i

PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG KAMPUS

6 LANTAI (+1 BASEMENT) DI SUKOHARJO

DENGAN SISTEM RANGKA PEMIKUL MOMEN KHUSUS (SRPMK)

Tugas Akhir

untuk memenuhi sebagian persyaratan

mencapai derajat S-1 Teknik Sipil

diajukan oleh :

DEWANTO ATMAJA NUGRAHA SUMADI

NIM: D100 130 021

kepada :

PROGAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2017

iv

MOTTO

Katakanlah: "Adakah sama orang-orang yang mengetahui dengan orang-orang yang tidak mengetahui?"

(Q.S. Az-Zumar:9)

Allah akan meninggikan orang-orang yang beriman di antaramu dan orang-orang yang diberi ilmu pengetahuan

beberapa derajat. (Q.S. Al-Mujadilah: 11)

Jagalah Allah, niscaya Dia akan menjagamu. Jagalah Allah, niscaya kau dapati Dia di hadapanmu. Jika engkau hendak meminta, mintalah kepada Allah, dan jika engkau hendak

memohon pertolongan, mohonlah kepada Allah. (Al Hadits)

Di antara tanda keberhasilan diakhir adalah kembali kepada

Allah di awal (Ibnu Atha’illah al Iskandari )

Kita menuntut ilmu untuk menjadi orang baik, bukan orang yang bisa menjawab pertanyaan ujian. Ujian untuk belajar,

bukan belajar untuk ujian. (K.H. Hasan Abdullah Sahal)

Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan, maka apabila kamu telah selesai ( dari suatu urusan) kerjakanlah dengan sungguh-sungguh (urusan) yang lain.

(Q.S. Al-Insyirah : 6-7)

Berhentilah khawatir dengan masa depan dan jangan pula menyesali masa lalu, fokuslah pada sesuatu yang kita

kerjakan sekarang. (Anonim)

v

PERSEMBAHAN Untuk orang tuaku, Ibu Surianty dan Bapak Sumadi yang senantiasa

mendo’akan, memberikan semangat dan mencurahkan kasih sayangnya sampai

terselesaikannya Tugas Akhir ini dan sampai kapanpun. Semoga kami

dijadikan anak yang selalu berbakti di dunia dan akhirat. Aamiin.

Adikku, Putri Anggraini yang selalu menghibur dan merepotkan ketika di

rumah.

Dosen pembimbing Bapak Budi Setiawan yang selalu sabar mengajarkan ilmu-

ilmu beliau.

Seluruh Dosen teknis sipil UMS yang telah mengajarkan ilmunya berdasarkan

keahlian pada bidang masing-masing.

Teman-teman kontrakan Bos cocol (Yudha Anggis, Agus Dian, Ricoz, Alfian,

Ludi, Agreta Alba dan Dinar) yang selalu mengagendakan piknik bersama

ketika libur semester.

Seluruh teman-teman teknik sipil 2013 yang telah memberikan banyak cerita

menarik selama menjalani perkuliahan.

Teman-teman seperjuangan TA perencanaan struktur, Reni, Bagus dan Yudha

yang selalu menyemangati dan saling berbagi ilmu.

Rekan-rekan TEC Boyolali yang telah mengajarkan banyak hal tentang

pelaksanaan pekerjaan teknik sipil secara langsung di lapangan.

Teman-teman kos Ardias (Adi, Udin, Erik, Hafiz, Mas Sobirin, Mas Juki dan

Pak guru) yang menemani kehidupan saya di solo selama setahun.

Teman-teman alumni FKMB Surakarta Ardhika, Ajeng, Mbk Danik, Herlandi,

Anggit dll. Yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu. Sukses untuk kalian

semua.

Anrita riona yang selalu menyemangati saya untuk segera menyelesaikan tugas

akhir ini..

vi

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 KAMPUS 6 LANTAI (+1 BASEMENT) DI

SUKOHARJO DENGAN SISTEM RANGKA PEMIKUL MOMEN

KHUSUS (SRPMK)“. 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 Budi Setiawan S.T, M.T., selaku Pembimbing Utama yang telah

memberikan dorongan, arahan serta bimbingan yang sangat bermanfaat bagi

Penulis.

4). Bapak Muhammad Ujianto S.T, M.T. dan Bapak Ir. Abdul Rochman M.T.,

selaku Dewan Penguji, yang telah memberikan dorongan, arahan serta

bimbingan yang juga sangat bermanfaat bagi Penulis.

5). Bapak dan Ibu dosen Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Surakarta atas bimbingan dan ilmu yang telah diberikan.

6). Bapak, ibu, dan keluarga tercinta yang selalu memberikan doa dan dorongan

baik material maupun spiritual.

7). Teman – teman seperjuangan teknik sipil angkatan 2013.

vii

8). 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, …………………..

Penyusun

viii

DAFTAR ISI Halaman HALAMAN PENGESAHAN ................................ ................................ ........ ii PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR ................................ ........... iii MOTTO ................................ ................................ ................................ .......... iv PERSEMBAHAN ................................ ................................ .......................... v PRAKATA ................................ ................................ ................................ ..... vi DAFTAR ISI ................................ ................................ ................................ .. viii DAFTAR TABEL ................................ ................................ .......................... xii DAFTAR GAMBAR ................................ ................................ ...................... xv DAFTAR LAMPIRAN ................................ ................................ ................ xix DAFTAR NOTASI ................................ ................................ ......................... xx ABSTRAKSI ................................ ................................ ................................ ... xxvii BAB I. PENDAHULUAN ................................ ................................ ... 1

A. Latar Belakang ................................ ................................ ... 1 B. Rumusan Masalah ................................ .............................. 1 C. Tujuan ................................ ................................ ................. 2 D. Manfaat Perencanaan ................................ ......................... 2 E. Batasan Masalah ................................ ................................ . 2 F. Keaslian Tugas Akhir ................................ ......................... 3

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA ................................ ......................... 5 A. Konsep Perencanaan Struktur Gedung Tahan Gempa ...... 5

1. Daktilitas ................................ ................................ ....... 5 2. Sistem rangka pemikul momen (SRPM) ...................... 5 3. Sendi plastis ................................ ................................ .. 6

B. Pembebanan Struktur ................................ ......................... 7 1. Kekuatan komponen struktur ................................ ........ 7 2. Kekuatan perlu ................................ .............................. 7 3. Faktor reduksi kekuatan (ɸ) ................................ .......... 8

C. Beban Gempa ................................ ................................ ..... 8 1. Beban geser dasar statis ekuivalen akibat gempa (V) .. 9 2. Beban gempa pada lantai (Fi) ................................ ....... 9 3. Periode fundamental gedung (Tc) ................................ . 10 4. Faktor penentu beban gempa ................................ ........ 11

BAB III. LANDASAN TEORI ................................ .............................. 14 A. Perencanaan Struktur Portal Dengan SRPMK ................... 14 B. Perencanaan Atap Rangka Baja ................................ ......... 14

1. Perencanaan gording ................................ .................... 14 2. Perencanaan kuda-kuda ................................ ............... 16

ix

3. Perencanaan sambungan las ................................ ........ 18 4. Perencanaan plat buhul ................................ ................. 19 5. Perencanaan plat kopel ................................ ................. 20

C. Perencanaan Struktur Pelat Lantai dan Tangga .................. 22 1. Perencanaan pelat lantai ................................ .............. 22 2. Perencanaan tangga beton bertulang ........................... 24

D. Perencanaan Balok ................................ ............................. 24 1. Perhitungan tulangan longitudinal balok ...................... 24 2. Momen kapasitas balok (Mkap) ................................ ..... 26 3. Perhitungan tulangan geser balok ................................ 27 4. Perhitungan tulangan torsi balok ................................ .. 29

E. Perencanaan Kolom ................................ ............................ 32 1. Persyaratan desain ................................ ........................ 32 2. Perhitungan tulangan longitudinal kolom .................... 34 3. Perhitungan tulangan geser kolom ............................... 35

F. Perencanaan Tulangan Geser Joint ................................ .... 36 1. Persyaratan desain ................................ ........................ 36 2. Tulangan geser joint horizontal ................................ .... 36 3. Tulangan geser joint vertikal ................................ ........ 38

G. Perencanaan Fondasi dan Sloof ................................ ......... 39 1. Perencanaan fondasi tiang pancang .............................. 39 2. Perhitungan tulangan tiang pancang ............................. 41 3. Perencanaan poer ................................ .......................... 45 4. Perencanaan sloof ................................ ......................... 50

BAB IV. METODE PERENCANAAN ................................ ................. 51 A. Data Perencanaan ................................ .............................. 51 B. Alat Bantu Untuk Perencanaan ................................ ........ 53 C. Tahapan Perencanaan ................................ ....................... 53

BAB V. PERENCANAAN STRUKTUR ATAP .............................. 55 A. Rencana Atap ................................ ................................ ..... 55 B. Perhitungan Panjang Batang Kuda-kuda Utama ................ 57 C. Perencanaan Gording ................................ ......................... 58

1. Data-data yang digunakan ................................ ............ 58 2. Analisis pembebanan ................................ .................... 59 3. Kontrol kekuatan dan keamanan gording ..................... 63

D. Perencanaan Kuda-Kuda ................................ ................... 65 1. Data-data perencanaan ................................ .................. 65 2. Analisis pembebanan ................................ .................... 65 3. Analisa mekanika ................................ .......................... 72

x

4. Perencanaan profil dan dimensi batang kuda-kuda ...... 79 E. Perencanaan sambungan ................................ .................... 91 F. Perencanaan Plat buhul ................................ ...................... 95 G. Perencanaan Plat kopel ................................ ....................... 104

BAB VI. PERENCANAAN KONSTRUKSI PLAT ............................ 109 A. Perencanaan Plat Lantai ................................ ..................... 109

1. Denah plat lantai ................................ ........................... 109 2. Data-data perencanaan ................................ .................. 110 3. Analisis pembebanan plat ................................ ............. 111 4. Perhitungan momen plat ................................ ............... 111 5. Penulangan plat lantai ................................ ................... 113

B. Perencanaan Plat Atap ................................ ........................ 122 1. Denah plat atap ................................ ............................. 122 2. Data-data perencanaan ................................ .................. 122 3. Analisis pembebanan plat ................................ ............. 122 4. Perhitungan momen plat atap ................................ ....... 123 5. Penulangan plat atap ................................ ..................... 123

C. Perencanaan Plat Lantai Dan Dinding Basement ............... 132 1. Perencanaan dinding basement ................................ .... 132 2. Perencanaan lantai basement ................................ ........ 142

D. Perencanaan Tangga ................................ ........................... 145 1. Perhitungan anak tangga ................................ .............. 145 2. Data-data perencanaan ................................ ................. 146 3. Analisis pembebanan ................................ .................... 147 4. Analisa mekanika (momen pada tangga) ..................... 147 5. Perhitungan tulangan tangga ................................ ........ 148

BAB VII. ANALISIS BEBAN PADA PORTAL ................................ .. 162 A. Beban Gravitasi Pada Struktur Gedung ............................. 162

1. Data-data pembebanan ................................ ................. 162 2. Perhitungan beban atap ................................ ................ 163 3. Analisis pembebanan plat ................................ ............. 163 4. Perhitungan beban mati dan beban hidup portal .......... 167

B. Analisis Beban Gempa ................................ ....................... 172 1. Klasifikasi situs tanah ................................ ................... 172 2. Respons spektrum desain ................................ ............. 173 3. Faktor keutamaan bangunan dan kategori desain

seismik ................................ ................................ .......... 175 4. Pemodelan struktur pada SAP2000 .............................. 175 5. Evaluasi ketidakberaturan struktur ............................... 176 6. Pemilihan jenis analisis beban gempa .......................... 180

xi

7. Perhitungan koefisien beban gempa ............................. 180 8. Analisis beban gempa dengan metode ELF ................. 181

C. Analisa Mekanika Struktur Portal ................................ ...... 185 1. Hasil analisa mekanika ................................ ................. 185 2. Validasi hasil output software SAP 2000 ...................... 185

BAB VIII. PERENCANAAN STRUKTUR UTAMA PORTAL .......... 190 A. Kontrol simpangan antar lantai struktur ............................. 190 B. Kontrol Kecukupan Dimensi Portal ................................ ... 191

1. Kontrol dimensi balok ................................ .................. 191 2. Kontrol dimensi kolom ................................ ................. 193 3. Dimensi akhir portal ................................ ..................... 201

C. Perencanaan Struktur Portal dengan SRPMK .................... 201 1. Perencanaan balok ................................ ........................ 201 2. Perencanaan kolom ................................ ...................... 221 3. Kontrol kekuatan kolom ................................ ............... 253 4. Perencanaan tulangan joint ................................ ........... 259

BAB IX. PERENCANAAN FONDASI ................................ ................ 264 A. Perencanaan Tiang Pancang ................................ ............... 264

1. Daya dukung izin tiang pancang ................................ .. 264 2. Pehitungan jumlah tiang ................................ ............... 266 3. Efisiensi kelompok tiang ................................ .............. 266 4. Beban minimum setiap tiang pada kelompok tiang ..... 268

B. Perencanaan Poer ................................ ............................... 270 1. Tinjauan tegangan geser 1 arah ................................ .... 270 2. Tinjauan tegangan geser 2 arah ................................ .... 271 3. Penulangan poer ................................ ........................... 272

C. Perencanaan Sloof ................................ .............................. 277 1. Pembebanan balok sloof ................................ ............... 277 2. Analisa mekanika balok sloof................................ ....... 277 3. Penulangan balok sloof ................................ ................. 279

BAB X. KESIMPULAN DAN SARAN ................................ ............... 287 A. Kesimpulan ................................ ................................ ......... 287 B. Saran ................................ ................................ ................... 290

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

xii

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel II.1. Koefisien batas atas untuk periode yang dihitung Cu ............. 11

Tabel II.2. Faktor keutamaan bangunan Ie untuk berbagai gedung dan non

gedung ................................ ................................ .................... 11

Tabel V.1. Panjang batang penyusun kuda-kuda utama .......................... 58

Tabel V.2. Momen kombinasi perencanaan gording ............................... 62

Tabel V.3. Panjang masing-masing batang kuda-kuda baja .................... 66

Tabel V.4. Beban mati pada kuda-kuda baja ................................ ........... 68

Tabel V.5. Hasil perhitungan gaya batang kuda-kuda baja ...................... 72

Tabel V.6. Validasi hasil hitungan gaya batang kuda-kuda baja ............. 76

Tabel V.7. Gaya batang kombinasi kuda-kuda baja ................................ . 78

Tabel V.8. Perencanaan dimensi batang kuda-kuda ................................ 91

Tabel V.9. Perhitungan panjang las ................................ ......................... 94

Tabel VI.1. Momen plat lantai ................................ ................................ ... 111

Tabel VI.2. Tulangan dan momen desain plat lantai ................................ . 120

Tabel VI.3. Momen plat atap ................................ ................................ ..... 123

Tabel VI.4. Tulangan dan momen desain plat atap ................................ ... 131

Tabel VI.5. Tulangan dan momen desain plat dinding basement ............. 141

Tabel VI.6. Momen perlu plat lantai basement ................................ ......... 144

Tabel VI.7. Penulangan plat lantai basement ................................ ............ 145

Tabel VI.8. Momen pada konstruksi tangga ................................ .............. 148

Tabel VI.9. Tulangan dan momen desain konstruksi tangga .................... 161

Tabel VII.1. Nilai N-SPT tanah sampai kedalaman 30 m .......................... 172

Tabel VII.2. Lokasi titik pusat massa sebagai titik tangkap beban

gempa ................................ ................................ ..................... 177

Tabel VII.3. Simpangan lantai atap akibat beban gempa ........................... 178

Tabel VII.4. Perhitungan kekakuan lateral tingkat. ................................ .... 179

Tabel VII.5. Berat struktur dan selisihnya pada masing-masing lantai. ..... 179

Tabel VII.6. Distribusi gaya geser dasar gempa ................................ ......... 183

Tabel VII.7. Perbandingan analisis SAP2000 dan manual ......................... 185

xiii

Tabel VIII.1. Pehitungan kontrol story drift ................................ ................ 190

Tabel VIII.2. Hasil hitungan Q dan R dengan sebesar 1%, 2%, 3%,

dan 4% dengan fc’ = 30 MPa, fy = 400 MPa .......................... 197

Tabel VIII.3. Nilai Pu dan Mu maksimum pada kolom K26 As-3. .............. 199

Tabel VIII.4. Dimensi rencana akhir portal. ................................ ................ 201

Tabel VIII.5. Kombinasi momen lentur balok B20 ................................ ..... 202

Tabel VIII.6. Momen lentur yang dipakai pada balok B20 ......................... 202

Tabel VIII.7. Gaya geser yang bekerja pada balok B20 .............................. 213

Tabel VIII.8. Hasil hitungan gaya lintang (gaya geser) ............................... 215

Tabel VIII.9. Gaya geser kolom K26 arah x ................................ ................ 222

Tabel VIII.10. Gaya aksial kolom lantai basement As-3 ............................... 222

Tabel VIII.11. Perhitungan nilai δs lantai basement bagian atas As 3 arah x pada

kombinasi (1,2+0,2SDS.D)+0,5L+E ................................ ........ 224

Tabel VIII.12. Perhitungan nilai δs lantai basement bagian bawah As 3 arah x

pada kombinasi (1,2+0,2SDS.D)+0,5L+E ................................ 224

Tabel VIII.13. Gaya dalam pada kolom K26 portal As-3 (arah x) ................ 225

Tabel VIII.14. Gaya dalam pada kolom K26 portal As-F (arah y) ................ 225

Tabel VIII.15. Nilai Pu dan Mu kolom K26 As-3 (arah x) ............................. 243

Tabel VIII.16. Nilai Pu dan Mu kolom K26 As-F (arah y) ............................. 243

Tabel VIII.17. Nilai kordinat Qd dan Rd pada kolom K26 arah x .................. 246

Tabel VIII.18. Nilai kordinat Qd dan Rd pada kolom K26 arah y .................. 248

Tabel VIII.19. Tinjauan kolom biaksial K26 (bawah dan atas) dari berbagai

kombinasi ................................ ................................ ............... 259

Tabel IX.1. Daya dukung tiang pancang berdasarkan data N-SPT ........... 266

Tabel IX.2. Momen perlu sloof S1 portal As-F ditinjau ketika musim kemarau

................................ ................................ ................................ 278

Tabel IX.3. Momen perlu sloof S1 portal As-F ditinjau ketika musim hujan

................................ ................................ ................................ 279

Tabel IX.4. Momen perlu sloof S1 portal As-F untuk perencanaan .......... 279

Tabel IX.5. Tulangan longitudinal sloof S1 portal As-F ........................... 282

xiv

Tabel IX.6. Gaya geser perlu sloof S1 portal As-F ditinjau ketika musim

kemarau ................................ ................................ .................. 282

Tebal IX.7. Gaya geser perlu sloof S1 portal As-F ditinjau ketika musim hujan

................................ ................................ ................................ 282

Tabel IX.8. Gaya geser perlu sloof S1 portal As-F yang digunakan ......... 282

Tabel IX.9. Hasil perhitungan tulangan geser sloof S1 portal as-F ........... 286

Tabel X.1. Penulangan plat lantai dan atap gedung ................................ . 287

Tabel X.2. Penulanngan plat lantai dan dinding basement ...................... 288

Tabel X.3. Penulangan plat tangga dan bordes ................................ ........ 288

Tabel X.4. Dimensi dan tulangan balok pada portal As-3 ....................... 288

Tabel X.5. Dimensi dan tulangan balok pada portal As-F ....................... 289

Tabel X.6. Dimensi dan tulangan kolom ................................ .................. 289

xv

DAFTAR GAMBAR

Halaman Gambar II.1. Sendi plastis pada balok (a) dan kolom (b). ......................... 6

Gambar III.1. Skema perencanaan gording ................................ ................ 15

Gambar III.2. Skema perencanaan kuda-kuda baja ................................ .... 18

Gambar III.3. Skema perencanaan sambungan las ................................ ..... 19

Gambar III.4. Letak buhul kuda-kuda utama ................................ .............. 19

Gambar III.5. Buhul A ................................ ................................ ................ 20

Gambar III.6. Skema perencanaan plat lantai ................................ ............. 23

Gambar III.7. Ukuran anak tangga ................................ ............................. 24

Gambar III.8. Skema perhitungan tulangan longitudinal balok .................. 25

Gambar III.9. Skema perhitungan momen kapasitas balok ........................ 26

Gambar III.10. Lokasi gaya geser maksimum (Vud) untuk perencanaan ...... 27

Gambar III.11. Skema perhitungan tulangan geser (begel) balok ................ 28

Gambar III.12. Devinisi A0h dan ph ................................ .............................. 29

Gambar III.13. Contoh Acp dan pcp ................................ ............................... 30

Gambar III.14. Skema perhitungan tulangan torsi balok .............................. 31

Gambar III.15. Skema perhitungan tulangan longitudinal kolom ................ 34

Gambar III.16. Skema perhitungan tulangan geser (begel) kolom ............... 35

Gambar III.17. Skema perhitungan tulangan geser joint horizontal ............. 37

Gambar III.18 Skema perhitungan tulangan geser joint vertikal ................. 38

Gambar III.19. Skema perhitungan kebutuhan tiang ................................ .... 40

Gambar III.20. Gaya dalam pada pengangkatan satu titik ............................ 41

Gambar III.21. Gaya dalam pada pengangkatan dua titik ............................ 42

Gambar III.22. Skema perhitungan tulangan longitudinal tiang pancang .... 43

Gambar III.23. Sketsa perhitungan tulangan geser tiang pancang ............... 44

Gambar III.24. Tulangan geser 1 arah ................................ .......................... 45

Gambar III.25. Tulangan geser 2 arah ................................ .......................... 46

Gambar III.26. Skema kontrol tegangan geser poer ................................ ..... 48

Gambar III.27. Skema pehitungan penulangan plat poer ............................. 49

Gambar IV.1. Bentuk portal ................................ ................................ ........ 52

xvi

Gambar IV.2. Denah bangunan ................................ ................................ ... 52

Gambar IV.3. Tahapan perencanaan tugas akhir ................................ ........ 54

Gambar V.1. Denah rencana atap ................................ .............................. 55

Gambar V.1.a Kuda-kuda utama (KK). ................................ ....................... 56

Gambar V.1.b Kuda-kuda type 2 (KK2) ................................ ..................... 56

Gambar V.1.c ½ Kuda-kuda (1/2KK) ................................ ......................... 56

Gambar V.1.d ¼ Kuda-kuda (1/4KK) ................................ ......................... 56

Gambar V.2. Bentuk kuda-kuda utama ................................ ..................... 57

Gambar V.3. Penampang baja profil kanal C125.50.20.3,2 ...................... 59

Gambar V.4. Pembebanan akibat beban mati ................................ ............ 65

Gambar V.5. Pembebanan akibat hidup ................................ .................... 69

Gambar V.6. Pembebanan akibat beban angin kanan ............................... 70

Gambar V.7. Pembebanan akibat beban angin kiri ................................ ... 71

Gambar V.8. Plat buhul A ................................ ................................ ......... 95

Gambar V.9. Plat buhul B ................................ ................................ .......... 97

Gambar V.10. Plat buhul C ................................ ................................ .......... 98

Gambar V.11. Plat buhul U ................................ ................................ ......... 100

Gambar V.12. Plat buhul S ................................ ................................ .......... 101

Gambar V.13. Plat buhul G ................................ ................................ ......... 103

Gambar VI.1. Denah plat lantai 1 ................................ ............................... 109

Gambar VI.2. Denah plat lantai 2 s/d lantai 6. ................................ ............ 110

Gambar VI.3. Denah plat atap. ................................ ................................ ... 122

Gambar VI.4. Tekanan tanah dan air pada dinding dan lantai basement .... 132

Gambar VI.5. Denah plat lantai basement ................................ .................. 142

Gambar VI.6. Denah dan sketsa konstruksi tangga ................................ .... 146

Gambar VI.7. Diagram momen konstruksi tangga ................................ ..... 148

Gambar VII.1. Pembebanan pada portal 3D di software SAP2000 .............. 162

Gambar VII.2. Notasi As dan penyebaran beban gravitasi pada lantai atap 164

Gambar VII.3. Notasi As dan penyebaran beban gravitasi pada lantai 1 s/d

lantai 6 ................................ ................................ .................. 164

Gambar VII.4. Distribusi beban pada balok portal As-F ............................. 165

xvii

Gambar VII.5. Pemilihan wilayah dan kordinat pada situs PU .................... 174

Gambar VII.6. Diagram respons spectrum dari aplikasi PU ........................ 174

Gambar VII.7. Pemodelan struktur portal pada software SAP2000 ............. 176

Gambar VII.8. Pusat massa pada struktur ................................ .................... 177

Gambar VII.9. Load pattern IBC 2009 pada SAP2000 v.15 ........................ 184

Gambar VII.10. Hasil analisis beban mati, beban hidup dan beban gempa

SAP2000 (base reactions) ................................ ................... 184

Gambar VII.11. Pola pembebanan portal As-1 ................................ .............. 187

Gambar VII.12. Pembebanan dan momen akibat beban mati pada balok B.268

................................ ................................ .............................. 188

Gambar VII.13. Pembebanan dan momen akibat beban hidup pada balok B268

................................ ................................ .............................. 189

Gambar VIII.1. Diagram interaksi kolom M-N arah x ................................ .. 198

Gambar VIII.2. Plot nilai Q dan R pada diagram M-N ................................ . 200

Gambar VIII.3. Momen lentur pada balok B20 ................................ ............. 203

Gambar VIII.4. Diagram gaya geser balok B20 ................................ ............ 216

Gambar VIII.5. Detail penulangan balok B20 portal As-3 ............................ 220

Gambar VIII.6. Posisi kolom K26 portal As-3 ................................ .............. 226

Gambar VIII.7. Posisi kolom K26 portal As-F ................................ .............. 235

Gambar VIII.8. Plot nilai Q dan R pada diagram desain kolom arah x ......... 247

Gambar VIII.9. Plot nilai Q dan R pada diagram desain kolom arah y ......... 248

Gambar VIII.10. Tulangan longitudinal kolom K26 arah x dan arah y .......... 249

Gambar VIII.11. Detail penulangan kolom K26 ................................ ............. 252

Gambar VIII.12. Diagram interaksi kolom kuat desain arah sumbu x ............ 257

Gambar VIII.13. Diagram interaksi kolom kuat desain arah sumbu y ............ 258

Gambar VIII.14. Buhul J66 portal As-3 ................................ .......................... 259

Gambar VIII.15. Buhul J66 portal As-F ................................ .......................... 261

Gambar VIII.16. Penulangan buhul J66 ................................ .......................... 263

Gambar IX.1. Skema pemasangan pondasi tiang pancang ......................... 264

Gambar IX.2. Penempatan tiang pancang untuk kolom K26 ..................... 268

Gambar IX.3. Tegangan geser 1 arah ................................ ........................ 270

xviii

Gambar IX.4. Tegangan geser 2 arah ................................ ......................... 271

Gambar IX.5. Penulangan pondasi tiang pancang kolom K26 ................... 276

Gambar IX.6. Momen pada sloof portal As-F ditinjau ketika musim kemarau

................................ ................................ .............................. 278

Gambar IX.7. Momen pada sloof portal As-F ditinjau ketika musim hujan

................................ ................................ .............................. 278

Gambar IX.8. Tulangan longitudinal sloof S1 ujung kiri ........................... 281

Gambar IX.9. Pembagian daerah tulangan geser sloof S1 .......................... 283

Gambar IX.10. Penulangan sloof S1 ................................ ............................. 286

xix

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran L-1. Tabel Perhitungan Tulangan Balok Induk Portal As-3 dan As-F

Lampiran L-2. Tabel Perhitungan Tulangan Kolom Portal As-3 dan As-F

Lampiran L-3. Tabel Perhitungan Tulangan Balok Anak

Lampiran L-4. Tabel Perhitungan Tulangan Ringbalok

Lampiran L-5. Data Penyelidikan Tanah Lokasi Perencanaan

Lampiran L-6. Spesifikasi Mini Pile WIKA Beton

Lampiran L-7. Tabel Perhitungan Poer Portal As-3 dan As-F

Lampiran L-8. Tabel Perhitungan Tulangan Sloof Portal As-3 dan As-F

Lampiran L-9. Gambar Rencana

Lampiran L-10. Surat-Surat Kelengkapan Tugas Akhir

Lampiran L-11. Lembar Konsultasi

xx

DAFTAR NOTASI

A = Luas penampang batang profil baja, cm².

Aan = luas tulangan kolom antara pada join, mm2.

Acp = luas penampang keseluruhan, termasuk rongga pada penampang

berongga (lihat daerah yang diarsir), mm².

Ag = luas bruto penampang kolom, mm2.

Aj = luas daerah buhul (joint), mm2.

Ajh = luas tulangan geser join horisontal, mm2.

Ajv = luas tulangan geser join vertikal, mm2.

Ak = luas tulangan khusus, mm2.

An = Ag-Ast = luas bersih (netto) beton pada suatu penampang kolom, mm2.

Aoh = luasan yang dibatasi garis begel terluar, mm2.

As = luas tulangan tarik, mm2.

As’ = luas tulangan tekan, mm2.

As,k = luas tulangan tarik kolom, mm2.

As,k’ = luas tulangan tekan kolom, mm2.

As,min = luas tulangan minimal sesuai persyaratan, mm2.

Ast = luas total tulangan, mm2.

As,u = luas tulangan tarik perlu, mm2.

As,u’ = luas tulangan tekan perlu, mm2.

At = luas tulangan longitudinal torsi, mm².

Avs = luas tulangan geser, mm2.

Avt = luas tulangan torsi (sengkang) per meter, m².

Av,u = luas tulangan geser perlu, mm2.

a = tinggi blok tegangan beton tekan persegi ekuivalen, mm.

B = ukuran lebar portal dalam arah pembebanan gempa, m.

b = ukuran lebar penampang struktur, mm.

= lebar sayap profil baja, mm.

= ukuran horisontal terbesar denah struktur gedung pada tingkat yang

ditinjau diukur tegak lurus pada arah pembebanan, m.

bb = lebar balok, mm.

xxi

bj = ukuran lebar penampang join, mm.

bk = lebar kolom, mm.

bo = keliling dari penampang kritis pada fondasi, mm.

C = kohesi, kg/cm2.

Cc = gaya tekan beton, kN.

Cki = gaya tekan beton pada balok disekitar join bagian kiri, kN.

Cka = gaya tekan beton pada balok disekitar join bagian kanan, kN.

C1 = nilai faktor respons gempa yang diperoleh dari spektrum respons

gempa rencana untuk waktu getar alami fundamental dari struktur

gedung.

c = jarak antara serat beton tepi ke garis netral, mm.

c1 = koefisien tergantung pada jenis beban dan kondisi perletakan.

c2 = koefisien tergantung posisi beban vertikal terhadap pusat gesernya.

D = diameter tulangan deform, mm.

d = ukuran tinggi manfaat struktur (balok, kolom, pelat, poer), mm.

db = diameter tulangan pokok, mm.

di = simpangan horisontal lantai tingkat ke-i, mm.

dp = diameter tulangan geser polos, mm.

ds = jarak antara tepi serat beton tarik dan pusat berat tulangan tarik, mm.

ds’ = jarak antara tepi serat beton tekan dan pusat berat tulangan tekan, mm.

E = beban gempa, kN.

= modulus elastisitas baja. kg/cm2.

ed = eksentrisitas rencana, m.

Fi = beban gempa nominal statik ekuivalen yang menangkap pada pusat

massa pada taraf lantai tingkat ke-i struktur atas gedung, kN.

f’c = kuat tekan beton yang diisyaratkan, MPa.

fy = tegangan leleh baja tulangan, MPa.

fyl = tegangan leleh tulangan longitudinal, MPa.

fyv = tegangan leleh tulangan sengkang, kNm.

f1 = faktor kuat lebih beban dan bahan yang terkandung di dalam struktur

gedung.

xxii

= faktor kuat leleh batang.

f2 = faktor selimut beton.

f3 = faktor sengkang atau sengkang ikat.

f4 = faktor tulangan lebih.

f5 = faktor beton agregat ringan.

f6 = faktor tulangan berlapis epoksi.

g = percepatan gravitasi yang ditetapkan sebesar 9810 mm/det2

H = tinggi gedung, m.

= beban air hujan, tidak termasuk yang diakibatkan genangan air, kN.

h = tinggi balok, mm.

= ukuran tinggi penampang struktur, mm.

= tinggi profil baja, mm.

hc = ukuran tinggi penampang kolom, mm.

= kedalaman retakan, m.

hn = tinggi bersih kolom, m.

I = Lebar bidang injakan (aantrede), atau lebar anak tangga, cm.

= faktor keutamaan gedung.

I1 = faktor keutamaan untuk menyesuaikan periode ulang gempa berkaitan

dengan penyesuaian probabilitas terjadinya gempa itu selama umur

gedung.

I2 = faktor keutamaan untuk menyesuaikan periode ulang gempa berkaitan

dengan penyesuaian umur gedung tersebut.

i = jari-jari kelembaman batang, cm.

K = faktor momen pikul, MPa.

Ka = koefisien tekanan tanah aktip

Kmaks = faktor momen pikul maksimal, MPa.

L = beban hidup, kN.

= jarak antar kuda-kuda, m.

La = beban hidup di atap, kN.

LE = Location of Earthquake

Lk = panjang tekuk batang, cm.

xxiii

= panjang tekuk batang tersebut.

Ln,b = bentang balok pada balok yang ditinjau, m.

lb = bentang bruto balok, m.

lb,a = panjang bruto balok di kanan buhul, m.

lb,i = panjang bruto balok di kiri buhul, m.

lk = panjang bruto kolom, m.

lk,a = panjang bruto kolom di atas buhul, m.

lk,b = panjang bruto kolom di bawah buhul, m.

ln = bentang bersih balok, m.

ln,a = panjang bersih balok di kanan buhul, m.

ln,i = panjang bersih balok di kiri buhul, m.

Lu = panjang kolom, m.

MD,k = momen kolom akibat benda mati, kNm.

ME,k = momen kolom akibat beban gempa, kNm.

Mkap = momen kapasitas, kNm.

ML,k = momen kolom akibat benda hidup, kNm.

Mp = momen puntir, kNm.

Mpr = momen kapasitas balok, kNm.

Mpr,i = momen kapasitas balok di kiri buhul, kN-m.

Mpr,a = momen kapasitas balok di kanan buhul, kN-m.

Mr = momen rencana, kNm.

Mu(+) = momen perlu positif, kNm.

Mu(-) = momen perlu negatif, kNm.

Mu,b = momen perlu balok, kNm.

Mu,k = momen perlu, kNm.

Mu,ka = momen perlu ujung kolom atas dari kolom yang ditinjau, kNm.

Mu,kb = momen perlu ujung kolom bawah dari klom yang ditinjau, kNm .

N = Gaya tekan pada batang, kg.

Nu,k = gaya normal perlu kolom, kN.

n = jumlah tingkat struktur gedung.

= nomor lantai tingkat paling atas.

xxiv

Pa = tekanan tanah aktip total, kN/m.

PD,k = gaya normal kolom akibat beban mati, kN.

PE,k = gaya normal kolom akibat beban gempa, kN.

PL,k = gaya normal kolom akibat beban hidup, kN.

Po = beban aksial sentris atau beban aksial pada sumbu kolom, kN.

PU,k = gaya normal perlu kolom, kN.

Pu,k,maks = gaya normal perlu maksimum kolom, kN.

pcp = keliling penampang keseluruhan (keliling batas terluar daerah yang

diarsir), mm.

ph = keliling daerah yang dibatasi oleh sengkang tertutup, mm².

R = faktor reduksi gempa yang bergantung pada faktor daktilitas struktur

gedung tersebut.

= reaksi yang ditimbulkan akibat beban-beban yang bekerja, kg.

Rv = faktor reduksi jumlah lantai tingkat di atas kolom yang ditinjau.

S = bentang balok yang dipasang sengkang torsi = 1000 mm.

T = Tinggi bidang tanjakan (optrede), atau tinggi anak tangga, cm.

Tka = gaya tarik tulangan pada balok disekitar join bagian kanan, kN.

Tki = gaya tarik tulangan pada balok disekitar join bagian kiri, kN.

Tn = kuat torsi nominal, kNm.

TR = waktu getar alami fundamental gedung beraturan berdasarkan rumus

Rayleigh, detik.

Tr = momen puntir / torsi rencana, kNm.

Tu = torsi terfaktor atau torsi perlu, kNm.

T1 = waktu getar alami fundamental struktur gedung, detik.

tb = tebal badan profil baja, mm.

ts = tebal sayap profil baja, mm.

V = beban (gaya) geser dasar nominal statik ekuivalen akibat pengaruh

gempa rencana yang bekerja di tingkat dasar struktur gedung

beraturan, kN.

Vc = kuat geser beton, kN.

Vch = gaya horizontal yang ditahan beton, N.

xxv

Vcv = gaya geser vertikal yang ditahan beton, N.

VD,b = gaya geser balok akibat beban mati, kN.

VD,k = gaya geser kolom akibat beban mati, kN.

VE,b = gaya geser balok akibat beban gempa, kN.

VE,k = gaya geser kolom akibat beban gempa, kN.

Vjh = gaya geser buhul (joint) horisontal, N.

Vkol = gaya geser kolom, kN.

VL,b = gaya geser balok akibat beban hidup, kN.

VL,k = gaya geser kolom akibat beban hidup, kN.

Vs = gaya geser yang ditahan begel, kN.

Vsh = gaya geser horizontal yang ditahan oleh begel, N.

Vsv = gaya geser vertikal yang ditahan begel, N.

Vu = gaya geser perlu, N.

Vud = gaya geser perlu balok pada jarak d dari muka kolom, kN.

Vu1 = gaya geser perlu pada daerah tumpuan balok, kN.

Vu2 = gaya geser perlu pada daerah lapangan balok, kN.

Vu2h = gaya geser perlu balok pada jarak 2.h dari muka kolom, kN.

vjh = tegangan geser buhul (joint) horisontal, N/mm2.

W = beban angin, kN.

Wi = berat lantai tingkat ke-i struktur atas suatu gedung, termasuk beban

hidup yang sesuai, kN.

Wt = berat total gedung, termasuk beban hidup yang sesuai, kN.

Za = lengan momen bagian kanan, mm.

Zi = lengan momen bagian kiri, mm.

= ketinggian lantai tingkat ke-i suatu struktur gedung terhadap taraf

penjepitan lateral, m.

α = faktor lokasi penulangan.

αk = faktor distribusi momen dari kolom yang ditinjau.

β = faktor pelapis

= tebal pelat buhul, mm.

maks = lendutan maksimal, cm.

xxvi

x = lendutan pada arah x, cm.

y = lendutan pada arah y, cm.

ε’c = regangan tekan beton, mm.

εs = regangan tarik baja tulangan, mm.

= faktor reduksi kekuatan.

= dimeter tulangan polos, mm

γ = berat jenis tanah, ton/m3.

φ = sudut geser tanah.

λ = faktor beton agregat ringan.

λd = panjang penyaluran tulangan tarik, mm.

λdh = panjang penyaluran kait, mm.

λhb = panjang penyaluran dasar, mm.

λo = jarak sendi plastis dari muka kolom, m.

μ = faktor daktilitas struktur gedung yang boleh dipilih menurut

kebutuhan.

θ = sudut retak = 45o untuk non prategang.

= rasio tulangan, %.

maks = rasio tulangan maksimal, %.

min = rasio tulangan minimal, %.

ρt = rasio tulangan tersedia, %.

= Tegangan dasar baja, kg/cm2.

kip = tegangan kip, kg/cm2.

σl = tegangan leleh baja, kg/cm2.

t = tegangan tarik ijin baja, kg/cm2.

= Faktor tekuk yang bergantung pada kelangsingan ( ) dan macam

bajanya.

(zeta) = koefisien pengali dari jumlah tingkat struktur gedung yang membatasi

T1 bergantung pada wilayah gempa.

xxvii

PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG KAMPUS 6 LANTAI (+1 BASEMENT) DI SUKOHARJO

DENGAN SISTEM RANGKA PEMIKUL MOMEN KHUSUS (SRPMK)

Dewanto Atmaja Nugraha Sumadi Jurusan Teknik Sipil FT Universitas Muhammadiyah Surakarta, Jl.A.Yani Tromol Pos 1 Pabelan, Kartasura, Surakarta

e-mail. : dewantoatmaja@gmail.com

ABSTRAK Seiring berkembangnya dunia pendidikan, menuntut pihak universitas untuk membenahi gedung perkuliahan yang dilengkapi dengan fasilitas memadai serta dapat terintegrasi secara mudah. Untuk tercapainya hal tersebut, maka perlunya sebuah perencanaan gedung kampus baru yang mengacu pada SNI terbaru. Perencanaan ini meliputi perencanaan struktur atap, dan betonabertulang (plat lantai,atangga,abalok, kolom danafondasi). Gedung direncanakan di wilayah Sukoharjo dengan nilai Ss=0,749, S1=0,313, SDS=0,600, SD1=0,371 dan = 47,5 berada antara 15-50 m dengan menggunakan SRPMK. Analisa mekanika struktur gedung menggunakan software “SAP2000” dengan pemodelan portal 3D, sedangkan untuk penggambaran menggunakan software “Autocad”. Perencanaan gedung kampus ini berpedoman pada SNI 1726:2012, SNI 2847:2013, SNI 1727:2013 dan SNI 1729:2002. Mutu bahan yang digunakan pada perencanaan beton bertulang adalah (f’c) = 30 MPa, (f’c) = 20 MPa (lantai basement dan fondasi), fy = 400aMPaadan fyt = 240 MPa, sedangkan untuk rangka atap digunakan baja dengan mutu Bj 41. Hasil perencanaan yang diperolah untuk rangka atap adalah gording C 125x50x20x3,2 dan untuk kuda-kuda diperoleh 2L 60x60x6, 2L 50x50x5 dan 2L 45x45x5 menggunakan alat sambung las dengan elektroda E70 dan plat buhul dengan tebal 10 mm. Perencanaan plat lantai dan plat atap diperoleh ketebalan 120 mm dengan baja tulangan D10, plat lantai basement diperoleh ketebalan 250 mm dengan baja tulangan D10, plat tangga diperoleh ketebalan 120 mm dengan baja tulangan D13 dan D8, balok menggunakan dimensi 400/600 mm dan 300/450 mm denganatulangan longitudinal D19 dan tulangan geser Ø10, kolom diperoleh dimensi 600/600 mm dengan tulanganalongitudinal D25 dan tulanganageser Ø10, fondasi digunakan tiang pancang berdimensi 400/400 mm denganakedalaman 18 m, dimensi poer adalah 3000 x 3000 x 1100 mm, Sloof diperoleh dimensi 350/600 mm dan 350/500 mm dengan tulanganalongitudinal D22 dan tulangan bagi Ø10. Kata kunci : beton bertulang, perencanaan, portal 3D, SAP 2000, SRPMK.

xxviii

ABSTRACT Along with the development of the world of education, demanding the university to fix the lecture building equipped with adequate facilities and can be integrated easily. To achieve this, than the need for a new campus building design that refers to the latest SNI. This plan includes the planning of roof structures, and reinforced concrete (slabs floors, staircases, beams, columns and foundation). The building is planned in Sukoharjo area with the valueaof Ss = 0,749, S1 = 0,313, SDS = 0,600, SD1 = 0,371 and = 47,5 are between 15-50 m by using SMRF. Analysis of building structure mechanics using software "SAP2000" with 3D frame modeling, while for depiction using software "Autocad". The planning of this campus building is guided by SNI 1726: 2012, SNI 2847: 2013, SNI 1727: 2013 and SNI 1729: 2002. The quality of materials used in reinforced concrete planning is (f'c) = 30 MPa, (f'c) = 20aMPa (basement and foundation), fy = 400 MPa and fyt = 240 MPa, while for roof frame used steel with quality Bj 41. The result of planning processed for the roof frame is purlin C 125x50x20x3,2 and the truss obtained 2L 60x60x6, 2L 50x50x5 and 2L 45x45x5 using welding tool with E70 electrode and plate of joint with thickness of 10 mm. The slabs design of floors and roof obtained by thickness 120 mm with reinforcement steel D10, slabs design of basement floor obtained by thickness 250 mm with reinforcement steel D10, slabs design of stairs obtained by thickness 120 mm with reinforcement steel D13 and D8. Dimension of beam planned 400/600 mm and 300/450 mm with D19 for longitudinal reinforcement and Ø10 for shear reinforcement. Dimension of columns planned 600/600 mm with D25 longitudinal reinforcement and Ø10 shear reinforcement. The foundation is used 400/400 mm piling with a depth of 18 m, dimension of poer is 3000 x 3000 x 1100 mm and dimension of sloof is 350/600 mm and 350/500 mm with D22 longitudinal reinforcement and Ø10 for shear reinforcement. Key words: 3D frame, planning, reinforced concrete, SAP 2000, SRMF.