ANALISA SAMBUNGAN STRUKTUR BETON DAN BAJA DIMANA SAMBUNGAN BETON KE BAJA TIDAK RIGID SEMPURNA

Transkripsi

1 ANALISA SAMBUNGAN STRUKTUR BETON DAN BAJA DIMANA SAMBUNGAN BETON KE BAJA TIDAK RIGID SEMPURNA Disusun Oleh : MUHAMMAD MAKHRUS BIDANG STUDI STRUKTUR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2010

2 LEMBAR PENGESAHAN ANALISA SAMBUNGAN STRUKTUR BETON DAN BAJA DIMANA SAMBUNGAN BETON KE BAJA TIDAK RIGID SEMPURNA TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Melengkapi Tugas-Tugas dan Memenuhi Syarat Untuk Menempuh Ujian Sarjana Teknik Sipil Disusun oleh: MUHAMMAD MAKHRUS Dosen Pembimbing Ir. Daniel R, MT NIP Penguji I Penguji II Penguji III Ir. Besman Surbakti, MT NIP Ir. Robert Panjaitan NIP Mengesahkan : Ketua Departemen Teknik Sipil Nursyams, ST, MT NIP Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan NIP SUB JURUSAN STRUKTUR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010

3 ANALISA SAMBUNGAN STRUKTUR BETON DAN BAJA DIMANA SAMBUNGAN BETON KE BAJA TIDAK RIGID SEMPURNA TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Melengkapi Tugas-Tugas dan Memenuhi Syarat Untuk Menempuh Ujian Sarjana Teknik Sipil Disusun oleh: MUHAMMAD MAKHRUS Disahkan Oleh : Pembimbing Ketua Departemen Ir. Daniel R, MT NIP Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan NIP SUB JURUSAN STRUKTUR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010

4 ABSTRAK Pada suatu konstruksi bangunan, tidak terlepas dari elemen-elemen seperti balok, kolom pelat maupun kolom balok,baik itu terbuat dari baja,kayu,maupun beton yang mana pada tempat tertentu harus disambung.sifat sambungan sangat tergantung pada jenis dan konstruksi sambungan, bervariasi mulai dari yang berkakuan sendi sampai dengan berkekakuan sempurna,yang mana diantaranya terdapat sifat semi kaku atau semirigid. Desain konstruksi, prosedur desain, keunggulan baja sebagai material konstruksi,kelemahan baja sebagai material konstruksi,sifat-sifat baja mekanis structural,jenis-jenis baja structural yang umum digunakan adalah hal yang sangat perlu diperhatikan dalam merencanakan suatu struktur baja. Selain itu perlu juga diperhatikan metode-metode yang digunakan. Pemodelan dalam tugas akhir ini dimana bangunan dasar yang terdiri dari struktur beton dan terdiri dari 3 lantai kemudian akan disambung dengan struktur baja 2 lantai dimana sambungan yang direncanakan pada kolom beton dan kolom pada struktur baja. Sambungan yang direncanakan adalah sambungan semirigid. Dimana release yang akan kita bandingkan adalah 20%, 40%, 60%,dan 80% dan akan dianalisa gaya-gaya dalam yang bekerja dan pengaruhnya terhadap bangunan dasar,akibat dari perubahan persentase yang dilakukan. Berdasarkan analisa yang dilakukan dan hasil dari perhitungan SAP 2000, dan berdasarkan garfik yang telah dibuat yaitu grafik pada frame 16, frame 18, frame 20, frame 22 momen berpengaruh pada sambungan semirigid terutama pada titik-titik atau kolom-kolom tempat terjadinya sambungan yaitu pada kolom beton (bangunan dasar) dan kolom baja (bangunan penambah), sedangkan gaya lintang dan normal tidak berpengaruh dalam sambungan ini Kata Kunci : sambungan kolom beton - kolom baja, sambungan semirigid, persentase kekakuan

5 KATA PENGANTAR Alhamdulillah. Puji syukur kepada Allah SWT, akhirnya penyusunan tugas akhir ini dapat saya selesaikan dengan baik, dimana tugas akhir ini merupakan suatu syarat yang harus dipenuhi dalam menyelesaikan program sarjana (S1) di Fakultas Teknik, Departemen Teknik Sipil (USU). Penulis menyadari bahwa selesainya tugas akhir ini tidak terlepas dari bimbingan, dukungan dan bantuan dari semua pihak, hingga terselesaikannya tugas akhir ini dengan judul Analisa Sambungan Struktur Beton Dan Baja Dimana Sambungan Beton ke Baja Tidak Rigid Sempurna. Untuk itu, pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan rasa terimakasih yang tulus kepada : 1. Bapak Prof.DR.Ing. Johannes Tarigan. Selaku Ketua Departemen Teknik Sipil Sumatera Utara. 2. Bapak Ir. Terunajaya, MSc. Selaku Sekertaris Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara. 3. Bapak Ir Daniel R, MT sebagai Pembimbing yang telah banyak meluangkan waktu, tenaga dan pikiran dalam memberikan bimbingan kepada penulis 4. Bapak Ir.Besman Surbakti,MT, Bapak Ir.Robert Panjaitan, Ibu Nursyamsi, ST,MT selaku Dosen Pembanding dan Penguji yang telah banyak memberikan masukan dan arahan dalam penyelesaian Tugas Akhir. 5. Bapak/Ibu staf pengajar jurusan Teknik Sipil. 6. Keluarga yang sangat penulis sayangi serta cintai. Hormat dan sujud penulis haturkan kepada Ayahanda Alm.Marionis dan Ibunda Alm.Roshayanis lubis Yang telah merawat dan membeikan penulis kasih sayang yang tiada henti, mendidik, membimbing, dan memberikan motivasi semagat serta doa kepada penulis agar penulis mampu mencapai cita cita yang mulia.

6 7. Saudara saya Abdul haaris, Ilham Taufiq, Muhammad Riskandi yang telah sangat banyak membantu dan mendukung penulis. 8. Dr.Alfansuri Kadri Sps, orang yang saya kagumi dan telah banyak memberikan banyak bantuan,motivator dan support yang luar biasa kepada penulis. 9. Rekan rekan dan seluruh crew Radio most fm medan,yang telah banyak memberi semangat,bg arie anggara, yuga yusuf, brata saragih, uya kelisha, beby chubby, uci anandita, anja utada, arief badil, tya xlsize, indy putria, popy hasta, kak dayah, pak adek dan seluruh keluarga besar yang mungkin tidak dapat disebutkan satu persatu. 10. Rekan-rekan terbaiku dalam mengarungi hidup bg mono, bg budi, harry octavin, bg jol, bg avan, kak lilies yang selalu memberikan semangat yang luar biasa kepada penulis. 11. Rekan rekan putra dan putri guntur 05 terutama buat beni,mizan,ari,afrizal yang telah banyak membantu penulis selama kuliah di fakultas teknik,teknik sipil USU, dan buat seluruh teman-teman yang mungkin tidak dapat disebutkan satu persatu sukses terus. 12. Seluruh pegawai administrasi yang telah memberikan bantuan dan kemudahan dalam penyelesaian administrasi. 13. Dewa dewi 96, 99, 02 dan Adik adik 08, kampus teknik sipil USU. Medan, Mei 2011 MUHAMMAD MAKHRUS

7 DAFTAR ISI ABSTRAK... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR TABEL. DAFTAR GAMBAR.... DAFTAR GRAFIK DAFTAR PERSAMAAN... i iii v viii ix x xi BAB I PENDAHULUAN... 1 A. Latar Belakang... 1 B. Permasalahan C. Maksud dan Tujuan... 7 D. Pembatasan Masalah... 8 E. Metodologi Penulisan... 9 BAB II TEORI DASAR II.1. Pengenalan Desain Struktur Baja A. Desain Konstruksi B. Prosedur Desain C. Keuntungan Baja Sebagai Material Konstruksi D. Kelemahan Baja Sebagai Material Konstruksi E. Sifat Sifat Mekanis Baja Struktural F. Jenis Jenis Baja Struktural yang Umum Digunakan G. Hubungan Antara Tegangan dan Regangan pada Konstruksi Baja II.2. Perencanaan Struktur Beton bertulang.. 17

8 A. Plat 18 B. Balok C. Kolom.. 20 D. Momen. 21 E. Gaya lintag.. 23 F. Gaya normal 24 G. Lendutan. 25 II.3. Konsep Perencanaan tahan gaya gempa.. 26 A.Sejarah penggunaan gaya horizontal akibat adanya gempa. 26 B. Analisis Beban static ekivalen. 28 C. Wilayah gempa Indonesia 32 D. Kondisi Tanah E. Analisis Dinamik II.4. Metode Perencanaan Konstruksi BajA A. Metode ASD (Allowable Stress Design) B. Metode LRFD (Load Resistance Factor Design).. 42 II.5. SRPM A. SRPMK B. SRPMT.. 47 C. SRPMB.. 49 BAB III RANGKA SEMIKAKU (Semirigid Frame) III.1. Pendahuluan III.2 Sambungan III.3 Prinsip-prinsip umum III.4 Analisis Rangka Semirigid III.5 Matriks kekakuan sambungan semirigid... 65

9 BAB IV ANALISIS DAN PEMODELAN STRUKTUR IV.1. Kriteria Desain dan Analisis A. Kemampuan Layanan. 72 B. Efisiensi.. 73 C. Konstruksi.. 73 IV.2. Hubungan Antar Panjang Bentang dan Jenis struktur IV.3. Pemodelan Analisa Struktur Pembebanan Pada Struktur Beban Mati Beban Hidup Berat Gempa IV.4. Kombinasi Beban Pemodelan Balok dan Kolom 83 IV.5. Pembahasan BAB V KESIMPULAN... V.1. Kesimpulan DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN.. 108

10 DAFTAR TABEL Tabel II.1. Sifat mekanis Baja Tabel II.2. Lendutan izin maksimum Tabel II.3. Jenis-jenis tanah Tabel II.4. Faktor keutamaan I untuk berbagai gedung dan bangunan Tabel II.5. Faktor daktalitas maksimum, factor reduksi gempa.. 38 Tabel III.1. Harga tegangan dasar... 62

11 DAFTAR GAMBAR Gambar I.1. Bidang momen dan garis lentur balok... 4 Gambar II.1. Denah bangunan Struktur Gambar II.2. Representasi beban horizontal akibat gempa Gambar II.3. Gaya Geser dasar Gambar II.4. Pembagian Wilayah gempa Indonesia Gambar III.1. Rotasi sudut pada tipe sambungan 65 Gambar III.2. Reaksi gaya.. 66 Gambar III.3. skema rotasi Gambar IV.1. Tampak depan bangunan penambah (struktur baja) Gambar IV.2. Tampak depan bangunan dasar (struktur beton) Gambar IV.3. Tampak depan prototype struktur bangunan Gambar IV.4. Denah prototype system strukur Gambar IV.5. Rangka struktur bangunan Gambar IV.6. Model bangunan Gambar IV.7. Output luas tulangan... 88

12 DAFTAR GRAFIK Grafik II.1. Hubungan tegangan regangan Grafik II.2. Respon spektrum gempa rencana Grafik III.1. Kurva tegangan dan regangan Grafik III.2. Hubungan M - θ r Grafik IV.1. Selang bentang untuk berbagai jenis sistem sruktur Grafik IV.2. Respon spectra wilayah gempa Grafik IV.3. Hubungan momen kekakuan frame Grafik IV.4. Hubungan momen kekakuan frame Grafik IV.5. Hubungan momen kekakuan frame Grafik IV.6. Hubungan momen kekakuan frame

13 DAFTAR PERSAMAAN Pers. I.1. 4 Pers. I.2. 5 Pers. I.3. 5 Pers. I.4. 7 Pers. II Pers. II Pers. II Pers. II Pers. II Pers. II Pers. II Pers. II Pers. II Pers. II Pers. II Pers. II Pers. II Pers. III Pers. III Pers. III Pers. III Pers. III Pers. III Pers. III Pers. III.8. 69

14 Pers. III Pers. III Pers. III Pers. III Pers. III Pers. III Pers. III Pers. III Pers. III Pers. III Pers. III Pers. III Pers. IV.1. 86