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.