PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG PERKULIAHAN 4 LANTAI

DENGAN METODE SISTEM RANGKA PEMIKUL MOMEN BIASA DI

WILAYAH SUKOHARJO

Tugas Akhir

Untuk memenuhi sebagian persyaratan

mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil

diajukan Oleh :

SATRIA SUGIYANTORO

NIM : D 100 120 121

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2017

`

iv

PRAKATA

Assalamu’alaikum Wr. Wb.

Alhamdulillah, puji dan syukur Penyusun panjatkan kehadirat Allah SWT

yang telah melimpahkan segala rahmat, taufik dan hidayah-Nya, sehingga dapat

terselesaikannya penyusunan Tugas Akhir ini dengan judul “PERANCANGAN

STRUKTUR GEDUNG PEERKULIAHAN 4 LANTAI DENGAN METODE

SISTEM RANGKA PEMIKUL MOMEN BIASA DI WILAYAH

SUKOHARJO“. Tugas Akhir ini disusun guna melengkapi sebagianpersyaratan

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, M.T., Ph.D., selaku Dekan Fakultas Teknik

UniversitasMuhammadiyah 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 sekaligus

menjadi pembimbing akademik yang telah memberikan dorongan, arahan

serta bimbingan yang sangat bermanfaat bagi Penulis.

4). Bapak Ir. Ali Asroni, M.T., selaku Anggota I Dewan Penguji, yang telah

memberikan dorongan, arahan serta bimbingan yang sangat bermanfaat bagi

Penulis.

5). Bapak Ir. Aliem Sudjtamiko, M.T., selaku Anggota II Dewan Penguji, yang

telah memberikan dorongan, arahan serta bimbingan yang juga sangat

bermanfaat bagi Penulis.

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

Muhammadiyah Surakarta atas bimbingan dan ilmu yang telah diberikan.

7). Teman – teman teknik sipil angkatan 2012 seperjuangan.

`

v

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, Juli 2017

Penyusun

`

vi

MOTTO

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)

Hari ini adalah cerminan fikiran masa lalu, besok adalah cerminan fikiran dan

tindakan dimasa sekarang, jangan putus asa jika tak sesuai harapan karena

Allah. STW lebih tau apa yang kita butuhkan bukan terhadap apa yang kita

inginkan. Semangat pemimpin bersiap tuk taklukkan dunia...

(Ary Tri Hananto)

Cara terbaik menyelesaikan masalah adalah menghadapinya.Keluarkanlah

seluruh kemampuanmu, lakukanlah yang terbaik.Seakan-akan itu adalah hari

terakhirmu.

(Rian Teknika)

Seorang pemenang, bukan pecundang. Seorang pemenang, bukanlah seorang

yang tidak pernah gagal. Tapi pemenang adalah seorang yang tidak pernah

berhenti mencoba.

(Dede Agi Kusuma)

`

vii

PERSEMBAHAN

Dengan menyebut nama Allah Yang Maha Pengasih dan Penyayang, Tuhan Pemilik Alam Semesta Raya, serta tujuan akhir hidupku

Karya ini kupersembahkan untuk : Ayahku Sugiyo dan Ibuku Endang Sri Widayani, terimakasih untuk doa yang tiada henti, semangat dan restu serta sikap teladan yang ayah dan ibu ajarkan kepadaku. Keluargaku, Bayu Indarwati, Dian Kurniawan, Rinna Dwi Handayani, Bagus Sagita Gilang P, Talita, Kanaya, dan Zidni terimakasih atas doa dan dukunganya. Erlin Setyowati, terimakasih untuk setiap nasehat dan masukan serta semangatnya sehingga aku mampu sampai dititik ini. Teman temanku, Mustofa, Abdul, Ucup, Jaka, Esda, Dadit, Jens, Fahri, Yusuf, Dhevid, dan teman teman angkatan 2012 Teknik Sipil UMS yang tak bisa kusebutkan semua, terimakasih kebersamaan dan kehangatan kalian, sukses untuk kita semua. Almamaterku, Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta.

`

viii

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................... ii

PRAKATA ....................................................................................................... iv

DAFTAR ISI .................................................................................................. viii

DAFTAR TABEL .......................................................................................... xiii

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ xv

DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................... xviii

DAFTAR NOTASI.......................................................................................... xix

ABSTRAK ..................................................................................................... xxix

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

A. Latar Belakang ........................................................................ 1

B. Rumusan Masalah ................................................................... 2

C. Tujuan Perencanaan ................................................................ 2

D. Manfaat Perencanaan .............................................................. 2

E. Batasan Masalah ..................................................................... 2

F. Keaslian Tugas Akhir .............................................................. 3

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA .............................................................. 4

A. Konsep Perancangan Struktur Tahan Gempa .......................... 4

1. Daktilitas ........................................................................... 4

2. Sistem rangka pemikul momen .......................................... 4

3. Konsep desain kapasitas..................................................... 4

B. Pembebanan Struktur .............................................................. 5

1. Faktor kekuatan komponen ktruktur .................................. 5

2. Kombinasi pembebanan .................................................... 5

3. Faktor reduksi kekuatan (Ø) .............................................. 5

C. Beban Gempa ......................................................................... 6

1. Beban geser dasar akibat gempa dengan analisis statis

ekuivalen (V) ..................................................................... 6

2. Distribusi beban gempa pada lantai-I (Fi) .......................... 6

3. Periode alami fundamental gedung pendekatan (Ta)........... 7

4. Kelas situs tanah................................................................ 7

5. Berat total seismik efektif struktur (Wt) ............................ 7

D. Panjang Penyaluran Tegangan Tulangan) ............................... 7

1. Panjang prnyaluran tulangan tarik (Id) .............................. 8

2. Panjang penyaluran tulangan tekan (Idc) ........................... 9

3. Panjang penyaluran tulangan kait (Idh) ............................... 9

`

ix

BAB III. LANDASAN TEORI ................................................................. 11

A. Perancangan Struktur Plat dan Tangga .................................. 11

1. Perancangan plat beton bertulang ................................... 11

2. Perancangan tangga beton bertulang ............................... 12

B. Perancangan Balok ................................................................ 12

1. Perhitungan tulangan longitudinal balok .......................... 12

2. Perhitungan tulangan geser balok .................................... 13

C. Perancangan Kolom .............................................................. 14

1. Penentuan kolom panjang dan kolom pendek .................. 14

2. Pembuatan diagram interaksi kolom ................................ 14

3. Perhitungan tulangan longitudinal kolom ........................ 15

4. Perhitungan tulangan geser kolom ................................... 17

D. Perancangan Fondasi ............................................................ 18

1. Perhitungan fondasi tiang pancang .................................. 18

2. Perencanaan Poer ........................................................... 19

3. Perencanaan Sloof ........................................................... 20

BAB IV. METODE PERANCANGAN ................................................... 21

A. Data Perancangan ................................................................. 21

B. Alat Bantu Perancangan ........................................................ 22

C. Tahapan Perancangan .......................................................... 22

BAB V. PERENCANAAN KONSTRUKSI PLAT DAN TANGGA ... 24

A. Perencanaan Plat Atap........................................................... 24

1. Denah plat atap ............................................................... 24

2. Data-data perencanaan .................................................... 24

3. Analisis pembebanan plat atap......................................... 25

4. Perhitungan momen plat atap .......................................... 25

5. Penulangan plat atap ........................................................ 26

5a). Penulangan dan momen desain lapangan ................. 26

5b). Penulangan dan momen desain tumpuan .................. 29

B. Perencanaan Plat Lantai ........................................................ 35

1. Denah plat lantai ............................................................. 35

2. Data-data perencanaan .................................................... 36

3. Analisis pembebanan plat lantai ...................................... 36

4. Perhitungan momen plat lantai ........................................ 36

5. Penulangan ptlat lantai .................................................... 37

C. Perencanaan Tangga ............................................................. 38

1. Analisis beban ................................................................. 39

2. Momen tangga ................................................................ 40

`

x

3. Perhitungan tulangan ...................................................... 42

3a). Penulangan bordes................................................... 42

3b). Penulangan badan tangga ........................................ 43

D. Perencanaan Balok Anak....................................................... 47

1. Analisi beban .................................................................. 47

1a). Beban mati ............................................................... 47

1b). Beban hidup ............................................................. 50

2. Hitungan tulangan longitudinal ....................................... 52

3. Hitungan tulangan geser .................................................. 54

BAB VI. ANALISIS BEBAN PADA PORTAL ...................................... 57

A. Data Perencanaan .................................................................. 57

B. Analisis Beban Mati .............................................................. 57

1. Menetapkan material ....................................................... 58

2. Menetapkan komponen struktur ...................................... 58

3. Perhitungan beban mati tambahan pada struktur .............. 58

C. Analisis Beban Hidup ........................................................... 58

D. Analisis Beban Gempa .......................................................... 59

1. Kontrol eksentrisitas gedung ............................................ 59

1a). Pusat kekakuan ......................................................... 60

1b). Pusat massa bangunan ............................................. 61

1c). Kontrol momen puntir ............................................... 62

2. Klasifikasi situs tanah ...................................................... 62

3. Analisis beban gempa statis ekuivalen ............................. 63

3a). Perhitungan berat struktur ........................................ 63

3b). Perhitungan beban.................................................... 65

3c). Valdasi perhitungan gaya geser dasar gempa ........... 66

E. Kombinasi Pembebanan ........................................................ 68

F. Analisis Mekanika Struktur Portal ......................................... 68

1. Hasil analisa mekanika .................................................... 68

2. Validasi hasil output software SAP 2000 .......................... 68

2a). Validasi gaya dalam akibat beban mati..................... 69

2b). Validasi gaya dalam akibat beban hidup ................... 70

G. Kecakupan Dimensi Balok .................................................... 71

1. Torsi balok....................................................................... 71

2. Kontrol kecukupan dimensi ............................................. 71

2a). Kontrol terhadap tulangan lentur.............................. 71

2b). Kontrol terhadap torsi .............................................. 73

H. Kecukupan Dimensi Kolom .................................................. 74

1. Pembuatan diagram perancangan kolom .......................... 74

`

xi

2. Kontrol kecukupan dimensi ............................................. 78

2a). Kontrol terhadap tulangan lentur.............................. 78

2b). Penetapan dimensi kolom ......................................... 82

BAB VII. PERENCANAAN PORTAL ..................................................... 83

A. Analisa Beban Akhir ............................................................. 83

1. Beban mati ...................................................................... 83

2. Beban hidup .................................................................... 83

3. Beban gempa ................................................................... 84

3a). Berat total bangunan ................................................ 84

3b). Perhitungan beban ................................................... 86

3c). Validasi perhitungan gaya geser dasar gempa (V) ... 87

3d) Kontrol waktu getar gedung (Tc) .............................. 88

B. Kombinasi Pembebanan ........................................................ 89

C. Analisis Mekanika Struktur Portal ......................................... 90

1. Hasil analisa mekanika .................................................... 90

2. Validasi hasil output software SAP 2000 .......................... 90

2a). Validasi gaya dalam akibat beban mati .................... 90

2b). Validasi gaya dalam akibat beban hidup .................. 91

D. Penulangan Balok ................................................................. 92

1. Tulangan longitudinal ..................................................... 92

1a). Hitungan tulangan ................................................... 92

1b). Kontrol momen desain.............................................. 94

1c) Pemutusan tulangan .................................................. 96

2. Tulangan geser ............................................................... 98

3. Tulangan torsi ............................................................... 100

E. Penulangan Kolom .............................................................. 111

1. Tulangan longitudinal .................................................... 111

1a). Penentuan kolom panjang atau kolom pendek ......... 111

1b). Penentuan faktor prmbrsaran momen δs ................. 112

1c). Hitungan tulangan .................................................. 128

2. Tulangan geser............................................................... 133

BAB VIII. PERENCANAAN PONDASI.................................................. 162

A. Perencanaan Tiang Pancang ................................................ 162

1. Daya dukung izin tiang pancang .................................... 162

2. Jumlah tiang yang diperlukan ........................................ 163

3. Beban maksimun setiap tiang pada kelompok tiang ....... 164

4. Analisis gaya dalam tiang pancang ................................ 165

4a). Metode pengankatan satu titik ................................ 166

`

xii

4a). Metode pengankatan dua titik................................. 169

5. Penulangan tiang pancang ............................................. 172

5a). Tulangan longitudinal tiang pancang ..................... 172

5b). Tulangan geser tiang pancang ............................... 173

B. Perencanaan Poer................................................................ 174

1. Tinjauan tegangan geser 1 arah...................................... 174

2. Tinjauan tegangan geser 2 arah...................................... 176

3. Penulangan poer ............................................................ 177

3a). Penulangan poer arah x=y ..................................... 177

3b). Perhitungan panjang penyaluran tegangan (ld) ..... 179

C. Perencanaan Sloof ............................................................... 181

1. Pembebanan balok sloof ................................................ 181

2. Analisa mekanika balok sloof ........................................ 181

3. Penulangan sloof ........................................................... 182

3a). Perhitungan tulangan longitudinal sloof................. 182

3b). Perhitungan tulangan geser sloof ........................... 184

BAB IX. KESIMPULAN DAN SARAN ............................................... 188

A. Kesimpulan ......................................................................... 188

B. Saran ................................................................................... 189

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

`

xiii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel II.1. Persamaan untuk panjang penyaluran tulangan tarik ................. 44

Tabel V.1. Momen plat atap ....................................................................... 26

Tabel V.2. Tulangan dan momen desain plat atap ....................................... 34

Tabel V.3. Momen plat lantai ..................................................................... 37

Tabel V.4. Tulangan dan momen desain plat lantai ..................................... 37

Tabel V.5. Momen perlu (Mu) tangga lantai 1 ............................................. 41

Tabel V.6. Tulangan dan momen desain tangga lantai 1-4 .......................... 46

Tabel V.7. Hitungan tulangan longitudinal balok anak ............................... 55

Tabel V.8. Hitungan tulangan geser (begel) balok anak .............................. 56

Tabel VI.1. Pusat massa lantai atap .............................................................. 61

Tabel VI.2. Pusat massa lantai 3-1 ............................................................... 62

Tabel VI.3. Koefisien gempa hitungan aplikasi puskim.pu.go.id .................. 62

Tabel VI.4. Distribusi gaya geser gempa...................................................... 66

Tabel VI.5. Perbandingan analisa SAP dan manual ...................................... 67

Tabel VI.6. Hasil perhitungan nilai Q dan R ................................................ 78

Tabel VII.1 Distribusi gaya geser dasar gempa ............................................ 87

Tabel VII.2. Perbandingan analisis SAP dan manual ..................................... 89

Tabel VII.4. Hasil hitungan tulangan longitudinal balok as-1 sumbu x ........ 103

Tabel VII.5. Hasil hitungan tulangan longitudinal balok as-A sumbu y ....... 105

Tabel VII.6. Hasil hitungan tulangan geser (begel) balok as-1 sumbu x ....... 107

Tabel VII.7. Hasil hitungan tulangan geser (begel) balok as-A sumbu y. ..... 109

Tabel VII.8. Penentuan jenis kolom ............................................................ 112

Tabel VII.9. Faktor pembesar momen kolom δs, U =1,4.D sumbu x ........... 113

Tabel VII.10. Faktor pembesar momen kolom δs, U =1,2.D + 1,6.L

sumbu x .................................................................................. 115

Tabel VII.11. Faktor pembesar momen kolom δs, U =1,2.D + L + E(+)

sumbu x .................................................................................. 117

Tabel VII.12. Faktor pembesar momen kolom δs, U =0,9.D + E(+)

sumbu x .................................................................................. 119

`

xiv

Tabel VII.13. Faktor pembesar momen kolom δs, U =1,4.D sumbu y ........... 121

Tabel VII.14. Faktor pembesar momen kolom δs, U =1,2.D + 1,6.L

sumbu y .................................................................................. 123

Tabel VII.15. Faktor pembesar momen kolom δs, U =1,2.D + L + E(+)

sumbu y .................................................................................. 125

Tabel VII.16. Faktor pembesar momen kolom δs, U =0,9.D + E(+)

sumbu y .................................................................................. 127

Tabel VII.17. Hasil hitungan tulangan longitudinal as-1 sumbu x pada

kolom . ................................................................................... 134

Tabel VII.18. Hasil hitungan tulangan longitudinal as-A sumbu y pada

kolom ..................................................................................... 147

Tabel VII.19. Hasil hitungan tulangan geser kolom as-1 sumbu x ................. 159

Tabel VII.19. Hasil hitungan tulangan geser kolom as-A sumbu y ................ 160

Tabel VIII.1. Daya dukung tiang pancang berdasarkan data N SPT .............. 163

Tabel VIII.2. Kombinasi momen perlu sloof as-1 & A ................................. 181

Tabel VIII.3. Tulangan memanjang sloof portal as-1 & A ............................ 184

Tabel VIII.4. Kombinasi gaya geser sloof portal as-1 & A ............................ 184

Tabel VIII.5. Hasil perhitungan tulangan geser sloof portal as-1 & A ........... 187

`

xv

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar III.1. Skema perhitungan tulangan plat............................................... 11

Gambar III.2. Skema perhitungan tulangan longitudinal balok ........................ 12

Gambar III.3. Skema perhitungan tulangan geser (begel) balok ....................... 13

Gambar III.4. Diagram desain kolom tanpa satuan .......................................... 15

Gambar III.5. Skema perhitungan tulangan memanjang kolom........................ 16

Gambar III.6. Skema perhitungan tulangan geser (begel) kolom...................... 17

Gambar III.7. Skema perhitungan kebutuhan tiang .......................................... 18

Gambar III.8. Skema kontrol tegangan geser poer 1 arah dan 2 arah .............. 19

Gambar III.9. Skema perhitungan penulangan plat poer .................................. 20

Gambar IV.1. Denah rencana dan bentuk portal .............................................. 21

Gambar IV.2. Tahapan perancangan tugas akhir .............................................. 23

Gambar V.1. Denah plat atap ......................................................................... 24

Gambar V.2. Penulangan plat atap tipe A ....................................................... 35

Gambar V.3. Denah plat lantai 2,3 dan 4 ........................................................ 35

Gambar V.4. Penulangan plat lantai tipe A ..................................................... 38

Gambar V.5. Ukuran anak tangga .................................................................. 39

Gambar V.6. Rencana ukuran tangga ............................................................. 39

Gambar V.7. Denah dan beban pada tangga ................................................... 41

Gambar V.8. BMD bordes dan tangga lantai ................................................. 41

Gambar V.9. Penulangan tangga dan bordes .................................................. 46

Gambar V.10. Gambar beban bekerja pada balok anak .................................... 47

Gambar V.11. Beban segitiga dan persegi panjang beban mati ......................... 48

Gambar V.12. Gambar SFD dan BMD balok akibat beban mati ...................... 49

Gambar V.13. Beban segitiga dan persegi panjang beban hidup ....................... 50

Gambar V.14. Gambar SFD dan BMD balok akibat beban hidup ..................... 51

Gambar V.15. Gambar SFD beban mati dan beban hidup................................. 54

Gambar V.16. Gambar penulangan balok anak A ............................................. 56

`

xvi

Gambar VI.1 Denah balok, balok anak, dan kolom lantai 1-3 ......................... 59

Gambar VI.2. Denah pusat massa lantai atap (i) dan lantai 3-1 (ii)................... 61

Gambar VI.3. Distribusi beban gempa tiap lantai lantai ................................... 66

Gambar VI.4. Load pattern IBC 2006 pada SAP2000 ...................................... 67

Gambar VI.5. Hasil SAP beban mati, hidup dan beban horizontal gempa......... 67

Gambar VI.6. Pembebanan dan momen akibat beban mati pada

balok B.1.1.1............................................................................. 70

Gambar VI.7. Pembebanan dan momen akibat beban hidup pada

balok B.1.1.1............................................................................. 71

Gambar VI.8. Diagram desain kolom dengan mutu bahan f’c = 25 MPa,

fy = 350 MPa. ............................................................................ 78

Gambar VI.9. Tulangan longitudinal pada Kolom K.1.1.2 ............................... 82

Gambar VII.1. Load pattern IBC 2006 pada SAP2000 ...................................... 88

Gambar VII.2. Hasil SAP beban mati, hidup dan beban horizontal gempa......... 89

Gambar VII.3. Pembebanan dan momen akibat beban mati pada

balok B.1.1..1............................................................................ 91

Gambar VII.4. Pembebanan dan momen akibat beban hidup pada

balok B.1.1.1............................................................................. 92

Gambar VII.5. Selimut momen Balok B.1.A.2 .................................................. 97

Gambar VII.6. Gaya geser Balok B.1.A.2 ......................................................... 98

Gambar VII.7. Penulangan pada Balok B.1.A.2 .............................................. 102

Gambar VII.8. Penentuan jenis kolom ............................................................ 112

Gambar VII.9. Tulangan longitudinal pada Kolom K.1.1.2 ............................. 158

Gambar VIII.1. Penempatan tiang pancang untuk kolom K.1.1.9 ..................... 164

Gambar VIII.2. Gaya dalam pada pengangkatan satu titik ................................ 166

Gambar VIII.3. SFD dan BMD pengangkatan satu titik ................................... 168

Gambar VIII.4. Gaya dalam pada pengangkatan dua titik................................. 169

Gambar VIII.5. SFD dan BMD pengangkatan dua titik .................................... 171

Gambar VIII.6. Tegangan geser poer 1 arah. .................................................... 174

Gambar VIII.7. Tegangan geser poer 2 arah..................................................... 176

Gambar VIII.8. Penulangan pondasi tiang pancang kolom K.1.1.9. .................. 180

`

xvii

Gambar VIII.9. Momen akibat beban mati pada sloof portal as-1 & A ............. 180

Gambar VIII.10. Tulangan longitudinal sloof 1. ............................................. 183

Gambar VIII.11. Pembagian daerah penulangan geser sloof 1 ......................... 184

Gambar VIII.12 . Penulangan sloof 1 ............................................................... 187

`

xviii

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

LAMPIRAN I (Kombinasi Beban Awal)

Lampiran I.1. Hasil hitungan momen perlu pada balok portal as-1 sejajar sumbu x............. L-1

Lampiran I.2. Hasil hitungan momen perlu pada balok portal as-A sejajar sumbu y............ L-3

Lampiran I.3. Hasil hitungan momen perlu pada kolom portal as-1 sejajar sumbu x........... L-4

Lampiran I.4. Hasil hitungan momen perlu pada kolom portal as-A sejajar sumbu y.......... L-6

Lampiran I.5. Hasil hitungan gaya geser perlu pada balok portal as-1 sejajar sumbu x....... L-7

Lampiran I.6. Hasil hitungan gaya geser perlu pada balok portal as-A sejajar sumbu y...... L-10

Lampiran I.7. Hasil hitungan gaya geser perlu pada kolom portal as-1 sejajar sumbu x... .. L-11

Lampiran I.8. Hasil hitungan gaya geser perlu pada kolom portal as-A sejajar sumbu y..... L-13

Lampiran I.9. Hasil hitungan gaya aksial pada kolom portal as-1 sejajar sumbu x.............. L-14

Lampiran I.10. Hasil hitungan gaya aksial pada kolom portal as-A sejajar sumbu y........... L-16

LAMPIRAN II (Kombinasi Beban Akhir)

Lampiran II.1. Hasil hitungan momen perlu pada balok portal as-1 sejajar sumbu x.......... L-1

Lampiran II.2. Hasil hitungan momen perlu pada balok portal as-A sejajar sumbu y......... L-3

Lampiran II.3. Hasil hitungan momen perlu pada kolom portal as-1 sejajar sumbu x........ L-4

Lampiran II.4. Hasil hitungan momen perlu pada kolom portal as-A sejajar sumbu y....... L-6

Lampiran II.5. Hasil hitungan gaya geser perlu pada balok portal as-1 sejajar sumbu x..... L-7

Lampiran II.6. Hasil hitungan gaya geser perlu pada balok portal as-A sejajar sumbu y.... L-10

Lampiran II.7. Hasil hitungan gaya geser perlu pada kolom portal as-1 sejajar sumbu x.... L-11

Lampiran II.8. Hasil hitungan gaya geser perlu pada kolom portal as-A sejajar sumbu y... L-13

Lampiran II.9. Hasil hitungan gaya aksial pada kolom portal as-1 sejajar sumbu x............ L-14

Lampiran II.10. Hasil hitungan gaya aksial pada kolom portal as-A sejajar sumbu y......... L-16

LAMPIRAN III.

Detail Gambar

`

xix

DAFTAR NOTASI

Aan = luas tulangan kolom antara pada join, mm2.

Adh = luas beton dari penampang horizontal dinding geser, mm2.

Ag = luas bruto penampang kolom, mm2.

An = Ag – Ast = luas bersih (netto) beton pada suat kolom, mm2.

Ajn = luas tulangan geser join horizontal, mm2.

Ajv = luas tulangan geser join vertikal, mm2.

Ak = luas tulangan khusus vertical yang ditambahkan pada join, mm2.

`

xx

As = luas tulangan tarik pada struktur, mm2.

Ash = luas tulangan vertikal pada sayap (flens) dinding geser, mm2.

Asw = luas tulangan vertical pada badan (web) dinding geser, mm2.

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

As,u = luas tulangan tarik yang diperlukan pada struktur, mm2.

A’s = luas tulangan tekan, mm2.

A’s,u = luas tulangan tekan yang diperlukan, mm2.

Av,u = luas tulangan geser/begel yang diperlukan, mm2.

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

ab = tinggi blok tegangan tekan beton persegi ekuivalen kondisi balance, mm.

ab1 = 600,β1. d/(600 + fy) = nilai a penampang kolom pada kondisi beton tekan

menentukan yang merupakan batas antara Kondisi I (beban sentries) dan

Kondisi II ( tulangan tekan di tepi kanan sudah leleh tetapi tulangan

tekan di tepi kiri belum leleh), mm.

ab2 = β1. d = nilai a penampang kolom pada kondisi beton tekan menentukan

yang merupakan batas anatara Kondisi II ( tulangan tepi kiri menerima

beban tekan, belum leleh) dan Kondisi II ( tulangan tepi kiri menerima

beban tarik, belum leleh), mm

ac = Pu/(ø.0,85.fc’.b) = nilai a penampang kolom yang dihitung pada saat

awal, mm.

amaks = nilai a maksimal agar semua tulangan tarik sudah leleh, mm2.

a’min = nilai a minimum agar semua tulangan tekan sudah leleh, mm2.

at1 = 600,β1. d/(600 - fy) = nilai a penampang kolom pada kondisi tulangan

tarik menentukan yang merupakan batas antara Kondisi IV dan Kondisi

V, yaitu tulangan tekan di tepi kanan sudah leleh (Kondisi IV) dan

`

xxi

belum leleh (Kondisi V).

at = β1. d = nilai a penampang kolom pada kondisi tulangan tarik menentukan

yang merupakan batas antara Kondisi V dan Kondisi VI, yaitu tekan

kanan belum leleh, nilai eksentrisitas kolom terlalu besar sehingga gaya

aksial kolom diabaikan (relatif kecil) terhadap momen lentur, dan

tulangan kolom dihitung seperti tulangan balok.

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

b = ukuran lebar penampang struktur, mm.

bj = ukuran lebar penampang join, mm.

bw = ukuran lebar penampang badan (web) dinding geser, mm.

bf = ukuran lebar penampang sayap (flens) dinding geser, mm.

C = koefisien bebab gempa, bergantung pada situs tanah tempat struktur

dibangun dan perioda fundamental struktur.

Cc = gaya tekan beton, kN.

Cs = gaya tekan baja tulangan, kN.

Cu = koefisien batas atas untuk perioda yang dihitung bergantung pada SD1.

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

cb = jarak antara garis netral dan tepi serat beton tekan pada kondisi regangan

seimbang (balance), mm

Ci = koefisien momen pelat pada arah sumbu-i.

Clx = koefisien momen lapangan pelat pada arah sumbu-x (bentang pendek).

Cly = koefisien momen lapangan pelat pada arah sumbu-y (bentang panjang).

Ctx = koefisien momen tumpuan pelat pada arah sumbu-x (bentang pendek).

Cty = koefisien momen tumpuan pelat pada arah sumbu-y (bentang panjang).

D = beban mati (dead load), N, N/mm, atau Nmm.

`

xxii

= lambang batang tulangan deform (tulangan ulir).

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

db = diameter batang tulangan, mm.

dd = jarak antara pusat berat tulangan tarik pada baris paling dalam dan tepi

serat beton tekan, mm.

dp = diameter tulangan polos, mm.

d’d = jarak antara pusat berat tulangan tekan pada baris paling dalam dan tepi

serat beton tekan, mm.

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

ds1 = jarak antara pusat berat tulangan tarik baris pertama dan tepi serat beton

tarik, mm.

ds2 = jarak antara pusat berat tulangan tarik baris pertama dan baris kedua, mm.

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

E = beban yang diakibatkan oleh gempa (eartquake load), N atau Nmm.

Eps = modulus elastisitas baja prategang (prestress), MPa.

e = eksentrisitas atau jarak antara pusat beban aksial dan sumbu (as) kolom,

mm.

ex = nilai eksentrisitas yang ditinjau pada arah sumbu X, mm.

ey = nilai eksentrisitas yang ditinjau pada arah sumbu Y, mm.

Ec = modulus elastisitas beton, MPa.

Es = modulus elastisitas baja tulangan, MPa.

fct = kuat tarik beton, MPa.

f’c = kuat tekan beton dan mutu beton yang disyaratkan pada beton umur 28

hari, MPa.

Fa = koefisien situs untuk parameter respon spektral Ss.

`

xxiii

Fi = beban gempa nominal statik ekuivalen pada lantai ke-i, kN.

Fv = koefisien situs untuk parameter respon spektral S1.

fi = gaya geser pada selimut segmen tiang (untuk pasir = N/5, lempung fi=N)

fkap = tegangan kapasitas tulangan yang diperhitungkan ≥ 1,25.fy, MPa.

fr = faktor reduksi beban hidup.

fs = tegangan tarik baja tulangan, Mpa.

f’s = tegangan tekan baja tulangan, Mpa.

fy = kuat leleh baja tulangan longitudinal, MPa.

fyt = kuat leleh baja tulangan transversal, MPa.

H = tinggi total gedung diukur dari penjepitan lateral, m.

h = ukuran tinggi penampang struktur, mm.

hf = ukuran tinggi penampang sayap (flens) pada dinding geser, mm.

hi = ketinggian lantai ke-i dari taraf penjepitan lateral, m.

hw = ukuran tinggi vertikal komponen dinding geser, m.

I = momen inersia, mm4.

Ib = momen inersia penampang balok yang diambil sebesar Ib = 0,35,Ibruto,balok,

mm.

Ie = faktor keutamaan bangunan yang bergantung pada fungsi bangunan dan

kategori resiko akibat kejadian gempa.

Ig = momen inersia bruto untuk penampang kolom = Ibruto.kolom, mm4.

Ib = momen inersia penampang balok yang diambil sebesar Ib = 0,70,Ibruto,balok,

mm.

K = faktor momen pikul, MPa.

k = factor panjang efektif kolom.

Kmaks = faktor momen pikul maksimal, MPa.

`

xxiv

Kr = kategori resiko bangunan.

L = beban hidup (life load), N, N/mm, atau Nmm.

lb = panjang bentang kolom diukur dari as ke as, mm.

lk = panjang bruto kolom diukur dari as ke as, mm.

lnb = panjang bersih (netto) balok, mm.

lu = panjang bersih (netto) kolom, mm.

lw = ukuran panjang dinding geser, mm.

ld = panjang penyaluran tegangan tulangan tarik atau tekan, mm.

ldb = panjang penyaluran tegangan dasar, mm.

ldh = panjang penyaluran tulangan kait, mm.

lhb = panjang penyaluran kait dasar, mm.

li = panjang segmen tiang yang ditinjau, mm.

ln = bentang bersih kolom atau balok, mm.

lo = jarak sendi plastis pada ujung bawah kaki kolom atau kaki dinding, mm.

Mc = momen lentur terfaktor yang diperbesar pada kolom panjang, mm.

MD = momen lentur diakibatkan oleh beban mati, kNm.

ML = momen lentur diakibatkan oleh beban hidup, kNm.

ME = momen lentur diakibatkan oleh beban gempa, kNm.

Mkap = momen kapasitas yang diperhitungkan dengan tegangan tulangan

≥ 1,25.fy, kNm.

m = jumlah tulangan maksimal per baris selebar balok.

Md = momen desain struktur, kNm.

Mi = momen pelat pada arah sumbu-I, Nmm.

Mlx = momen lapangan pelat pada arah sumbu-x (bentang pendek), kNm.

Mly = momen lapangan pelat pada arah sumbu-y (bentang panjang), kNm.

`

xxv

Mn = momen nominal aktual struktur, kNm.

Mn,maks = momen nominal aktual maksimal struktur, kNm

Mtx = momen tumpuan pelat pada arah sumbu-x (bentang pendek), kNm.

Mty = momen tumpuan pelat pada arah sumbu-y (bentang panjang), kNm.

Mu = momen perlu atau momen terfaktor, kNm.

Mu,x = momen terfaktor yang bekerja searah sumbu X, kNm.

Mu,y = momen terfaktor yang bekerja searah sumbu Y, kNm.

N = gaya tekan kabel prategang setelah loss of prestress, kN.

Ni = gaya tekan beton akibat gaya tarik awal pada beton prategang, kN.

Nu,k = gaya normal atau sebagai gaya aksial terfaktor pada kolom, kN.

n = Eps/Ec = rasio modulus elastisitas kabel prategang terhadap kolom.

= jumlah kaki begel pada hitungan begel kolom.

P = beban aksial kolom, kN.

Pa = daya dukung izin tiang, ton.

Pcp = keliling yang dibatasi oleh tepi luar penampang (termasuk rongga), mm.

PD = beban aksial yang diakibatkan oleh beban mati, kN.

PL = beban aksial yang diakibatkan oleh beban hidup, kN.

PE = beban aksial yang diakibatkan oleh beban gempa, kN.

Ph = keliling yang dibatasi garis begel terluar, mm.

Pn = beban aksial nominal kolom, kN.

Pnb = beban aksial nominal kolom pada kondisi balance, kN.

Pu = beban aksial perlu atau aksial terfaktor, kN.

Pu,x = beban aksial perlu yang bekerja searah sumbu X, kN.

Pu,y = beban aksial perlu yang bekerja searah sumbu Y, kN.

Pu = beban aksial perlu minimum pada batas nilai yang mengikat dari 0,65

`

xxvi

untuk kolom bersengkang atau 0,70 untuk kolom dengan tulangan spiral

sampai 0,90, kN.

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

Q = sumbu vertikal pada diagram interaksi kolom tanpa satuan, dihitung

dengan rumus Q= .Pn/(f’c.b.h) atau Q= Pu/(f’c.b.h).

Qb = .Pn/(f’c.b.h) = nilai Q pada kondisi regangan penampang balance.

Qo = .Po/(f’c.b.h) = nilai Q pada beban sentris.

Q = Pu./(f’c.b.h) = nilai Q pada beban P.

qc = tahanan ujung konus.

qD = beban mati terbagi rata, kN/m.

qL = beban hidup terbagi rata, kN/m.

qu = beban terfaktor terbagi rata, kN/m.

R = faktor reduksi gempa

= sumbu horisontal pada diagram interaksi kolom tanpa satuan, dihitung

dengan rumus R= .Mn/(f’c.b.h2) atau R= Mu/(f’c.b.h

2).

Rb = .Mn/(f’c.b.h2) = nilai R pada regangan penampang seimbang (balance).

S = jarak 1 meter atau 1000 mm.

SDS = parameter desain percepatan respons spektral pada perioda pendek

(0,2 detik).

SDSu = parameter desain percepatan respons spektral pada batas atas (ultimit).

SD1 = parameter desain percepatan respons spektral pada perioda panjang

(1,0 detik).

SF = faktor aman pondasi.

SMS = modifikasi percepatan respons spektral SS yang sudah disesuaikan

terhadap pengaruh kelas situs.

`

xxvii

SM1 = modifikasi percepatan respons spektral S1 yang sudah disesuaikan

terhadap pengaruh kelas situs.

SS = parameter kecepatan respons spektral pada perioda pendek (0,2 detik).

S1 = parameter kecepatan respons spektral pada perioda panjang (1,0 detik).

s = spasi begel balok atau spasi tulangan pelat, mm.

Ta = waktu getar fundamental struktur untuk rumus pendekatan, detik.

Tc = waktu getar fundamental struktur eksak, detik.

Tn = momen puntir (torsi) nominal, Nmm.

Tu = momen puntir (torsi) perlu atau torsi terfaktor, Nmm.

U = kuat perlu atau beban terfaktor, N, N/mm, atau Nmm.

V = beban dasar nominal statik ekuivalen akibat gempa rencana, kN.

Vc = gaya geser nominal yang dapat ditahan oleh beton, kN.

VD = gaya geser yang diakibatkan oleh beban mati, kN.

VE = gaya geser yang diakibatkan oleh beban gempa, kN.

VL = gaya geser yang diakibatkan oleh beban hidup, kN.

Vn = gaya geser nominal pada struktur beton bertulang, kN.

Vs = gaya geser yang dapat ditahan oleh tulangan sengkang/begel, kN.

Vu = gaya geser perlu atau gaya geser terfaktor, kN.

Vud = gaya geser terfaktor pada jarak d dari muka tumpuan, kN.

Wi = berat gedung termasuk beban hidup yang sesuai pada lantai ke-i, kN.

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

1 = faktor pembentuk tegangan beton persegi ekuivalen yang nilainya

bergantung mutu beton.

c = berat beton, kN/m3.

`

xxviii

αk = faktor distribusi momen kolomakibat pengaruh beban gempa.

δb = faktor pembesar momen untuk kolom yang tidak dapat bergoyang.

δm = simpangan maksimum struktur pada kondisi di ambang keruntuhan, mm.

δp = simpangan struktur pada kondisi plastis, terjadi setelah leleh awal, mm.

δs = faktor pembesar momen kolom yang dapat bergoyang.

δy = simpangan struktur pada saat leleh awal, mm.

ε’c = regangan tekan beton (tanpa satuan).

ε’cu = regangan tekan beton pada batas retak (regangan ultimit).

ε s = regangan tarik baja tulangan.

ε’s = regangan tekan baja tulangan.

εy = regangan tarik baja tulangan pada saat leleh.

μ = faktor daktalitas struktur gedung.

ρsh = rasio tulangan horizontal terhadap penampang vertical dinding, %.

ρsv = rasio tulangan vertikal terhadap penampang vertical dinding, %.

ø = faktor reduksi kekuatan struktur (tanpa satuan).

= lambang diameter batang tulangan polos, mm.

Ψ = derajat hambatan pada ujung kolom yang terjepit (tanpa satuan).

ΨA = derajat hambatan pada ujung atas kolom.

ΨB = derajat hambatan pada ujung bawah kolom.

Ψm = nilai rata-rata dari .

Ψmin = nilai rata-rata dari .

`

xxix

PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG PERKULIAHAN 4 LANTAI

DENGAN METODE SISTEM RANGKA PEMIKUL MOMEN BIASA

(SRPMB) DI WILAYAH SUKOHARJO

Satria Sugiyantoro

Jurusan Teknik Sipil FT Universitas Muhammdiyah Surakarta, Jl A. Yani

Tromol Pos 1 Pabelan Kartasura Surakarta

e-mail : sugiyantorosatria@gmail.com

Abstrak

Sukoharjo adalah salah satu kota yang sedang berkembang saat ini di Provinsi

Jawa Tengah. Hal ini menuntut untuk meningkatkan pembangunan infrastruktur

di kota tersebut, dimana banyak potensi potensi diantaranya bidang pendidikan.

Universitas Muhammadiyah Surakarta, sebagai salah satu pusat pendidikan di

kota tersebut, maka dituntut meningkatkan sarana dan prasarana demi menunjang

dunia pendidikan. Tugas Akhir ini bertujuan untuk menghasilkan gedung

`

xxx

perkuliahan 4 lantai dengan sistem rangka pemikul momen biasa (SPRMB) di

wilayah Sukoharjo. Perencanaan gedung perkuliahan ini mengacu pada peraturan

Standar Nasional Indonesia (SNI) terbaru, yaitu SNI 1726.2012, SNI 2847.2013,

dan SNI1727.20013. Perencanaan gedung perkuliahan 4 lantai ini meliputi kolom,

balok, plat, tangga, sloof, fondasi. Lokasi gedung berada di Pabelan, dengan

klasifikasi situs tanah sedang (SD) dengan faktor modifikasi respons (R) = 3,

faktor keamanan bangunan (Ic) = 1,5. Menggunakan mutu beton (f’c) = 25 Mpa,

mutu tulangan longitudinal (fy) = 350 Mpa dan tulangan geser (fyt) = 240 Mpa.

Hasil perencanaan diperoleh tebal plat atap 100 mm, plat lantai 120 mm, balok

utama 300/500 mm, balok anak 250/350 mm, dan kolom berukuran 500/500 mm.

Struktur bawah menggunakan tiang pancang sedalam 18.000 mm menggunakan

dimensi 300/300 mm, dengan ukuran pooer berdimensi (750x1750x650) mm.

Alat bantu yang digunakan dalam perencanaan ini adalah SAP2000, AutoCad,

Microsoft Office.

Kata Kunci: perencanaan, sistem rangka pemikul momen biasa, struktur

gedung