i

PERENCANAAN ULANG BETON BERTULANG

PADA BANGUNAN ATAS

THE MALIOBORO HARITAGE HILL YOGYAKARTA

DENGAN MENGGUNAKAN SISTEM RANGKA PEMIKUL MOMEN

TERHADAP KETAHANAN GEMPA BERDASARKAN SNI 1726:2012

TUGAS AKHIR

Diajukan kepada Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang

Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Akademik dalam Menyelesaikan

Program Sarjana Teknik

Oleh :

ELSYA AHYINUSTYANE

201110340311119

JURUSAN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2015

ii

iii

iv

LEMBAR PERSEMBAHAN

Puji syukur kehadirat Allah SWT. Tuhan penguasa alam semesta yang

telah memberikan kenikmatan kepada seluruh hamba-Nya. Sholawat dan salam

tetap tercurahkan kepada junjungan Nabi Besar kita, Nabi Muhammad Saw. Yang

telah membimbing para umatnya menuju jalan yang diRidhoi Allah SWT.

Dan tak lupa kupersembahkan Karya Ilmiah ini kepada :

1. Ayah dan Mama tercinta, terkasih dan tersayang, atas segala do’a yang

tulus ikhlas serta motivasi yang sangat baik sampai akhirnya Tugas

Akhir ini dapat diselesaikan, juga perjuangaanya selama ini sampai

mendapatkan gelar Strata 1.

2. Kedua saudaraku Herda dan Galuh, dan Keluarga besar yang ada di

Madiun Om, Tante, Alm. Kakung dan semuanya yang selalu

memberikan semangat dan doa.

3. Sahabat - sahabatku yang selalu ada Suluh Sulistya, R.A. Nita, Rizka

Mardana, Amalia Chaerunnisa, Mery Anggriani, Faris Rizal, Azizatul

H. dan teman-teman seperjuanganku Yudatara, Agus Imam, Diza

Ananta, Septian Danny, Arief R, yang telah membantu dalam

pengerjaan tugas akhir ini dari awal pembuatan proposal sampai sidang.

4. Sahabat dan teman-teman Teknik Sipil 2011, khususnya Teknik Sipil

Kelas C semuanya yang selalu kompak dan pantang menyerah

menghadapi tugas-tugas Teknik Sipil di kampus. Semoga kalian semua

cepat menyusul lulus dan menjadi sarjana yang handal.

v

5. Teman – temanku KKN kelompok 39 serta teman kos Citra ayu M,

Wiendy, Andini, Gendis, Putri, Rosa dan Hikma yang selalu menemani

dalam penyusunan skripsi.

vi

KATA PENGANTAR

Bismillaahirrohmaanirrahim

Assalamu’alaikum Wr. Wb.

Alhamdulillahirobbill’aalamiin, puji syukur kehadirat Allah SWT.

yang telah memberikan limpahan nikmat keimanan, kesehatan, dan juga

kesempatan kepada penulis sehingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan

dengan baik, lancar dan tepat pada waktu nya.

Shalawat dan salam semoga tetap tercurahkan kepada Nabi Besar

Muhammad Saw. yang menuntun kita menuju jalan yang diridhoi-Nya.

Tugas akhir ini merupakan salah satu syarat yang harus ditempuh

oleh mahasiswa Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Malang

sebagai salah satu syarat mencapai derajat kesarjanaan.

Selanjutnya ucapan terima kasih penulis sampaikan pula kepada :

1. Bapak Prof. Dr. Muhadjir Effendy, M.AP selaku Rektor Universitas

Muhammadiyah Malang.

2. Bapak Ir. Sudarman, MT., selaku Dekan Fakultas Teknik.

3. Ibu Ir. Rofikatul Karimah, MT., selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil.

4. Bapak Ir. Erwin Rommel, MT., selaku dosen pembimbing I yang

selalu sabar memberikan bimbingan, masukan dan arahan yang

berarti dan meluangkan waktunya untuk membimbing penulis dan

senantiasa dengan kesabaran memberi nasehat dan saran dalam

bimbingan yang sangat berarti bagi penulis

vii

5. Bapak Zamzami Septiropa, ST. MT, selaku dosen pembimbing II

yang selalu sabar memberikan bimbingan, masukan dan arahan yang

berarti dan meluangkan waktunya untuk membimbing penulis. Dan

senantiasa dengan kesabaran memberi nasehat dan saran dalam

bimbingan yang sangat berarti bagi penulis

6. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Teknik Sipil yang dengan

kesabarannya memberikasn ilmu pengetahuan sehingga penulis

mampu menyelesaikan studi dan Tugas Akhir ini

7. Teman-teman Mahasiswa Teknik Sipil khususnya angkatan 2011

yang telah banyak memberikan masukan kepada penulis baik selama

mengikuti perkuliahan maupun dalam penulisan Tugas Akhir ini.

8. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang

telah membantu dalam menyelesaikan penulisan Tugas Akhir ini.

Terima kasih atas bimbingan, saran dan petunjuk yang diberikan

sehingga tugas akhir ini dapat diselesaikan sesuai dengan waktu yang

diharapkan. Akhir kata Penyusun berharap agar tugas akhir ini dapat

dijadikan bahan studi bagi siapa saja yang memerlukan dan bermanfaat

bagi pembaca semua.

Wassalamu’alaikum Wr. Wb.

Malang, 01 November 2015

Penyusun

x

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ...................................................................................... i

LEMBAR PENGESAHAN ........................................................................... ii

SURAT PERNYATAAN ............................................................................... iii

LEMBAR PERSEMBAHAN ........................................................................ iv

KATA PENGANTAR .................................................................................... vi

ABSTRAK ...................................................................................................... viii

ABSTRACT .................................................................................................... ix

DAFTAR ISI ................................................................................................... x

DAFTAR TABEL........................................................................................... xvi

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xviii

BAB I PENDAHULUAN ............................................................................... 1

1.1 Latar Belakang .................................................................................. 1

1.2 Rumusan Masalah .............................................................................. 3

1.3 Batasan Masalah ................................................................................ 4

1.4 Tujuan Masalah .................................................................................. 4

1.5 Manfaat .............................................................................................. 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA .................................................................... 6

2.1 Umum ................................................................................................ 6

2.2 Beton Bertulang ................................................................................. 6

2.3 Pembebanan Struktur ......................................................................... 7

2.3.1 Beban Hidup ............................................................................. 8

2.3.2 Beban Mati ................................................................................ 8

xi

2.3.2.1 Beban Berfaktor .................................................................... 9

2.4 Perencanaan Struktur ......................................................................... 11

2.4.1 Perencanaan Plat ....................................................................... 11

2.4.1.1 Struktur Plat Satu Arah ................................................. 11

2.4.1.2 Struktur Plat Dua Arah ................................................. 11

2.4.2 Balok ......................................................................................... 13

2.4.2.1 Rasio Penulangan Balok ............................................... 14

2.4.3 Kolom ....................................................................................... 14

2.4.3.1 Kuat Beban Aksial Maksimum .................................... 17

2.4.4 Kuat Rancang ............................................................................ 18

2.4.5 Batas dari tulangan komponen struktural ................................. 19

2.4.6 Lentur Biaksial .......................................................................... 19

2.5 Sistem Rangka Pemikul Momen ........................................................ 21

2.5.1 Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus .................................. 22

2.5.2 Perencanaan sengkang pada Balok SRPMK............................. 24

2.5.3 Probable Momen Capacities (Mpr) ......................................... 24

2.5.4 Gaya Geser Balok SRPMK ....................................................... 25

2.5.5 Pemutusan Tulangan Balok SRPMK ........................................ 25

2.5.6 Kekuatan lentur minimum kolom pada SRPMK ..................... 26

2.6 Pengekangan (Confinement) .............................................................. 27

2.6.1 Tulangan Transversal ................................................................ 28

2.6.2 Spasi Tulangan Transversal ...................................................... 29

2.6.3 Luas Penampang Pengekangan ................................................ 30

xii

2.7 Hubungan Balok Kolom pada SRPMK ............................................. 30

2.8 Kategori Resiko Gempa dan Faktor Keutamaan Gempa ................... 31

2.8.1 Kategori Resiko Gempa ........................................................... 31

2.8.2 Faktor Keutamaan Gempa ....................................................... 34

2.9 Klasifikasi Situs ................................................................................. 34

2.10 Definisi Kelas Situs ........................................................................... 35

2.11 Koefisien Situs (Fa) .......................................................................... 37

2.12 Kecepatan Rata-Rata Gelombang Geser ........................................... 38

2.13 Nilai-Nilai R, Cd, Ω0 Kombinasi Vertikal ....................................... 39

2.14 Nilai-Nilai R, Cd, Ω0 Kombinasi Horisontal ................................... 40

2.15 Pengaruh Beban Gempa .................................................................... 41

2.16 Pengaruh Beban Gempa Horisontal .................................................. 41

2.17 Pengaruh Beban Gempa Vertikal ...................................................... 41

2.18 Pemodelan Struktur .......................................................................... 42

2.19 Geser Dasar Seismik ......................................................................... 43

2.20 Koefisien Respon Seismik ................................................................ 43

2.21 Periode Fundamental Pendekatan ..................................................... 44

2.22 Distribusi Vertikal Gaya Gempa ....................................................... 45

2.23 Distribusi Horisontal Gempa ............................................................ 46

BAB III METODE PERENCANAAN ......................................................... 47

3.1 Lokasi Perencanaan .......................................................................... 47

3.2 Pengumpulan Data ............................................................................. 47

3.3 Data Perencanaan .............................................................................. 48

3.4 Diagram Alir ..................................................................................... 50

xiii

BAB IV PERENCANAAN STRUKTUR ..................................................... 51

4.1 Perencanaan Dimensi Struktur .......................................................... 51

4.1.1 Perencanaan dimensi Plat ........................................................ 51

4.1.2 Perencanaan dimensi Balok ..................................................... 52

4.1.3 Perencanaan dimensi Kolom ................................................... 53

4.2 Perencanaan Pembebanan ................................................................. 53

4.2.1 Perhitungan pembebanan pada plat ......................................... 53

4.3 Perhitungan Momen Plat ................................................................... 55

4.3.1 Penulangan Plat ....................................................................... 57

4.4 Perhitungan Balok Anak ................................................................... 64

4.4.1 Pendistribusian pembebanan dari plat ke balok anak .............. 64

4.4.2 Pembebanan Gravitasi ............................................................. 67

4.4.3 Penulangan Balok Anak .......................................................... 68

4.5 Perhitungan Balok Induk .................................................................. 77

4.5.1 Pendistribusian pembebanan dari plat ke balok induk ............. 77

4.5.2 Pembebanan ............................................................................. 82

4.5.3 Pembebanan Gravitasi pada Lantai ......................................... 83

4.5.4 Pembebanan Gravitasi pada Atap ............................................ 85

4.6 Perhitungan Beban Gempa ............................................................... 88

4.6.1 Berat Bangunan Basement ....................................................... 88

4.6.2 Berat Bangunan Lantai 1 .......................................................... 88

4.6.3 Berat Bangunan Lantai 2 .......................................................... 89

4.6.4 Berat Bangunan Lantai 3 .......................................................... 89

4.6.5 Berat Bangunan Lantai 4 .......................................................... 90

xiv

4.6.6 Berat Bangunan Lantai 5 .......................................................... 90

4.6.7 Berat Bangunan Lantai 6 .......................................................... 91

4.6.8 Berat Bangunan Lantai 7 .......................................................... 91

4.6.9 Berat Bangunan Lantai 8 .......................................................... 92

4.6.10 Berat Bangunan Atap ............................................................. 92

4.7 Analisis gaya Lateral Ekivalen ........................................................ 94

4.7.1 Kategori Resiko Gempa, Faktor Keutamaan Gempa dan Klasifikasi

Situs ......................................................................................... 94

4.7.2 Parameter Kecepatan ................................................................ 94

4.7.3 Parameter Percepatan Spectral Desain ..................................... 96

4.7.4 Kategori Desain Seismik .......................................................... 96

4.7.5 Periode Fundamental Pendekatan ............................................. 96

4.7.6 Faktor Koefisien Modifikasi Respons, Kuat Lebih Sistem

Pembesaran Defleksi ................................................................ 98

4.7.7 Koefisien Respons Seismik (Cs) dan Gaya Dasar Seismik (V)

.................................................................................................. 98

4.7.8 Distribusi Beban Gempa Pada Struktur Bangunan .................. 99

4.7.9 Koefisien Respons Seismik (Cs) dan Gaya Dasar Seismik (V)

.................................................................................................. 98

4.8 Analisa Staadpro .............................................................................. 102

4.9 Perencanaan Balok ........................................................................... 106

4.9.1 Perencanaan Sengkang Pada Balok (Tumpuan) ...................... 112

4.9.2 Pemutusan Tulangan Utama Balok .......................................... 116

4.10 Perencanaan Kolom ......................................................................... 118

xv

4.10.1 Perencanaan Sengkang Pada Kolom ................................... 125

4.10.2 Kuat Kolom untuk SRPMK ................................................ 127

4.11 Pengekangan Kolom ........................................................................ 128

BAB V PENUTUP .......................................................................................... 132

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 134

LAMPIRAN DATA

xvi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Faktor Reduksi Kekuatan ................................................................. 10

Tabel 2.2 Distribusi Momen Pada Pelat dua arah ............................................ 12

Tabel 2.3 Faktor Panjang Efektif Kolom ......................................................... 17

Tabel 2.4 Kategori Resiko Gempa ................................................................... 31

Tabel 2.5 Faktor Keutamaan Gempa ............................................................... 34

Tabel 2.6 Kelas Situs........................................................................................ 35

Tabel 2.7 Koefisien Situs ................................................................................. 37

Tabel 2.8 Faktor R, Cd, Ω0 Untuk sistem penahan gaya gempa (lanjutan)....... 40

Tabel 2.9 Nilai Parameter Periode Pendekatan Ct dan x .................................. 44

Tabel 4.1 Distribusi Momen Pada Pelat dua Arah ........................................... 55

Tabel 4.2 Distribusi Momen Pada Plat dimensi 5mx4m ................................. 56

Tabel 4.3 Penulangan Plat ................................................................................ 59

Tabel 4.4 Distribusi Momen Pada Plat dimensi 4mx4m ................................. 60

Tabel 4.5 Penulangan Plat ................................................................................ 61

Tabel 4.6 Distribusi Momen Pada Plat dimensi 5mx3m ................................. 62

Tabel 4.7 Penulangan Plat ................................................................................ 62

Tabel 4.8 Distribusi Momen Pada Plat dimensi 4mx4m ................................. 63

Tabel 4.9 Penulangan Plat ................................................................................ 63

Tabel 4.10 Penulangan Balok Anak Tumpuan ................................................ 71

Tabel 4.11 Penulangan Balok Anak Lapangan ................................................ 76

Tabel 4.12 Koefisien situs, Fv.......................................................................... 95

Tabel 4.13 Koefisien situs, Fa .......................................................................... 95

xvii

Tabel 4.14 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan

pada perioda pendek ......................................................................................... 96

Tabel 4.15 Nilai Parameter Periode Pendekatan Ct dan x ................................ 97

Tabel 4.16 Koefisien untuk batas atas pada perioda yang dihitung ................. 97

Tabel 4.17 Faktor R, Cd, Ω0 Untuk sistem penahan gaya gempa (lanjutan).....98

Tabel 4.18 Drift dan simpangan antar lantai .................................................... 101

Tabel 4.19 Gaya Momen yang bekerja pada portal B1 .................................... 103

Tabel 4.20 Gaya Momen yang bekerja pada portal B2 .................................... 103

Tabel 4.21 Gaya Momen yang bekerja pada portal B3 .................................... 104

Tabel 4.22 Gaya Geser dan Normal yang bekerja pada portal B1 ................... 104

Tabel 4.23 Gaya Geser dan Normal yang bekerja pada portal B2 ................... 105

Tabel 4.24 Gaya Geser dan Normal yang bekerja pada portal B3 ................... 105

Tabel 4.25 Penulangan Balok .......................................................................... 109

Tabel 4.26 Penulangan Kolom ......................................................................... 124

Tabel 4.27 Kuat Kolom .................................................................................... 127

Tabel 4.28 Joint Balok Kolom ......................................................................... 131

xviii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Distribusi Momen Statik Total Menjadi Momen Positif dan Negatif

.................................................................................................... 12

Gambar 2.2 Distribusi Momen Pada Suatu Pelat Dalam ................................. 13

Gambar 2.3 Diagram Interaksi Kolom ............................................................. 21

Gambar 2.4 Probable Momen Capacities (Mpr) ............................................. 24

Gambar 2.5 Gaya Geser Balok......................................................................... 25

Gambar 2.6 Contoh-contoh sengkang tertutup saling tumpuk dan ilustrasi batasan

pada spasi horizontal maximum batang tulangan longitudinal yang ditumpu

.......................................................................................................................... 28

Gambar 2.7 Ss, Gempa maksimum yang dipertimbangan risiko-tertarget (MCER),

kelas situs SB .................................................................................................... 37

Gambar 2.8 S1, Gempa maksimum yang dipertimbangan risiko-tertarget (MCER),

kelas situs SB .................................................................................................... 38

Gambar 2.9 Spektrum respons Desain ............................................................. 42

Gambar 4.1 Distribusi Momen Statik Total Menjadi Momen Positif dan Negatif

.......................................................................................................................... 55

Gambar 4.2 Distribusi Momen Pada Suatu Pelat Dalam ................................. 56

Gambar 4.3 Distribusi Momen plat ke balok anak .......................................... 64

Gambar 4.4 Perataan beban segitiga eqivalen.................................................. 64

Gambar 4.5 Perataan beban segitiga eqivalen.................................................. 65

Gambar 4.6 Momen Balok Anak ..................................................................... 68

Gambar 4.7 Distribusi Momen plat ke balok induk ......................................... 77

xix

Gambar 4.8 Perataan beban segitiga eqivalen.................................................. 77

Gambar 4.9 Perataan beban segitiga eqivalen.................................................. 79

Gambar 4.10 Perataan beban segitiga eqivalen................................................ 80

Gambar 4.11 Ss, Gempa maksimum yang dipertimbangan risiko-tertarget

(MCER), kelas situs SB ..................................................................................... 94

Gambar 4.12 S1, Gempa maksimum yang dipertimbangan risiko-tertarget

(MCER), kelas situs SB ..................................................................................... 95

Gambar 4.13 Penulangan Balok ....................................................................... 108

Gambar 4.14 Kapasitas momen ujung balok ................................................... 112

Gambar 4.15 Gaya geser pada balok................................................................ 113

Gambar 4.16 Penulangan Balok Ujung ............................................................ 117

Gambar 4.17 Kondisi Seimbang Kolom .......................................................... 120

Gambar 4.18 Penulangan Pengekangan Kolom Eksterior ............................... 129

Gambar 4.19 Penulangan Pengekangan Kolom Interior .................................. 130

Gambar 4.20 Detail Pengekangan Kolom ........................................................ 130

134

DAFTAR PUSTAKA

Dipohusodo, Istimawan. 1994. Struktur Beton Bertulang Berdasarkan SK SNI T-

15-1991-03 Departemen Pekerjaan Umum RI. Jakarta : Gramedia Pustaka

Utama.

Direktorat Penyidikan Masalah Bangunan. 1983. Peraturan Pembebanan

Indonesia untuk Gedung 1983. Departemen Pekerjaan Umum : Bandung

Liono, Sugito. 2011. Pendetailan Tulangan Struktur Beton Bertulang Tahan

Gempa Sesuai dengan SNI – 03 – 2847 – 2002, 7 (1) ; 1-97

McCORMAC, JACK C.2003. Desain Beton Bertulang. Erlangga: Jakarta.

Purwono, Rachmat. 2005. Perencanaan Struktur Beton Bertulang Tahan Gempa

Sesuai SNI-1726 dan SNI-2847 terbaru. ITS press : Surabaya

Rusdianto, Yunan dan Septiropa, Zamzami. 2005. Analisa dan Perencanaan

Beton Bertulang. Malang : UMM Press.

Schueller, Wolfgang. 2001. Struktur Bangunan Bertingkat Tinggi.PT Refika

Aditama : Bandung

SNI 03-2847-2002. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan

Gedung.

SNI 03 – 2847 - 2013. Persyaratan Beton Struktural untuk Bangunan Gedung

SNI 1726:2012. Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur

Bangunan Gedung dan Non Gedung.

SNI 1727:2013. Beban minimum untuk perancangan bangunan gedung dan

struktur lain

21

Sudarmoko. 1996. Perancangan Dan Analisis Kolom Beton Bertulang

Berdasarkan SNI-03-2847-1992. KMTS FT UGM Press : Yogyakarta