tulangan geser .........................................
E. Perencanaan Pondasi ..........................................................
1. Perencanaan pondasi tiang pancang. ............................
2. Perhitungan daya dukung tiap tiang .............................
3. Penulangan poer pondasi .............................................
4. Kontrol tegangan geser satu arah .................................
5. Kontrol tegangan geser dua arah (geser pons). ............
6. Perhitungan tulangan geser tiang .................................
21
21
21
22
22
23
25
25
26
28
28
30
31
31
32
34
BAB IV.
METODE PERENCANAAN ................................................
A. Data Perencanaan ..............................................................
B. Alat Bantu Perencanaan ...................................................
C. Pedoman Yang Digunakan ...............................................
D. Tahapan Perencanaan .......................................................
36
36
36
37
37
BAB V.
PERENCANAAN KONSTRUKSI PELAT .........................
A. Perencanaan Pelat Atap ......................................................
1. Denah pelat atap ...........................................................
2. Data-data perencanaan ..................................................
3. Analisis pembebanan pelat atap....................................
4. Perhitungan momen pelat atap......................................
5. Penulangan pelat atap ...................................................
B. Perencanaan Pelat Lantai ...................................................
1. Denah pelat lantai .........................................................
2. Data-data perencanaan ..................................................
3. Analisis pembebanan pelat ...........................................
4. Perhitungan momen pelat lantai ...................................
5. Penulangan pelat lantai .................................................
PERENCANAAN TANGGA ................................................
A. Perencanaan Tangga...........................................................
1. Perhitungan anak tangga ..............................................
2. Data-data perencanaan .................................................
3. Analisis pembebanan ...................................................
40
40
40
40
40
41
42
46
46
46
46
47
48
54
54
54
55
55
BAB VI.
ix
4. Analisa mekanika (momen pada tangga) ..................... 56
5. Perhitungan tulangan tangga ........................................ 56
BAB VII.
ANALISIS BEBAN PADA PORTAL ..................................
A. Beban Gravitasi Pada Struktur Gedung .............................
1. Data-data pembebanan .................................................
2. Perhitungan beban mati dan beban hidup portal ..........
B. Analisis Beban Gempa .......................................................
1. Klasifikasi situs tanah ..................................................
2. Respons spektrum desain .............................................
3. Kontrol eksentrisitas bangunan ....................................
3a). Pusat kekakuan ......................................................
3b). Pusat massa bangunan ..........................................
3c). Eksentrisitas gedung .............................................
4. Perhitungan beban gempa ............................................
4a). Berat total bangunan .............................................
4b). Perhitungan beban.................................................
C. Validasi Perhitungan Beban ...............................................
D. Perencanaan Balok Anak ...................................................
1. Pembebanan pada balok anak ......................................
2. Perhitungan tulangan longitudinal balok anak .............
3. Kontrol momen desain balok anak ...............................
4. Perhitungan tulangan geser ..........................................
5. Perhitungan tulangan torsi ...........................................
69
69
69
70
73
73
74
75
75
77
78
79
79
81
82
84
85
86
88
91
92
BAB VIII.
PERENCANAAN STRUKTUR UTAMA ............................
A. Kontrol kecukupan dimensi portal .....................................
1. Kontrol dimensi balok ..................................................
1a). Kontrol tulangan lentur .........................................
1b). Kontrol tulangan torsi ...........................................
2. Kontrol dimensi kolom ................................................
2a). Pembuatan diagram interaksi M-N .......................
2b). Kontrol terhadap kebutuhan tulangan kolom........
B. Perencanaan Struktur Portal dengan SRPMM ...................
1. Perencanaan balok ........................................................
1a). Tulangan longitudinal balok .................................
1b). Pemutusan tulangan ..............................................
1c). Tulangan geser balok ............................................
1d). Tulangan torsi balok .............................................
2. Perencanaan kolom ......................................................
2a). Perhitungan tulangan longitudinal kolom .............
2b). Perhitungan tulangan geser kolom ........................
94
94
94
94
95
96
96
101
102
102
102
109
109
112
113
113
117
x
BAB IX.
PERENCANAAN STRUKTUR PONDASI .........................
A. Pondasi Tiang Pancang ......................................................
1. Gambaran umum pondasi tiang pancang .....................
2. Pengangkatan tiang pancang ........................................
3. Perhitungan tulangan memanjang ................................
4. Perhitungan tulangan geser ..........................................
5. Perhitungan kekuatan dan jumlah tiang pancang .........
5a). Perhitungan kekuatan tiang tunggal ......................
5b). Perhitungan daya dukung kelompok tiang............
B. Perhitungan Daya Dukung dan Penulangan Poer ..............
1. Tinjauan tegangan geser 1 arah ....................................
2. Tinjauan tegangan geser 2 arah (pons).........................
3. Penulangan poer ...........................................................
C. Perencanaan Sloof ..............................................................
1. Pembebanan balok sloof...............................................
2. Analisa mekanika balok sloof ......................................
3. Penulangan balok sloof ................................................
BAB X.
KESIMPULAN DAN SARAN............................................... 146
A. Kesimpulan ........................................................................ 146
B. Saran ................................................................................... 147
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xi
122
122
122
122
127
128
130
130
132
133
133
134
136
139
139
139
140
DAFTAR TABEL
Tabel II.1.
Halaman
Nilai faktor reduksi kekuatan (Ø) .......................................... 8
Tabel II.2.
Kategori resiko bangunan ...................................................... 10
Tabel II.3.
Faktor keutamaan gempa (Ie) ................................................. 12
Tabel II.4.
Nilai Faktor modifikasi respons (R) ....................................... 12
Tabel II.5.
Nilai parameter perioda pendekatan Ct dan x ................... … 14
Tabel II.6.
Koefisien untuk batas atas untuk periode yang dihitung Cu .. 15
Tabel II.8.
Klasifikasi situs tanah ............................................................ 20
Tabel V.1.
Momen pelat atap. .................................................................. 41
Tabel V.2.
Tulangan dan momen desain pelat atap. ................................ 45
Tabel V.3.
Momen pelat lantai ................................................................. 47
Tabel V.4.
Tulangan dan momen desain pelat lantai ............................... 52
Tabel VI.1.
Momen pada konstruksi tangga ............................................. 56
Tabel VI.2.
Tulangan dan momen desain konstruksi tangga .................... 67
Tabel VII.1.
Nilai N-SPT tanah sampai kedalaman 30 m .......................... 73
Tabel VII.2.
Pusat massa lantai atap ........................................................... 77
Tabel VII.3.
Pusat massa lantai 2, 3, dan 4................................................. 78
Tabel VII.4.
Beban horizontal akibat gempa pada tiap lantai. ................... 82
Tabel VIII.1.
Hasil hitungan Q dan R dengan sebesar 1%, 2%, 3%,
dan 4% dengan fc’ = 25 MPa, fy = 400 MPa ......................... 100
Tabel VIII.2.
Nilai Pu dan Mu kolom K77 pada berbagai kombinasi. ....
101
Tabel VIII.3.
Kombinasi momen lentur balok B141 ................................... 103
Tabel VIII.4.
Momen lentur yang dipakai pada balok B141 ....................... 104
Tabel VIII.5.
Gaya geser kombinasi balok B141 ......................................... 110
Tabel VIII.6.
Gaya aksial perlu kolom lantai 1 as B arah x ......................... 114
Tabel VIII.7.
Momen perlu kolom lantai 1 as 7 arah x ................................ 114
Tabel VIII.8.
Perhitungan tulangan longitudinal kolom K77 arah y ........... 116
Tabel VIII.9.
Gaya geser kombinasi kolom K77 arah x sepanjang sendi
plastis ..................................................................................... 118
Tabel VIII.10. Gaya geser kombinasi kolom K77 arah x diluar sendi
xii
plastis ..................................................................................... 119
Tabel VIII.11. Gaya geser kombinasi kolom K77 arah y sepanjang sendi
plastis ..................................................................................... 120
Tabel VIII.12. Gaya geser kombinasi kolom K77 arah y diluar sendi
plastis ..................................................................................... 120
Tabel IX.1.
Nilai N-SPT dan γsat pada kedalaman 0 sampai 16 m ............ 130
Tabel IX.2.
Perhitungan Nilai Qs sampai kedalaman 16 m ....................... 131
Tabel IX.3.
Perhitungan beban dukung P setiap tiang .............................. 133
Tabel IX.4.
Hasil analisa mekanika balok sloof portal as-B ..................... 139
xiii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar II.1.
Wilayah gempa Indonesia dengan percepatan puncak
batuan
dasar dengan periode ulang 500 tahun ...........
15
Gambar II.2.
Peta parameter respons percepatan periode pendek (Ss). ..... 16
Gambar II.3.
Peta parameter respons percepatan periode 0,1 detik (S1). .. 16
Gambar II.4.
Peta gempa koefisien risiko terpetakan periode pendek crs . 17
Gambar II.5.
Peta gempa koefisien risiko terpetakan periode 1 detik cr1. 17
Gambar III.1.
Momen lentur pada pelat satu arah. ..................................... 18
Gambar III.2.
Bagan alir perhitungan tulangan pelat ................................. 20
Gambar III.3.
Bagan alir perhitungan momen desain pelat ........................ 20
Gambar III.4.
Ukuran anak tangga (T dan I) .............................................. 21
Gambar III.5.
Bagan alir perhitungan tulangan memanjang balok ............ 23
Gambar III.6.
Lokasi gaya geser maksimum (Vud) untuk perencanaan ..... 24
Gambar III.7.
Bagan alir perhitungan tulangan geser (begel) balok .......... 25
Gambar III.8.
Diagram desain kolom tanpa satuan .................................... 26
Gambar III.9.
Skema perhitungan tulangan geser (begel) kolom............... 28
Gambar III.10.
Bagan alir perhitungan daya dukung tiang pancang ............ 29
Gambar III.11.
Bagan alir perhitungan gaya tiang. ...................................... 30
Gambar III.12.
Diagram tegangan regangan plat poer ................................. 31
Gambar III.13.
Tegangan geser satu arah ..................................................... 31
Gambar III.14.
Tegangan geser dua arah ..................................................... 32
Gambar III.15.
Bagan alir perhitungan penulangan pelat poer .................... 33
Gambar III.16.
Bagan alir perhitungsn kontrol tegangan geser poer ........... 34
Gambar III.17.
Bagan alir perhitungan penulangan geser tiang ................... 35
Gambar IV.1.
Tahapan perencanaan tugas akhir ........................................ 39
Gambar V.1.
Denah pelat atap .................................................................. 40
Gambar V.2.
Denah pelat lantai 2 sampai 4 .............................................. 46
Gambar V.3.
Penulangan pelat tipe A ....................................................... 53
Gambar VI.1.
Denah konstruksi tangga...................................................... 54
Gambar VI.2.
Sistem peletakan pada struktur tangga bawah. .................... 56
xiv
Gambar VI.3.
Penulangan tangga dan bordes lantai 1. ............................... 68
Gambar VII.1.
Denah portal pada program SAP 2000 bangunan 1 ............. 69
Gambar VII.2.
Distribusi beban pada portal as 1,9 ,15 dan 23 lantai atap .. 70
Gambar VII.3.
Distribusi beban pada portal as A dan C lantai atap ............ 71
Gambar VII.4.
Distribusi beban pada portal as B lantai atap ....................... 71
Gambar VII.5.
Distribusi beban pada portal as B dan D lantai atap ............ 72
Gambar VII.6.
Area pusat massa lantai atap ................................................ 77
Gambar VII.7.
Area pusat massa lantai 2 - 4 ............................................... 78
Gambar VII.8.
Denah balok anak ................................................................ 84
Gambar VII.9.
Distribusi beban pada portal as B lantai atap ....................... 85
Gambar VII.10. Beban dan Momen yang bekerja pada balok anak .............. 85
Gambar VII.11. Pembagian daerah penulangan geser balok anak ................. 91
Gambar VII.13. Penulangan balok anak BA1 ................................................ 93
Gambar VIII.1. Diagram interaksi kolom M-N arah x .................................. 100
Gambar VIII.2. Plot koordinat beban pada diagram M-N............................. 102
Gambar VIII.3. Momen lentur pada balok B141 .......................................... 103
Gambar VIII.4. Penulangan balok B141 ....................................................... 113
Gambar VIII.5. Plot nilai Q dan R kolom 77 arah x dari kombinasi
0,9.D+1.E ............................................................................. 115
Gambar VIII.6. Plot nilai Q dan R kolom K77 arah y dari kombinasi
0,9.D+1.E ............................................................................. 117
Gambar VIII.7. Penulangan kolom K77........................................................ 121
Gambar IX.1.
Struktur pondasi ................................................................... 122
Gambar IX.2.
Gaya dalam pada pengangkatan satu titik ........................... 123
Gambar IX.3.
SFD dan BMD pengangkatan satu titik ............................... 125
Gambar IX.4.
Gaya dalam pada pengangkatan dua titik ............................ 125
Gambar IX.5.
SFD dan BMD pengangkatan dua titik ................................ 127
Gambar IX.6.
Tulangan memanjang tiang pancang. .................................. 128
Gambar IX.7.
Penulangan tiang pancang ................................................... 129
Gambar IX.8.
Penempatan tiang pancang n = 5 ......................................... 132
Gambar IX.9.
Tegangan geser satu arah ..................................................... 134
xv
Gambar IX.10.
Tegangan geser dua arah ..................................................... 135
Gambar IX.11.
Penulangan poer pondasi kolom K77 .................................. 138
Gambar IX.12.
Momen lentur dan gaya geser sloof as B ............................. 139
Gambar IX.13.
Pembagian daerah penulangan geser balok sloof 1 ............. 142
Gambar IX.13.
Penulangan balok sloof 1 portal as B ................................... 145
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN L-1.
KOMBINASI GAYA DALAM PORTAL AS-B DAN AS-7
LAMPIRAN L-2.
DATA TANAH BORING TEST
LAMPIRAN L-3.
PORTAL AS-B DAN AS-7 SAP2000
LAMPIRAN L-4.
GAMBAR DETAIL
LAMPIRAN L-5.
PENULANGAN BALOK DAN KOLOM PORTAL AS-B
DAN AS-7
LAMPIRAN L-6.
LEMBAR KONSULTASI
xvii
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.
Cd
= faktor amplifikasi defleksi
Cu
= koefisien batas atas periode getar struktur
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).
Crs
= koefisien resiko terpetakan respons percepatan periode pendek
Cr1
= koefisien resiko terpetakan respons percepatan periode 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
= jarak antara pusat berat tulangan tarik pada baris paling dalam dan tepi
serat beton tekan, mm.
xviii
d’d
ds
= 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
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.
f’c
= kuat tekan beton dan mutu beton yang disyaratkan pada beton umur 28
hari, MPa.
Fa
= koefisien situs percepatan periode pendek
Fv
= koefisien situs percepatan periode 1 detik
fy
= kuat leleh baja tulangan longitudinal, MPa.
fyt
= kuat leleh baja tulangan transversal, MPa.
h
= tinggi penampang struktur, mm.
K
= faktor momen pikul, MPa.
Kmaks = faktor momen pikul maksimal, MPa.
L
= beban hidup (life load), N, N/mm, atau Nmm.
Id
= panjang penyaluran tegangan tulangan tarik atau tekan, mm.
Idh
= panjang penyaluran tulangan kait, mm.
In
= bentang bersih kolom atau balok, m.
Mi
= momen pelat pada arah sumbu-I, Nmm.
Md
= momen desain, 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.
m
= jumlah tulangan maksimal per baris selebar balok.
N
= standard penetration test
xix
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.
SDS
= parameter respons percepatan periode pendek
SD1
= parameter respons percepatan periode 1 detik
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.
1
= faktor pelapis tulangan.
’c
bergantung mutu beton.
s
= faktor pembentuk tegangan beton persegi ekuivalen yang nilainya
= regangan tekan beton, maksimum (’cu) = 0,003 (Pasal 10.2.3 SNI 28472013.
y
= regangan tarik baja tulangan.
c
= faktor ukuran batang tulangan.
= fy/Es = fy/200000 = regangan tarik baja tulangan pada saat leleh.
t
= berat beton, kN/m3.
= berat tanah diatas fondasi, kN/m3.
λ
= faktor beban agregat ringan.
= panjang bentang, m.
= derajat hambatan pada ujung kolom.
xx
e
t
= faktor pelapis tulangan.
= faktor lokasi tulangan.
= lambang dimensi batang tulangan polos, mm.
= faktor reduksi kekuatan.
ρ
= faktor redundansi
Ω0
= faktor kuat lebih struktur
xxi
PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG PERKANTORAN 4 LANTAI DENGAN
SISTEM RANGKA PEMIKUL MOMEN MENENGAH (SRPMM)
DI WILAYAH SUKOHARJO
Ika Noviyanti
Jurusan Teknik Sipil FT Universitas Muhammadiyah Surakarta, Jl. A. Yani Tromol Pos
1 Pabelan Kartasura Surakarta
e-mail : ichanovia31@gmail.com
1)
ABSTRAKSI
Kabupaten Sukoharjo merupakan bagian dari kawasan Solo Raya yang memiliki
banyak potensi untuk meningkatkan kesejahteraan rakyatnya dibidang pertanian,
pariwisata, maupun industri. Pembangunan gedung perkantoran menjadi salah satu pilihan
untuk menunjang aktifitas industri dan memberikan kenyamanan bagi penghuninya
dengan memanfaatkan lahan yang tersedia. Tujuan tugas akhir ini adalah untuk
merencanakan struktur gedung perkantoran 4 lantai dengan sistem rangka pemikul momen
menengah (SRPMM) di wilayah Sukoharjo. Perencanaan gedung perkantoran ini mengacu
pada peraturan (SNI) terbaru yang telah diterbitkan pemerintah, yaitu SNI 1726 – 2012
(Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non
Gedung). Perencanaan gedung perkantoran ini mencakup struktur pelat atap, pelat lantai,
kolom, balok, pondasi dan sloof. Lokasi gedung perkantoran berada diwilayah Sukoharjo
(koordinat latitude -7,602 longitude 110,810) dan perhitungan klasifikasi situs tanah
termasuk kategori SD (tanah sedang), gedung tahan gempa dengan faktor modifikasi
respons (R) sebesar 5, faktor keutamaan bangunan Ie dengan nilai 1,0. Mutu beton yang
digunakan f’c = 25 Mpa, serta tulangan longitudinal fy = 400 MPa dan tulangan geser
(begel) fyt = 300 MPa serta 320 MPa untuk pelat atap, lantai. Hasil perencanaan
menunjukkan bahwa untuk pelat atap menggunakan pelat dengan tebal 10 cm dan pelat
lantai dengan tebal 12 cm, balok utama berdimensi 400/600 mm dan balok anak
berdimensi 200/400 mm. Sedangkan untuk kolom menggunakan dimensi 450/450 mm.
Untuk Struktur bawah menggunakan pondasi tiang pancang berkedalaman -16 m dengan
dimensi poer 2,5 x 2,5 m.
Kata Kunci: gedung perkantoran, perencanaan, sistem rangka pemikul momen
menengah, struktur.
xxii
ABSTRACT
Sukoharjo regency is part of Solo Raya region that has a lot of potential to
improve the welfare of people in agriculture, tourism, and industry. Construction of office
buildings into one option to support the activities of the industry and provide comfort for
occupants by utilizing the available land. Therefore, it will be planned 4 floors with
Intermediate Moment Resisting Frame (IMRF). Planning a office building refers to the
regulations (SNI) has published the latest government, namely SNI 1726 – 2012 (the rules
of building structure earthquake for building structure and non structure). Planning a office
building includes roof slabs, slabs, columns, beams, foundations and sloof. The location
building in Sukoharjo (latitude -7,602 longitude 110,810) and soil site clasification is SD
(intermediate soil), earthquake resistant building with the response modification factor (R)
amounted to 5, the primary factor building Ie with a value of 1,0. Concrete quality used f’c
= 25 MPa, steel reinforcement for longitudinal bars fy = 400 MPa, shear bars fyt = 300 MPa
and 320 MPa for roof slabs, slabs. The results of planning for roof slabs with a thickness
10 cm and a slab with 12 cm, beam structure with dimensions 200/400 mm. As for column
using with dimensions of 450/450 mm. For bottom structure using pile foundations depth
of -16 m with poer dimensions of 2,5 x 2,5 m.
Keywords: building structure, intermediate moment resisting frame, planning,
structure
xxiii