STUDI PERENCANAAN STRUKTUR ATAS GEDUNG PASCA SARJANA UNIVERSITAS ISLAM MALANG DENGAN PRECAST PRESTRESSED HOLLOW CORE SLAB

Transkripsi

1 STUDI PERENCANAAN STRUKTUR ATAS GEDUNG PASCA SARJANA UNIVERSITAS ISLAM MALANG DENGAN PRECAST PRESTRESSED HOLLOW CORE SLAB Skripsi Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Akademik Dalam Menyelesaikan Program Sarjana Teknik Disusun Oleh : ASHARUL DAVID FAHRIZI JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2018

2 i

3 SURAT PERNYATAAN Yang bertanda tangan di bawah ini: Nama : Asharul David Fahrizi NIM : Jurusan Fakultas : Teknik Sipil : Teknik UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG Dengan ini menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa: Studi Perencanaan Struktur Atas Gedung Pasca Sarjana Universitas Islam Malang dengan Precast Prestressed Hollow Core Slab adalah hasil karya saya, dan bukan karya tulis orang lain. Dalam naskah tugas akhir ini tidak terdapat karya ilmiah yang pernah diajukan oleh orang lain untuk memperoleh gelar akademik disuatu perguruan tinggi dan tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, baik sebagian maupun seluruhnya, kecuali yang secara tertulis dikutip dalam naskah ini dan disebutkan dalam sumber kutipan atau daftar pustaka Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya dan apabila pernyataan ini tidak benar saya bersedia mendapat sangsi akademik. ii

4 KATA PENGANTAR Dengan memanjatkan rasa puji syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Kuasa atas segala limpahan rahmat, hidayah, serta petunjuknya, sehingga tugas akhir yang berjudul Studi Perencanaan Struktur Atas Gedung Pasca Sarjana Universitas Islam Malang dengan Precast Prestressed Hollow Core Slab dapat diselesaikan. Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih ada kekurangan-kekurangannya dan masih jauh dari kata sempurna. Tujuan penyusunan tugas akhir ini untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik Sipil di Universitas Muhammadiyah Malang. Penulisan tugas akhir ini diharapkan dapat memberikan pengetahuan dan manfaat secara umum bagi orang lain dan khususnya bagi penulis. Pada kesempatan kali ini penulis menyampaikan terimakasih yang sebesarbesarnya kepada seluruh pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan tugas akhir ini. Oleh karena itu penulis mengucapkan terimakasih kepada: 1. Seluruh keluarga penulis yang tiada henti selalu mendukung baik materil maupun non-materil dan selalu mendoakan penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini. 2. Bapak Ir. Yunan Rusdianto, M.T selaku Pembimbing I yang telah mengarahkan serta membimbing penulis untuk menyelesaikan tugas akhir ini. 3. Ibu Ir. Rofikatul Karimah, M.T selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Malang dan dosen pembimbing 2 yang telah mengarahkan serta membimbing penulis untuk menyelesaikan tugas akhir ini. 4. Seluruh dosen Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Malang, terima kasih telah memberikan Ilmu pengetahuan yang bermanfaat untuk saat ini maupun seterusnya. 5. Ibu Fadilla dan seluruh staf Tata Usaha, terima kasih atas kemudahan segala urusan akademik selama penulis mengeyam di bangku perkuliahan. 6. Guru-guru ruhani penulis ; Gus Muryono, Gus Mustakim, dan Bapak Rujito. 7. Saudara-saudara seperjuangan penulis di UMM ; Khabib Nurmagomedov sipil (Wildan KS.), Atuy (M. Rian Fahreza), Ananda Rahman (bowo), Danang iii

5 Marta (mas pur), Anca, Dharmawan, Adi Adm, Mbah Budi, Wahyu Kodomo, Abdul Haris, Ageng Halilintar, Abol, Andi F, Dinda AP, Mitayani. 8. Saudara seiman Santri Jugo (SAJUGO) ; Fatoni, Arik, Jalu, Yanu dkk. 9. Saudara seiman Maiyatul Junun ; Safak, Kolena, Mas Edi, Pak Topa, Pak huda, Arga Iprit, Hilmi cemet, Rofiq dkk. 10. Dan semua pihak yang tidak dapat penulis sebut satu persatu yang telah membantu dalam penyelesaian penulisan naskah tugas akhir ini. Terima kasih atas bimbingan, bantuan, saran, dan petunjuk serta masukan yang diberikan sehingga tugas akhir ini dapat diselesaikan. Akhir kata penulis berharap tugas akhir ini dapat bermanfaat dan menambah pengetahuan yang luas bagi pembaca. Malang, 11 Oktober 2018 Asharul David Fahrizi iv

6 LEMBAR PERSEMBAHAN Karya sederhana ini kupersembahkan untuk sepasang malaikatku. Mereka, yang dalam sujud-sujud panjangnya berdoa untuk kebaikanku. Mereka yang bekerja keras siang malam demi membiayaiku. Mereka yang selalu mendengar keluh kesahku. Mereka yang begitu teristimewa dalam hidupku. Terima kasih bapak, terimakasih Ibu. Maaf, hingga detik ini belum bisa menjadi anak yang berbakti dan belum bisa membahagiakan kalian. Dan taklupa, kusampaikan terima kasih untuk keluarga Sipil UMM, keluarga kosan Bubuhan Gagah, saudara majelis Santri Jugo, saudara majelis Maiyatul Junun, dan tak terlupa kepada sampean yang pernah ngomong Mas, jangan lulus dulu. Tungguin aku! Biarkan, biarkanlah nama sampean terus mengabdi hingga aku paham bahwa sampean akan terus menjadi istimewa. Namun, aku pun paham bahwa suatu saat kita tidak bisa lagi saling melempar senyuman. Yang kita punya hanyalah kenangan, maka dengan kerendahan hati izinkan aku mengenang sampean. Terima kasih untuk semuanya. [Penulis] v

7 DAFTAR ISI LEMBAR PENGESAHAN... i SURAT PERNYATAAN... ii KATA PENGANTAR... iii LEMBAR PERSEMBAHAN... v ABSTRAK... vi ABSTRACT... vii DAFTAR ISI... viii DAFTAR TABEL... xi DAFTAR GAMBAR... xiii DAFTAR LAMPIRAN... xvi BAB 1 PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Masalah Manfaat Penulisan... 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Umum Pembebanan Beban Hidup Beban Mati Beban Berfaktor Beban Gempa (E) Beton Pracetak (Precast) viii

8 2.3.1 Sistem Komponen Beton Pracetak (Precast) Jenis Sambungan Komponen Beton Pracetak Pelat Beton Pracetak (Precast Slab) Pelat Berongga (Hollow Core Slab) Sistem Sambungan Pada Plat Hollow Core Konsep Perencanaan HCS Konsep Dasar Prategang Kehilangan Gaya Prategang Kontrol Tegangan Perencanaan Balok Perencanaan Kolom BAB III METODOLOGI Lokasi Perencanaan Pengumpulan Data Data Perencanaan Diagram Alur BAB IV PERENCANAAN DAN PEMBAHASAN Pendimensian Awal Dimensi Balok Dimensi Kolom Dimensi Plat Hollow Pembebanan Pembebanan pada plat Pembebanan pada Balok Perencanaan Plat (Hollow Core Slab) ix

9 4.3.1 Desain awal HCS Perhitungan Spesifikasi Penampang Perhitungan Gaya-gaya Yang Bekerja Pada Plat HCS Perencanaan Kawat Prategang Perhitungan Gaya Kehilangan Prategang Kontrol Tegangan Kontrol Kuat Lentur Kontrol Lendutan Perencanaan Tulangan Tumpuan Plat HCS Perencanaan Plat Konvensional Kantilever Perhitungan beban gempa Perhitungan Berat Bangunan Analisis Gaya Lateral Ekivalen Distribusi Beban Gempa Pada Struktur Bangunan Pemodelan dan Analisis Portal Kontrol Simpangan Drift Perencanaan Balok Perencanaan Kolom Perencanaan Dinidng Geser (ShearWall) Perhitungan Mekanika Dinding Geser Perhitungan Penulangan Dinding Geser BAB V KESIMPULAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN... x

10 DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Faktor reduksi kekuatan... 5 Tabel 2.2 Kategori resiko gempa... 6 Tabel 2.3 Faktor keutamaan gempa... 9 Tabel 2.4 Definisi kelas situs... 9 Tabel 2.5 Koefisen situs Tabel 2.6 Nilai parameter periode pendekatan Ct dan x Tabel 2.7 Tipe kabel prategang Tabel 2.8 Harga C Tabel 2.9 Faktor panjang efektif kolom Tabel 4.1 Perhitungan titik berat penampang Tabel 4.2 Perhitungan momen inersia penampang Tabel 4.3 Rekapitulasi berat bangunan Tabel 4.4 Koefisien situs, Fa Tabel 4.5 Koefisien situs, Fv Tabel 4.6 kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan pada periode pendek Tabel 4.7 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan pada periode 1 detik Tabel 4.8 Prosedur analisis yang boleh digunakan Tabel 4.9 Faktor R, Ω 0 dan C d untuk sistem penahan gaya gempa Tabel 4.10 Gaya gempa lateral tiap tingkat (F) Tabel 4.11 Distribusi gaya gempa pada portal dan shearwall arah utama Tabel 4.12 Distribusi gaya gempa pada portal dan shearwall xi

11 arah non-utama Tabel 4.13 Simpangan antar lantai dan drift arah utama portal Tabel 4.14 Simpangan antar lantai dan drift arah non-utama portal Tabel 4.15 Hasil perhitungan balok induk melintang (eksterior) Tabel 4.16 Hasil perhitungan balok induk memanjang (eksterior) Tabel 4.17 Hasil perhitungan balok induk memanjang (interior) Tabel 4.18 Hasil perhitungan balok kantilever utama (eksterior) Tabel 4.19 Hasil perhitungan balok kantilever non-utama (eksterior) Tabel 4.20 Hasil perhitungan balok atap Tabel 4.21 Hasil perhitungan balok atap Tabel 4.22 Hasil perhitungan balok atap Tabel 4.23 Hasil perhitungan balok sloof Tabel 4.24 Hasil perhitungan balok sloof Tabel 4.25 Hasil perhitungan balok sloof Tabel 4.26 Hasil perhitungan kolom zona Tabel 4.27 Hasil perhitungan kolom zona Tabel 4.28 Hasil perhitungan kolom zona Tabel 4.29 Hasil perhitungan kolom zona Tabel 4.30 Rekapitulasi gaya yang bekerja pada dinding geser xii

12 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 S 1 Gempa maksimum yang dipertimbangkan risikotertarget Gambar 2.2 Ss Gempa maksimum yang dipertimbangkan risikotertarget Gambar 2.3 Spektrum respons desain Gambar 2.4 Simpangan izin dan penentuan simpangan antar lantai Gambar 2.5 Pelat prategang pracetak berlubang (hollow core slab) Gambar 2.6 Pelat pracetak tanpa lubang (solid slab) Gambar 2.7 Pelat prategang pracetak double tee dan single tee Gambar 2.8 Sambungan pelat hollow core slab (HCS) pada balok beton Gambar 2.9 Sambungan pelat hollow core slab (HCS) pada dinding beton Gambar 2.10 Sambungan pelat hollow core slab (HCS) pada Balok baja Gambar 2.11 Sambungan antara 2 pelat hollow core slab Gambar 2.12 Sambungan pelat hollow core slab (HCS) pada dinding sebelah luar dan dalam Gambar 2.13 Sambungan pelat hollow core slab (HCS) pada balok-kolom sebelah luar dan dalam Gambar 2.14 Sambungan pelat hollow core slab (HCS) pada Balok sebelah luar dan dalam Gambar 2.15 Distribusi tegangan sepanjang penampang beton Prategang konsentris xiii

13 Gambar 2.16 Distribusi tegangan sepanjang penampang beton Prategang eksentris Gambar 2.17 Balok beton dengan baja mutu tinggi Gambar 2.18 Balok prategang dengan tendon parabola Gambar 2.19 Nomogram untuk menentukan faktor panjang efektif (k) kolom Gambar 3.1 Peta lokasi studi perencanaan Gambar 3.2 Denah struktur (eksisting) Gambar 3.3 Denah struktur (rencana) Gambar 3.4 Portal memanjang Gambar 3.5 Portal melintang Gambar 4.1 Distribusi beban pelat pada balok Gambar 4.2 Penampang hollow core slab Gambar 4.3 Tumpuan saat servis Gambar 4.4 Diagram momen saat servis Gambar 4.5 Diagram tegangan saat transfer Gambar 4.6 Diagram tegangan saat pemasangan Gambar 4.7 Diagram tegangan saat servis Gambar 4.8 Denah plat konvensional kantilever Gambar 4.9 Diagram momen pelat kantilever Gambar 4.10 Peta gempa maksimum yang dipertimbangkan risiko Tertarger (McER) Gambar 4.11 S1 Peta gempa maksimum yang dipertimbangkan risiko Tertarget (McER) Gambar 4.12 Pemodelan 3D analisa struktur xiv

14 Gambar 4.13 Diagram momen balok Gambar 4.14 Diagram tegangan-regangan balok induk melintang tumpuan Gambar 4.15 Diagram tegangan-regangan balok induk melintang lapangan Gambar 4.16 Gaya geser balok Gambar 4.17 Kapasitas momen ujung-ujung balok Gambar 4.18 Gaya geser pada balok Gambar 4.19 Pembagian zona kolom per-lantai Gambar 4.20 Gaya pada kolom Gambar 4.21 Diagram regangan-tegangan kolom portal utama zona Gambar 4.22 Diagram interaksi kolom zona 1 interior Gambar 4.23 Detail pengekang kolom Gambar 4.24 Gaya yang bekerja pada dinding geser Gambar 4.25 Sketsa dinding geser xv

15 DAFTAR LAMPIRAN LAMPIRAN A LAMPIRAN B LAMPIRAN C LAMPIRAN D LAMPIRAN E Spesifikasi PC Wire StaadPro Plat Kantilever StaadPro Plat Kondisi Servis StaadPro Struktur Portal 3D Gambar Gambar 1. Tampak Barat Gambar 2. Tampak Selatan Gambar 3. Tampak Timur Gambar 4. Tampak Utara Gambar 5. Potongan A-A Gambar 6. Rencana Pondasi Gambar 7. Denah Kolom Lt.1 Gambar 8. Denah Kolom Lt. 2-6 Gambar 9. Denah Kolom Lt 7 Gambar 10. Denah Kolom Lt.Atap Gambar 11. Pembalokan Sloof Gambar 12. Pembalokan Lt. 2-6 Gambar 13. Pembalokan Lt. 7 Gambar 14. Pembalokan Lt. Atap Gambar 15. Pembalokan Elv. 32,5m Gambar 16. Denah Plat Lt. 2-6 Gambar 17. Denah Plat Lt. 7 Gambar 18. Denah Plat Lt. Atap Gambar 19. Denah Plat Elv. 32,5 m xvi

16 Gambar 20. Rencana Penulangan Konvensional Gambar 21. Rencana Penulangan Wiremesh Topping Gambar 22. Rencana Penulangan Shearwall Gambar 23. Detail Pondasi C Gambar 24. Detail Pondasi Gambar 25. Detail Penulangan Sloof & Balok Gambar 26. Detail Penulangan Balok & Kolom Gambar 27. Detail Rencana Hollow Core Slab Gambar 28. Detail Kuda-kuda Atap xvii

17 DAFTAR PUSTAKA SNI , 2012, Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung, Badan Standar Nasional Indonesia, Jakarta. SNI , 2013, Beban Minimum Untuk Perencanaan Gedung dan Struktur Lain, Badan Standar Nasional Indonesia, Jakarta. SNI 7833:2012, 2012, Tata Cara Perencanaan Beton Pracetak dan Beton Prategang Untuk Bangunan Gedung, Badan Standar Nasional Indonesia, Jakarta. SNI , 2013, Persyaratan Beton Struktural Untuk Bangunan Gedung, Badan Standar Nasional Indonesia, Jakarta. Direktorat Penyelidikan Masalah Bangunan, 1983, Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983, Penerbit Cetakan Kedua Offset, , Bandung. Setiawan, A., 2016, Perancangan Struktur Beton Bertulang Berdasarkan SNI 2847:2013, Penerbit Erlangga, Jakarta. Lin, T.Y., dan Burns, N.H., Desain Struktur Beton Prategang Jilid 1, Penerbit Erlangga, Jakarta,