HALAMAN JUDUL PERANCANGAN STRUKTUR ATAS GEDUNG BETON BERTULANG SRPMK DENGAN BANTUAN PROGRAM ANALISIS STRUKTUR MIDAS TUGAS AKHIR - PS

Transkripsi

1 HALAMAN JUDUL TUGAS AKHIR - PS PERANCANGAN STRUKTUR ATAS GEDUNG BETON BERTULANG SRPMK DENGAN BANTUAN PROGRAM ANALISIS STRUKTUR MIDAS INAYATTULLOH NRP Dosen Pembimbing Tavio, ST, MT,Ph.D JURUSAN TEKNIK SIPIL Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2009

2 (Halaman ini sengaja dikosongkan) ii

3 FINAL PROJECT - PS DESIGN OF UPPER STRUCTURE SPECIAL MOMENT RESISTING FRAME REINFORCEMENT CONCRETE BUILDING USING MIDAS STRUCTURE ANALYSIS PROGRAM INAYATTULLOH NRP Supervisor Tavio, ST, MT,Ph.D DEPARTMENT OF CIVIL ENGINEERING Faculty of Civil Engineering and Planning Sepuluh Nopember Institure of Technology Surabaya 2009

4 (Halaman ini sengaja dikosongkan) iv

5 Perancangan Struktur Atas Gedung Beton Bertulang SRPMK Dengan Bantuan Program Analisis Struktur MIDAS TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik pada Bidang Studi Struktur Program Studi S-1 Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Oleh : INAYATTULLOH NRP Disetujui oleh Pembimbing Tugas Akhir : Tavio, ST, MT,Ph.D NIP SURABAYA JULI, 2009 HALAMAN PENGESAHAN

6 (Halaman ini sengaja dikosongkan) vi

7 PERANCANGAN STRUKTUR ATAS GEDUNG BETON BERTULANG SRPMK DENGAN BANTUAN PROGRAM ANALISIS STRUKTUR MIDAS Nama Mahasiswa : INAYATTULLOH NRP : Jurusan : Teknik Sipil FTSP-ITS Dosen Pembimbing : Tavio, ST, MT,Ph.DABSTRAK ABSTRAK Dewasa ini, pesatnya perkembangan teknologi berbasis komputer sangat membantu dalam perkembangan ilmu teknik sipil, terutama dalam penyelesaian analisis struktur. MIDAS (Modelling, Integrated Design & Analysis Software) merupakan salah satu software untuk analisis struktur. MIDAS saat ini masih jarang digunakan, karena masyarakat pada umumnya lebih memilih menggunakan software SAP 2000 atau ETABS. Tugas akhir ini dibuat dengan mengaplikasikan program MIDAS untuk menganalisis struktur pada perancangan Padang Office Tower yang menggunakan Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK). Perbandingan analisis antara hasil perhitungan yang didapat dari program MIDAS dengan program ETABS tidak jauh berbeda. Sehingga dapat disimpulkan bahwa software MIDAS ini layak dijadikan sebagai salah satu alternatif untuk membantu analisis struktur. Keyword : MIDAS, Software untuk analisis struktur, SRPMK vii

8 (Halaman ini sengaja dikosongkan) viii

9 DESIGN OF UPPER STRUCTURE SPECIAL MOMENT RESISTING FRAME REINFORCEMENT CONCRETE BUILDING USING MIDAS STRUCTURE ANALYSIS PROGRAM Student s Name : INAYATTULLOH NRP : Major of Department : Civil Engineering, FTSP-ITS Supervisor : Tavio, ST, MT,Ph.D ABSTRACT Nowadays, computer based technology has an important role in the developing of civil engineering science, especially in its role to solve the structure analysis problems. MIDAS (Modelling, Integrated Design & Analysis Software) is one kind of software which is use to solve the structure analysis problems. MIDAS is rarely used, in common, people use SAP 2000 or ETABS software. In this final project, MIDAS was used to analyze the design of Padang Office Tower structure with Special Resisting Momen Frame System (SRPMK). The comparison result between MIDAS software and ETABS software show that there is just a little difference between them. And so, we conclude that MIDAS is proper to use as an alternative software to solve the structure analysis problem. Keyword : MIDAS, Software for Analysis structure, SRPMK ix

10 (Halaman ini sengaja dikosongkan) x

11 KATA PENGANTAR Segala puji bagi Allah SWT atas segala rahmat, hidayat serta inayah yang selalu tercurah tiada henti-henti, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul Perancangan Struktur Atas Gedung Beton Bertulang SRPMK Dengan Bantuan Program Analisis Struktur MIDAS. Penyelesaian Tugas Akhir ini tidak lepas dari dukungan dan bantuan yang diberikan dengan tulus oleh banyak pihak. Oleh karena itu penulis merasa perlu untuk menyampaikan penghormatan dan rasa terima kasih kepada: 1. Bapak Tavio, ST, MT,Ph.D selaku dosen pembimbing atas bimbingan, kepercayaan dan motivasinya selama pengerjaan Tugas Akhir berjalan. 2. Bapak Bambang Piscesa ST. MT yang telah membantu mendownload program MIDAS-nya serta bimbingan bimbingan selama pengerjaan tugas akhir ini 3. Bapak Fachrul Ulum ST. dan Bapak Ir. Gatot atas informasi penggunaan program MIDAS serta tutorial yang telah diajarkan. 4. M. Rohman (S-47) yang telah membantu mendapatkan data-data tugas akhir yang dibutuhkan. 5. Bibi Dra. Aliya Bismielia dan Novita Dwi K. atas pinjaman laptop dan printer selama pengerjaan berlangsung. 6. Segenap dosen, staf pengajar dan karyawan TU yang telah memberikan segala ilmu, pengetahuan, bantuan dan kemudahan kepada penulis selama menjalani kuliah di Teknik Sipil ITS. Semoga Allah membalas amal dan kebaikan pihak-pihak yang telah penulis sebutkan di atas. xi

12 Penulis sadar akan banyaknya kekurangan dalam tugas akhir ini dan mengharapkan adanya kritik dan saran yang membangun guna menyempurnakan Tugas Akhir ini. Penulis berharap semoga Tugas Akhir ini dapat menjadi karya yang bermanfaat. Surabaya, Juli 2009 Penulis xii

13 LEMBAR PERSEMBAHAN Penulis ingin mempersebahkan ungkapan terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada mereka yang telah bejasa dalam membantu penulis baik secara langsung maupun tidak dalam menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul Perancangan Struktur Atas Gedung Beton Bertulang SRPMK Dengan Bantuan Program Analisis Struktur MIDAS ini, antara lain kepada : 1. Abi H. Hasannuddin dan Ibu Hj. Siti Aminah sebagai orang tua yang selalu sabar membimbing dan mendidik penulis juga doa serta dukungan yang tidak terhingga juga Keluarga Besar Baraya yang selalu memberikan dorongan kepada penulis untuk bisa jadi orang besar. 2. Kyai Munif Djazuli beserta keluarga besar PP. Queen Al Falah atas doa dan dukungan spiritual yang selama ini membantu penulis. 3. Bapak Ir. Musyanif (PT. PP Persero,S17), Ir. Firmansjah (PT. Jasa marga,s18), Ir. Agoes Widjanarko (PU,S17), Ir. Thaufiq Fachruddin (PT. Indo Energi Alam,S22) yang telah memberikan bimbingan-bimbingan untuk membuka wawasan penulis tentang arti sebuah kesuksesan, moga penulis bisa mengikuti jejak kesuksesan bapak-bapak semua. 4. Keluarga Family of 10 khususnya Andrik S., Ardiansyah Kasim, Novita, Naufal Gope, Irul, Reski, Erin, Luluk, Fauzi, Mario, untuk dorongan kepada penulis agar tetap semangat dalam mengerjakan TA juga ikatan kekeluargaan yang akan selalu terkenang. xiii

14 5. Keluarga S-48 atas ikatan persahabatan yang luar biasa, moga kita selalu kompak sampai kapanpun. 6. Teman-teman kos Gebang Kidul 40, khususnya Udin dan Adi S-50 untuk pinjaman komputer XP-nya. 7. Dan yang terakhir untuk neng dodol bawel yang telah memberikan pelajaran serta pengalaman hidup yang berharga. Semoga Allah SWT yang membalas jasa-jasa yang telah diberikan kepada penulis ini. Jazakallah. Surabaya, Juli 2009 Penulis xiv

15 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL...i HALAMAN PENGESAHAN...v ABSTRAK...vii KATA PENGANTAR...xi LEMBAR PERSEMBAHAN... xiii DAFTAR ISI...xv DAFTAR GAMBAR...xxi DAFTAR TABEL... xxiii BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Perumusan masalah Tujuan Batasan Masalah Manfaat Penulisan... 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Umum Dasar Teori Sistem Rangka Pemikul Momen ( SRPM ) Pemilihan Kriteria Desain Kombinasi Beban Berfaktor Wilayah Gempa ( WG ) Hubungan Wilayah Gempa dan Resiko Gempa Ketentuan Umum Syarat Pendetailan... 8 xv

16 2.3.5 Jenis Tanah Setempat Konfigurasi Struktur Gedung Perancangan Struktur Gedung Beban Gempa Pengaruh P Waktu Getar Alami Fundamental ( T 1 ) Distribusi Dari Beban Geser Dasar Nominal (V) Eksentrisitas Rencana ( e d ) Pembatasan Penyimpangan Lateral Pengaruh Arah Pembebanan Gempa Aplikasi Program MIDAS Pemanfaatan MIDAS Pada Bangunan Kelebihan Program MIDAS Kekurangan Program MIDAS...16 BAB III METODOLOGI Metoda Perancangan...19 BAB IV PRELIMINARI DESIGN Data Perencanaan Data Gedung Perencanaan Dimensi Komponen Struktur Perencanaan Dimensi Balok Perencanaan Tebal Pelat Perancangan Dimensi Kolom...39 BAB V STUDI KOMPARASI HASIL ANALISIS PROGRAM MIDAS DENGAN ETABS Pengoperasian Program MIDAS...43 xvi

17 5.2 Kasus Struktur Sederhana Menggunakan Program MIDAS Kesimpulan Studi Komparasi BAB VI PERHITUNGAN DAN ANALISA STRUKTUR SEKUNDER Perhitungan Struktur Sekunder Perhitungan Tangga Pembebanan Tangga dan Bordes Analisa Gaya-gaya Dalam Analisa Struktur Tangga Perhitungan Balok Lift Data Perencanaan Perancangan Dimensi Balok Lift Pembebanan Lift Analisa Gaya-Gaya Dalam Penulangan Balok Lift Pemodelan Pembebanan Gravitasi Berat Bangunan Pembebanan dan Penulangan Plat Lantai Pembebanan Plat Penulangan Pelat Perancangan Balok Anak Analisa Gaya Dalam Penulangan Lentur Penulangan Geser BAB VII PEMBEBANAN GEMPA...77 xvii

18 7.1 Perhitungan Gempa Statik Perhitungan Berat Bangunan Perhitungan Beban Gempa Dinamik Menggunakan Respon Spektrum Respon Spektrum Rencana Penentuan Eksentrisitas Rencana Bangunan Lantai Tingkat Sebagai Diafragma Pengaruh P-Delta Arah Pembebanan Gempa Batas Waktu Getar Alami Fundamental (T) Kinerja Batas Layan Kinerja Batas Ultimate Kontrol gaya geser dasar...87 BAB VIII PERANCANGAN STRUKTUR UTAMA Perancangan Balok Induk Perancangan Balok Induk Memanjang B Perhitungan Penulangan Lentur Desain Tulangan Geser Balok Induk B Pemutusan Tulangan Balok Pada Balok Induk B Perancangan Balok Induk Melintang B Perhitungan Penulangan Lentur Desain Tulangan Geser Balok Induk B Pemutusan Tulangan Balok Pada Balok Induk B Perancangan Kolom Penulangan memanjang kolom Pengecekan Persyaratan Strong Columns Weak Beam xviii

19 8.2.3 Pengekangan Kolom Sambungan Lewatan Tulangan Vertikal Kolom Hubungan Balok Kolom BAB IX KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xix

20 (Halaman ini sengaja dikosongkan) xx

21 DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 Peta Wilayah Gempa Indonesia berdasarkan SNI Gambar 2.1 Model rangka gedung dengan sistem SRPM... 6 Gambar 2.2 Internatinal Business Center in HoChiMinh, Vietnam Gambar 2.3 Chunsang high school South Korea Gambar 2.4 Interface Program MIDAS Gambar 2.5 Contoh aplikasi Program MIDAS Gambar 3.1 Flow Chart Perancangan Gambar 4.1 Gambar balok induk T Interior bagian atap Gambar 4.2 Gambar balok induk T Interior bagian lantai Gambar 4.3 Gambar balok anak T Interior bagian lantai Gambar 4.4 Denah Pembalokan dan jenis pelat Gambar 4.5 Beban area untuk kolom Gambar 5.1 Denah dan Potongan Melintang Tangga Gambar 5.2 Analisa Gaya Dalam Tangga Gambar 5.3 Gaya-gaya Dalam Tangga Gambar 5.4 Gaya Momen Tangga Gambar 5.5 Letak Lift dan Denah Pembalokan Lift Gambar 5.6 Model pembebanan pelat depan lift Gambar 5.7 Denah Pelat dan Jenis Pelat Lantai Gambar 5.8 Denah Pembalokan Gambar 5.9 Penulangan balok anak Gambar 6.1 Respon spektrum gempa rencana xxi

22 Gambar 7.1 Denah Pembalokan Lantai Gambar 7.2 Momen Envelope Balok B37 Lt Gambar 7.3 Diagram GayaGeser Balok B37 Akibat Gempa ke Arah Kanan Gambar 7.4 Diagram Momen Pemutusan Tulangan Balok Induk B Gambar 7.5 Tulangan terpasang balok B Gambar 7.6 Momen Envelope Balok 29 Lt Gambar 7.7 Diagram GayaGeser Balok B29 Akibat Gempa ke Arah Kanan Gambar 7.8 Pemasangan Tulangan Balok Induk B Gambar 7.9 Denah Pembalokan dan lokasi kolom C1 dan C Gambar 7.10 Digram Interaksi Kolom C1 antara Lt.1-Lt Gambar 7.11 Digram Interaksi Kolom C1 antara Lt.2-Lt Gambar 7.12 Digram Interaksi Kolom C2 antara Lt.1-Lt Gambar 7.13 Digram Interaksi Kolom C2 antara Lt.2-Lt Gambar 7.14 Gambar sketsa momen di kolom C Gambar 7.15 Gambar sketsa momen di kolom C Gambar 7.16 Sketsa Hubungan Balok Kolom Bagian Interior Gambar 7.17 Sketsa Hubungan Balok Kolom Tepi xxii

23 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Kombinasi Beban... 7 Tabel 2.2 Ketentuan Resiko Gempa ACI/UBC dan SNI Tabel 2.3 Perencanaan dan Syarat Pendetailan... 8 Tabel 4.1 Resume Tipe Pelat A Tabel 4.2 Resume Tipe Pelat B Tabel 5.1 Momen Balok Anak B Tabel 6.1 Ringkasan Berat Tiap Lantai Tabel 6.2 Perhitungan eksentrisitas Rencana Tiap lantai Tabel 6.3 Kinerja Batas Layan arah X Tabel 6.4 Kinerja Batas Layan arah Y Tabel 6.5 Kinerja Batas Ultimate arah X Tabel 6.6 Kinerja Batas Ultimate arah Y Tabel 6.7 Periode masing-masing mode Tabel 6.8 Ringkasan Berat Tiap Lantai (sebelum perubahan dimensi balok induk dan kolom) Tabel 6.9 Ringkasan Berat Tiap Lantai (setelah perubahan dimensi balok induk dan kolom) Tabel 7.1 Resume gaya-gaya momen balok eksterior memanjang B37 lantai Tabel 7.2 Resume Penulangan Balok Induk B Tabel 7.3 Resume gaya geser akibat gaya ravitasi dan gempa (dalam N) Tabel 7.4 Resume gaya-gaya momen balok eksterior memanjang B29 lantai xxiii

24 Tabel 7.5 Resume Penulangan Balok Induk B Tabel 7.6 Resume gaya geser balok B29 akibat gaya gravitasi dan gempa (dalam N) Tabel 7.7 Resume gaya pada kolom C1 antara Lt. 1- Lt Tabel 7.8 Resume gaya pada kolom C1 antara Lt. 2- Lt Tabel 7.9 Resume gaya pada kolom C2 antara Lt. 1- Lt Tabel 7.10 Resume gaya pada kolom C2 antara Lt. 2- Lt xxiv