STUDI PERENCANAAN STRUKTUR ATAS GEDUNG GATEWAY PARK SENAYAN DENGAN KONSTRUKSI BAJA KOMPOSIT MENGGUNAKAN METODE LRFD. Tugas Akhir

Transkripsi

1 STUDI PERENCANAAN STRUKTUR ATAS GEDUNG GATEWAY PARK SENAYAN DENGAN KONSTRUKSI BAJA KOMPOSIT MENGGUNAKAN METODE LRFD Tugas Akhir Diajukan Kepada Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah malang Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan akademik Dalam Menyelesaikan Program Sarjana Teknik Disusun oleh: YUDA TARA KWARTANTO JURUSAN TEKKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2016 i

2 LEMBAR PENGESAHAN Judul Nama : STUDI PERENCANAAN STRUKTUR ATAS GEDUNG GATEWAY PARK SENAYAN DENGAN KONSTRUKSI BAJA KOMPOSIT MENGGUNAKAN METODE LRFD : YUDA TARA KWARTANTO NIM : Telah diuji pada hari Selasa, tanggal 19 Januari 2016 oleh Tim Penguji 1. Ir. Rofikatul Karimah, MT. Dosen Penguji I : Moh Abduh, ST, MT. Dosen Penguji II :... Dosen Pembimbing I Disetujui : Dosen Pembimbing II Ir. Yunan Rusdianto, MT. Ir. Lukito Prasetyo, MT. Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Sipil Ir. Rofikatul Karimah, MT. ii

3 SURAT PERNYATAAN Yang bertanda tangan dibawah ini : Nama : Yuda Tara Kwartanto NIM : Jurusan : Teknik Sipil Fakultas : Teknik UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG Dengan ini menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa : Tugas akhir dengan judul : STUDI PERENCANAAN STRUKTUR ATAS GEDUNG GATEWAY PARK SENAYAN DENGAN KONSTRUKSI BAJA KOMPOSIT MENGGUNAKAN METODE LRFD adalah hasil karya sendiri, dan dalam naskah ini tidak terdapat karya ilmiah yang pernah diajukan orang lain untuk memperoleh gelar akademik di suatu perguruan tinggi dan tidak terdapat karya orang lain, baik sebagian atau keseluruhan, kecuali yang secara tertulis dikutip dalam naskah ini dan disebutkan dalam sumber kutipan atau daftar pustaka. Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya untuk dipergunakan sebagaimana mestinya dan apabila pernyataan ini tidak benar maka saya bersedia mendapat sanksi akademis. Malang, 27 Januari 2016 Yang menyatakan Yuda Tara Kwartanto iii

4 LEMBAR PERSEMBAHAN Puji syukur kehadirat Allah SWT. Tuhan penguasa alam semesta yang telah memberikan kenikmatan kepada seluruh hamba-nya. Sholawat dan salam tetap tercurahkan kepada junjungan Nabi Besar kita, Nabi Muhammad Saw. Yang telah membimbing para umatnya menuju jalan yang diridhoi Allah SWT. Dan tak lupa saya persembahkan Karya Ilmiah ini kepada : 1. Papa dan Mama yang paling saya hormati dan saya sayangi, atas segala do a yang tulus ikhlas serta motivasi yang tak ada hentinya sehingga yuda dapat menyelesaikan tugas akhir ini dan juga mendapatkan gelar Strata Saudara kandung saya mas win, mbak emma, mbak meita, mas al, mas adit dan seluruh keluarga besar saya yang selalu memberikan motivasi dan doanya sehingga saya bisa menyelesaikan tugas akhir ini. 3. Sahabat yang selalu ada dari SMP sampai detik ini juga. (Ajeng, Gyat, Aris, Kindy, Fanny) Terima kasih atas segala dukungannya sehingga skripsi ini bisa selesai dengan baik. Tetap solid sampe tua nanti ya guys. 4. Sahabat sahabatku (Yupi, Nunu, Icut) terima kasih support dan doanya. See you on top guys!! 5. Teman teman dari Martia Bhakti (Fanio, Bangun, Edwin, Adi, Reggy, Handis, Anis, Septi, Pia, Eghie, Icha, Ida) Terima kasih doa dan motivasinya teman-teman. 6. Sahabat - sahabatku yang selalu ada Agus, Rizka, Aji, Elsya, Diza, Nevo, Faris, Azizah, Danny, Ardi, Arief, Pandi, Ririn, Esti, Penghuni kontrakan iv

5 joyogrand H-69. Dan seluruh teman-teman Teknik Sipil Terima kasih atas dukungannya. Tetap semangat guys! 7. Keluarga besar Himpunan Mahasiswa Bekasi (HIMAKASI) Regional Malang (Radit, Rizal, Wichak, Bang Nanang, Acong, Ais, Dika, Nabil, Dita, Yasmin, Pare, Ryan, Adis, Bang Qoka, Irfan, Indah, Kiki, Riri, Ical, Dinda, Dll) terima kasih atas dukungannya, semoga HIMAKASI tetap JAYA. 8. Teman temanku KKN kelompok 34 (Ryan, Sugab, Ardi, Rini, Pache, Tyas, Hafid, Joko, dll) Terima kasih supportnya ya guys. Sampai ketemu full team di lain waktu. 9. Om dan Nte dari SSCI Regional Jawa Timur dan SSCI Nasional Indonesia. Terima kasih doa dan supportnya. Bravo for SSCI! KATA PENGANTAR v

6 Bismillaahirrohmaanirrahim Assalamu alaikum Wr. Wb. Alhamdulillahirobbill aalamiin, puji syukur kehadirat Allah SWT. yang telah memberikan limpahan nikmat keimanan, kesehatan, dan juga kesempatan kepada penulis sehingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan dengan baik, lancar dan tepat pada waktu nya. Shalawat dan salam semoga tetap tercurahkan kepada Nabi Besar Muhammad Saw. yang menuntun kita menuju jalan yang diridhoi-nya. Tugas akhir ini merupakan salah satu syarat yang harus ditempuh oleh mahasiswa Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Malang sebagai salah satu syarat mencapai derajat kesarjanaan. Selanjutnya ucapan terima kasih penulis sampaikan pula kepada : 1. Bapak Prof. Dr. Muhadjir Effendy, M.AP selaku Rektor Universitas Muhammadiyah Malang. 2. Bapak Ir. Sudarman, MT., selaku Dekan Fakultas Teknik. 3. Ibu Ir. Rofikatul Karimah, MT., selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil. 4. Bapak Ir. Yunan Rusdianto, MT., selaku dosen pembimbing I yang selalu sabar memberikan bimbingan, masukan dan arahan yang berarti dan meluangkan waktunya untuk membimbing penulis dan senantiasa dengan kesabaran memberi nasehat dan saran dalam bimbingan yang sangat berarti bagi penulis 5. Bapak Ir. Lukito Prasetyo, MT, selaku dosen pembimbing II yang selalu sabar memberikan bimbingan, masukan dan arahan yang berarti dan meluangkan waktunya untuk membimbing penulis. Dan vi

7 senantiasa dengan kesabaran memberi nasehat dan saran dalam bimbingan yang sangat berarti bagi penulis 6. Bapak Ir. Chairi Saleh, MT, selaku dosen wali yang selalu memberikan dukungan yang baik dan meluangkan waktunya untuk memberikan nasihat dan saran selama menempuh dunia perkuliahan. 7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Teknik Sipil yang dengan kesabarannya memberikasn ilmu pengetahuan sehingga penulis mampu menyelesaikan studi dan Tugas Akhir ini 8. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah membantu dalam menyelesaikan penulisan Tugas Akhir ini. Terima kasih atas bimbingan, saran dan petunjuk yang diberikan sehingga tugas akhir ini dapat diselesaikan sesuai dengan waktu yang diharapkan. Akhir kata Penyusun berharap agar tugas akhir ini dapat dijadikan bahan studi bagi siapa saja yang memerlukan dan bermanfaat bagi pembaca semua. Wassalamu alaikum Wr. Wb. Malang, 27 Januari 2016 DAFTAR ISI Penyusun HALAMAN JUDUL... i vii

8 LEMBAR PENGESAHAN... ii SURAT PERNYATAAN... iii LEMBAR PERSEMBAHAN... iv KATA PENGANTAR... vi ABSTRAK... viii ABSTRACT... ix DAFTAR ISI... x DAFTAR TABEL... xvii DAFTAR GAMBAR... xix BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Masalah Metode Pembahasan Manfaat Studi... 5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Umum Kriteria Pembebanan Gedung Faktor Resistensi dan Faktor Beban Struktur Komposit Tinjauan Umum Deck Baja Dasar dasar Desain Deck Baja viii

9 Momen Kapasitas Lentur Desain Tulangan Tumpuan Defleksi Deck Baja Sifat Mekanik Baja Balok Komposit Umum Sistem Pelaksanaan Pada Balok Komposit Lebar Efektif Kuat Lentur Balok Pra-Komposit Tegangan Pada Balok Komposit Sifat Sifat Penampang Komposit Kekuatan Batas Komposit Penuh Daerah Momen Positif Kekuatan Batas Komposit Penuh Daerah Momen Negatif Penghung Geser Kuat Rencana Penghubung Geser Pemasangan Penghubung Geser Lendutan Kolom Komposit Pendahuluan Batasan Pada Kolom Komposit Sambungan Baut Umum ix

10 Jenis Baut Tahanan Nominal Baut Tahanan Geser Baut Tahanan Tarik Baut Tahanan Tumpu Baut Penghubung Geser (Shear Connector) Pendahuluan Kuat Nominal Jarak Antar Penghubung Geser Gaya Lateral Berat Seismik Efektif Pengaruh Beban Gempa Pengaruh Beban Gempa Horisontal Pengaruh Beban Gempa Vertikal Periode Fundamnental Pendekatan Distribusi Vertikal Gaya Gempa Distribusi Horisontal Gaya Gempa BAB III METODE PERENCANAAN Pengumpulan Data BAB IV PERENCANAAN STRUKTUR Data Bahan Perencanaan Perencanaan Plat Atap Pendimensian Plat Atap Pembebanan Plat Atap x

11 4.2.3 Aplikasi Pembebanan Pada Plat Atap Distribusi Pembebanan Pada Plat Atap Tabel Hasil Momen Plat Perencanaan Momen Poitif Plat Atap Perencanaan Momen Negatif Plat Atap Perhitungan Tulangan Susut dan suhu pada plat atap Lendutan Pada Plat Atap Perencanaan Plat Lantai Pendimensian Plat Atap Pembebanan Plat Atap Aplikasi Pembebanan Pada Plat Lantai Distribusi Pembebanan Pada Plat Lantai Tabel Hasil Momen Plat Lantai Perencanaan Momen Poitif Plat Lantai Perencanaan Momen Negatif Plat Lantai Perhitungan Tulangan Susut dan suhu pada plat Lantai Lendutan Pada Plat Lantai Perhitungan Balok Anak Balok Anak Atap Pendimensian balok Anak Atap Pembebanan Pada Balok Anak Atap Momen Yang Terjadi Pada Balok Anak Perencanaan Balok Anak Pra- Komposit xi

12 Perencanaan Balok Anak Post- Komposit Balok Anak Lantai Pendimensian balok Anak Lantai Pembebanan Pada Balok Anak Lantai Momen Yang Terjadi Pada Balok Anak Perencanaan Balok Anak Pra- Komposit Perencanaan Balok Anak Post- Komposit Perhitungan Gaya Gempa Perhitungan Berat Gedung Sektor A Kategori Resiko Gempa Kategori Resiko Gempa Faktor Keutamaan Parameter Percepatan (Ss,S1) Klasifikasi Kelas Situ (SA,SB,SC,SD,SE dan SF Faktori Koefisien Parameter Percepatan Desain (SDS, SD1) Kategori Desain Seismic, KDS Periode Fundamental Pendekatan Faktor Koefisien Modifikasi Respons, Kuat Lebih System, Pembesaran Defleksi Koefisien Respons Seismik (Cs) dan Gaya Dasar Seismik (V) Distribusi Beban Gempa Pada Struktur Bangunan Tabel Distribusi Gaya Gempa xii

13 4.6 Perencanaan Dilatasi Fungsi Umum Dilatasi Perencanaan Dilatasi Sektor A dan Sektor B Perencanaan Dilatasi Sektor B dan Sektor C Perencanaan Balok Induk Memanjang Pembebanan Balok Induk Balok Induk Arah Memanjang (Portal A) Perhitungan Perencanaan Balok Induk Memanjang Perencanaan Pra-Komposit Perencanaan Post-Komposit Perencanaan Balok Induk Melintang Pembebanan Balok Induk Balok Induk Arah Melintang (Portal B) Perhitungan Perencanaan Balok Induk Melintang Perencanaan Pra-Komposit Perencanaan Post-Komposit Perencanaan Kolom Periksa Kelangsingan Penampang Kolom Periksa Kapasitas Aksial Kolom Periksa Kekuatan Penampang Kolom Periksa Kapasitas Geser Kolom Interaksi Aksian Tekan dan Momen Lentur Perencanaan Zona Panel Kolom Sambungan xiii

14 Sambungan antara Balok Induk Memanjang Dengan Kolom Sambungan antara Balok Induk Melintang Dengan Kolom Sambungan antara Balok Anak Melintang Dengan Balok Induk Melintang Sambungan Kolom dengan Kolom Perencanaan Base Plate & Anchor - Bolt BAB V PENUTUP DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN DATA DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Sifat sifat mekanis baja struktural Tabel 2.2 Nilai batasan kelangsingan untuk penampang WF xiv

15 Tabel 2.3 Daftar shear connector yang biasa digunakan...38 Tabel 2.4 Tipe-Tipe Baut Tabel 2.5 Nilai Parameter Periode Pendekatan Ctdan x Tabel 2.6 Kelas Situs Tabel 2.7 Koefisien Situs Tabel 2.8 Faktor R, Cd, Ω0 Untuk sistem penahan gaya gempa (lanjutan) Tabel 2.9 Nilai Parameter Periode Pendekatan Ct dan x Tabel 4.1 Tabel Hasil Momen Plat Tabel 4.2 Tabel Hasil Momen Plat Lantai Tabel 4.3 momen akibat beban pra-komposit Tabel 4.4 momen akibat beban hidup post-komposit...90 Tabel 4.5 momen akibat beban pra-komposit Tabel 4.6 momen akibat beban hidup post-komposit Tabel 4.7 Perhitungan Berat Gedung Tabel 4.8 Perhitungan Berat Gedung Tabel 4.9 Perhitungan Berat Gedung Tabel 4.10 Perhitungan Berat Gedung Tabel 4.11 Perhitungan Berat Gedung Tabel 4.12 berat total bangunan Tabel 4.13 Klasifikasi situs Tabel 4.14 koefisien situs, Fa Tabel 4.15 koefisien situs, Fv Tabel 4.16 kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan pada periode pendek xv

16 Tabel 4.17 Faktor kategori desain seismik berdasarkna parameter respons percepatan pada perioda 1 detik Tabel 4.18 nilai parameter perioda pendekatan Ct, dan x Tabel 4.19 koefisien untuk batas atas pada perioda yang dihitung Tabel 4.20 Faktor Koefisien Modifikasi Respons Tabel 4.21 Distribusi Gaya Gempa Tabel 4.22 hasil lendutan Tabel 4.23 Simpangan antar lantai ijin a Tabel 4.24 Nilai momen pada balok induk pra - komposit Tabel 4.25 Nilai momen pada balok induk post - komposit Tabel 4.26 Nilai momen pada balok induk pra - komposit Tabel 4.27 Nilai momen pada balok induk post - komposit Tabel 4.28 Momen pada Kolom Tabel 4.29 Gaya gaya yang bekerja pada kolom Tabel 4.30 Gaya - gaya yang bekerja pada kolom DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Berbagai Jenis Baja Beton Komposit Gambar 2.2 Persyaratan Untuk Deck Baja Bergelombang xvi

17 Gambar 2.3 Diagram Gaya Komposit Plat Gambar 2.4 Penampang Komposit Plat Gambar 2.5 Penampang Komposit Plat Gambar 2.6 hubungan tegangan regangan typical. (sumber, salmon & johnson,steel structures design behavior) Gambar 2.7 Perbandinngan antara balok komposit dan non komposit (Salmon, 1992 :578) Gambar 2.8 Lebar Efektif Balok Komposit Gambar 2.9 Diagram tegangan dan regangan pada balok komposit dengan luas penampang pelat beton yang telah ditranformasikan Gambar 2.10 Diagram tegangan dengan sumbu plastis jatuh pada pelat beton Gambar 2.11 Diagram tegangan dengan sumbu plastis jatuh pada profil baja 35 Gambar 2.12 Macam-macam penghubung geser...38 Gambar 2.13 Balok Statis Tak Tentu Dengan Beban Merata Gambar 2.14 Balok Statis Tak Tentu Dengan Beban Terpusat Gambar 2.15 Balok Statis Tak Tentu Dengan Beban Merata Gambar 2.16 Balok Statis Tak Tentu Dengan Beban Terpusat Gambar 2.17 Kolom komposit Gambar 2.18 Tata Letak Baut Gambar 2.19 Efek penghubung geser pada tegangan lentur dan geser Gambar 2.20 Spektrum respons Desain Gambar 4.1 Upper Ground Gambar 4.2 Mezzanine Floor xvii

18 Gambar 4.3 Roof Floor Gambar 4.4 Detail Properti floor deck Gambar 4.5 Denah Pembalokan Gambar 4.6 Perencanaan Floor Deck Gambar 4.7 Pembebanan Plat Atap Gambar 4.8 Momen akibat beban ultimate plat atap Gambar 4.9 Diagram Tegangan Regangan Gambar 4.10 Floor deck Gambar 4.11 Detail Properti floor deck Gambar 4.12 Denah Pembalokan Gambar 4.13 Perencanaan Floor Deck Gambar 4.14 Pembebanan Plat lantai Gambar 4.15 Momen akibat beban ultimate plat lantai Gambar 4.16 Diagram Tegangan Regangan Gambar 4.17 Floor deck Gambar 4.18 Profil baja yang digunakan Gambar 4.19 Denah pembebanan balok anak atap Gambar 4.20 pembebanan balok atap pra-komposit Gambar 4.21 pembebanan balok atap post-komposit Gambar 4.22 momen akibat beban pra-komposit Gambar 4.23 momen akibat beban hidup post-komposit Gambar 4.24 Diagram tegangan balok pra-komposit Gambar 4.25 Penampang balok komposit pada daerah tumpuan Gambar 4.26 Diagram tegangan regangan balok komposit (Tumpuan) xviii

19 Gambar 4.27 Diagram tegangan regangan balok komposit (Lapangan) Gambar 4.28 Detail penempatan stud melintang pada balok anak Gambar 4.29 momen Detail penempatan stud memanjang pada balok anak.. 97 Gambar 4.30 Hasil perhitungan lendutan staad pro pada balok pra-komposit 97 Gambar 4.31 Hasil perhitungan lendutan staad pro pada balok post-komposit Gambar 4.32 Profil baja yang digunakan Gambar 4.33 Denah pembebanan balok anak atap Gambar 4.34 pembebanan balok atap pra-komposit Gambar 4.35 pembebanan balok atap post-komposit Gambar 4.36 momen akibat beban pra-komposit Gambar 4.37 momen akibat beban hidup post-komposit Gambar 4.38 Diagram tegangan balok pra-komposit Gambar 4.39 Penampang balok komposit pada daerah tumpuan Gambar 4.40 Diagram tegangan regangan balok komposit (Tumpuan) Gambar 4.41 Diagram tegangan regangan balok komposit (Lapangan) Gambar 4.42 Detail penempatan stud melintang pada balok anak Gambar 4.43 Detail penempatan stud memanjang pada balok anak Gambar 4.44 Hasil perhitungan lendutan staad pro pada balok pra-komposit 109 Gambar 4.45 Hasil perhitungan lendutan staad pro pada balok post-komposit Gambar 4.46 Gempa maksimum yang dipertimbangkan rata-rata geometrik Gambar 4.47 Koefisien risiko terpetakan, periode spektral 0.2 detik xix

20 Gambar 4.48 Hasil lendutan pada gedung sektor Gambar 4.49 Denah dilatasi gateway park senayan Gambar 4.50 Profil baja wide flange balok induk melintang Gambar 4.51 Distribusi beban balok anak lantai Gambar 4.52 Pembebanan balok induk Gambar 4.53 Diagram tegangan balok pra-komposit Gambar 4.54 Penampang balok komposit pada daerah tumpuan Gambar 4.55 Diagram regangan tegangan balok komposit akibat momen negatif Gambar 4.56 Detail Diagram regangan tegangan balok komposit akibat momen positif Gambar 4.57 Detail penempatan stud melintang pada balok induk (mm) Gambar 4.58 Detail penempatan stud memanjang pada balok induk (mm) Gambar 4.59 Hasil perhitungan lendutan staad pro pada balok pra-komposit Gambar 4.60 Hasil perhitungan lendutan staad pro pada balok post-komposit Gambar 4.61 Profil baja wide flange balok induk melintang Gambar 4.62 Distribusi beban balok anak lantai Gambar 4.63 Pembebanan balok induk Gambar 4.64 Diagram tegangan balok pra-komposit Gambar 4.65 Penampang balok komposit pada daerah tumpuan Gambar 4.66 Diagram regangan tegangan balok komposit akibat momen negatif xx

21 Gambar 4.67 Diagram regangan tegangan balok komposit akibat momen positif Gambar 4.68 Detail penempatan stud melintang pada balok induk (mm) Gambar 4.69 Detail penempatan stud memanjang pada balok induk (mm) Gambar 4.70 Hasil perhitungan lendutan staad pro pada balok pra-komposit Gambar 4.71 Hasil perhitungan lendutan staad pro pada balok post-komposit Gambar 4.73 Tampak Profil Kolom Gambar 4.74 Kapasitas Aksial Kolom Gambar 4.75 Detail Daerah Panel Zone Gambar 4.76 Sambungan antara balok induk memanjang dengan kolom Gambar 4.77 Sambungan antara balok induk melintang dengan kolom Gambar 4.78 Sambungan antara balok anak dan balok induk Gambar 4.79 diagram Momen dan Gaya Geser maksimum pada Kolom Gambar 4.80 Sambungan antara kolom dan kolom Gambar 4.81 Gaya - gaya yang bekerja pada kolom Gambar 4.82 Detail Pelat Kaki Kolom (Pot. A-A) xxi

22 DAFTAR PUSTAKA Fathur Rahman Rumatiga Perencanaan Ulang Gedung Rusunawa Blok A UMM Menggunakan Baja Komposit Dengan Metode LRFD Juwana, Jimmy S, Panduan Sistem Bangunan Tinggi. Erlangga : Jakarta Setiawan, Agus (2008), Perencanaan Struktur Baja dengan Metode LRFD. Erlangga : Jakarta. SNI Tata Cara Perencanaan Struktur Baja Untuk Bangunan Gedung. SNI Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Sturktur Bangunan Gedung dan Non Gedung SNI Beban Minimum Untuk Percangan Bangunan Gedung dan Struktur Lain. Prasetia Hermawan Perancangan ulang (Re-Design) Gedung Perkuliahan Terpadu Politeknik Negeri Malang (POLINEMA) Menggunakan Struktur Baja Komposit Di Zona 3 i