PERENCANAAN GEDUNG PERPUSTAKAAN ENAM LANTAIDAN SATU BASEMENT DI SALATIGA DENGAN PERENCANAAN GEDUNG PERPUSTAKAAN ENAM LANTAI DAN SATU BASEMENT DI SALATIGA DENGAN PRINSIP DAKTILITAS PENUH.
PERENCANAAN GEDUNG PERPUSTAKAAN ENAM LANTAI
DAN SATU BASEMENT DI SALATIGA DENGAN
PRINSIP DAKTILITAS PENUH
Tugas Akhir
Untuk memenuhi sebagian persyaratan
mencapai derajat Sarjana S–1 Teknik Sipil
Diajukan oleh :
ROSIANITA NURLESTARI
NIM : D 100 010 103
NIRM : 01.6.106.03010.5.0103
Kepada
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2007
LEMBAR PENGESAHAN
PERENCANAAN GEDUNG PERPUSTAKAAN ENAM LANTAI
DAN SATU BASEMENT DI SALATIGA DENGAN
PRINSIP DAKTILITAS PENUH
Tugas Akhir
diajukan dan dipertahankan pada Ujian Pendadaran
Tugas Akhir di hadapan Dewan Penguji
Pada tanggal 09 Maret 2007.
diajukan oleh :
Rosianita Nurlestari
NIM : D 100 010 103
NIRM : 01.6.106.03010.5.0103
Susunan Dewan Penguji
Pembimbing Utama
Pembimbing Pendamping
Ir. Suhendro Trinugroho, MT
NIK : 732
Ir. Abdul Rochman, MT
NIK : 610
Anggota,
Moch.Solikin, ST, MT.
NIK : 792
Tugas Akhir ini diterima sebagai salah satu persyaratan
Untuk mencapai derajat Sarjana S–1 Teknik Sipil
Surakarta, ................................
Dekan Fakultas Teknik
Ketua Jurusan Teknik Sipil
Ir. H. Sri Widodo, MT.
NIK : 542
M. Ujianto, ST, MT.
NIK : 728
ii
PRAKATA
Assalamu’alaikum Wr Wb
Alhamdulilah, segala puji dan syukur dipanjatkan kehadirat Allah SWT atas
limpahan rahmat, taufik dan hidayah – Nya sehingga penyusunan Tugas akhir ini
dapat diselesaikan. Tugas Akhir ini disusun guna melengkapi persyaratan untuk
menyelesaikan program studi S-1 pada Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil
Universitas Muhammadiyah Surakarta. Bersama ini penyusun mengucapkan
terima kasih kepada semua pihak yang telah banyak memberikan dukungan
sehingga penyusun dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Kemudian dengan selesainya Tugas Aklhir ini penyusun juga mengucapkan
terima kasih kepada :
1. Bapak Ir. Sri Widodo, M.T, selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
2. Bapak H.M. Ujianto, S.T, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3. Bapak Ir. Abdul Rochman, M.T., selaku Pembimbing Utama sekaligus
sebagai Ketua Tim Penguji, yang telah memberikan dorongan, arahan serta
bimbingan.
4. Bapak Ir. Suhendro Trinugroho, M.T., selaku Pembimbing Pendamping
sekaligus sebagai Sekertaris Tim Penguji, yang telah memberikan
dorongan, arahan serta bimbingan.
5. Bapak Moh. Solikhin, S.T., M.T., selaku Anggota Tim Penguji, yang telah
memberikan dorongan, arahan serta bimbingan.
6. Bapak Basuki ST, selaku Dosen Pembimbing Akademik
7. Papah dan Mamah tercinta yang telah memberikan dorongan baik materiil
maupun spiritual.
8. Keluarga di Tegal (Mas Cu, Aa Ossie, Mas Martin) yang telah memberikan
dorongan dan arahan.
iii
9. My Motivator (Mas Eko Subandriyo) tercinta, terimakasih atas semua doa
dan dukungannya.
10. Sahabat-sahabatku (Wowot, Masben, Masboy, Simbah, Masdur, Masjar,
Masrus, Ntoet, Pak Wil, Parjo, Arek, Adut) yang selalu memberikan
bantuan moral dan spiritual.
11. Teman – teman angkatan ’01, yang telah membantu dalam menyelesaikan
Tugas Akhir ini yang tidak dapat disebutkan satu persatu.
12. Keluarga besar civitas akademika Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta, terima kasih selama ini banyak
merepotkan.
Semoga segala bantuan yang diberikan, senantiasa mendapatkan ridho dari
Allah SWT, dan semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Amin
Wassalamu’alaikum Wr Wb
Surakarta, Maret 2007
Penyusun
iv
Persembahan
Sang Matahariku yang tak pernah lelah menyinari kehidupanku
Papah Mamah Tersayang
Kakak terbaik di dunia yang selalu mendukungku dalam segala hal
Mas Cu Tergendut
Penambah powerku dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini
AA Ossie dan Mas Martin Terkurus
My everything, yang telah mendampingi hari-hariku dengan penuh
kesabaran, yang telah menjadi motivatorku menyelesaikan Tugas Akhir ini
dan yang selalu ada untukku. Jo Teamo My Dear.
Mas Eko Subandriyo Tercinta
v
DAFTAR ISI
Halaman
LEMBAR PENGESAHAN .............................................................................
ii
PRAKATA.......................................................................................................
iii
PERSEMBAHAN ............................................................................................
v
DAFTAR ISI....................................................................................................
vi
DAFTAR TABEL............................................................................................
xii
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................
xiv
DAFTAR NOTASI .......................................................................................... xvii
INTISARI.........................................................................................................
BAB I.
BAB II.
xxi
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang .........................................................................
1
B. Maksud dan Tujuan..................................................................
2
1. Tujuan perencanaan............................................................
2
2. Manfaat perencanaan..........................................................
2
C. Ruang Lingkup.........................................................................
2
1. Peraturan-peraturan ............................................................
2
2. Perhitungan dan pembahasan .............................................
3
TINJAUAN PUSTAKA
A. Perencanaan Gedung Tahan Gempa ........................................
4
1. Syarat-syarat perencanaan struktur tahan gempa ...............
4
2. Konsep perencanaan gedung tahan gempa.........................
4
3. Konsep desain perencanaan struktur dengan daktail penuh
5
B. Beban Gempa ...........................................................................
6
1. Waktu getar alami ..............................................................
7
2. Faktor respons gempa (C) ..................................................
8
3. Faktor keutamaan struktur (I).............................................
8
4. Faktor daktilitas struktur.....................................................
9
5. Gaya geser horisontal .........................................................
10
6. Distribusi beban geser akibat beban gempa .......................
11
vi
BAB III.
C. Kuat Perlu, Kuat Nominal dan Kuat Rencana .........................
12
D. Kekuatan dan Kemampuan Layan ...........................................
12
1. Kuat perlu ...........................................................................
12
2. Kuat rencana.......................................................................
12
E. Kontrol Keseragaman Kekuatan Tingkat.................................
14
F. Kontrol Simpangan Tingkat.....................................................
14
LANDASAN TEORI
A. Perencanaan Rangka Atap Baja ...............................................
16
1. Metode dan asumsi dalam analisisi struktur.......................
16
2. Langkah-langkah perencanaan struktur rangka atap ..........
18
B. Perencanaan Plat ......................................................................
22
1. Perencanaan plat satu arah..................................................
22
2. Perencanaan plat dua arah ..................................................
24
3. Persyaratan perencanaan plat .............................................
25
4. Langkah hitungan ...............................................................
28
C. Perencanaan Balok ...................................................................
31
1. Perencanaan tulangan memanjang balok............................
31
2. Momen nominal dan momen tersedia balok ......................
33
3. Momen kapsitas balok........................................................
33
4. Perencanaan tulangan geser balok......................................
34
D. Perencanaan tulangan Kolom..................................................
37
1. Perencanaan tulangan memanjang kolom ..........................
37
2. Perencanaan tulangan geser kolom ....................................
39
E. Perhitungan Tangga .................................................................
41
1. Ukuran lebar tangga ...........................................................
42
2. Kemiringan tangga .............................................................
42
3. Optrede dan aantrede .........................................................
43
F. Perencanaan Pondasi................................................................
44
1. Parameter tanah ..................................................................
44
2. Analisis daya dukung tanah................................................
44
3. Pemilihan type pondasi ......................................................
45
vii
BAB IV.
BAB V.
BAB VI.
4. Perencanaan pondasi tiang pancang ...................................
45
G. Perencanaan Basement .............................................................
47
METODE PERENCANAAN
A. Data Perencanaan .....................................................................
48
1. Data daerah gempa .............................................................
48
2. Data struktur .......................................................................
48
3. Peraturan-peraturan ............................................................
49
B. Alat-alat Perhitungan ...............................................................
49
C. Tahap Pelaksanaan ...................................................................
50
PERHITUNGAN RANGKA ATAP BAJA
A. Perhitungan Panjang Batang ....................................................
53
B. Perencanaan Gording ...............................................................
56
1. Analisis pembebanan..........................................................
56
2. Momen yang terjadi akibat pembebanan............................
58
3. Kontrol terhadap lateral buckling.......................................
61
4. Pemeriksaan terhadap lendutan ..........................................
65
5. Dimensi sagrod...................................................................
68
C. Perencanaan Kuda-kuda...........................................................
70
1. Data-data perencanaan........................................................
70
2. Analisis pembebanan..........................................................
70
D. Dimensi Rangka Kuda-kuda ....................................................
79
E. Perhitungan Jumlah Baut .........................................................
81
F. Perhitungan Sambungan...........................................................
85
PERENCANAAN STRUKTUR PLAT DAN DINDING PENAHAN TANAH
A. Pendahuluan .............................................................................
96
B. Perencanaan Plat Lantai ...........................................................
97
1. Perhitungan beban plat lantai .............................................
98
2. Perhitungan momen plat lantai...........................................
98
3. Perhitungan tulangan terpakai dan momen tersedia........... 101
3a). Penulangan dan momen tersedia lapangan ............. 101
3b). Penulangan dan momen tersedia tumpuan .............. 104
viii
C. Perencanaan Dinding Penahan Tanah...................................... 112
BAB VII. PERENCANAAN TANGGA
1. Pembebanan tangga .................................................................. 115
1a). Data plat tangga ............................................................ 115
1b). Perhitungan lantai injakan dan tinggi injakan .............. 116
1c). Pembebanan plat tangga ............................................... 116
2. Perhitungan momen plat tangga dan plat bordes ...................... 117
3. Momen tersedia ........................................................................ 118
3a). Penulangan pada batang 1 ujung kiri............................. 118
3b). Penulangan pada batang 1 lapangan dan ujung kanan
120
3c). Penulangan pada batang 3 dan 4 .................................. 122
BAB VIII. ANALISIS PEMBEBANAN STRUKTUR PORTAL
A. Pembebanan Pada Portal .......................................................... 125
1. Beban mati.......................................................................... 125
2. Beban hidup........................................................................ 125
B. Distribusi Beban Pada Portal ................................................... 125
1. Beban Gravitasi .................................................................. 125
1a). Beban mati................................................................. 126
1b). Beban mati................................................................. 136
2. Beban Gempa ..................................................................... 138
2a). Perhitungan momen puntir........................................ 139
2b). Hitungan beban gempa.............................................. 141
C. Kekakuan Tingkat .................................................................... 153
1. Kekakuan tingkat pada portal ............................................ 153
2. Perhitungan kekakuan tingkat ........................................... 154
3. Kekakuan pada portal ........................................................ 155
D. Kontrol Waktu Getar ............................................................... 159
1. Gaya geser akibat gempa ................................................... 161
BAB IX.
PERENCANAAN DENGAN PRINSIP DAKTILITAS PENUH
A. Perencanaan Penulangan Balok ............................................... 165
1. Kombinasi pembebanan balok ........................................... 165
ix
2. Tulangan memanjang balok .............................................. 165
2a). Perhitungan tulangan memanjang balok ................. 165
2b). Perhitungan momen tersedia balok ......................... 168
2c). Perhitungan momen kapasitas balok ....................... 171
3. Perhitungan selimut momen ............................................... 173
4. Perhitungan tulangan geser balok....................................... 175
B. Perencanaan Penulangan Kolom ............................................. 195
1. Kombinasi pembebanan ..................................................... 195
2. Perhitungan tulangan memanjang kolom .......................... 195
2a). Hitungan gaya aksial perlu kolom ........................... 195
2b). Hitungan momen perlu kolom .................................. 198
2c). Hitungan tulangan memanjang kolom ..................... 201
2d). Kontrol kekuatan kolom ........................................... 205
3. Perhitungan Tulangan Begel Kolom .................................. 212
4. Tulangan begel searah sumbu X ........................................ 213
5. Perhitungan tulangan geser buhul ..................................... 216
5a). Tulangan geser horizontal ....................................... 216
5b). Tulangan geser vertical ........................................... 219
BAB X.
PERENCANAAN STRUKTUR PONDASI
1. Perhitungan kekuatan tiang tunggal.......................................... 243
1a). Perhitungan terhadap kekuatan tiang ............................ 244
1b). Perhitungan terhadap kekuatan tanah ........................... 244
2. Perhitungan jumlah tiang dan daya dukung kelompok tiang.... 245
3. Kontrol daya dukung maksimum tiap tiang ............................. 246
4. Kontrol tegangan geser dan penulangan poer........................... 247
4a). Tegangan geser satu arah ............................................... 247
4b). Tegangan geser dua arah ................................................ 249
4c). Perhitungan penulangan plat poer .................................. 250
5. Perhitungan tulangan dan kontrol tegangan.............................. 252
5a). Perhitungan tulangan memanjang tiang pancang .......... 252
5b). Kontrol tegangan beton dan baja .................................... 255
x
BAB XI.
KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan .............................................................................. 259
B. Saran......................................................................................... 260
xi
DAFTAL TABEL
Halaman
Tabel II.1.
Faktor keutamaan struktur (I)..................................................
9
Tabel II.2.
Parameter daktalitas struktur gedung ......................................
10
Tabel II.3.
Faktor reduksi kekuatan ø .......................................................
13
Tabel III.1.
Tebal minimum plat ................................................................
24
Tabel III.2.
Hitungan momen untuk plat....................................................
27
Tabel V.1.
Panjang rangka atap baja.........................................................
55
Tabel V.2.
Kombinasi momen pada gording (Į1) .....................................
61
Tabel V.3.
Kombinasi momen pada gording (Į2) .....................................
61
Tabel V.4.
Berat total kuda-kuda akibat beban mati.................................
74
Tabel V.5.
Gaya batang dan tegangan rangka kuda-kuda.........................
77
Tabel V.6.
Kombinasi beban tetap dan beban sementara .........................
78
Tabel V.7.
Hasil perhitungan jumlah baut ................................................
83
Tabel VI.1.
Perhitungan momen lentur plat lantai ..................................... 100
Tabel VI.2.
Tulangan plat lantai dan momen tersedia................................ 108
Tabel VII.1.
Tulangan tangga dan bordes.................................................... 123
Tabel VIII.1. Perhitungan kekakuan portal as C........................................... 155
Tabel VIII.2. Nilai perbandingan massa dengan kekakuan portal as C ........ 155
Tabel VIII.3. Kekakuan tingkat portal as 3................................................... 157
Tabel VIII.4. Nilai perbandingan massa dengan kekakuan portal as 3......... 157
Tabel VIII.5. Analisis Holzer portal as C ..................................................... 160
Tabel VIII.6. Analisis Holzer portal as 3 ...................................................... 160
Tabel VIII.7. Gaya geser tingkat portal as C ................................................ 161
Tabel VIII.8. Gaya geser horisontal akibat beban gempa Portal as C .......... 162
Tabel VIII.9. Perhitungan waktu getar portal As C ...................................... 162
Tabel VIII.10. Gaya geser tingkat portal as 3 ................................................. 163
Tabel VIII.11. Gaya geser horisontal akibat beban gempa Portal as 3 ........... 163
Tabel VIII.12. Perhitungan waktu getar portal As 3....................................... 164
Tabel IX.1.
Momen perlu balok portal as C............................................... 181
xii
Tabel IX.2.
Momen perlu balok portal as 3................................................ 183
Tabel IX.3.
Tulangan balok portal as C ..................................................... 185
Tabel IX.4.
Tulangan balok portal as 3 ...................................................... 187
Tabel IX.5.
Gaya geser perlu balok portal as C ......................................... 189
Tabel IX.6.
Gaya geser perlu balok portal as 3 .......................................... 191
Tabel IX.7.
Tulangan geser balok portal as C ............................................ 193
Tabel IX.8
Tulangan geser balok portal as 3............................................. 194
Tabel IX.9.
Gaya aksial perlu kolom portal as C ...................................... 221
Tabel IX.10.
Gaya aksial perlu kolom portal as 3........................................ 223
Tabel IX.11.
Momen perlu kolom portal as C.............................................. 225
Tabel IX.12.
Momen perlu kolom portal as 3 .............................................. 227
Tabel IX.13.
Tulangan memanjang portal as C............................................ 229
Tabel IX.14.
Tulangan memanjang portal as 3 ............................................ 231
Tabel IX.15.
Gaya geser perlu kolom portal as C ........................................ 233
Tabel IX.16.
Gaya geser perlu kolom portal as 3......................................... 235
Tabel IX.17.
Tulangan geser kolom portal as C........................................... 237
Tabel IX.18.
Tulangan geser kolom portal as 3 ........................................... 239
Tabel IX.19.
Tulangan joint portal as C ....................................................... 241
Tabel IX.20.. Tulangan joint portal as 3........................................................ 242
xiii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar II.1
Mekanisme khas yang terjadi pad portal rngka terbuka ......
Gambar II.2
Wilayah gempa Indonesia dengan percepatanpuncak
6
batuan dasar dengan periode ulang 500 tahun .....................
7
Gambar II.3.
Koefisien gempa dasar .........................................................
8
Gambar II.4
Hubungan antara faktor reduksi R dan faktor daktalitAs µ .
10
Gambar III.1.
Skematis pembebanan pada struktur rangka atap (roof)......
19
Gambar III.2.
Diagram alir perencanaan rangka atap/kuda-kuda baja .......
21
Gambar III.3.
Koefisien momen dikalilan wu." n2 .....................................
23
Gambar III.4.
Simbol-simbol......................................................................
23
Gambar III.5.
Penyaluran beban ke tumpuan untuk plat dua arah
dengan syarat-syarat batas yang sama pada empat tepi .......
26
Gambar III.6.
Gaya geser perlu balok.........................................................
35
Gambar III.7.
Sketsa diagram interaksi kolom ...........................................
37
Gambar III.8.
Lebar tangga minimal berdasarkan banyaknya orang yang
dapat naik secara berdampingan ..........................................
42
Gambar III.9.
Komponen tangga ................................................................
43
Gambar IV.1.
Bagan alir perencanaan pelaksanaan perhitungan................
51
Gambar V.1.
Denah rencana atap ..............................................................
52
Gambar V.2.
Rencana Kuda-kuda Utama .................................................
53
Gambar V.3.
Distribusi beban mati arah x dan y.......................................
58
Gambar V.4.
Distribusi beban hidup arah x dan y.....................................
59
Gambar V.5.
Distribusi beban angin arah x dan y.....................................
59
Gambar V.6.
Momen batang gording pada struktur atas...........................
62
Gambar V.7.
Momen batang gording pada struktur bawah.......................
64
Gambar V.8.
Lendutan gording pada struktur atas....................................
66
Gambar V.9.
Lendutan gording pada struktur bawah................................
67
Gambar V.10.
Pembebanan kuda-kuda .......................................................
71
xiv
Gambar V.11.
Pembebanan kuda-kuda akibat beban angin kiri..................
75
Gambar V. 12.
Pembebanan kuda-kuda akibat beban angin kiri..................
75
Gambar V. 13.
Jarak antar sumbu baut.........................................................
84
Gambar V. 14.
Rencana sambungan joint antar batang ...............................
87
Gambar V. 15.
Sambungan titik simpul 1 ....................................................
87
Gambar V. 16.
Sambungan titik simpul 2 ....................................................
88
Gambar V. 17.
Sambungan titik simpul 3 ....................................................
90
Gambar V. 18.
Sambungan titik simpul 4 ....................................................
91
Gambar V. 19.
Sambungan titik simpul 5 ....................................................
92
Gambar V. 20.
Sambungan titik simpul 6 ....................................................
93
Gambar V. 21.
Sambungan titik simpul 7 ....................................................
94
Gambar VI.1.
Type plat berdasarkan jenis tumpuannya .............................
96
Gambar VI.2.
Denah plat lantai ..................................................................
97
Gambar VI.3.
Detail penulangan plat type A.............................................. 109
Gambar VI.4.
Detail penulangan plat type B .............................................. 110
Gambar VI.5.
Detail penulangan plat type C .............................................. 111
Gambar VI. 6.
Tekanan pada dinding penahan tanah .................................. 112
Gambar VII.1.
Denah tangga........................................................................ 115
Gambar VII.2.
Momen perlu tangga dan bordes.......................................... 117
Gambar VII.3.
Detail penulangan plat tangga.............................................. 124
Gambar VIII.1. Pola garis leleh untuk plat persegi ....................................... 126
Gambar VIII.2. Type beban segitiga 1........................................................... 126
Gambar VIII.3. Type beban segitiga 2........................................................... 126
Gambar VIII.4. Distribusi beban mati atap.................................................... 127
Gambar VIII.5. Rangka kuda-kuda baja utama ............................................. 127
Gambar VIII.6
Distribusi beban mati plat lantai .......................................... 129
Gambar VIII.7. Pembebanan akibat beban mati pada portal tengah As C .... 132
Gambar VIII.8. Pembebanan akibat beban mati pada portal tengah As 3..... 135
Gambar VIII.9. Beban hidup pada portal tengah As C.................................. 137
Gambar VIII.10. Beban hidup pada portal tengah As 3 .................................. 137
Gambar VIII.11. Denah bangunan................................................................... 139
xv
Gambar VIII.12. Denah portal tengah As C .................................................... 141
Gambar VIII.13. Denah portal tengah As 3..................................................... 146
Gambar IX. 1.
Tulangan balok 42................................................................ 168
Gambar IX.2.
Tulangan dan selimut momen pada balok 42....................... 175
Gambar IX.3.
Gaya geser perlu pada bentang balok .................................. 178
Gambar IX.4.
Kolom 15 portal lintang tengah As 3 ................................... 198
Gambar IX.5.
Penulangan kolom 15 portal As 3 ........................................ 204
Gambar IX.6.
Diagram interaksi kolom arah x dan y ................................. 210
Gambar IX.7.
Momen kapasitas pada kolom lantai dasar dan kolom
lantai paling atas................................................................... 212
Gambar IX.8.
Buhul (joint) 18 portal lintang tengah (Portal As 3) ............ 216
Gambar X.1.
Struktur pondasi ................................................................... 243
Gambar X.2.
Penempatan empat tiang pancang ........................................ 246
Gambar X.3.
Tegangan geser satu arah ..................................................... 247
Gambar X.4.
Tegangan geser dua arah...................................................... 249
Gambar X.5.
Penulangan poer pondasi ..................................................... 252
Gambar X.6.
Gaya dalam pada pengangkatan dua titik ............................ 253
Gambar X.7.
Gaya dalam pada pengangkatan satu arah ........................... 254
Gambar X.8.
Penulangan tiang pancang.................................................... 255
Gambar X.9.
Penulangan geser tiang pancang .......................................... 258
xvi
DAFTAR NOTASI
A
= injakan (Antrede)
Aan
= luas tulangan kolom antara (mm2)
Ag
= luas bruto penampang kolom (mm2)
Ajh
= luas begel horisontal joint (mm2)
Ajv
= luas begel vertikal joint (mm2)
As
= luas tulangan tarik (mm2)
As’
= luas tulangan tekan (mm2)
As,b
= luas tulangan tarik yang diperlukan pada keadaan seimbang
(balance) (mm2)
a
= tinggi blok tegangan tekan beton yang diperhitungkan (mm)
Ast
= luas tulangan longitudinal total (mm2)
Av
= luas tulangan geser (mm2)
b
= ukuran lebar penampang struktur (mm)
C
= koefisien gempa dasar.
Cc
= gaya tekan pada beton (N)
Cs
= gaya tekan pada tulangan tekan (N)
c
= jarak antara serat beton tekan tepi ke garis netral (mm)
cb
= jarak dari serat beton tekan tepi ke garis netral pada keadaan yang
seimbang (balance) (mm)
D
= beban mati (kN atau kN.m)
d
= jarak antara serat tekan terluar ke pusat tulangan tarik (mm)
di
= simpangan horizontal akibat gaya gempa (Fi) pada lantai ke-i (m)
ds
= jarak antara serat beton tarik terluar ke pusat tulangan tarik (mm)
d’s
= jarak antara serat beton tekan terluar ke pusat tulangan tekan (mm)
E
= beban gempa (kN atau kN.m)
Ec
= modulus elastisitas beton (MPa)
f’c
= kuat tekan beton yang disyaratkan (MPa)
Fi
= gaya gempa lantai ke-i (kN)
fy
= tegangan leleh baja tulangan (MPa)
xvii
g
= gaya gravitasi = 9,8 m/dt2
h
= ukuran tinggi penampang struktur (mm)
hn
= tinggi bersih kolom (mm)
hi
= ketinggian lantai ke-i dari taraf jepitan lateral (m)
Imin
= momen inersia minimum (cm4)
K
= faktor jenis struktur.
k
= faktor panjang efektif kolom.
L
= beban hidup (kN atau kN.m)
Ld
= panjang penyaluran tegangan tulangan (m)
LR
= beban hidup yang telah direduksi sesuai dengan ketentuan SNI-1991
tentang Tata Cara Pelaksanaan Ketahanan Gempa Untuk Rumah dan
Gedung.
lb
= bentang bruto pada balok yang ditinjau (m)
ln
= bentang bersih balok (m)
MD,k
= momen kolom akibat beban mati (kN.m)
ME,k
= momen kolom akibat beban gempa (kN.m)
Mkap,b
= momen kapasitas balok dengan memperhatikan momen positif dan
momen negatif (kN.m)
Mkap,a
= momen kapasitas ujung balok kanan (kN.m)
Mkap,i
= momen kapasitas ujung balok kiri (kN.m)
ML,k
= momen kolom akibat beban hidup (kN.m)
Mn
= momen nominal suatu penampang (kN.m)
Mu,ka
= momen perlu ujung kolom atas kolom dari kolom yang ditinjau
(kN.m)
Mu,kb
= momen perlu ujung kolom bawah kolom dari kolom yang ditinjau
(kN.m)
ND,k
= gaya normal kolom akibat beban mati (kN)
NE,k
= gaya normal kolom akibat beban gempa (kN)
Ng,k
= gaya normal kolom akibat beban hidup dan beban mati (kN)
NL,k
= gaya normal kolom akibat beban hidup (kN)
Nu,k
= gaya normal perlu kolom (kN)
xviii
Nu,k,maks = gaya normal perlu maksimum kolom (kN)
Pn
= kuat tekan aksial nominal (kN)
Pu
= beban aksial kolom (kN)
R
= faktor reduksi jumlah lantai tingkat di atas kolom (n)
untuk 1 n 4
= 1
= 1,1-0,025.n untuk 4 n t 20
untuk n ! 20
= 0,6
T
= waktu getar struktur gedung (dt)
TR
= waktu getar struktur gedung menurut Rayleight (dt)
Ts
= gaya tarik pada tulangan tarik (kN)
Vu
= gaya geser minimal yang disumbangkan oleh tulangan geser (kN)
Vs
= kuat geser minimal yang disumbangkan oleh tulangan geser (kN)
Vch
= gaya geser yang ditahan begel (kN)
Vjh
= gaya geser joint horisontal (kN)
Vjv
= gaya geser joint vertikal (kN)
Wi
= berat lantai ke-i (kN)
Wt
= berat total bangunan (beban mati + beban hidup tereduksi) (kN)
Dk
= faktor distribusi momen dari kolom yang ditinjau.
Ds
= nilai konstanta yang bergantung pada letak pondasi
= 40
o untuk pondasi kolom bagian dalam denah gedung
= 30
o untuk pondasi kolom bagian tepi denah gedung
= 20
o untuk pondasi kolom bagian sudut denah gedung
Ec
= rasio sisi panjang dan sisi pendek = L/B
H’c
= regangan beton tekan.
Hs
= regangan tulangan tarik.
H’s
= regangan tulangan tekan.
Ub
= rasio tulangan balance.
Zd
= faktor pembesar dinamis yang diperhitungkan pengaruh terjadinya
sendi plastis.
= 1
o untuk kolom lantai 1 dan lantai paling atas
= 1,3
o untuk kolom umum
xix
= faktor reduksi kekuatan.
= 0,8
o untuk lentur murni, aksial tarik dan aksial tarik dengan
lentur
= 0,7 o untuk tekan dan aksial tekan dengan lentur sengkang spiral
atau sengkang ikat.
= 0,65 o untuk aksial tekan dan aksial tekan dengan lentur sengkang
biasa
= 0,6
o untuk geser dan torsi
xx
PERENCANAAN GEDUNG PERPUSTAKAAN ENAM LANTAI
DAN SATU BASEMENT DI SALATIGA DENGAN
PRINSIP DAKTILITAS PENUH
INTISARI
Tugas akhir ini merencanakan gedung Perpustakaan yang berfungsi sebagai
sarana informasi dan sebagai pusat mencari ilmu pengetahuan. Perencanaan ini
dibatasi pada perencanaan elemen struktural dari gedung, yaitu struktur rangka
atap baja, plat lantai, tangga, struktur portal beton bertulang dan pondasi.
Perencanaan gedung terletak di Salatiga dengan faktor gempa termasuk wilayah
gempa dua. Khusus mengenai struktur portal direncanakan tahan gempa sesuai
dengan prinsip daktilitas tingkat 3 atau daktilitas penuh. Perencanaan pembebanan
untuk gedung menggunakan Kode Baru Perhitungan Beban Gempa Untuk
Gedung (2002) dan Peraturan Beton Bertulang Indonesia 1971. Analisis
perhitungan struktur gedung menggunakan batuan “SAP 2000” non linier dengan
tujuan mempercepat perhitungan. Analisis beban gempa menggunakan metode
Holzer. Perhitungan struktur portal mengacu pada SK-SNI T-15-1991-03,
sedangkan untuk perhitungan struktur rangka atap baja mengacu pada PPBBI1983. Mutu bahan untuk penulangan struktur beton bertulang dengan kuat tekan
(f’c) = 30 MPa dan fy = 390 MPa sedangkan untuk profil kuda-kuda baja
menggunakan mutu baja Bj 37 (Vijin = 1600 kg/cm2). Hasil yang diperoleh berupa
kebutuhan dimensi dan tulangan yang diperlukan pada perencanaan struktur
gedung adalah sebagai berikut :
1) Profil kuda-kuda baja yaitu menggunakan profil dobel siku dengan alat
sambung baut (I = 1,588 cm) dan plat buhul 10 mm.
2) Ketebalan plat lantai 12 cm dan menggunakan tulangan pokok D12 dan
tulangan bagi D6.
3) Ketebalan plat tangga dan bordes 12 cm dengan menggunakan tulangan pokok
D12 dan tulangan bagi D10.
4) Dimensi balok lantai 1, 2, 3, 4, 5 dan 6 menggunakan dimensi 400/600.
Menggunakan tulangan pokok D19 dengan tulangan geser 2 dp 10.
5) Dimensi kolom lantai 1, 2, dan 3 yaitu 700/700 sedangkan kolom lantai 4, 5,
dan 6 yaitu 600/600 dengan tulangan pokok 20D19 dan sengkang 2 dp 12.
6) Dimensi pile cup : tebalnya 1,25 m dan lebarnya (B) = 2,0 m, menggunakan
tulangan pokok D 25 dan tulangan bagi D12, sedangkan tiang pancang
dimensi 500/500 dengan tulangan pokok 6D 25 dan sengkang 2 dp 10.
Kata kunci : perencanaan, daktilitas, program SAP 2000.
xxi
DAN SATU BASEMENT DI SALATIGA DENGAN
PRINSIP DAKTILITAS PENUH
Tugas Akhir
Untuk memenuhi sebagian persyaratan
mencapai derajat Sarjana S–1 Teknik Sipil
Diajukan oleh :
ROSIANITA NURLESTARI
NIM : D 100 010 103
NIRM : 01.6.106.03010.5.0103
Kepada
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2007
LEMBAR PENGESAHAN
PERENCANAAN GEDUNG PERPUSTAKAAN ENAM LANTAI
DAN SATU BASEMENT DI SALATIGA DENGAN
PRINSIP DAKTILITAS PENUH
Tugas Akhir
diajukan dan dipertahankan pada Ujian Pendadaran
Tugas Akhir di hadapan Dewan Penguji
Pada tanggal 09 Maret 2007.
diajukan oleh :
Rosianita Nurlestari
NIM : D 100 010 103
NIRM : 01.6.106.03010.5.0103
Susunan Dewan Penguji
Pembimbing Utama
Pembimbing Pendamping
Ir. Suhendro Trinugroho, MT
NIK : 732
Ir. Abdul Rochman, MT
NIK : 610
Anggota,
Moch.Solikin, ST, MT.
NIK : 792
Tugas Akhir ini diterima sebagai salah satu persyaratan
Untuk mencapai derajat Sarjana S–1 Teknik Sipil
Surakarta, ................................
Dekan Fakultas Teknik
Ketua Jurusan Teknik Sipil
Ir. H. Sri Widodo, MT.
NIK : 542
M. Ujianto, ST, MT.
NIK : 728
ii
PRAKATA
Assalamu’alaikum Wr Wb
Alhamdulilah, segala puji dan syukur dipanjatkan kehadirat Allah SWT atas
limpahan rahmat, taufik dan hidayah – Nya sehingga penyusunan Tugas akhir ini
dapat diselesaikan. Tugas Akhir ini disusun guna melengkapi persyaratan untuk
menyelesaikan program studi S-1 pada Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil
Universitas Muhammadiyah Surakarta. Bersama ini penyusun mengucapkan
terima kasih kepada semua pihak yang telah banyak memberikan dukungan
sehingga penyusun dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Kemudian dengan selesainya Tugas Aklhir ini penyusun juga mengucapkan
terima kasih kepada :
1. Bapak Ir. Sri Widodo, M.T, selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
2. Bapak H.M. Ujianto, S.T, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3. Bapak Ir. Abdul Rochman, M.T., selaku Pembimbing Utama sekaligus
sebagai Ketua Tim Penguji, yang telah memberikan dorongan, arahan serta
bimbingan.
4. Bapak Ir. Suhendro Trinugroho, M.T., selaku Pembimbing Pendamping
sekaligus sebagai Sekertaris Tim Penguji, yang telah memberikan
dorongan, arahan serta bimbingan.
5. Bapak Moh. Solikhin, S.T., M.T., selaku Anggota Tim Penguji, yang telah
memberikan dorongan, arahan serta bimbingan.
6. Bapak Basuki ST, selaku Dosen Pembimbing Akademik
7. Papah dan Mamah tercinta yang telah memberikan dorongan baik materiil
maupun spiritual.
8. Keluarga di Tegal (Mas Cu, Aa Ossie, Mas Martin) yang telah memberikan
dorongan dan arahan.
iii
9. My Motivator (Mas Eko Subandriyo) tercinta, terimakasih atas semua doa
dan dukungannya.
10. Sahabat-sahabatku (Wowot, Masben, Masboy, Simbah, Masdur, Masjar,
Masrus, Ntoet, Pak Wil, Parjo, Arek, Adut) yang selalu memberikan
bantuan moral dan spiritual.
11. Teman – teman angkatan ’01, yang telah membantu dalam menyelesaikan
Tugas Akhir ini yang tidak dapat disebutkan satu persatu.
12. Keluarga besar civitas akademika Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta, terima kasih selama ini banyak
merepotkan.
Semoga segala bantuan yang diberikan, senantiasa mendapatkan ridho dari
Allah SWT, dan semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Amin
Wassalamu’alaikum Wr Wb
Surakarta, Maret 2007
Penyusun
iv
Persembahan
Sang Matahariku yang tak pernah lelah menyinari kehidupanku
Papah Mamah Tersayang
Kakak terbaik di dunia yang selalu mendukungku dalam segala hal
Mas Cu Tergendut
Penambah powerku dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini
AA Ossie dan Mas Martin Terkurus
My everything, yang telah mendampingi hari-hariku dengan penuh
kesabaran, yang telah menjadi motivatorku menyelesaikan Tugas Akhir ini
dan yang selalu ada untukku. Jo Teamo My Dear.
Mas Eko Subandriyo Tercinta
v
DAFTAR ISI
Halaman
LEMBAR PENGESAHAN .............................................................................
ii
PRAKATA.......................................................................................................
iii
PERSEMBAHAN ............................................................................................
v
DAFTAR ISI....................................................................................................
vi
DAFTAR TABEL............................................................................................
xii
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................
xiv
DAFTAR NOTASI .......................................................................................... xvii
INTISARI.........................................................................................................
BAB I.
BAB II.
xxi
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang .........................................................................
1
B. Maksud dan Tujuan..................................................................
2
1. Tujuan perencanaan............................................................
2
2. Manfaat perencanaan..........................................................
2
C. Ruang Lingkup.........................................................................
2
1. Peraturan-peraturan ............................................................
2
2. Perhitungan dan pembahasan .............................................
3
TINJAUAN PUSTAKA
A. Perencanaan Gedung Tahan Gempa ........................................
4
1. Syarat-syarat perencanaan struktur tahan gempa ...............
4
2. Konsep perencanaan gedung tahan gempa.........................
4
3. Konsep desain perencanaan struktur dengan daktail penuh
5
B. Beban Gempa ...........................................................................
6
1. Waktu getar alami ..............................................................
7
2. Faktor respons gempa (C) ..................................................
8
3. Faktor keutamaan struktur (I).............................................
8
4. Faktor daktilitas struktur.....................................................
9
5. Gaya geser horisontal .........................................................
10
6. Distribusi beban geser akibat beban gempa .......................
11
vi
BAB III.
C. Kuat Perlu, Kuat Nominal dan Kuat Rencana .........................
12
D. Kekuatan dan Kemampuan Layan ...........................................
12
1. Kuat perlu ...........................................................................
12
2. Kuat rencana.......................................................................
12
E. Kontrol Keseragaman Kekuatan Tingkat.................................
14
F. Kontrol Simpangan Tingkat.....................................................
14
LANDASAN TEORI
A. Perencanaan Rangka Atap Baja ...............................................
16
1. Metode dan asumsi dalam analisisi struktur.......................
16
2. Langkah-langkah perencanaan struktur rangka atap ..........
18
B. Perencanaan Plat ......................................................................
22
1. Perencanaan plat satu arah..................................................
22
2. Perencanaan plat dua arah ..................................................
24
3. Persyaratan perencanaan plat .............................................
25
4. Langkah hitungan ...............................................................
28
C. Perencanaan Balok ...................................................................
31
1. Perencanaan tulangan memanjang balok............................
31
2. Momen nominal dan momen tersedia balok ......................
33
3. Momen kapsitas balok........................................................
33
4. Perencanaan tulangan geser balok......................................
34
D. Perencanaan tulangan Kolom..................................................
37
1. Perencanaan tulangan memanjang kolom ..........................
37
2. Perencanaan tulangan geser kolom ....................................
39
E. Perhitungan Tangga .................................................................
41
1. Ukuran lebar tangga ...........................................................
42
2. Kemiringan tangga .............................................................
42
3. Optrede dan aantrede .........................................................
43
F. Perencanaan Pondasi................................................................
44
1. Parameter tanah ..................................................................
44
2. Analisis daya dukung tanah................................................
44
3. Pemilihan type pondasi ......................................................
45
vii
BAB IV.
BAB V.
BAB VI.
4. Perencanaan pondasi tiang pancang ...................................
45
G. Perencanaan Basement .............................................................
47
METODE PERENCANAAN
A. Data Perencanaan .....................................................................
48
1. Data daerah gempa .............................................................
48
2. Data struktur .......................................................................
48
3. Peraturan-peraturan ............................................................
49
B. Alat-alat Perhitungan ...............................................................
49
C. Tahap Pelaksanaan ...................................................................
50
PERHITUNGAN RANGKA ATAP BAJA
A. Perhitungan Panjang Batang ....................................................
53
B. Perencanaan Gording ...............................................................
56
1. Analisis pembebanan..........................................................
56
2. Momen yang terjadi akibat pembebanan............................
58
3. Kontrol terhadap lateral buckling.......................................
61
4. Pemeriksaan terhadap lendutan ..........................................
65
5. Dimensi sagrod...................................................................
68
C. Perencanaan Kuda-kuda...........................................................
70
1. Data-data perencanaan........................................................
70
2. Analisis pembebanan..........................................................
70
D. Dimensi Rangka Kuda-kuda ....................................................
79
E. Perhitungan Jumlah Baut .........................................................
81
F. Perhitungan Sambungan...........................................................
85
PERENCANAAN STRUKTUR PLAT DAN DINDING PENAHAN TANAH
A. Pendahuluan .............................................................................
96
B. Perencanaan Plat Lantai ...........................................................
97
1. Perhitungan beban plat lantai .............................................
98
2. Perhitungan momen plat lantai...........................................
98
3. Perhitungan tulangan terpakai dan momen tersedia........... 101
3a). Penulangan dan momen tersedia lapangan ............. 101
3b). Penulangan dan momen tersedia tumpuan .............. 104
viii
C. Perencanaan Dinding Penahan Tanah...................................... 112
BAB VII. PERENCANAAN TANGGA
1. Pembebanan tangga .................................................................. 115
1a). Data plat tangga ............................................................ 115
1b). Perhitungan lantai injakan dan tinggi injakan .............. 116
1c). Pembebanan plat tangga ............................................... 116
2. Perhitungan momen plat tangga dan plat bordes ...................... 117
3. Momen tersedia ........................................................................ 118
3a). Penulangan pada batang 1 ujung kiri............................. 118
3b). Penulangan pada batang 1 lapangan dan ujung kanan
120
3c). Penulangan pada batang 3 dan 4 .................................. 122
BAB VIII. ANALISIS PEMBEBANAN STRUKTUR PORTAL
A. Pembebanan Pada Portal .......................................................... 125
1. Beban mati.......................................................................... 125
2. Beban hidup........................................................................ 125
B. Distribusi Beban Pada Portal ................................................... 125
1. Beban Gravitasi .................................................................. 125
1a). Beban mati................................................................. 126
1b). Beban mati................................................................. 136
2. Beban Gempa ..................................................................... 138
2a). Perhitungan momen puntir........................................ 139
2b). Hitungan beban gempa.............................................. 141
C. Kekakuan Tingkat .................................................................... 153
1. Kekakuan tingkat pada portal ............................................ 153
2. Perhitungan kekakuan tingkat ........................................... 154
3. Kekakuan pada portal ........................................................ 155
D. Kontrol Waktu Getar ............................................................... 159
1. Gaya geser akibat gempa ................................................... 161
BAB IX.
PERENCANAAN DENGAN PRINSIP DAKTILITAS PENUH
A. Perencanaan Penulangan Balok ............................................... 165
1. Kombinasi pembebanan balok ........................................... 165
ix
2. Tulangan memanjang balok .............................................. 165
2a). Perhitungan tulangan memanjang balok ................. 165
2b). Perhitungan momen tersedia balok ......................... 168
2c). Perhitungan momen kapasitas balok ....................... 171
3. Perhitungan selimut momen ............................................... 173
4. Perhitungan tulangan geser balok....................................... 175
B. Perencanaan Penulangan Kolom ............................................. 195
1. Kombinasi pembebanan ..................................................... 195
2. Perhitungan tulangan memanjang kolom .......................... 195
2a). Hitungan gaya aksial perlu kolom ........................... 195
2b). Hitungan momen perlu kolom .................................. 198
2c). Hitungan tulangan memanjang kolom ..................... 201
2d). Kontrol kekuatan kolom ........................................... 205
3. Perhitungan Tulangan Begel Kolom .................................. 212
4. Tulangan begel searah sumbu X ........................................ 213
5. Perhitungan tulangan geser buhul ..................................... 216
5a). Tulangan geser horizontal ....................................... 216
5b). Tulangan geser vertical ........................................... 219
BAB X.
PERENCANAAN STRUKTUR PONDASI
1. Perhitungan kekuatan tiang tunggal.......................................... 243
1a). Perhitungan terhadap kekuatan tiang ............................ 244
1b). Perhitungan terhadap kekuatan tanah ........................... 244
2. Perhitungan jumlah tiang dan daya dukung kelompok tiang.... 245
3. Kontrol daya dukung maksimum tiap tiang ............................. 246
4. Kontrol tegangan geser dan penulangan poer........................... 247
4a). Tegangan geser satu arah ............................................... 247
4b). Tegangan geser dua arah ................................................ 249
4c). Perhitungan penulangan plat poer .................................. 250
5. Perhitungan tulangan dan kontrol tegangan.............................. 252
5a). Perhitungan tulangan memanjang tiang pancang .......... 252
5b). Kontrol tegangan beton dan baja .................................... 255
x
BAB XI.
KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan .............................................................................. 259
B. Saran......................................................................................... 260
xi
DAFTAL TABEL
Halaman
Tabel II.1.
Faktor keutamaan struktur (I)..................................................
9
Tabel II.2.
Parameter daktalitas struktur gedung ......................................
10
Tabel II.3.
Faktor reduksi kekuatan ø .......................................................
13
Tabel III.1.
Tebal minimum plat ................................................................
24
Tabel III.2.
Hitungan momen untuk plat....................................................
27
Tabel V.1.
Panjang rangka atap baja.........................................................
55
Tabel V.2.
Kombinasi momen pada gording (Į1) .....................................
61
Tabel V.3.
Kombinasi momen pada gording (Į2) .....................................
61
Tabel V.4.
Berat total kuda-kuda akibat beban mati.................................
74
Tabel V.5.
Gaya batang dan tegangan rangka kuda-kuda.........................
77
Tabel V.6.
Kombinasi beban tetap dan beban sementara .........................
78
Tabel V.7.
Hasil perhitungan jumlah baut ................................................
83
Tabel VI.1.
Perhitungan momen lentur plat lantai ..................................... 100
Tabel VI.2.
Tulangan plat lantai dan momen tersedia................................ 108
Tabel VII.1.
Tulangan tangga dan bordes.................................................... 123
Tabel VIII.1. Perhitungan kekakuan portal as C........................................... 155
Tabel VIII.2. Nilai perbandingan massa dengan kekakuan portal as C ........ 155
Tabel VIII.3. Kekakuan tingkat portal as 3................................................... 157
Tabel VIII.4. Nilai perbandingan massa dengan kekakuan portal as 3......... 157
Tabel VIII.5. Analisis Holzer portal as C ..................................................... 160
Tabel VIII.6. Analisis Holzer portal as 3 ...................................................... 160
Tabel VIII.7. Gaya geser tingkat portal as C ................................................ 161
Tabel VIII.8. Gaya geser horisontal akibat beban gempa Portal as C .......... 162
Tabel VIII.9. Perhitungan waktu getar portal As C ...................................... 162
Tabel VIII.10. Gaya geser tingkat portal as 3 ................................................. 163
Tabel VIII.11. Gaya geser horisontal akibat beban gempa Portal as 3 ........... 163
Tabel VIII.12. Perhitungan waktu getar portal As 3....................................... 164
Tabel IX.1.
Momen perlu balok portal as C............................................... 181
xii
Tabel IX.2.
Momen perlu balok portal as 3................................................ 183
Tabel IX.3.
Tulangan balok portal as C ..................................................... 185
Tabel IX.4.
Tulangan balok portal as 3 ...................................................... 187
Tabel IX.5.
Gaya geser perlu balok portal as C ......................................... 189
Tabel IX.6.
Gaya geser perlu balok portal as 3 .......................................... 191
Tabel IX.7.
Tulangan geser balok portal as C ............................................ 193
Tabel IX.8
Tulangan geser balok portal as 3............................................. 194
Tabel IX.9.
Gaya aksial perlu kolom portal as C ...................................... 221
Tabel IX.10.
Gaya aksial perlu kolom portal as 3........................................ 223
Tabel IX.11.
Momen perlu kolom portal as C.............................................. 225
Tabel IX.12.
Momen perlu kolom portal as 3 .............................................. 227
Tabel IX.13.
Tulangan memanjang portal as C............................................ 229
Tabel IX.14.
Tulangan memanjang portal as 3 ............................................ 231
Tabel IX.15.
Gaya geser perlu kolom portal as C ........................................ 233
Tabel IX.16.
Gaya geser perlu kolom portal as 3......................................... 235
Tabel IX.17.
Tulangan geser kolom portal as C........................................... 237
Tabel IX.18.
Tulangan geser kolom portal as 3 ........................................... 239
Tabel IX.19.
Tulangan joint portal as C ....................................................... 241
Tabel IX.20.. Tulangan joint portal as 3........................................................ 242
xiii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar II.1
Mekanisme khas yang terjadi pad portal rngka terbuka ......
Gambar II.2
Wilayah gempa Indonesia dengan percepatanpuncak
6
batuan dasar dengan periode ulang 500 tahun .....................
7
Gambar II.3.
Koefisien gempa dasar .........................................................
8
Gambar II.4
Hubungan antara faktor reduksi R dan faktor daktalitAs µ .
10
Gambar III.1.
Skematis pembebanan pada struktur rangka atap (roof)......
19
Gambar III.2.
Diagram alir perencanaan rangka atap/kuda-kuda baja .......
21
Gambar III.3.
Koefisien momen dikalilan wu." n2 .....................................
23
Gambar III.4.
Simbol-simbol......................................................................
23
Gambar III.5.
Penyaluran beban ke tumpuan untuk plat dua arah
dengan syarat-syarat batas yang sama pada empat tepi .......
26
Gambar III.6.
Gaya geser perlu balok.........................................................
35
Gambar III.7.
Sketsa diagram interaksi kolom ...........................................
37
Gambar III.8.
Lebar tangga minimal berdasarkan banyaknya orang yang
dapat naik secara berdampingan ..........................................
42
Gambar III.9.
Komponen tangga ................................................................
43
Gambar IV.1.
Bagan alir perencanaan pelaksanaan perhitungan................
51
Gambar V.1.
Denah rencana atap ..............................................................
52
Gambar V.2.
Rencana Kuda-kuda Utama .................................................
53
Gambar V.3.
Distribusi beban mati arah x dan y.......................................
58
Gambar V.4.
Distribusi beban hidup arah x dan y.....................................
59
Gambar V.5.
Distribusi beban angin arah x dan y.....................................
59
Gambar V.6.
Momen batang gording pada struktur atas...........................
62
Gambar V.7.
Momen batang gording pada struktur bawah.......................
64
Gambar V.8.
Lendutan gording pada struktur atas....................................
66
Gambar V.9.
Lendutan gording pada struktur bawah................................
67
Gambar V.10.
Pembebanan kuda-kuda .......................................................
71
xiv
Gambar V.11.
Pembebanan kuda-kuda akibat beban angin kiri..................
75
Gambar V. 12.
Pembebanan kuda-kuda akibat beban angin kiri..................
75
Gambar V. 13.
Jarak antar sumbu baut.........................................................
84
Gambar V. 14.
Rencana sambungan joint antar batang ...............................
87
Gambar V. 15.
Sambungan titik simpul 1 ....................................................
87
Gambar V. 16.
Sambungan titik simpul 2 ....................................................
88
Gambar V. 17.
Sambungan titik simpul 3 ....................................................
90
Gambar V. 18.
Sambungan titik simpul 4 ....................................................
91
Gambar V. 19.
Sambungan titik simpul 5 ....................................................
92
Gambar V. 20.
Sambungan titik simpul 6 ....................................................
93
Gambar V. 21.
Sambungan titik simpul 7 ....................................................
94
Gambar VI.1.
Type plat berdasarkan jenis tumpuannya .............................
96
Gambar VI.2.
Denah plat lantai ..................................................................
97
Gambar VI.3.
Detail penulangan plat type A.............................................. 109
Gambar VI.4.
Detail penulangan plat type B .............................................. 110
Gambar VI.5.
Detail penulangan plat type C .............................................. 111
Gambar VI. 6.
Tekanan pada dinding penahan tanah .................................. 112
Gambar VII.1.
Denah tangga........................................................................ 115
Gambar VII.2.
Momen perlu tangga dan bordes.......................................... 117
Gambar VII.3.
Detail penulangan plat tangga.............................................. 124
Gambar VIII.1. Pola garis leleh untuk plat persegi ....................................... 126
Gambar VIII.2. Type beban segitiga 1........................................................... 126
Gambar VIII.3. Type beban segitiga 2........................................................... 126
Gambar VIII.4. Distribusi beban mati atap.................................................... 127
Gambar VIII.5. Rangka kuda-kuda baja utama ............................................. 127
Gambar VIII.6
Distribusi beban mati plat lantai .......................................... 129
Gambar VIII.7. Pembebanan akibat beban mati pada portal tengah As C .... 132
Gambar VIII.8. Pembebanan akibat beban mati pada portal tengah As 3..... 135
Gambar VIII.9. Beban hidup pada portal tengah As C.................................. 137
Gambar VIII.10. Beban hidup pada portal tengah As 3 .................................. 137
Gambar VIII.11. Denah bangunan................................................................... 139
xv
Gambar VIII.12. Denah portal tengah As C .................................................... 141
Gambar VIII.13. Denah portal tengah As 3..................................................... 146
Gambar IX. 1.
Tulangan balok 42................................................................ 168
Gambar IX.2.
Tulangan dan selimut momen pada balok 42....................... 175
Gambar IX.3.
Gaya geser perlu pada bentang balok .................................. 178
Gambar IX.4.
Kolom 15 portal lintang tengah As 3 ................................... 198
Gambar IX.5.
Penulangan kolom 15 portal As 3 ........................................ 204
Gambar IX.6.
Diagram interaksi kolom arah x dan y ................................. 210
Gambar IX.7.
Momen kapasitas pada kolom lantai dasar dan kolom
lantai paling atas................................................................... 212
Gambar IX.8.
Buhul (joint) 18 portal lintang tengah (Portal As 3) ............ 216
Gambar X.1.
Struktur pondasi ................................................................... 243
Gambar X.2.
Penempatan empat tiang pancang ........................................ 246
Gambar X.3.
Tegangan geser satu arah ..................................................... 247
Gambar X.4.
Tegangan geser dua arah...................................................... 249
Gambar X.5.
Penulangan poer pondasi ..................................................... 252
Gambar X.6.
Gaya dalam pada pengangkatan dua titik ............................ 253
Gambar X.7.
Gaya dalam pada pengangkatan satu arah ........................... 254
Gambar X.8.
Penulangan tiang pancang.................................................... 255
Gambar X.9.
Penulangan geser tiang pancang .......................................... 258
xvi
DAFTAR NOTASI
A
= injakan (Antrede)
Aan
= luas tulangan kolom antara (mm2)
Ag
= luas bruto penampang kolom (mm2)
Ajh
= luas begel horisontal joint (mm2)
Ajv
= luas begel vertikal joint (mm2)
As
= luas tulangan tarik (mm2)
As’
= luas tulangan tekan (mm2)
As,b
= luas tulangan tarik yang diperlukan pada keadaan seimbang
(balance) (mm2)
a
= tinggi blok tegangan tekan beton yang diperhitungkan (mm)
Ast
= luas tulangan longitudinal total (mm2)
Av
= luas tulangan geser (mm2)
b
= ukuran lebar penampang struktur (mm)
C
= koefisien gempa dasar.
Cc
= gaya tekan pada beton (N)
Cs
= gaya tekan pada tulangan tekan (N)
c
= jarak antara serat beton tekan tepi ke garis netral (mm)
cb
= jarak dari serat beton tekan tepi ke garis netral pada keadaan yang
seimbang (balance) (mm)
D
= beban mati (kN atau kN.m)
d
= jarak antara serat tekan terluar ke pusat tulangan tarik (mm)
di
= simpangan horizontal akibat gaya gempa (Fi) pada lantai ke-i (m)
ds
= jarak antara serat beton tarik terluar ke pusat tulangan tarik (mm)
d’s
= jarak antara serat beton tekan terluar ke pusat tulangan tekan (mm)
E
= beban gempa (kN atau kN.m)
Ec
= modulus elastisitas beton (MPa)
f’c
= kuat tekan beton yang disyaratkan (MPa)
Fi
= gaya gempa lantai ke-i (kN)
fy
= tegangan leleh baja tulangan (MPa)
xvii
g
= gaya gravitasi = 9,8 m/dt2
h
= ukuran tinggi penampang struktur (mm)
hn
= tinggi bersih kolom (mm)
hi
= ketinggian lantai ke-i dari taraf jepitan lateral (m)
Imin
= momen inersia minimum (cm4)
K
= faktor jenis struktur.
k
= faktor panjang efektif kolom.
L
= beban hidup (kN atau kN.m)
Ld
= panjang penyaluran tegangan tulangan (m)
LR
= beban hidup yang telah direduksi sesuai dengan ketentuan SNI-1991
tentang Tata Cara Pelaksanaan Ketahanan Gempa Untuk Rumah dan
Gedung.
lb
= bentang bruto pada balok yang ditinjau (m)
ln
= bentang bersih balok (m)
MD,k
= momen kolom akibat beban mati (kN.m)
ME,k
= momen kolom akibat beban gempa (kN.m)
Mkap,b
= momen kapasitas balok dengan memperhatikan momen positif dan
momen negatif (kN.m)
Mkap,a
= momen kapasitas ujung balok kanan (kN.m)
Mkap,i
= momen kapasitas ujung balok kiri (kN.m)
ML,k
= momen kolom akibat beban hidup (kN.m)
Mn
= momen nominal suatu penampang (kN.m)
Mu,ka
= momen perlu ujung kolom atas kolom dari kolom yang ditinjau
(kN.m)
Mu,kb
= momen perlu ujung kolom bawah kolom dari kolom yang ditinjau
(kN.m)
ND,k
= gaya normal kolom akibat beban mati (kN)
NE,k
= gaya normal kolom akibat beban gempa (kN)
Ng,k
= gaya normal kolom akibat beban hidup dan beban mati (kN)
NL,k
= gaya normal kolom akibat beban hidup (kN)
Nu,k
= gaya normal perlu kolom (kN)
xviii
Nu,k,maks = gaya normal perlu maksimum kolom (kN)
Pn
= kuat tekan aksial nominal (kN)
Pu
= beban aksial kolom (kN)
R
= faktor reduksi jumlah lantai tingkat di atas kolom (n)
untuk 1 n 4
= 1
= 1,1-0,025.n untuk 4 n t 20
untuk n ! 20
= 0,6
T
= waktu getar struktur gedung (dt)
TR
= waktu getar struktur gedung menurut Rayleight (dt)
Ts
= gaya tarik pada tulangan tarik (kN)
Vu
= gaya geser minimal yang disumbangkan oleh tulangan geser (kN)
Vs
= kuat geser minimal yang disumbangkan oleh tulangan geser (kN)
Vch
= gaya geser yang ditahan begel (kN)
Vjh
= gaya geser joint horisontal (kN)
Vjv
= gaya geser joint vertikal (kN)
Wi
= berat lantai ke-i (kN)
Wt
= berat total bangunan (beban mati + beban hidup tereduksi) (kN)
Dk
= faktor distribusi momen dari kolom yang ditinjau.
Ds
= nilai konstanta yang bergantung pada letak pondasi
= 40
o untuk pondasi kolom bagian dalam denah gedung
= 30
o untuk pondasi kolom bagian tepi denah gedung
= 20
o untuk pondasi kolom bagian sudut denah gedung
Ec
= rasio sisi panjang dan sisi pendek = L/B
H’c
= regangan beton tekan.
Hs
= regangan tulangan tarik.
H’s
= regangan tulangan tekan.
Ub
= rasio tulangan balance.
Zd
= faktor pembesar dinamis yang diperhitungkan pengaruh terjadinya
sendi plastis.
= 1
o untuk kolom lantai 1 dan lantai paling atas
= 1,3
o untuk kolom umum
xix
= faktor reduksi kekuatan.
= 0,8
o untuk lentur murni, aksial tarik dan aksial tarik dengan
lentur
= 0,7 o untuk tekan dan aksial tekan dengan lentur sengkang spiral
atau sengkang ikat.
= 0,65 o untuk aksial tekan dan aksial tekan dengan lentur sengkang
biasa
= 0,6
o untuk geser dan torsi
xx
PERENCANAAN GEDUNG PERPUSTAKAAN ENAM LANTAI
DAN SATU BASEMENT DI SALATIGA DENGAN
PRINSIP DAKTILITAS PENUH
INTISARI
Tugas akhir ini merencanakan gedung Perpustakaan yang berfungsi sebagai
sarana informasi dan sebagai pusat mencari ilmu pengetahuan. Perencanaan ini
dibatasi pada perencanaan elemen struktural dari gedung, yaitu struktur rangka
atap baja, plat lantai, tangga, struktur portal beton bertulang dan pondasi.
Perencanaan gedung terletak di Salatiga dengan faktor gempa termasuk wilayah
gempa dua. Khusus mengenai struktur portal direncanakan tahan gempa sesuai
dengan prinsip daktilitas tingkat 3 atau daktilitas penuh. Perencanaan pembebanan
untuk gedung menggunakan Kode Baru Perhitungan Beban Gempa Untuk
Gedung (2002) dan Peraturan Beton Bertulang Indonesia 1971. Analisis
perhitungan struktur gedung menggunakan batuan “SAP 2000” non linier dengan
tujuan mempercepat perhitungan. Analisis beban gempa menggunakan metode
Holzer. Perhitungan struktur portal mengacu pada SK-SNI T-15-1991-03,
sedangkan untuk perhitungan struktur rangka atap baja mengacu pada PPBBI1983. Mutu bahan untuk penulangan struktur beton bertulang dengan kuat tekan
(f’c) = 30 MPa dan fy = 390 MPa sedangkan untuk profil kuda-kuda baja
menggunakan mutu baja Bj 37 (Vijin = 1600 kg/cm2). Hasil yang diperoleh berupa
kebutuhan dimensi dan tulangan yang diperlukan pada perencanaan struktur
gedung adalah sebagai berikut :
1) Profil kuda-kuda baja yaitu menggunakan profil dobel siku dengan alat
sambung baut (I = 1,588 cm) dan plat buhul 10 mm.
2) Ketebalan plat lantai 12 cm dan menggunakan tulangan pokok D12 dan
tulangan bagi D6.
3) Ketebalan plat tangga dan bordes 12 cm dengan menggunakan tulangan pokok
D12 dan tulangan bagi D10.
4) Dimensi balok lantai 1, 2, 3, 4, 5 dan 6 menggunakan dimensi 400/600.
Menggunakan tulangan pokok D19 dengan tulangan geser 2 dp 10.
5) Dimensi kolom lantai 1, 2, dan 3 yaitu 700/700 sedangkan kolom lantai 4, 5,
dan 6 yaitu 600/600 dengan tulangan pokok 20D19 dan sengkang 2 dp 12.
6) Dimensi pile cup : tebalnya 1,25 m dan lebarnya (B) = 2,0 m, menggunakan
tulangan pokok D 25 dan tulangan bagi D12, sedangkan tiang pancang
dimensi 500/500 dengan tulangan pokok 6D 25 dan sengkang 2 dp 10.
Kata kunci : perencanaan, daktilitas, program SAP 2000.
xxi