ANALISA PERBANDINGAN PELAT HOLLOW PRACETAK (HOLLOW CORE SLAB)TERHADAP PELAT KONVENSIONAL DENGAN BEBAN HIDUP YANG VARIATIF

Transkripsi

1 ANALISA PERBANDINGAN PELAT HOLLOW PRACETAK (HOLLOW CORE SLAB)TERHADAP PELAT KONVENSIONAL DENGAN BEBAN HIDUP YANG VARIATIF TUGAS AKHIR Diajukan untuk Melengkapi tugas-tugas dan Memenuhi Syarat untuk Menempuh Ujian Sidang Sarjana Teknik Sipil Disusun oleh : REBEKKA ROSALIA SILALAHI DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014

2 Lembar Persembahan Υντυκ σετιαπ πενψερτααν Τυηαν δαλαµ ηιδυπκυ... Υντυκ σετιαπ βερκατ, καρυνια Νψα βαγικυ δαν κελυαργακυ... Υντυκ σετιαπ κεκυαταν ψανγ ια βερικαν βαγικυ δαν βαγι σεµυα ορανγ δισεκιταρκυ υντυκ µεµβυατ ηιδυπ λεβιη βεραρτι... Aku mau bersyukur kepada-mu Diantara bangsa-bangsa, ya Tuhan, Dan aku mau bermazmur bagi-mu diantara suku-suku bangsa; sebab kasih Mu besar mengatasi langit, dan setia Mu sampai ke awan-awan (Mazmur 108 : 4 5)

3 ABSTRAK Seiring perkembangan teknologi konstruksi, penggunaan elemen pracetak pada bangunan sudah mulai dipertimbangkan. Salah satu elemen struktur itu adalah pelat. Penggunaan pelat pracetak dibandingkan dengan pelat konvensional akan menguntungkan secara ekonomi, waktu, dan tenaga kerja. Pada tugas akhir ini penulis membandingkan seberapa besar efektifitas pelat pracetak hollow core slab dibandingkan dengan pelat konvensional, dengan desain pelat one way slab untuk pelat hollow core slab dan two way slab untuk pelat konvensional. Dasar-dasar perencanaan dan metode-metode yang digunakan dalam perhitungan disusun berdasarkan buku-buku referensi penulis. Perhitungan mekanika teknik momen dan lendutan one way slab menggunakan metode Hirschfeld dan metode pelat silindris (Thimosenko). Sementara pada pelat two way slab menggunakan metode Hirschfeld dan metode Stiglat/Wippel, dimana momen dan lendutan paling efisien digunakan untuk merencakan tulangan pelat konvensional. Untuk perencanaan pelat hollow core slab, desain pelat ditentukan oleh penulis, kemudian dihitung gaya prategang yang terjadi terhadap beban hidup yang variatif dan didapat diameter dan jumlah strand yang digunakan untuk kemudian dikontrol terhadap tegangan yang diizinkan. Kehilangan, lawan lendut dan lendutan ikut dihitung dalam perencaan. Pada tugas akhir ini akan terlihat bagaimana efektifitas penggunaan pelat hollow core slab terhadap pelat konvensional dengan beban hidup yang variatif. Bagaimana desain pelat yang ekonomis akan terlihat dan diharapkan menjadi alternatif penggunaan pelat pracetak pada konstruksi bangunan. Kata kunci : one way slab, two way slab

4 KATA PENGANTAR Puji, syukur dan sembah kepada Tuhan Yesus Kristus yang telah memberkati dan menyertai penulis sehingga tugas akhir ini dapat selesai dengan baik. Tugas Akhir ini merupakan syarat untuk mencapai gelar sarjana Teknik Sipil bidang struktur Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, dengan judul ANALISA PERBANDINGAN PELAT HOLLOW PRACETAK (HOLLOW CORE SLAB) TERHADAP PELAT KONVENSIONAL DENGAN BEBAN HIDUP YANG VARIATIF. Tugas akhir ini merupakan studi untuk mengetahui perencanaan dan efisiensi antara pelat konvensional dengan pelat pracetak hollow. Tugas akhir ini dapat disusun berkat adanya bimbingan dan kerjasama beberapa dosen maupun mahasiswa Departemen Teknik Sipil,. Disamping itu penulis juga mencari literature untuk mendukung penyelasaian tugas akhir ini. Penulis menyadari bahwa penyelesaian tugas akhir ini tidak terlepas dari dukungan, bantuan dan dorongan serta bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan ucapan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada banyak pihak. Pertama-tama terimakasih penulis sampaikan kepada kedua orangtua penulis yang sangat penulis cintai dan banggakan, Bapak Justin Silalahi dan Ibu Dameria Sidabutar atas doa-doa yang dipanjatkan kepada putri tercintanya. penting yaitu : Penulis juga menyampaikan terimakasih banyak kepada pihak-pihak yang berperan

5 1. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan selaku Ketua Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, sekaligus dosen pembimbing yang telah memberikan dukungan, masukan, bimbingan, waktu, serta tenaga serta pikiran dalam membantu penulis menyelesaikan tugas akhir ini. 2. Bapak Ir. Syahrizal, M.Sc selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, 3. Bapak Ir. Besman Surbakti, MT dan Bapak Ir. Torang Sitorus, MT selaku dosen pembanding dan penguji 4. Bapak / Ibu staf pengajar Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara 5. Seluruh pegawai administrasi yang telah memberikan bantuannya kepada penulis 6. Saudara-saudara penulis, Kak Riama Silalahi, Bang Sijabat, Kak Risda Silalahi, Bang Manik Sikettang, Bang Roiman Silalahi, Kak Frisca Siregar, Kak Rumata Silalahi, Bang Siahaan, Kak Rut Silalahi, Bang Damanik, Kak Raphita Silalahi, Bang Harianja, serta keponakan-keponakan penulis Enjes, Edu, Bionita, Thania, Jonathan, Lemuel, Griselda, Evelyn dan Laura yang telah memberikan dorongan, motivasi, doa dan bantuan materil kepada penulis 7. Rekan, sahabat-sahabat dan saudara yang setia mendukung, membantu, memberikan masukan dan informasi, memotivasi dan menghibur, menjalani suka-duka, pahit-manis masa perkuliahan : Badia Sihite, Hopnagel Sinaga, Tohap Pakpahan, Elwis Sitorus, Grandson Tumorang, Boby Hutapea, Fander Simanjuntak, Festus Simbolon, Henry Beteholi, Rizky Siagian, Fransiscus Pinem, Dila Marpaung, Mardi Banurea, Mangasi Sinaga, Welman Tambunan, Andre Manurung, serta seluruh rekan-rekan Keluarga Besar Teknik Sipil 2010, abang dan kakak 2007 dan adik-adik 2013 Universitas Sumatera Utara.

6 8. Rekan-rekan di Paguyuban Karya Salemba Empat USU, Margaret, Saryanta, Dany, Bang Laung, Dek Santo dan semua abang, kakak, dan adik-adik penggiat sharing, networking and developing 9. Sahabat-sahabat penulis semasa SMA yang juga selalu mendukung dan mendorong penulis, Jenni Sinaga, Sofina Harahap, Theresia Pasaribu, Elsa Sembiring, Tiara Batubara, Melinda Siahaan, Lia Purba, Enny Manalu, Ikhwan Zulmi 10. Seluruh rekan-rekan yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu atas dukungan dan batuannya yang baik kepada penulis Walaupun dalam menyusun tugas akhir ini penulis telah berusaha untuk mengkaji dan menyampaikan materi secara sistematis dan terstruktur, penulis menyadari tugas akhir ini masih jauh dari sempurna. Untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritikan yang membangun dari pembaca demi perbaikan di masa yang akan dating. Akhir kata, penulis mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya dan semoga tugas akhir ini bermanfaat bagi pembaca. Medan, Oktober 2014 Rebekka Rosalia Silalahi Penulis

7 DAFTAR ISI LEMBARPERSEMBAHAN... i ABSTRAK ii KATA PENGANTAR. iii DAFTAR ISI vi DAFTAR GAMBAR DAFTAR GRAFIK DAFTAR TABEL ix xi...xii BAB I PENDAHULUAN I.1 Umum 1 I.2 Rumusan Masalah 6 I. 3 Tujuan 6 I. 4 Batasan Masalah 7 I. 5 Metode Penelitian...8 BAB II TINJAUAN PUSTAKA II.1 Umum 9 II. 2 Material Beton Prategang II Beton...11 II Baja Prategang II. 3 Prinsip Dasar Prategang II. 4 Sistem Pemberian Prategang II. 5 Sistem Hollow Core Slab II. 5.1 Metode Pembuatan 17 II. 5.2 Material Pembentuk Hollow Core Slab II. 5.3 Jenis-Jenis Hollow Core Slab II. 5.4 Keuntungan Penggunaan Hollow Core Slab.24 II. 6 Perencanaan Hollow Core Slab

8 II. 6.1 Perencanaan Lentur.26 II. 6.2 Kehilangan Prategang II. 6.3 Tegangan saat Transfer II. 6.4 Tegangan Beban Layan II. 6.5 Lawan Lendut (Camber) dan Lendutan (Deflection) 31 II. 7 Teori Pelat II. 7.1 Teori Hirschfeld..33 II. 7.2 Teori Pelat Silindris (Thimosenko)..35 II. 7.3 Metode Stiglat/Wippel II. 8 Lendutan pada Pelat Beton Bertulang..43 BAB III METODE ANALISA III. 1 Data Desain dan Geometri II. 1.1 Pelat Konvensional II. 1.2 Pelat Pracetak Hollow Core Slab..48 III. 2 Data Pembebanan III. 3 Perhitungan Tebal Pelat III. 4 Menghitung Momen-Momen Pelat Konvensioanl Dua Arah dan Pracetak Satu Arah III. 4.1 Metode Hirschfeld III. 4.2 Metode Stiglat/Wippel.51 III Pelat Silindris (Thimosenko).51 III. 5 Menghitung Lendutan III. 5.1 Metode Hirschfeld III. 5.2 Metode Stiglat/Wippel III Pelat Silindris (Thimosenko)...52

9 III. 6 Penulangan Pelat Konvensional.53 III. 7 Mengitung Momen.56 III. 8 Hitung dan Kontrol Tegangan..56 III. 9 Menghitung Kehilangan (Losses)...57 III. 10 Kontrol Lawan Lendut dan Lendutan.. 58 BAB IV APLIKASI IV. 1 Perhitungan Momen dan Lendutan 59 IV. 2 Penulangan Pelat Konvensional..69 IV. 3 Perencanaan Pelat Hollow Core Slab..77 IV. 4 Analisa Harga Bahan..100 IV. 5 Diskusi..106 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN V. 1 Kesimpulan.136 V. 2 Saran.137 DAFTAR PUSTAKA.xiii

10 DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 Skema two way slab 4 Gambar 2.1 Kebutuhan prinsipil beton yang baik 11 Gambar 2.2 Tendon konsentris, hanya prategang 14 Gambar 2.3 Tendon konsentris, berat sendiri ditambahkan 14 Gambar 2.4 Tendon eksentris, hanya prategang 14 Gambar 2.5 Tendon eksentris, berat sendiri ditambahkan 14 Gambar 2.6 Proses pembuatan beton prategang pratarik 16 Gambar 2.7 Proses pembuatan beton prategang pascatarik 17 Gambar 2.8 Persamaan lendutan dengan berbagai perletakan 35 Gambar 2.9 Tegangan pada pelat 36 Gambar 3.1 Ilustrasi portal gedung 44 Gambar 3.2 Desain denah pelat rencana 45 Gambar 3.3 Potongan A-A 45 Gambar 3.4 Diagram alir perencanaan pelat konvensional 49 Gambar 3.5 Diagram alir perencanaan pelat hollow core slab 55 Gambar 3.6 Diagram tegangan prategang penampang 56 Gambar 4.1 Segmen pelat dua arah konvensional 59 Gambar 4.2 Segmen pelat satu arah pracetak hollow core slab 60 Gambar 4.3 Potongan A-A, desain rencana hollow core slab 60 Gambar 4.4 Penulangan pelat konvensional beban hidup 125 Kg/m 2 70 Gambar 4.5 Penulangan pelat konvensional beban hidup 250 Kg/m 2 72

11 Gambar 4.6 Penulangan pelat konvensional beban hidup 400 Kg/m 2 74 Gambar 4.7 Penulangan pelat konvensional beban hidup 500 Kg/m2 76 Gambar 4.8 (a) Detail A, (b) Detail B, (c) Detail C portal gedung pelat pracetak 77 Gambar 4.9 Jumlah dan letak strand pelat hollow beban hidup 125 Kg/m 2 (Pro. RS 01) 84 Gambar 4.10 Jumlah dan letak strand pelat hollow beban hidup 250 Kg/m 2 (Pro. RS 02) 89 Gambar 4.11 Jumlah dan letak strand pelat hollow beban hidup 400 Kg/m 2 (Pro. RS 03) 94 Gambar 4.12 Jumlah dan letak strand pelat hollow beban hidup 500 Kg/m 2 (Pro. RS 04) 99 Gambar 4.13 Denah dan penamaan pelat 108 Gambar 4.14 Denah pemodelan pembebanan lapangan 131

12 DAFTAR GRAFIK Grafik 2.1 Mencari nilai u (Thimosenko, 1992) 39 Grafik 2.2 Mencari nilai f 0 (u) dan ѱ 0 (u) 40 Grafik 4.1 Momen arah x di tumpuan pelat konvensional 65 Grafik 4.2 Momen arah x di lapangan pelat konvensional 65 Grafik 4.3 Momen arah y di tumpuan pelat konvensional 66 Grafik 4.4 Momen arah y di lapangan pelat konvensional 66 Grafik 4.5 Momen pelat pracetak hollow core slab satu arah 67 Grafik 4.6 Momen pelat pracetak hollow core slab satu arah dengan pelat konvensional dua arah 67 Grafik 4.7 Lendutan pelat konvensional dua arah 68 Grafik 4.8 Lendutan pelat pracetak satu arah 68 Grafik 4.9 Lendutan pelat pracetak satu arah dengan pelat konvensional dua arah 68

13 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Kawat-Kawat untuk Beton Prategang 12 Tabel 2.2 Strand Standar Tujuh Kawat untuk Beton Prategang 13 Tabel 2.3 Sistem Hollow Core 24 Tabel 2.4 Nilai K re dan J untuk Tiap Jenis Tendon 30 Tabel 2.5 Nilai C 30 Tabel 2. 6 Faktor Pengali Lawan Lendut dan Lendutan 32 Tabel 2.7. Batas lendutan maksimum 33 Tabel 2.8 Nilai K Berdasarkan Tumpuan Pelat 34 Tabel 2. 9 Nilai α xf, α yf, α xs, dan α xs pada berbagai kondisi perletakan 41 Tabel 2.10 Koefisien lendutan metode Stiglat/Wippel 42 Tabel 4. 1 Perhitungan momen dan lendutan pelat konvensional dan pracetak 61 Tabel 4. 2 Penulangan pelat konvensional dengan beban hidup 125 Kg/m 2 69 Tabel 4. 3 Penulangan pelat konvensional dengan beban hidup 250 Kg/m 2 71 Tabel 4. 4 Penulangan pelat konvensional dengan beban hidup 400 Kg/m 2 73 Tabel 4. 5 Penulangan pelat konvensional dengan beban hidup 500 Kg/m 2 75 Tabel 4. 6 Perhitungan volume pelat konvensional dan pracetak hollow core slab 100 Tabel 4. 7 Daftar harga satuan bahan 105 Tabel 4. 8 Analisa harga bahan pelat konvensional dan pracetak hollow core slab 105 Tabel 4. 9 Perhitungan momen tumpuan pelat dengan berbagai kombinasi pembebanan papan catur 109 Tabel Momen lapangan yang terjadi dihitung dengan sistem pembebanan papan catur 132