tugas akhir · 2016. 10. 10. · 4.7.4 perhitungan pengekangan sengkang kolom ..... iv-81. bab v...

TUGAS AKHIR

STUDI MEMPERHITUNGKAN EFEK CONFINEMENT SENGKANG

KOLOM TERHADAP KEKUATAN DAN KEKAKUAN GEDUNG BETON

BERTULANG BERLANTAI BANYAK

Diajukan sebagai syarat untuk meraih gelar sarjana Teknik Strata 1 (S-1)

Dosen Pembimbing : Ir.Zainal Abidin Shahab, MT.

Disusun Oleh :

Nama : Hamdan

NIM : 41112010062

UNIVERSITAS MERCU BUANA

FAKULTAS TEKNIK

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL

TERAKREDITASI A BERDASARKAN BADAN AKREDITASI NASIONAL

PERGURUAN TINGGI

2016

http://digilib.mercubuana.ac.id/

KATA PENGANTAR

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan

karunia, taufik, dan hidayah-Nya, sehingga Tugas Akhir “STUDI

MEMPERHITUNGKAN EFEK CONFINEMENT SENGKANG KOLOM

TERHADAP KEKUATAN DAN KEKAKUAN GEDUNG BETON

BERTULANG BERLANTAI BANYAK” dapat diselesaikan dengan baik.

Tugas akhir ini merupakan salah satu syarat yang harus dipenuhi untuk

meraih gelar Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Sipil Universitas Mercu Buana.

Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang

telah membantu penyusunan dan pengerjaan Tugas Akhir ini. Secara khusus

penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Allah SWT yang telah memberikan hidayah yang sebesar – besarnya

pada saya sehingga dapat menjalankan kerja praktik ini dengan lancar.

2. Kedua orang tua saya Bapak Fauzi Chalid Abdul Aziz dan Ibu

Chaeriah Ali Umar Abdul Aziz yang senantiasa memberikan support

dan doa yang tiada henti, serta dukungan fasilitas dan financial kepada

saya.

3. Ir. Zainal Abidin Shahab, MT Selaku dosen pembimbing Tugas

Akhir yang dengan sabar membimbing saya serta memberikan

masukan-masukan dan saran yang berguna bagi saya dalam menyusun

tugas akhir ini.

4. Prof. Dr. Chandrasa Soekardi Selaku Dekan Fakultas Teknik

Universitas Mercu Buana.


KATA PENGANTAR

5. Ir. Mawardi Amin, MT. Selaku Kaprodi Teknik Sipil Universitas

Mercu Buana

6. Ir. Agus Suroso MT. Selaku Dosen Pembimbing Akademik

Universitas Mercu Buana

7. Semua Dosen dan Staff Jurusan Teknik Sipil, yang tidak bisa

disebutkan satu-persatu namanya, mudah-mudahan tidak mengurangi

rasa hormat saya.

8. Teman – teman seperjuanganku S1 Teknik Sipil angkatan 2012 (Alin,

Nintasha, Imam, Adhi Makayasa Islami, Fabian Sabogi, Aditia

Pratama, Dea, Ghivary, Yan, Danil, Melin, Koco, Adam, Zein, Hanif

dan yang lain).

9. Dan semua pihak yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu yang

telah memberikan bantuan baik secara langsung maupun tidak

langsung dalam penyusunan Tugas Akhir ini.

Semoga Allah SWT melimpahkan rahmat dan Hidayahnya kepada mereka

semua, semoga mendapat balasan yang lebih atas segala bantuan yang telah

mereka berikan. Akhir kata penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam

penyusunan laporan ini masih jauh untuk dikatakan sempurna.

Jakarta, ......../......../ 2016

Penyusun

Hamdan


Daftar Isi

iii

DAFTAR ISI

ABSTRAK

KATA PENGANTAR ...................................................................................................... i

DAFTAR ISI .................................................................................................................. iii

DAFTAR GAMBAR .................................................................................................... viii

DAFTAR TABEL ......................................................................................................... xii

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

1.1 Latar Belakang ...................................................................................................... I-1

1.2 Identifikasi Masalah .............................................................................................. I-2

1.3 Rumusan Masalah ................................................................................................. I-2

1.4 Tujuan Penelitian .................................................................................................. I-2

1.5 Manfaat Penelitian ................................................................................................ I-3

1.6 Ruang Lingkup dan Batasan Masalah ................................................................... I-3

1.7 Sistematika Penulisan ............................................................................................ I-3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................................................ II-1

2.1 Umum .................................................................................................................. II-1

2.1.1 Klasifikasi Struktur ...................................................................................... II-1

2.1.2 Elemen-Elemen Utama Struktur ................................................................. II-3

2.2 Khusus ................................................................................................................. II-6

2.2.1 Pengertian Kolom ........................................................................................ II-6

2.2.2 Hal-hal Yang Perlu Diperhatikan Dalam Mendesain Kolom ...................... II-8


Daftar Isi

iv

2.3 Preliminary Design ............................................................................................ II-12

2.4 Cara Mengetahui Kekuatan Keruntuhan Kolom Beton .................................... II-15

2.4.1 Penentuan Batas Keruntuhan Tekan ......................................................... II-15

2.4.2 Penentuan Batas Keruntuhan Tarik ........................................................... II-16

2.5 Kombinasi Beban Gempa.................................................................................. II-20

2.5.1 Lokasi Parameter Percepatan Gempa ....................................................... II-20

2.5.2 Pengaruh Gempa Terhadap Struktur ......................................................... II-21

2.5.3 Kategori Desain Seismik .......................................................................... II-22

2.5.4 Kategori Risiko Bangunan ........................................................................ II-25

2.6 Perencanaan Sengkang Kolom .......................................................................... II-26

2.7 Teori Pengekangan Pada Kolom ....................................................................... II-29

2.7.1 Efek Pengekangan Dari Penulangan Sengkang ........................................ II-30

2.7.2 Beton Tidak Terbatas ................................................................................ II-31

2.7.3 Kompresi Stress Rancangan Parameter Untuk Tidak Membatasi Blok Beton

............................................................................................................................. II-33

2.7.4 Kuat Tarik Dari Beton ............................................................................... II-34

2.7.5 Beton Terbatas .......................................................................................... II-34

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ............................................................... III-1

3.1 Prosedur Penelitian ............................................................................................. III-1

3.2 Diagram Alir Prosedur Penelitian ...................................................................... III-3

3.3 Desain Struktur ................................................................................................... III-4

3.3.1 Desain Perencanaan Struktur ...................................................................... III-4


Daftar Isi

v

3.3.2 Material Struktur ........................................................................................ III-5

3.3.3Geometri Struktur ........................................................................................ III-5

3.4 Tahap Perencanaan Struktur............................................................................... III-6

3.4.1 Preliminary Design ..................................................................................... III-6

3.4.2 Asumsi dan Perancangan ........................................................................... III-6

3.4.3Analisis Beban ............................................................................................. III-7

3.5 Permodelan Struktur ........................................................................................... III-8

3.6 Periksa Kekakuan .............................................................................................. III-9

3.7 Periksa Kekuatan ................................................................................................ III-9

3.8 Perhitungan Sengkang ........................................................................................ III-9

3.9 Metode Perkuatan Sengkang Kolom .................................................................. III-9

3.10 Deformasi Hasil Perkuatan Sengkang Kolom ................................................ III-10

3.11 Deformasi Hasil Perbandingan Perhitungan Sengkang Kolom ..................... III-10

BAB IV HASIL DAN ANALISIS DATA ................................................................ VI-1

4.1 Permodelan Struktur ........................................................................................... IV-1

4.1.1 Desain Perencanaan Struktur ...................................................................... IV-1

4.1.2 Desain Perencanaan Struktur ...................................................................... IV-2

4.2 Perhitungan Pelat................................................................................................ IV-2

4.2.1 Perhitungan Pelat Sudut ............................................................................. IV-2

4.2.2 Perhitungan Pelat Tengah ........................................................................... IV-6

4.3 Perhitungan Balok .............................................................................................. IV-8


Daftar Isi

vi

4.3.1 Prarencana Balok Tengah .......................................................................... IV-9

4.3.2 Perencanaan Balok Tepi ........................................................................... IV-14

4.4 Perencanaan Kolom.......................................................................................... IV-18

4.4.1 Kolom Tengah 3-D .................................................................................. IV-18

4.4.2 Kolom Sudut 4-A ..................................................................................... IV-24

4.4.3 Kolom Pinggir .......................................................................................... IV-30

4.5 Pembebanan dan Parameter Struktur ............................................................... IV-36

4.5.1 Beban Hidup ............................................................................................ IV-36

4.5.2 Perencanaan Beban Gempa ...................................................................... IV-37

4.5.3 Pemilihan Sistem Struktur dan Parameter Sistem .................................... IV-41

4.6 Analisis Penampang Struktur ........................................................................... IV-42

4.6.1 Permodelan Struktur Beraturan ............................................................... IV-42

4.6.2 Beban Yang Bekerja Pada Struktur .......................................................... IV-43

4.6.3 Kombinasi Pembebanan ........................................................................... IV-43

4.6.4 Input Pembebanan .................................................................................... IV-44

4.6.5 Analisis Periode Struktur(T) .................................................................... IV-44

4.6.6 Penetapan Prosedur Analisis ................................................................... IV-48

4.6.7 Menghitung Beban Struktur ..................................................................... IV-49

4.6.8 Menghitung Koefisien Respon Seismik ................................................... IV-53

4.6.9 Mengitung Gaya Geser Dasar .................................................................. IV-54

4.6.10 Distribusi Vertikal Gaya Gempa ............................................................ IV-55


Daftar Isi

vii

4.6.11 Hasil Titik Perpindahan Gedung ............................................................. IV-58

4.6.12 Menentukan Eksentrisitas Rencana(ed) .................................................. IV-59

4.6.13 Input Beban Gempa Statik ..................................................................... IV-62

4.6.14 Simpangan Struktur ................................................................................ IV-63

4.7 Desain Tulangan ............................................................................................... IV-66

4.7.1 Desain Tulangan Kolom .......................................................................... IV-68

4.7.2 Desain Tulangan Sp Column ................................................................... IV-70

4.7.3 Perhitungan Sengkang Kolom .................................................................. IV-77

4.7.4 Perhitungan Pengekangan Sengkang Kolom .......................................... IV-81

BAB V PENUTUP ...................................................................................................... V-1

5.1 Simpulan.............................................................................................................. V-1

5.2 Saran .................................................................................................................... V-3

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN


viii

Daftar Gambar

Gambar 2-1 Kolom ....................................................................................................... II-6

Gambar 2-2 Gambar Pipa dalam Kolom Beton .......................................................... II-10

Gambar 2-3 Jarak Antar Tulangan ............................................................................. II -10

Gambar 2-4 Potongan Transfer Beban Aksial ............................................................ II-11

Gambar 2-5 Gaya Konsentrisitas Pu ........................................................................... II-14

Gambar 2-6 Batas Keruntuhan Tekan ........................................................................ II-16

Gambar 2-7 Batas Keruntuhan Tarik .......................................................................... II-17

Gambar 2-8 Bentuk Umum Batas Keruntuhan .......................................................... II-17

Gambar 2-9 Keseimbangan gaya Arah Sumbu Kolom .............................................. II-19

Gambar 2-10 Nilai Ss Pada PetaGempa ..................................................................... II-24

Gambar 2-11 Nilai S1 Pada Peta Gempa .................................................................... II-24

Gambar 2-12 Gambar Penjelasan Notasi Jarak Untuk Sengkang ............................... II-28

Gambar 2-13 Stress Regangan Untuk Silinder Beton ............................................... II -31

Gambar 2-14 Beton Parameter Rancangan Stress Untuk Perhitungan Kekuatan Lentur

................................................................................................................................. ...II-32

Gambar 2-15 Kurungan Beton Spiral dan Persegi ...................................................... II-35

Gambar 2-16 Bagian Kolom dengan Transverse dan Longitudinal ........................... II-36

Gambar 2-17 Tegangan dan Regangan Untuk Loading Monoton dari Terbatas dan

Terbatasi Beton di Kompresi .............................................................. II-37

Gambar 2-18 Kekuatan Kompresi Penentuan Beton Terbatas dari Pembatas Lateral

yang Menekankan Bagian Persegi ...................................................... II-38


Daftar Gambar

ix

Gambar 3-1 Flowchart Penelitian ................................................................................ III-3

Gambar 3-2 Denah Struktur Beraturan ........................................................................ III-4

Gambar 3-3 Tampak Struktur Gedung Beraturan ........................................................ III-4

Gambar 4-1 Denah Struktur Beraturan ........................................................................ IV-1

Gambar 4-2 Bentuk Struktur Gedung Beraturan ......................................................... IV-1

Gambar 4-3 Gambar Denah Pembebanan Pelat .......................................................... IV-2

Gambar 4-4 Gambar Denah Pembebanan Pelat Tengah ............................................. IV-6

Gambar 4-5 Denah Pembebanan Balok Tengah .......................................................... IV-9

Gambar 4-6 Detail Pembebanan Balok Tengah ........................................................ IV-10

Gambar 4-7 Hasil Output SAP2000 Balok Tengah ................................................... IV-12

Gambar 4-8 Denah Pembebanan Balok Pinggir ........................................................ IV-14

Gambar 4-9 Detail Pembebanan Balok Pinggir ......................................................... IV-14

Gambar 4-10 Hasil Output SAP 2000 Balok Pinggir ................................................ IV-17

Gambar 4-11 Denah Pembebanan Kolom Tengah .................................................... IV-18

Gambar 4-12 Denah Pembebanan Kolom Sudut ....................................................... IV-24

Gambar 4-13 Detail Pembebanan Kolom Sudut ........................................................ IV-24

Gambar 4-14 Denah Pembebanan Kolom Pinggir .................................................... IV-30

Gambar 4-15 Detail Pembebanan Kolom Pinggir ..................................................... IV-30

Gambar 4-16 Desain Respon Spektrum ..................................................................... IV-40

Gambar 4-17 Permodelan Struktur Beraturan ........................................................... IV-42


Daftar Gambar

x

Gambar 4-18 Waktu Getar Struktur Mode 1 (arah Y) dengan T= 1,7611 ................. IV-45

Gambar 4-19 Waktu Getar Struktur Mode 2 (arah X) dengan T= 1,7481 ................. IV-46

Gambar 4-20 Drift Displacement Arah X .................................................................. IV-58

Gambar 4-21 Drift Displacement Arah Y .................................................................. IV-59

Gambar 4-22 Diapraghms Struktur Beraturan ........................................................... IV-60

Gambar 4-23 Diapraghms Struktur Beraturan ........................................................... IV-60

Gambar 4-24 Input Beban Gempa Pada Static Load Case EQX ............................... IV-62

Gambar 4-25 Input Beban Gempa Pada Static Load Case EQY ............................... IV-63

Gambar 4-26 Grafik Simpangan Antar Lantai Arah X .............................................. IV-65

Gambar 4-27 Grafik Simpangan Antar Lantai Arah Y .............................................. IV-66

Gambar 4-28 Hasil Output As Minimum Pada As 1 Struktur Beraturan ................. IV-67

Gambar 4-29 As Minimum Kolom Tengah C 27 ...................................................... IV-68

Gambar 4-30 Penampang Desain Tulangan Kolom Tengah C27 ............................. IV-69

Gambar 4-31 Halaman Awal Memasuki SoftwareSp Column .................................. IV-71

Gambar 4-32 Option Penggantian Bar Set Area ........................................................ IV-71

Gambar 4-33 Cara Mengisi General Information ...................................................... IV-72

Gambar 4-34 Material Properties .............................................................................. IV-73

Gambar 4-35 InputDimensi Kolom ........................................................................... IV-73

Gambar 4-36 Input Jumlah dan Diameter Tulangan ................................................. IV-74

Gambar 4-37 Investigasi Kolom C27 dan Spesifikasinya ......................................... IV-74


Daftar Gambar

xi

Gambar 4-38 Investigasi Kolom C 22 dan Spesifikasinya ........................................ IV-75

Gambar 4-39 Investigasi Kolom C 22 Lt 7-9 dan Spesifikasinya ............................. IV-75

Gambar 4-40 Investigasi Kolom C 15 Lt. 1-3 dan Spesifikasinya ............................ IV-75

Gambar 4-41 Investigasi Kolom C 16 Lt. 4-6 dan Spesifikasinya ........................... IV-76

Gambar 4-42 Investigasi Kolom C 16 Lt. 7-9 dan Spesifikasinya ............................ IV-76

Gambar 4-43 Investigasi Kolom C 4 Lt. 1-3 dan Spesifikasinya .............................. IV-76



Gambar 4-46 Notasi Rumus ...................................................................................... IV-79

Gambar 4-47 Dimensi Kolom.................................................................................... IV-81

Gambar 4-48 Grafik Pengekangan Sengkang Kolom ............................................... IV-83

Gambar 4-49 Material Data ....................................................................................... IV-85

Gambar 4-50 Frame Properties .................................................................................. IV-86

Gambar 4-51 Grafik Displacement Fcc Arah X ........................................................ IV-87

Gambar 4-52 Grafik Displacement Fcc Arah Y ........................................................ IV-88

Gambar 4-53 Grafik Displacement Fc dan Fcc Arah X ............................................ IV-89

Gambar 4-54 Grafik Displacement Fc dan Fcc Arah Y ............................................ IV-89

Gambar 5-1 Grafik Displacement Fc dan Fcc Arah X ................................................ V-1

Gambar 5-2 Grafik Displacement Fc dan Fcc Arah Y ................................................ V-2


Daftar Tabel

xii

Daftar Tabel

Tabel 2.1 Prosedur Analisis Yang Boleh Digunakan ............................................... II-21

Tabel 2.2 Kategori Desain Seismik Periode Pendek ................................................ II-22

Tabel 2.3 Kategori Desain Seismik Kategori 1 Detik .............................................. II-22

Tabel 2.4 Koefisien Situs Fa .................................................................................... II-23

Tabel 2.5 Koefisien Situs Fv .................................................................................... II-23

Tabel 2.6 Kategori dan Risiko Jenis Bangunan........................................................ II-25

Tabel 2.7 Faktor Keutamaan Gempa 1 ..................................................................... II-26

Tabel 4.1 Dimensi Kolom Tengah ......................................................................... IV-23

Tabel 4.2 Dimensi Kolom Sudut ............................................................................. IV-29

Tabel 4.3 Dimensi Kolom Pinggir........................................................................... IV-35

Tabel 4.4 Klasifikasi Situs Tanah Lunak ................................................................ IV-37

Tabel 4.5 Parameter Desain Spektrum Tanah LunakJakarta Barat ........................ IV-38

Tabel 4.6 Parameter Desain Spektrum Tanah Lunak Jakarta Barat ........................ IV-39

Tabel 4.7 Kategori Desain Seismik Berdasarkan Parameter Respon Percepatan

Pada Periode Pendek ............................................................................... IV-40

Tabel 4.8 Kategori Desain Seismik Berdasarkan Parameter Respon Percepatan

Pada Periode 1 detik ............................................................................. IV-41

Tabel 4.9 PemilihanSistem Struktur Berdasarkan Tingkat Rasio Gempa .............. IV-41

Tabel 4.10 Faktor R,Cd, Ω0 untuk sistem Penahan Gempa ..................................... IV-42

Tabel 4.11 Kombinasi Pembebanan Pada Struktur Gedung ................................... IV-43

Tabel 4.12 Nilai Parameter Pendekatan Untuk Ct dan x ......................................... IV-44

Tabel 4.13 Koefisien Batas Atas Periode Yang Dihitung ....................................... IV-46

Tabel 4.14 Perhitungan Selisih Periode (ΔT) Setiap Mode .................................... IV-47


Daftar Tabel

xiii

Tabel 4.15 Prosedur Analisis Perencanaan Beban Gempa ..................................... IV-48

Tabel 4.16 BeratSendiri Gedung Pada Setiap Lantai .............................................. IV-49

Tabel 4.17 Berat Struktur Gedung Seluruhnya ....................................................... IV-53

Tabel 4.18 Perhitungan Gaya Gempa Tiap Lantai Struktur Beraturan ................... IV-57

Tabel 4.19 Perhitungan Gaya Gempa Arah X dan Y Struktur Beraturan ............... IV-57

Tabel 4.20 Displacement Arah X(EQX) ................................................................. IV-58

Tabel 4.21 Displacement Arah Y (EQY) ................................................................ IV-59

Tabel 4.22 Outpu Nilai Pusat Massa dan Nilai Pusat Rotasi .................................. IV-61

Tabel 4.23 Simpangan Struktur Arah X Struktur Beraturan ................................... IV-64

Tabel 4.24 Simpangan Struktur Arah Y Struktur Beraturan ................................... IV-65

Tabel 4.25 Hasil Perhitungan Sengkang ................................................................. IV-80

Tabel 4.26 Hasil Perhitungan Sengkang ................................................................ IV-84

Tabel 4.27 Displacement fcc Arah X ...................................................................... IV-87

Tabel 4.28 Displacement fcc Arah Y ...................................................................... IV-88

Tabel 4.29 Perbedaan Hasil Momen Balok fc dan fcc ............................................ IV-90

Tabel 4.30 Perbedaan Hasil Momen Kolom fc dan fcc ........................................... IV-91

Tabel 5.1 Perbedaan Hasil Momen Kolom fc dan fcc ............................................... V-2


tugas akhir · 2016. 10. 10. · 4.7.4 perhitungan pengekangan sengkang kolom ..... iv-81. bab v...

Documents