ANALISIS PERUBAHAN SISTEM STRUKTUR KONVENSIONAL MENJADI SISTEM PRACETAK UNTUK GEDUNG RUSUNAWA DI MENADO T-24 DENGAN MENGGUNAKAN PROGRAM ETABS9.

Transkripsi

1 ANALISIS PERUBAHAN SISTEM STRUKTUR KONVENSIONAL MENJADI SISTEM PRACETAK UNTUK GEDUNG RUSUNAWA DI MENADO T-24 DENGAN MENGGUNAKAN PROGRAM ETABS9.0 SKRIPSI OLEH FREDDY UNIVERSITAS BINA NUSANTARA JAKARTA 2009

2 ANALISIS PERUBAHAN SISTEM STRUKTUR KONVENSIONAL MENJADI SISTEM PRACETAK UNTUK GEDUNG RUSUNAWA DI MENADO T-24 DENGAN MENGGUNAKAN PROGRAM ETABS9.0 SKRIPSI Diajukan sebagai salah satu syarat Untuk gelar kesarjanaan pada Jurusan Teknik Sipil Jenjang Pendidikan Strata-1 OLEH FREDDY UNIVERSITAS BINA NUSANTARA JAKARTA 2009

3 UNIVERSITAS BINA NUSANTARA PERNYATAAN KESIAPAN SKRIPSI UNTUK UJIAN PENDADARAN Pernyataan Penyusunan Skripsi Saya, Freddy, dengan ini menyatakan bahwa Skripsi yang berjudul: ANALISIS PERUBAHAN SISTEM STRUKTUR KONVENSIONAL MENJADI SISTEM PRACETAK UNTUK GEDUNG RUSUNAWA DI MENADO T-24 DENGAN MENGGUNAKAN PROGRAM ETABS9.0 adalah benar hasil karya saya dan belum pernah diajukan sebagai karya ilmiah, sebagian atau seluruhnya, atas nama saya atau pihak lain. Freddy 31 Juli Disetujui oleh Pembimbing Saya setuju Skripsi tersebut diajukan untuk Ujian Pendadaran Made Suangga. D. Eng 31 Juli 2009 D2650

4 ANALISIS PERUBAHAN SISTEM STRUKTUR KONVENSIONAL MENJADI SISTEM PRACETAK UNTUK GEDUNG RUSUNAWA DI MENADO T-24 DENGAN MENGGUNAKAN PROGRAM ETABS9.0 SKRIPSI OLEH: Freddy Disetujui: Pembimbing Made Suangga. D. Eng. D2650 UNIVERSITAS BINA NUSANTARA JAKARTA 2009

5 KATA PENGANTAR Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat dan rahmat-nya, saya dapat menyelesaikan laporan Skripsi yang berjudul Analisis Perubahan Sistem Struktur Konvensional menjadi Sistem Struktur Pracetak untuk Gedung Rusunawa di Manado T-24 dengan Menggunakan Program ETABS9.0 ini dengan baik. Bersamaan dengan ini pula, saya ingin mengucapkan terima kasih kepada Bapak Ir. Made Suangga, M. Sc., D. Eng. selaku dosen pembimbing, atas data-data proyek, waktu, bimbingan, kesabaran dan kemurahannya selama penyusunan laporan penelitian ini. Saya menyadari bahwa begitu banyak bantuan yang saya peroleh sejak memulai perencanaan penulisan laporan penelitian sampai akhirnya laporan ini selesai. Oleh karena itu pada kesempatan ini saya juga ingin menyampaikan terima kasih kepada: Kepada Papa (Alm.) dan Mama saya yang telah membesarkan saya dengan baik hingga saya mampu menjadi seperti sekarang ini. Kepada Oom Buan Ham dan Tante Wies, Oom Jack dan Tante Renny yang telah memberikan kesempatan dan dukungan yang besar bagi saya untuk dapat menyelesaikan pendidikan. Ibu Amelia Makmur, S. T., M. T. atas kepercayaan, dukungan moral dan spiritual, serta perjuangannya sehingga saya dapat meneruskan pendidikan saya pada Universitas Bina Nusantara ini hingga selesai. Ibu Ir. Dwi Dinariana, M. T. atas pemberian data pendukung dan penjelasan konsep terkait bagi skripsi saya. iv

6 Ibu Ir. Godeliva Juliastuti, M. T., Bapak Gouw Tjie Liong, Ir., M. Eng, Ch. Fc., Ibu Yuni Ayu Maharani, S. T., Bapak Irpan Hidayat, S. T., Ibu Tiny dan seluruh Dosen Pengajar Teknik Sipil Universitas Bina Nusantara atas saran dan masukannya. Rekan-rekan mahasiswa angkatan 2002 yang telah banyak melalui pendidikan di Universitas Bina Nusantara bersama-sama, dan juga rekan-rekan mahasiswa angkatan 2004, 2005, 2006, yang selama saya melanjutkan pendidikan ikut ambil bagiannya. Kepada Hardi Kurniawan, S. T. yang selama pembuatan skripsi ini sudah banyak membantu dengan sabar dan banyak memberi masukan-masukan bagi kelancaran skripsi saya. Dan juga bagi semua pihak yang telah membantu dalam pembuatan skripsi ini yang tidak dapat saya sebutkan namanya satu persatu. Saya menyadari bahwa laporan skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, kritik dan saran dari para pembaca sangat saya harapkan untuk memperbaiki cara penulisan saya dikemudian hari. Jakarta, 31 Juli 2009 Freddy v

7 DAFTAR ISI Halaman Judul Depan Halaman Judul Dalam Halaman Persetujuan Hard Cover Halaman Pernyataan Dewan Penguji ABSTRAK...iii KATA PENGANTAR... iv DAFTAR ISI...vi DAFTAR TABEL... x DAFTAR GAMBAR... xii DAFTAR LAMPIRAN... xvii DAFTAR NOTASI...xviii BAB 1 PENDAHULUAN Latar Belakang Identifikasi Masalah Tujuan Dan Manfaat Penelitian Lingkup Penelitian Sistematika Penulisan... 3 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA Sejarah Perkembangan Beton Pracetak Perkembangan Sistem Pracetak di Dunia... 6 vi

8 2.1.2 Perkembangan Sistem Pracetak di Indonesia Permasalahan Umum pada Pengembangan Sistem Pracetak Sistem Pracetak Beton Pengertian Umum Beton Pracetak Bahan-Bahan Beton Pracetak Klasifikasi Sistem Pracetak Beton Metode Membangun dengan Konstruksi Precast Prinsip Konstruksional Berbagai Macam Konstruksi Prefabrikasi Sistem Pracetak untuk Struktur Gedung Sistem Koneksi Beton Pracetak Sistem Pracetak Platcon 07 (P.T. Rang Pratama) Pengujian Struktur Joint Balok-Kolom Sistem Precast Platcon Perilaku Tegangan-Regangan Beton Perilaku Tegangan-Regangan Baja Set-up Benda Uji Pengamatan Pola Retak dan Keruntuhan Joint Sistem Pracetak Kesimpulan Hasil Uji Coba Sistem Platcon Tahapan Konstruksi Sistem Platcon Metode Analisis Pembebanan Perhitungan Massa vii

9 2.7.3 Penentuan dan Perhitungan Gempa Rencana Satuan dan Berat Jenis Pembebanan Gedung Menurut SNI F Ketentuan Mengenai Kekuatan Struktur Material Menurut Standar Nasional Indonesia (SNI) Joint dan Derajat Kebebasan Daktilitas dan Faktor Reduksi Gempa BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN Pendekatan Penelitian Pengumpulan Data BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Pengumpulan Data Geometri Struktur Material Properties Dimensi Elemen Kolom Sistem Konvensional Dimensi Elemen Balok Sistem Konvensional Pembebanan Struktur Kombinasi Pembebanan Hasil Pengolahan Data Permodelan Bangunan pada Program ETABS Analisa Pembebanan Gempa Statis Sistem Konvensional Analisa Pembebanan Gempa Statis Sistem Pracetak Desain Kolom Sistem Pracetak Desain Balok Sistem Pracetak viii

10 4.2.6 Desain Pelat Lantai Sistem Pracetak Pembahasan Hasil ETABS BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA RIWAYAT HIDUP ix

11 DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Perbandingan Kualitatif antara Struktur Kayu, Baja serta Beton Konvensional dan Pracetak... 5 Tabel 2.2. Beban Mati menurut SNI F Tabel 2.3. Beban Hidup menurut SNI F Tabel 2.4. Koefisien Reduksi Beban Hidup menurut SNI F Tabel 2.5. Koefisien Reduksi Beban Hidup Kumulatif (SNI F) Tabel 2.6. Percepatan Puncak Batuan Dasar dan Percepatan Puncak Muka Tanah untuk masing-masing Wilayah Gempa Indonesia Tabel 2.7. Spektrum Respons Gempa Rencana Tabel 2.8. Faktor Keutamaan (I) Berbagai Jenis Gedung Tabel 2.9. Koefisien ζ yang Membatasi Waktu Getar Alami Fundamental Struktur Gedung Tabel Faktor Reduksi (Ø) untuk Kekuatan Nominal Beton Tabel Parameter Daktilitas Struktur Gedung Tabel Faktor Daktilitas Maksimum, Faktor Reduksi Gempa Maksimum, Faktor Tahanan Lebih Struktur dan Faktor Tahanan Lebih Total beberapa Jenis Sistem dan Subsistem Struktur Gedung Tabel 4.1. Desain Tulangan Kolom Sistem Konvensional Tabel 4.2. Desain Tulangan Balok Sistem Konvensional Tabel 4.3. Massa Lantai Sistem Konvensional Tabel 4.4. Waktu Getar Alami Fundamental Sistem Konvensional x

12 Tabel 4.5. Gaya Horisontal Terdistribusi Akibat Gaya Gempa Sistem Konvensional Tabel 4.6. Massa Lantai Sistem Pracetak Tabel 4.7. Waktu Getar Alami Fundamental Sistem Pracetak Tabel 4.8. Gaya Horisontal Terdistribusi Akibat Gaya Gempa Sistem Pracetak xi

13 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Kolom Penyangga Sederhana... 9 Gambar 2.2.a. Pergerakan Beton Pracetak Tanpa Penggabungan Elemen Gambar 2.2.b. Kegagalan Beton Pracetak Akibat Pergerakan Muai-Susut Gambar 2.3. Pengelasan Joint Khusus Tumpuan Ganda Gambar 2.4. Pemolesan Finishing Kolom menggunakan Marmer sebagai Pemanis. 13 Gambar 2.5. Kolom Spiral Beton Pracetak di Sekolah Braynston, UK Gambar 2.6. Penuangan Beton menggunakan Teknologi Muktahir Gambar 2.7. Kerusakan pada Kolom Beton Pracetak Gambar 2.8. Produksi Beton Pracetak dengan Bentuk Khusus Gambar 2.9. Tulangan Prategang Beton Pracetak Gambar Pelat Lantai Prategang Berongga Gambar Pengangkutan Pelat Lantai pada Proyek Gambar 2.12.a. Joint Diamond Belt oleh P.T. Java Perkasa Gambar 2.12.b. Joint menerus oleh P.T. HK Precast Gambar 2.12.c. Joint Column-Slab oleh P.T. JHS PCI Gambar 2.12.d. Joint with Bearing Plate oleh P.T. Rang Pratama Gambar 2.12.e. Joint Grouting oleh P.T. Tribina Primalestari Gambar 2.12.f. Joint Bearing Plate oleh P.T. Waskita Karya Gambar 2.13.a. Joint Balok Kolom Interior pada Sistem Platcon Gambar 2.13.b. Joint Balok Kolom Exterior pada Sistem Platcon xii

14 Gambar Perbandingan Hasil Analisis Pushover Portal Pracetak dan Portal Monolit Gambar Kurva Hubungan Tegangan-Regangan Beton pada Pembebanan Uni- Aksial Tekan Gambar Kurva Hubungan Tegangan-Regangan Baja terhadap Beban Monotonik Tarik Gambar 2.17.a. Set-up Joint Balok Kolom Interior Sistem Platcon Gambar 2.17.b. Set-up Joint Balok Kolom Exterior Sistem Platcon Gambar 2.18.a. Pola Retak Joint Balok Kolom Interior Sistem Platcon Gambar 2.18.b. Pola Retak Joint Balok Kolom Exterior Sistem Platcon Gambar Flow Chart Pelaksanaan Konstruksi Pracetak Gambar Wilayah-wilayah Gempa untuk Indonesia Gambar Koefisien Gempa Dasar Wilayah Gambar Koefisien Gempa Dasar Wilayah Gambar Koefisien Gempa Dasar Wilayah Gambar Koefisien Gempa Dasar Wilayah Gambar Koefisien Gempa Dasar Wilayah Gambar Koefisien Gempa Dasar Wilayah Gambar Derajat Kebebasan Joint pada Sistem Koordinat Lokal Gambar 3.1. Bagan Alir Penelitian Gambar 3.2. Bagan Alir Analisa Struktur dengan Program ETABS Gambar 3.3. Bagan Alir Analisa Perubahan Desain Struktur Sistem Konvensional menjadi Sistem Pracetak Gambar 4.1.a. Denah Struktur Kolom Gedung Lantai 1 Sistem Konvensional xiii

15 Gambar 4.1.b. Denah Struktur Kolom Gedung Lantai 2-4 Sistem Konvensional Gambar 4.1.c. Denah Struktur Kolom Gedung Lantai 5 Sistem Konvensional Gambar 4.2.a. Denah Struktur Balok Gedung Lantai 2 Sistem Konvensional Gambar 4.2.b. Denah Struktur Balok Gedung Lantai 3-5 Sistem Konvensional Gambar 4.2.c. Denah Struktur Balok Gedung Lantai Atap Sistem Konvensional Gambar 4.3. Denah Struktur Ring Balok Gedung Lantai Atap Sistem Konvensional80 Gambar 4.4.a. Tampak Depan Gedung Rusunawa Gambar 4.4.b. Tampak Samping Kiri dan Kanan Gedung Rusunawa Gambar 4.5. Permodelan pada Program ETABS Gambar 4.6. Perubahan Desain Kolom Tipe K1 Lantai 1&2 Konvensional Menjadi Sistem Pracetak Gambar 4.7. Perubahan Desain Kolom Tipe K1 Lantai 3&4 Konvensional Menjadi Sistem Pracetak Gambar 4.8. Perubahan Desain Kolom Tipe K2 Lantai 1&2 Konvensional Menjadi Sistem Pracetak Gambar 4.9. Perubahan Desain Kolom Tipe K2 Lantai 3&4 Konvensional Menjadi Sistem Pracetak Gambar Perubahan Desain Kolom Tipe K3 Lantai 1&2 Konvensional Menjadi Sistem Pracetak Gambar Perubahan Desain Kolom Tipe K3 Lantai 3&4 Konvensional Menjadi Sistem Pracetak Gambar Perubahan Desain Kolom Tipe K3 Lantai 5 Konvensional Menjadi Sistem Pracetak xiv

16 Gambar Perubahan Desain Balok Tipe B1 Konvensional menjadi Sistem Pracetak Gambar Perubahan Desain Balok Tipe B2 Konvensional menjadi Sistem Pracetak Gambar Perubahan Desain Balok Tipe B3 Konvensional menjadi Sistem Pracetak Gambar Perubahan Desain Balok Tipe B4 Konvensional menjadi Sistem Pracetak Gambar Perubahan Desain Balok Tipe CG Konvensional menjadi Sistem Pracetak Gambar Perubahan Desain Balok Tipe BC Konvensional menjadi Sistem Pracetak Gambar Perubahan Desain Balok Tipe RB1 Konvensional menjadi Sistem Pracetak Gambar Perubahan Desain Balok Tipe RB2 Konvensional menjadi Sistem Pracetak Gambar Tampak Samping Hubungan Elemen Balok dan Pelat Lantai Sistem Konvensional Gambar Joint antara 2 Elemen yang Berbeda (Pelat Lantai dan Balok) Sistem Pracetak Gambar Joint antara Elemen Pelat Lantai Sistem Pracetak Gambar Tampak Atas Joint antara Elemen Balok Exterior dan Kolom Sistem Pracetak xv

17 Gambar Tampak Atas Joint antara Elemen Balok Interior dan Kolom Sistem Pracetak Gambar Tampak Samping Joint antara Elemen Balok dan Kolom Sistem Pracetak Gambar Joint Antara Elemen Kolom Sistem Pracetak xvi

18 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran A. Data Input Program Lampiran B. Data Output Program Lampiran C. Output Desain Beton Lampiran D. Permodelan Struktur L1 L12 L13 L15 Lampiran E. Permodelan Desain L29 Lampiran F. Berbagai Perusahaan Terkait L36 xvii

19 DAFTAR NOTASI A 0 = Percepatan puncak batuan dasar dan muka tanah A m = Percepatan respons maksimum A r = Pembilang dalam persamaan hiperbola Faktor Respon Gempa C pada spektrum respon gempa rencana B C DL E ec = Panjang denah struktur gedung = Faktor respons gempa = Beban mati = Beban gempa = Eksentrisitas teoritis adalah jarak antara pusat massa dan pusat kekakuan yang diukur tegak lurus pada arah pembebanan f 1 = Faktor kuat lebih bahan f 2 Fi = Faktor kuat lebih struktur = Beban horizontal terpusat yang bekerja pada masing-masing tingkat lantai. Beban ini diperoleh dari beban geser dasar akibat gempa (V) yang didistribusikan sepanjang tinggi gedung H = Ketinggian sampai puncak dari bagian utama struktur gedung diukur dari tingkat penjepitan lateral (dalam meter), apabila tidak ditentukan lain, atas fondasi dapat dianggap sebagai penjepitan lateral hi = Ketinggian sampai tingkat i yang diukur dari tinggi penjepitan lateral (atas fondasi) xviii

20 I 1 = Faktor keutamaan untuk menyesuaikan perioda ulang gempa berkaitan dengan penyesuaian probabilitas terjadinya gempa itu selama umur gedung I 2 = Faktor keutamaan untuk menyesuaikan perioda ulang gempa berkaitan dengan penyesuaian umur gedung tersebut. LL n = Beban hidup = Nomor lantai tingkat paling atas (lantai puncak), jumlah lantai tingkat struktur gedung R = Faktor reduksi gempa R m = Faktor reduksi gempa maksimum SDL T U V V m = Beban hidup tambahan = Waktu getar alamiah struktur gedung = Kuat perlu = beban geser dasar akibat gempa = Beban geser gempa maksimum V y = Beban saat leleh pertama V n = Beban geser gempa nominal Wi = bagian dari seluruh badan vertikal yang disumbangkan oleh beban-beban vertikal yang bekerja pada tingkat i (dalam kg) pada peninjauan gempa W t = Berat total gedung μ μ m = Faktor daktilitas = Faktor daktilitas maksimum xix

21 δ m = Simpangan maksimum δ y = Simpangan saat leleh pertama ζ = Koefisien pengali dari jumlah tingkat struktur gedung yang membatasi waktu getar alami fundamental struktur gedung Ø = Faktor reduksi kekuatan xx