PERHITUNGAN DIMENSI TULANGAN BALOK PORTAL
AS D-D PADA PROYEK “THE MANHATTAN MALL AND
CONDOMINIUM MEDAN”
LAPORAN
Ditulis untuk Menyelesaikan
Mata Kuliah Tugas Akhir Semester VI
Pendidikan Program Diploma III
oleh:
ANJU FABER MARIO SIDABUTAR ZEFRIZAL DOLOKSARIBU
NIM 1405022018 NIM 1405022025
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
JURUSAN TEKNIK SIPIL
POLITEKNIK NEGERI MEDAN
MEDAN
2017
i
KATA PEGANTAR
Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkah dan rahmat-NYA
sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini.
Laporan yang berjudul Perhitungan Dimensi Tulangan Balok Portal as D-D pada
proyek The Manhattan Mall and Condominium Medan ini bermaksud untuk
menyelesaikan mata kuliah Tugas Akhir pendidikan Program Diploma III
Politeknik Negeri Medan. Dalam proses pembuatan laporan ini, penulis
berterimakasih kepada:
1. Bapak M.Syahruddin, S.T.,M.T., Direktur Politeknik Negeri Medan;
2. Bapak Ir.Samsudin Silaen, M.T., Ketua Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri
Medan;
3. Bapak Ir.Sudarto, M.T., Kepala Program Studi Teknik Sipil Politeknik Negeri
Medan;
4. Bapak Ahmad Sumantri, S.T., M.T., Pembimbing penulis Tugas Akhir ini;
5. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Teknik Sipil dan seluruh sivitas akademik
Politeknik Negeri Medan.
Laporan tugas akhir ini adalah hasil karya penulis, bukan merupakan plagiat.
Walaupun penulis sudah berupaya semaksimal mungkin, namun penulis juga
menyadari kemungkinan terdapat kekurangan dan kesilapan.
Penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang dapat memperbaiki laporan
ini. Semoga tulisan ini dapat bermanfaat bagi siapapun yang membacanya.
Medan, September 2017
Hormat kami penulis:
Mahasiswa 1 Mahasiswa 2
Anju Faber Mario Sidabutar Zefrizal Dolok Saribu
NIM 1405022018 NIM 1405022025
ii
ABSTRAK
Perencanaan gedung bertingkat merupakan salah satu cara mengurangi
penggunaan lahan yang luas. Perencanaan struktur meliputi balok, kolom, pelat dan
dinding geser. Perencanaan balok harus dalam kondisi under reinforced agar
lendutan balok maksimum terjadi sebelum beton runtuh (collapse). Struktur balok
harus mampu menahan beban-beban yang bekerja pada pelat lantai lantai untuk
selanjutnya beban ditransfer ke kolom.
Tujuan dari laporan Tugas Akhir ini untuk mengetahui perhitungan dimensi
tulangan balok portal as D-D serta dapat mengontrol perhitungan penulangan hasil
anialisa dengan data shop drawing pada proyek. Perhitungan penulangan ini dapat
dijadikan acuan untuk membandingkan seberapa sama hasil perhitungan sendiri
dengan yang ada shop drawing. Metode perhitungan meruppakan penggabungan
antara analisa gaya-gaya dalam dengan SAP 2000 dan perhitungan penulangan
secara manual sesuai SNI 03-2847-2002.
Nilai analisa SAP 2000 digunakan sebagai perhitungan penulangan, baik
tulangan longitudinal maupun tulangan geser. Hasil perhitungan penulangan balok
tulangan longitudinal untuk lantai 7-26 pada perhitungan manual dan analisa SAP
2000, tulangan tumpuan atas = 6D32 dan tulangan tumpuan bawah =5D22,
tulangan lapangan atas = 2D22 dan tulangan lapangan bawah =5D22. Tulangan
Geser (sengkang) = 10D – 150. Pada lantai 27-Atap, tulangan tumpuan atas =5D32
dan tulangan tumpuan bawah =4D22, tulangan lapangan atas =2D22 dan tulangan
lapangan bawah =4D22. Tulangan geser (sengkang) 10D – 200.
Perbedaan nilai penulangan balok terutama tulangan longitudinalnya
disebabkan oleh momen yang besar pada analisa menggunakan SAP 2000, momen
ini terjadi akibat pengaruh gaya gempa dan kombinasi pembebanan gaya
gempanya.
Kata Kunci : Penulangan balok, Tulangan longitudinal balok, Tulangan
sengkang balok, penggunaan SAP 2000
iii
DAFTAR ISI
Hal
LEMBAR PERSETUJUAN ........................................................................ i
LEMBAR PENGESAHAN ......................................................................... ii
KATA PENGANTAR .................................................................................. iii
ABSTRAK .................................................................................................... iv
DAFTAR ISI ................................................................................................. v
DAFTAR TABEL ........................................................................................ vii
DAFTAR GAMBAR .................................................................................... viii
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................ ix
DAFTAR NOTASI ...................................................................................... x
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang ..................................................................... 1
B. Perumusan Masalah ............................................................. 3
C. Pembatasan Masalah ............................................................ 3
D. Tujuan Pembahasan ............................................................. 3
E. Manfaat Pembahasan ........................................................... 4
F. Metodologi ........................................................................... 4
G. Jadwal Persiapan, Pelaksanaan dan Penulisan Laporan
Tugas Akhir .......................................................................... 5
H. Sistematika Penulisan .......................................................... 6
BAB II TINJAUAN UMUM PROYEK
A. Data Umum Proyek .............................................................. 8
B. Data Teknis Struktur ............................................................ 9
C. Metode Pengumpulan Data .................................................. 10
D. Metode Perhitungan ............................................................. 10
E. Struktur Organisasi .............................................................. 12
iv
BAB III TINJAUAN PUSTAKA
A. Beton Bertulang ................................................................... 13
B. Pembebanan Gedung Bertingkat .......................................... 16
C. Kombinasi Pembebanan ....................................................... 28
D. Portal .................................................................................... 29
E. Balok .................................................................................... 29
F. Analisa Struktur Dengan SAP 2000 V.12 ............................ 34
BAB IV PERHITUNGAN
A. Perhitungan Gaya Gempa .................................................... 46
B. Perhitungan Beban Akibat Gaya Gravitasi .......................... 52
C. Perhitungan Gaya-Gaya Dalam ........................................... 76
D. Perhitungan Tulangan Lentur Portal as D-D ........................ 77
E. Perhitungan Tulangan Geser (Sengkang) ............................ 83
BAB V PENUTUP
A. Kesimpulan .......................................................................... 87
B. Saran ..................................................................................... 87
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................... xi
LAMPIRAN
v
DAFTAR TABEL
Hal
Tabel 1.1. Jadwal Persiapan, Pelaksanaan dan Penulisan Laporan
Tugas Akhir ................................................................................ 5
Tabel 3.1. Kategori Risiko Bangunan Gedung dan Non Gedung ................ 19
Tabel 3.2. Faktor Keutamaan Gempa .......................................................... 20
Tabel 3.3. Nilai S1 dan Ss Pada Beberapa Kota Besar Di Indonesia ............ 22
Tabel 3.4. Klasifikasi Situs .......................................................................... 23
Tabel 3.5. Koefisien Situs Fv ....................................................................... 24
Tabel 3.6. Koefisien Situs Fa ....................................................................... 24
Tabel 3.7. Contoh Koefisien Modifikasi Respons (R) ................................. 25
Tabel 3.8. Kategori Desain Seismik Untuk SDS ........................................... 26
Tabel 3.9. Kategori Desain Seismik Untuk SD1 ........................................... 26
Tabel 3.10. Nilai Parameter Perioda Pendekatan Ct dan x ............................ 26
Tabel 4.1. Total Berat Tiap Lantai (Wt) ...................................................... 46
Tabel 4.2. Distribusi Gaya Geser Gempa Tiap Lantai ................................. 50
Tabel 4.3. Tabel Momen-Momen Terbesar ................................................. 77
Tabel 4.4. Perbandingan Tulangan Hasil Analisa Dengan Shop Drawing
Lantai 7-26 .................................................................................. 82
Tabel 4.5. Perbandingan Tulangan Hasil Analisa Dengan Shop Drawing
Lantai 7-26 .................................................................................. 82
Tabel 4.6. Perbandingan Tulangan Hasil Analisa Dengan Shop Drawing .. 86
vi
DAFTAR GAMBAR
Hal
Gambar 2.1. Denah Lokasi Proyek ............................................................... 8
Gambar 3.1. Nilai Ss Untuk Wilayah Medan ................................................ 21
Gambar 3.2. Nilai S1 Untuk Wilayah Medan ................................................ 22
Gambar 3.3. Diagram Tegangan dan Regangan Balok ................................. 30
Gambar 3.4. Diagram Tegangan dan Regangan Balok Bertulang
Rangkap .................................................................................... 31
Gambar 3.5. Menentukan Sudut Pandang Putar Ang .................................... 36
Gambar 3.6. New Model ................................................................................ 37
Gambar 3.7. Form Quick Grid Lines ............................................................ 38
Gambar 3.8. Joint Restraints ......................................................................... 39
Gambar 3.9. Define Materials ....................................................................... 39
Gambar 3.10. Add Frame Section Property .................................................... 40
Gambar 3.11. Load Patterns ........................................................................... 41
Gambar 3.12. Load Combination Data ........................................................... 41
Gambar 3.13. Form Frame Dsitributed Loads................................................ 42
Gambar 3.14. Form Joint Forces .................................................................... 43
Gambar 3.15. Analysis Option ........................................................................ 44
Gambar 3.16. Concrete Frame Design Preferences ....................................... 45
vii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Tabel Perhitungan Berat Bangunan Per Lantai
Lampiran 2 Denah Penulangan Balok
Lampiran 3 Detail Penulangan Balok
Lampiran 4 Gambar Pembebanan Pada SAP 2000
Lampiran 5 Gaya-Gaya Dalam Hasil Analisa SAP 2000
viii
DAFTAR NOTASI
As = Luasan tulangan tarik
Av = Luas tulangan geser pada daerah sejarak S, atau luas tulangan geser
yang tegak lurus terhadap tulangan lentur tarik dalam suatu daerah
sejarak S pada komponen struktur lentur tinggi, mm2
D = Diameter tulangan
b = lebar balok
d = Tinggi efektif balok
Mu = Momen ultimate
Vs = Kuat geser yang disumbangkan oleh tulangan geser
Vc = Tegangan geser ijin beton, MPa
S = Spasi tulangan geser
= Rasio penulangan tarik non-prategang
b = Rasio penulangan pada Keadaan seimbang regangan
maks = Rasio penulangan maksimum
min = Rasio penulangan minimum
= Rasio bentang bersih arah memanjang terhadap arah melebar plat dua
rah, atau rasio antara sisi panjang terhadap sisi pendek pondasi
= Faktor reduksi kekuatan
Ss = Percepatan batuan dasar pada perioda pendek
S1 = Percepatan batuan dasar pada perioda 1 detik
SMS = Parameter spektrum respons percepatan pada perioda pendek
SM1 = Parameter spektrum respons percepatan pada perioda 1 detik
Fa = Koefisien situs
Cs = Koefisien respon seismik
Fx = Distribusi gaya geser dasar seismik
Cvx = Faktor distribusi vertikal
V = Gaya geser dasar seismik
Wt = Berat total bangunan
1
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Pembangunan gedung bertingkat menjadi salah satu cara yang dilakukan para
perencana agar penggunaan lahan tanah tidak terlalu luas. Hal ini dikarenakan
ruang dari pembangunan gedung yang semakin terbatas pada permukiman
perkotaan. Dalam hal pembangunan gedung bertingkat ini, aspek yang menjadi
sangat penting adalah agar bangunan dapat berdiri dengan tegak lurus secara
vertikal dengan mengalami penurunan yang diizinkan dan gedung tidak mengalami
keruntuhan (collapse) baik karena beban bangunan ataupun karena faktor alam
seperti gaya gempa dan faktor angin. Jika hal tersebut dapat terhindari ketika
bangunan telah berdiri maka gedung telah layak untuk di huni.
Untuk mewujudkan gedung yang cukup kuat dalam menahan beban-beban
yang bekerja baik beban mati, hidup, gempa dan angin maka dibutuhkan analisa
perencanaan yang baik. Salah satu aspek penting dari analisa tersebut adalah
penentuaan dimensi tulangan yaitu banyak tulangan yang digunakan dalam suatu
luasan penampang tulangan tersebut. Faktor penentu dari dimensi tulangan yang
digunakan adalah akibat dari gaya-gaya dalam yang bekerja pada bangunan seperti
gaya momen yang dapat mengakibatkan lentur pada balok bangunan. Jika hanya
beton saja yang menahan gaya lentur maka lentur tidak akan dapat diatasi, hal ini
diakibatkan beton bersifat getas dan hanya kuat dalam menahan gaya tekan saja.
Sehingga untuk lenturnya yang dimana adanya gaya tarikan, beton tidak kuat dalam
menahannya. Nilai kuat tarik dari beton hanya berkisar 9% - 15% dari nilai kuat
tekannya (Istimawan,1993:1), sehingga untuk mengatasi gaya tarik yang bekerja
pada struktur bangunan tersebut dibutuhkan yang namanya penambahan tulangan
pada beton. Penggunaan dari beton dan tulangan ini sering disebut beton bertulang,
yaitu Beton yang ditulangi dengan luas dan jumlah tulangan yang tidak kurang dari
nilai minimum, yang diisyaratkan dengan dengan atau tanpa prategang, dan
direncanakan berdasarkan asumsi bahwa kedua material bekerja bersama-sama
2
dalam menahan gaya yang bekerja (SNI 03-2847-2012) dan kombinasi beton
bertulang ini sangat baik digunakan terutama pada struktur bangunan.
Untuk bangunan gedung, beton bertulang digunakan pada konstruksi balok,
pelat, dinding geser dan kolom. Pada konstruksi balok, beton bertulang harus
direncanakan sesuai keadaan yang akan dicapai (underreinforced, overreinforced
atau ballance reinforced). Setiap kondisi yang akan dipakai memiliki kelebihan dan
kekurangan sendiri, namun keadaan yang sering digunakan untuk konstruksi balok
adalah underreinforced. Underreinforced adalah keadaan dimana jumlah tulangan
tarik dari balok kurang dari yang diperlukan untuk mencapai keseimbangan
regangan (Istimawan,1993:34), atau dapat dikatakan saat balok menerima beban
maksimum, balok akan mengalami lendutan yang parah sebelum akhirnya balok
collapse. Kondisi underreinforced ini digunakan agar para penghuni dapat
mengevakuasikan diri saat gedung akan mengalami collapse yang ditandai dengan
melendutnya balok dengan cukup parah. Untuk mencapai kondisi underreinforced
pada perencanaan struktur balok gedung maka dibutuhkan analisa perencanaan
yang baik, dimana perhitungan pembebanan gedung harus dilakukan dengan teliti,
sebab pembebanan gedung inilah yang akan mempengaruhi dimensi dan banyaknya
tulangan yang akan dipakai.
Untuk itulah, pada laporan Tugas Akhir ini penulis akan membahas mengenai
perhitungan dimensi tulangan balok portal D-D. Dalam hal perhitungan gaya-gaya
dalam yang bekerja pada portal, penulis akan dibantu menggunakan aplikasi yang
sudah umum dipakai yaitu SAP 2000. Penulis meyakini mampu mengerjakan topik
ini dikarenakan lokasi data untuk topik pembahasan yang tidak jauh dari tempat
tinggal penulis dan penulis juga telah cukup menguasai topik dari pembahasan
tersebut.
3
B. Perumusan Masalah
Proyek Pembangunan The Manhattan Mall and Condominum Medan yang
sedang dalam tahap pembangunan struktur atas ini memiliki 2 tower gedung.
Namun hanya pada salah satu tower yang akan dianalisa untuk pembahasan.
Adapun beberapa masalah yang timbul dalam pembahasan tersebut adalah:
1. Bagaimanakah proses penggunaan SAP 2000 dalam penghitungan gaya-gaya
dalam portal as D-D ?
2. Berapakah nilai gaya-gaya dalam yang terjadi di portal as D-D pada proyek
The Manhattan Mall and Condominium ?
3. Bagaimana perhitungan penulangan balok pada portal as D-D di proyek The
Manhattan Mall and Condominium Medan ?
C. Pembatasan Masalah
Dalam penulisan Tugas Akhir ini batasan-batasan yang dipergunakan adalah:
1. Perhitungan disesuaikan dengan dimensi balok balok portal as D-D yang ada
pada shop drawing proyek.
2. Perbandingan dimensi tulangan balok hasil analisa dengan penulangan di
lapangan hanya pada portal as D-D.
3. Untuk analisa perhitungan gaya-gaya dalam dari portal as D-D dikerjakan
dengan bantuan program komputer yaitu SAP 2000 agar memudahkan dan
mempercepat perhitungan.
4. Analisa perhitungan dimensi tulangan balok hanya dilakukan pada salah satu
portal dan dimulai dari lantai 6 hingga lantai atap.
5. Perletakan struktur gedung adalah jepi-jepit.
6. Perhitungan dimensi tulangan dilakukan akibat momen lentur dan gaya
geser/lintang.
D. Tujuan Pembahasan
Tujuan pembahasan dalam laporan ini adalah:
1. Untuk mengetahui cara perhitungan tulangan longitudinal dan tulangan geser
pada balok portal as D-D.
4
2. Untuk mengontrol perhitungan penulangan balok portal as D-D menggunakan
hasil analisa dengan penulangan pada shop drawing proyek.
E. Manfaat Pembahasan
Penulisan Tugas Akhir ini diharapkan bermanfaat untuk :
1. Memperoleh dimensi tulangan balok pada portal as D-D
2. Menambah wawasan mengenai perhitungan dimensi tulangan dan penggunaan
dari program komputer SAP 2000 terhadap para pembaca yang ingin
membahas mengenai perhitungan dimensi penulangan.
3. Mahasiswa dan ataupun pihak lain yang akan membahas Tugas Akhir yang
sama.
4. Pihak-pihak yang membutuhkan informasi dan mempelajari hal terkait yang
dibahas dalam laporan Tugas Akhir.
5. Penulis sendiri, untuk menambah pengetahuan dan pengalaman agar mampu
melaksanakan topik yang sama kelak setelah bekerja atau terjun ke lapangan.
F. Metodologi
1. Teknik pengumpulan data :
a. Mengadakan studi kepustakaan dengan membaca buku-buku maupun
literatur yang ada berkaitan dengan topik yang dibahas.
b. Prosedur pengumpulan data dilapangan adalah dengan meminta data dari
PT. Pembangunan Perumahan (Persero) Tbk sebagai kontraktor
pembangunan The Manhattan Mall and Condominium Medan.
c. Mempelajari Shop Drawing dari proyek pembangunan The Manhattan
Mall and Condominium.
2. Teknik Pengolahan Data :
a. Menghitung beban-beban yang bekerja baik beban statis maupun beban
dinamis.
b. Menggambar struktur portal as D-D pada program komputer SAP 2000
c. Memasukkan pembebanan dan kombinasi pembebanan pada program
komputer SAP 2000.
5
d. Analisa gaya-gaya struktur melalui program SAP 2000.
e. Merencanakan penulangan struktur balok sesuai dengan persayaratan
SNI 03-2487-2002.
f. Mengontrol hasil perhitungan penulangan sendiri dengan yang ada pada
proyek The Manhattan Mall and Condominium.
G. Jadwal Persiapan, Pelaksanaan dan Penulisan Laporan Tugas Akhir
Schedule pembuatan Tugas Akhir dari bulan Mei Sampai Agustus 2017 dilihat
pada Tabel 1.1
Tabel 1.1 Jadwal Persiapan, Pelaksanaan dan Penulisan Laporan Tugas Akhir
NO
.
KEGIATAN
MINGGU KE-
8 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
A. Persiapan
1 Survey perencanaan objek tugas akhir
2 Mengajukan proposal judul TA
3 Mendapatkan dosen pembimbing TA dari
dosen pembimbing
4 Bimbingan untuk pelaksanaan TA dari
dosen pembimbing
B. Pelaksanaan
1 Bimbingan untuk pengumpulan data
2 Pengumpulan data
3 Bimbingan untuk pengolahan data
4 Pengolahan data
C. Pelaporan
1 Bimbingan untuk penulisan BAB I
2 Penulisan BAB I (Pendahuluan)
3 Bimbingan untuk penulisan BAB II
4 Penulisan BAB II (Tinjauan Umum
Proyek)
5 Bimbingan untuk penulisan BAB III
6 Penulisan BAB III (Tinjauan Kepustakaan)
7 Bimibingan untuk penulisan BAB IV
8 Penulisan BAB IV (Pembahasan)
9 Bimbingan untuk penulisan BAB V
10 Penulisan BAB V (Simpulan dan Saran)
11 Bimbingan tahap akhir
12 Penyempurnaan laporan tugas akhir
6
H. Sistematika Penulisan
Tugas Akhir ini disusun berdasarkan sistematika penulisan yang sesuai dengan
panduan yang ada, yaitu :
BAB I PENDAHULUAN
a. Latar Belakang
b. Perumusan Masalah
c. Tujuan Pembahasan
d. Manfaat Pembahasan
e. Metodologi
f. Jadwal Persiapan
g. Sistematika Laporan
BAB II TINJAUAN UMUM PROYEK
Bab ini berisikan data mengenai proyek baik data umum proyek maupun data teknis
struktur dari gedung.
BAB III TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini berisikan mengenai landasan teori dari rencana perhitungan dimensi
tulangan struktur balok.
BAB IV PERHITUNGAN
Bab ini membahas masalah yang akan dijelaskan, meliputi :
a. Menghitung beban-beban yang bekerja pada portal as D-D proyek The
Manhattan Mall and Condominium.
b. Menggambar portal as D-D dan menginput nilai pembebanan pada SAP 2000
c. Mengontrol tulangan hasil dari perhitungan dengan yang ada pada Shop
Drawing proyek
7
BAB V PENUTUP
Bab ini mengemukakan kesimpulan dan saran. Kesimpulan yang ditarik dari hasil
pembahasan dan saran–saran yang diajukan untuk mengatasi masalah yang
dihadapi.
DAFTAR PUSTAKA
Memuat daftar buku–buku penunjang dan alamat website sebagai referensi yang
dipakai penulis dalam penyusunan Tugas Akhir.
LAMPIRAN
Berisikan denah, Gambar dan detail dari struktur balok pada proyek The Manhattan
Mall and Condominium.