redesain balok dan kolom gedung j universitas …repository.ump.ac.id/3461/1/mochammad gana...

REDESAIN BALOK DAN KOLOM GEDUNG J UNIVERSITAS

MUHAMMADIYAH PURWOKERTO MENGGUNAKAN

STRUKTUR KOMPOSIT BAJA-BETON

SKRIPSI

MOCHAMMAD GANA NUARI PRASETYO

1203010025

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PURWOKERTO

AGUSTUS 2016

i


MUHAMMADIYAH PURWOKERTO MENGGUNAKAN

STRUKTUR KOMPOSIT BAJA-BETON

SKRIPSI

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik

MOCHAMMAD GANA NUARI PRASETYO

1203010025

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PURWOKERTO

2016

ii

Redesain Balok Dan Kolom..., Mochammad Gana Nuari Prasetyo, Fakultas Teknik UMP, 2016

iii


iv


v

HALAMAN PERSEMBAHAN

Atas terselesaikannya tugas akhir ini, penulis mengucapkan terima kasih

yang sebesar-besarnya kepada :

1. Allah SWT atas segala limpahan rahmat, karunia dan hidayah-Nya serta

dengan segala kebesaran-Nya yang telah memberiku jalan untuk

menyelesaikan tugas akhir ini.

2. Bapak dan Ibu tercinta yang selalu memberiku dukungan baik moral

maupun materiil serta selalu mendo’akan dalam setiap langkahku.

3. Pakde dan Bude yang selalu menasehati dan memotivasi dalam menjalani

hidup.

4. Mas Agung, adik Dicky dan adik Tyo, kalian adalah kakak dan adik-adik

terbaikku yang selalu memberikan motivasi, kritikan, saran dan nasihat.

5. Wahyuni Setianingsih yang selalu mengiringiku disaat susah maupun

senang, I love you.

6. Dosen-dosen teknik sipil yang telah membimbingku serta para karyawan

teknik sipil yang telah banyak membantu.

7. Teman-teman seperjuanganku angkatan 2012, kalian adalah motivator dan

teman-teman yang paling berkesan sepanjang pendidikan kuliahku.

8. Teman-teman KKN seperjuanganku makasih atas semuanya, kalian adalah

teman-teman yang luar biasa.

9. Serta pihak-pihak yang belum tersebut diatas, terima kasih atas segalanya.


vi


vii


MUHAMMADIYAH PURWOKERTO MENGGUNAKAN STRUKTUR

KOMPOSIT BAJA-BETON

Mochammad Gana Nuari Prasetyo1, Sulfah Anjarwati2, M. Agus Salim Alfathoni3

ABSTRAK

Gedung J Univeritas Muhammadiyah Purwokerto merupakan gedung

pendidikan yang terdiri dari 5 lantai dan yang semula pada strukturnya

menggunakan struktur beton bertulang akan direncanakan kembali menggunakan

struktur komposit baja-beton, dimana balok dan kolom menggunakan profil WF.

Pada skripsi ini akan dibahas bagaimana merencanakan ulang struktur dengan

menggunakan komposit baja-beton. Dimana Redesain ini meliputi balok, baik

balok anak maupun balok induk dan kolom. Perbedaan antara balok komposit

dengan balok beton bertulang yaitu pada momen positif nya, pada beton bertulang

gaya-gaya tarik yang terjadi pada elemen struktur dipikul oleh besi tulangan,

sedangkan pada struktur komposit gaya-gaya tarik yang terjadi dipikul oleh profil

baja. Tujuan dari Tugas akhir ini adalah menghasilkan perencanaan struktur

gedung komposit baja-beton yang rasional dengan memenuhi persyaratan

keamanan struktur berdasarkan SNI 03-2847-2002, SNI 03-1729-2002, SNI 03

1726-2002, dan PPPURG 1987.

Kata kunci : redesain, baja-beton, komposit


viii

REDESIGNING BEAMS AND COLUMNS BUILDING J UNIVERSITY OF

MUHAMMADIYAH PURWOKERTO USING COMPOSITE STEEL-

CONCRETE STRUCTURES

Mochammad Gana Nuari Prasetyo1, Sulfah Anjarwati2, M. Agus Salim Alfathoni3

ABSTRACT

Building J University of Muhammadiyah Purwokerto an educational

building consisting of 5 floors and original in its structure using reinforced

concrete structures will be planned re-use of steel-concrete composite structure, in

which beams and columns using WF profile. In this paper will discuss how to

plan the structure using steel-concrete composite. Where Redesign includes

beams, both the joist and beam and column. The difference between composite

beams with reinforced concrete beam that is in its positive moments, reinforced

concrete tensile forces that occur in the structural elements carried by steel

reinforcement, while the composite structure of the attraction forces that occur

borne by steel profiles. The purpose of this final project is to produce the

structural design of composite steel-concrete buildings rational to meet the

security requirements based on the structure of SNI 03-2847-2002, SNI 03-1729-

2002, SNI 03 1726-2002, and PPPURG 1987.

Keywords: redesigning, steel-concrete, composite


ix

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Allah SWT atas segala nikmat, karunia, serta hidayah-

Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Skripsi dengan judul “Redesain Balok

Dan Kolom Gedung J Universitas Muhammadiyah Purwokerto Menggunakan

Struktur Komposit Baja-Beton”.

Penulis menyadari bahwa keberhasilan dalam menyelesaikan Skripsi ini

tidak lepas dari bantuan, bimbingan dan dorongan dari berbagai pihak baik secara

langsung maupun tidak langsung. Oleh karena itu, penulis mengucapkan banyak

terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada :

1. Muhamad Taufiq Tamam, S.T., M.T., selaku dekan Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Purwokerto.

2. M Agus Salim Alfathoni, S.T., M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik

Sipil serta Pembimbing 2.

3. Sulfah Anjarwati, ST.,MT., selaku dosen pembimbing 1 yang telah banyak

memberikan bimbingan dan arahan dalam penyusunan Skripsi ini.

4. Teguh Marhendi, ST., MT. selaku dosen Pembimbing Akademik.

5. Seluruh dosen pengajar maupun pelaksana teknis laboratorium Jurusan

Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Purwokerto, terima kasih atas

ilmu yang telah diberikan.

6. Teman-teman seperjuangan angkatan 2012, dan semua rekan mahasiswa

Teknik Sipil UMP yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu.

Penulis menyadari bahwa Skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan. Penulis

mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi kesempurnaan Skripsi ini.

Akhir kata semoga Skripsi ini bermanfaat.

Purwokerto, 4 Agustus 2016

Penyusun


x

DAFTAR ISI

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

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

KATA PENGANTAR ........................................................................................ iii

LEMBAR PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH ....................... iv

ABSTRAK .......................................................................................................... v

DAFTAR ISI ....................................................................................................... vi

DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... vii

DAFTAR TABEL .............................................................................................. viii

DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................... ix

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

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

B. Rumusan Masalah .................................................................................... 3

C. Tujuan ....................................................................................................... 3

D. Manfaat ..................................................................................................... 3

E. Batasan Masalah ....................................................................................... 3

F. Peta Lokasi ............................................................................................... 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................ 5

A. Umum ....................................................................................................... 6

B. Struktur Komposit .................................................................................... 6

C. Aksi Komposit .......................................................................................... 7

D. Balok Komposit ........................................................................................ 10

1. Kekuatan Balok Komposit dengan Penghubung Geser ....................... 12

2. Lebar Efektif Pelat Lantai .................................................................... 12

3. Menghitung Momen Nominal ............................................................. 13

4. Penghubung Geser ............................................................................... 16

5. Kontrol Lendutan (Deflection) ............................................................ 17

E. Kolom Komposit ...................................................................................... 17

1. Kuat Rencana Kolom Komposit .......................................................... 20

F. Sambungan ............................................................................................... 22

1. Klasifikasi Sambungan ........................................................................ 22

2. Perencanaan Sambungan ..................................................................... 23

3. Sambungan Baut .................................................................................. 23

4. Sambungan Las ................................................................................... 24

BAB III METODOLOGI .................................................................................. 25

A. Bagan Alir Penyelesaian Skripsi .............................................................. 25

B. Pengumpulan Data ................................................................................... 26

C. Preliminary Design dan Pembebanan ...................................................... 26


xi

1. Preliminary Design Balok ................................................................... 26

2. Preliminary Dimensi Kolom ................................................................ 27

C. Pemodelan dan Analisa Struktur .............................................................. 27

D. Kontrol Desain ......................................................................................... 28

E. Penggambaran Hasil Hitungan Dalam Gambar Teknik ........................... 28

BAB IV PEMBAHASAN ................................................................................... 29

A. Umum ....................................................................................................... 29

B. Pembebanan ............................................................................................. 29

1. Data Gedung ........................................................................................ 29

2. Perhitungan Berat Struktur .................................................................. 30

C. Pembebanan Gempa Dinamis .................................................................. 34

1. Arah Pembebanan ................................................................................ 36

2. Faktor Respons Gempa (C) ................................................................. 37

3. Respon Spektrum Rencana .................................................................. 38

4. Menentukan Eksentrisitas Rencana Bangunan (ed) ............................ 38

5. Kontrol Waktu Getar Alami Fundamental (T) ..................................... 40

6. Kontrol Gaya Geser Dasar (Base Shear) ............................................. 41

7. Kontrol Partisipasi Massa .................................................................... 44

8. Metode Penjumlahan Respons Ragam ................................................ 45

9. Simpangan Antar Lantai ...................................................................... 46

D. Perencanaan Balok Anak ......................................................................... 50

1. Kondisi Balok Anak Sebelum Komposit ............................................. 50

2. Kondisi Balok Anak Setelah Komposit ............................................... 53

3. Perencanaan Sambungan balok Anak dengan balok Induk ................. 59

E. Perencanaan Balok Lift ............................................................................ 62

1. Perencanaan Balok Penggantung Lift .................................................. 63

F. Perencanaan Balok Induk ......................................................................... 70

1. Kondisi Balok Induk Sebelum Komposit ............................................ 71

2. Kondisi Balok Utama Setelah Komposit ............................................. 74

G. Kolom Komposit ...................................................................................... 78

H. Desain Sambungan ................................................................................... 83

1. Sambungan Antara Balok dengan Kolom ........................................... 83

2. Sambungan Kolom – Kolom ............................................................... 91

3. Desain Base Plate ................................................................................ 94

BAB V PENUTUP .............................................................................................. 99

A. Kesimpulan ............................................................................................... 99

B. Saran ......................................................................................................... 99

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN


xii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Ukuran Minimum Las Sudut .............................................................24

Tabel 4.1 Berat Sruktur perlantai .......................................................................34

Tabel 4.2 Nilai Xcr dan Ycr ................................................................................39

Table 4.3 Eksentrisitas Rencana Bangunan .......................................................40

Table 4.4 Modal Participating Mass Ratio .........................................................44

Tabel 4.5 Selisih Periode antar Mode yang Berdekatan ....................................45

Tabel 4.6 Simpangan ..........................................................................................48

Tabel 4.7 Analisa Δs akibat gempa arah x .........................................................48

Tabel 4.8 Analisa Δs akibat gempa arah y .........................................................48

Tabel 4.9 Analisa Δm akibat gempa arah x .......................................................49

Tabel 4.10 Analisa Δm akibat gempa arah y .....................................................49


xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Peta Lokasi Penelitian .....................................................................4

Gambar 2.1 Macam-macam struktur komposit ...................................................7

Gambar 2.2 Perbandingan antara balok yang mengalami defleksi dengan

dan tanpa aksi komposit. .................................................................7

Gambar 2.3 Variasi tegangan pada balok-balok komposit ................................9

Gambar 2.4 Tipe balok komposit yang diberi bondek .......................................11

Gambar 2.5 Distribusi tegangan plastis .............................................................13

Gambar 2.6. Metode transformasi luasan ..........................................................15

Gambar 2.7 Penampang kolom komposit ..........................................................18

Gambar 3.1 Bagan alir penelitian .......................................................................25

Gambar 4.1 Pemodelan Struktur ........................................................................35

Gambar 4.2 Pemodelan struktur 3D ...................................................................36

Gambar 4.3 Grafik nilai C-T zona gempa 3 ........................................................37

Gambar 4.4 Detail sambungan balok anak dengan balok Induk .........................59

Gambar 4.5 Detail pelat siku pada gelagar .........................................................61

Gambar 4.6 Denah lift ........................................................................................64

Gambar 4.7 Sketsa mekanika perhitungan balok penggatung lift ......................65

Gambar 4.8 Distribusi tegangan plastis ..............................................................67

Gambar 4.9 Distribusi tegangan negatif..............................................................77

Gambar 4.10 Sambungan Balok – Kolom yang direncanakan ...........................83

Gambar 4.11 Sambungan kolom – kolom...........................................................91


xiv

DAFTAR LAMPIRAN

1. Absensi kehadiran seminar hasil

2. Kartu bimbingan skripsi

3. Gambar hasil input data dan desain penampang

4. Gambar input beban pada SAP 2000 v14

5. Gambar titik tumpuan

6. Gambar input property baja

7. Gambar denah Gedung J universitas Muhammadiyah Purwokerto

8. Gambar Detail Penampang

9. Hasil input dan output data pada SAP 2000 v14


redesain balok dan kolom gedung j universitas …repository.ump.ac.id/3461/1/mochammad gana...

Documents